[发明专利]盾构机舱内掌子面加固结构、其施工方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种盾构机舱内掌子面加固结构、其施工方法及设备。

背景技术

在我国，一些地区的地下花岗岩普遍存在，采用盾构机进行隧道盾构施工时，盾构机前端刀具极易磨损，更换刀具频繁。

施工过程中对于盾构机前端刀具的更换，需要首先对施工现场的舱内掌面进行加固，已有技术中，对于舱内掌子面加固有地面垂直加固和带压处理两种方式。采用地面垂直加固地层要求是在施工场地比较宽阔的地段，以便施工机械设备进场投入使用。然而在盾构掘进施工中，有时盾构机将穿越铁路、河流、高层建筑群等，无法给地面垂直加固提供条件。带压处理是由操作人员进入舱内开舱换刀，在气压条件下进行作业，人员在舱内作业时间短，而且气压比土压更容易流失，带压开舱安全性不高。

对于花岗岩地带盾构机刀具更换频繁的情况，开舱检查和更换次数的增多大大增加了安全隐患，同时，基于经济性和工期等多种因素，已有的地面垂直加固地层法和带压开舱法均不能满足工程要求。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种盾构机舱内掌子面加固结构、其施工方法及设备。为舱内换刀提供安全、经济、合理的施工环境。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明盾构机舱内掌子面加固结构的特点是：在沿盾构机前方掌子面设置一道加固墙体作为掌子面加固结构。

所述加固墙体是厚度为0.1-0.2m、面积为40-45m²的水泥砂浆墙体。

本发明盾构机舱内掌子面加固结构的施工方法的特点是如下步骤进行：

a、配备注浆用砂浆，清空盾构机土舱，在盾构机土舱土压保持为零的情况下继续下步操作；

b、将同步注浆管路连接至盾构机土舱壁预留孔，通过同步注浆管路向盾构机土舱内注入砂浆，直至砂浆注满盾构机土舱并在盾构机前方掌子面处形成砂浆墙体；

c、将超前注浆钢管插入在盾构机超前注浆孔中，使将所述超前注浆管伸入在盾构机前方掌子面上方；利用二次注浆机通过超前注浆钢管注入水泥浆料，待注浆压力达到设定值后，收缩盾构机铰接使盾构机后退，形成加固墙体；

d、在注入的砂浆和水泥浆料达到初凝状态时，清空盾构机土舱内的砂浆和水泥浆料，待由注入的砂浆和水泥浆料形成的加固墙体完成初凝时，操作人员即可开舱换刀。

本发明盾构机舱内掌面加固结构的施工方法的特点也在于：

所述砂浆的配料为：水泥300-350kg、粉煤灰320kg、膨润土200kg、砂770kg、水570kg；

所述水泥浆料按重量份的配比为：水∶水泥＝0.8∶1。

本发明盾构机舱内掌子面加固施工的盾构机改进结构的特点是在所述盾构机土舱壁预留孔中连接同步注浆管路，在所述盾构机超前注浆孔中插入超前注浆钢管，所述超前注浆钢管为加长设置，使所述超前注浆钢管的前端可伸入在盾构机前方掌子面上方。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明使盾构机前方掌子面土体加固强度高，舱门打开后，可向舱内放置冰块、设置通风等，人员可在舱内长时间作业，极大地提高了换刀工作效率；

2、本发明不受施工场地环境制约，其人力、财力、物力和设备等投入少；

3、经过多次使用本方法开舱换刀，地面监控量测几乎不沉降；

4、可以有效保障舱内作业人员安全。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图中标号：1盾构机；2超前注浆钢管；3盾构机铰接；4超前注浆孔；5同步注浆管路；6土舱壁预留孔；7加固墙体。

具体实施方式

参见图1，本实施例中盾构机舱内掌子面加固结构是在沿盾构机前方掌子面设置一道加固墙体7作为掌子面加固结构，加固墙体7是厚度为0.1-0.2m、面积为40-45m²的水泥砂浆墙体。

本实施例中用于盾构机舱内掌子面加固施工的盾构机改进结构是在盾构机的土舱壁预留孔6中连接同步注浆管路5，在盾构机超前注浆孔4中插入超前注浆钢管2，超前注浆钢管2为加长设置，使超前注浆钢管2的前端可伸入在盾构机前方掌子面上方。

本实施例中盾构机舱内掌子面加固结构的施工方法的特点是按如下步骤进行：

1、配备注浆用砂浆，清空盾构机土舱，在盾构机土舱土压保持为零的情况下继续下步操作；若是盾构机土舱土压存在有不断上升的趋势，则必须停止以下步骤的操作。