[发明专利]超大直径泥水气平衡盾构在软土地层中的换刀施工方法

说明书

本发明公开了一种超大直径泥水气平衡盾构在软土地层中的换刀施工方法，包括：制备用于盾构刀盘的正面浆液，所述正面浆液的配制成分包括水、造浆剂以及增粘剂；使用所述正面浆液对软土地层进行浆液循环作业，以在软土地层的表面形成一层泥膜结构；根据盾构所处位置将盾构的操作仓内的压力调整到设定要求，以稳定盾构的开挖面；协同调整盾构的操作仓、主人仓以及货仓内的压力，以使换刀人员带压进入操作仓完成换刀作业。本发明制备盾构刀盘的正面浆液的配制成分包括水、造浆剂、增粘剂，该浆液配比制备的正面浆液，可以在软土表面形成一层泥膜结构，平衡作用于开挖面的土压力和水压力。

技术领域

本发明涉及盾构施工技术领域，尤其是指一种超大直径泥水气平衡盾构在软土地层中的换刀施工方法。

背景技术

现有的盾构法隧道换刀施工工艺，多数集中在岩石TBM或砂卵石地层中的盾构滚刀的更换。其盾构所处地层要么有一定的自立性，要么采用地面加固的方式，确保盾构正面土体稳定。而位于饱和的软土-砂土地层中的泥水气平衡盾构(混合盾构)通常埋置深度较大，正面土体稳定性极差，盾构上方地表环境复杂，通常不具备全断面加固的条件。

无地表加固措施下的盾构换刀作业，如何保障盾构正面稳定性是关键问题。尤其对于超大直径(一般在14m以上)的盾构法隧道而言，开挖面上下压力差大，保持正面的平衡稳定就更加困难，一旦正面出现失稳，不但换刀作业无法进行，更有可能危及换刀作业人员的生命。目前尚无可靠的方法用于超大直径的盾构在非加固的饱和软土地层中的盾构刮刀更换技术。

发明内容

有鉴于上述问题，本发明提供了一种超大直径泥水气平衡盾构在软土地层中的换刀施工方法，包括：

制备用于盾构刀盘的正面浆液，所述正面浆液的配制成分包括水、造浆剂以及增粘剂；

使用所述正面浆液对软土地层进行浆液循环作业，以在软土地层的表面形成一层泥膜结构；

根据盾构所处位置将盾构的操作仓内的压力调整到设定要求，以稳定盾构的开挖面；

协同调整盾构的操作仓、主人仓以及货仓内的压力，以使换刀人员带压进入操作仓完成换刀作业。

本发明超大直径泥水气平衡盾构在软土地层中的换刀施工方法，制备用于盾构刀盘的正面浆液的配制成分包括水、造浆剂、增粘剂，该浆液配比制备的正面浆液，可以在软土表面形成一层“泥膜”结构，以平衡作用于开挖面的土压力和水压力。并且，该泥膜结构能够有效的封堵粉砂地层中的间隙，成为一层不透水层，同时辅以适当的气压，可以起到对正面支护的作用，防止正面土体坍塌，为换刀作业提供安全可靠的工作面。采用本发明超大直径泥水气平衡盾构在软土地层中的换刀施工方法，浆液稳定正面土体，对盾构上方的环境没有特殊要求，施工周期短、费用相对较低，同时可以确保安全性。

本发明超大直径泥水气平衡盾构在软土地层中的换刀施工方法的进一步改进在于，所述造浆剂的组成成分包括大中分子量的聚丙稀酸盐类、聚丙稀腈盐类、纤维类盐类、抗钙剂以及增效添加剂。

本发明超大直径泥水气平衡盾构在软土地层中的换刀施工方法的进一步改进在于，所述增粘剂的组成成分包括大中分子量的聚丙稀酸盐类、丙稀腈、纤维素盐、乙烯基共聚物、带正电的活性颗粒、微孔堵塞剂以及增效添加剂。

本发明超大直径泥水气平衡盾构在软土地层中的换刀施工方法的进一步改进在于，所述正面浆液由水、造浆剂、增粘剂按照40:3:1的配比配制而成。

本发明超大直径泥水气平衡盾构在软土地层中的换刀施工方法的进一步改进在于，所述正面浆液的比重为1.05g/cm³～1.08g/cm³，所述正面浆液的粘度为80s～120s。

本发明超大直径泥水气平衡盾构在软土地层中的换刀施工方法的进一步改进在于，协同调整盾构的操作仓、主人仓以及货仓内的压力，以使换刀人员带压进入操作仓完成换刀作业，包括以下步骤：