[发明专利]盾构刀盘掌子面加固方法及用于该方法的注浆加固装置

权利要求书

1.一种盾构刀盘掌子面加固方法，其特征在于具体步骤如下：

（1）配备注浆用新型厚浆，新型厚浆是由以下重量份的材料配制而成：

830～850份砂，360～380份粉煤灰，90～110份膨润土，120～140份石灰，310～330份水，2～5份改性添加剂；其中，所述改性添加剂包括触变剂、减水剂、膨胀剂中的任意一种或几种；

（2）待盾构机停机到位后，按照盾构开仓施工流程，做好盾尾体位置及盾尾后方的密封处理阻断盾体及盾尾渗水，并静置24h后，通过盾体径向孔和管片注浆孔进行效果检查，确保没有地下水汇入的情况下，利用盾构机的空气压缩系统向土仓内加气，气压值根据土压传感器的参数进行调整，保证在理论土压值的±0.1bar范围内；

（3）在土仓内气压值达到要求后，利用盾构机的螺旋输送机系统将土仓的渣土排放至土仓九点半位置；选择盾构机土仓九点半以上区域的土仓壁预留球阀作为注浆点，注浆点位设有3～5个，注浆顺序由上至下，左右对称；

（4）准备注浆装置，所述注浆装置采用液压伸缩式注浆装置，包括反力支座、注浆管、油缸固定座和两套同步液压伸缩油缸，所述注浆管是由前部的硬质钢管和后部的注浆软管组成，其硬质钢管前端呈锥形，并开设有多个注浆孔形成注浆头；所述油缸固定座为环形支座，固定套设在注浆管临近注浆头的位置，两套液压伸缩油缸平行置于注浆管的硬质钢管两侧，两液压伸缩油缸的油缸套固定在油缸固定座上；

（5）从最上方的注浆点作为第一个注浆点位，开始安装注浆装置进行注浆；注浆装置的安装过程如下：先将反力支座固定在预留球阀外侧法兰盘上，在反力座上开设有与注浆管相匹配的注浆管穿孔，将两套伸缩油缸的活塞杆伸至最大行程，注浆管设有注浆头的一端穿过反力支座的注浆管穿孔正对预留球阀的进口，并将活塞杆的端部与反力支座连接，注浆管的软管与盾构机的同步注浆系统连接，并由盾构机的同步注浆系统进行注浆工作；

（6）在注浆装置安装到位后，开启预留球阀，同时控制两液压伸缩油缸同步收缩，带动注浆管穿过预留球阀伸入土仓内，并水平移动至刀盘临近土仓的一侧或水平移动穿过刀盘的间隙伸入刀前侧的土层内；在液压伸缩油缸收缩到位后，通过盾构机的同步注浆系统及注浆装置将步骤（1）中配制的新型厚浆注入盾构机刀盘掌子面的土层内，其注浆量为刀盘掌子面前方50cm长度范围的地层间隙，掌子面的注入系数取当前地层段同步注浆参数中填充系数+0.2作为参考值，注浆压力控制在4-4.5bar，注入方量15-20m³；

（7）在第一个注浆点位的注浆过程完成之后，控制两套液压伸缩油缸同步伸开，将注浆管收回使其脱离预留球阀，并关闭该注浆点的预留球阀，拆卸注浆装置；

（8）重复步骤（5）至（7）完成每个注浆点位的注浆工作，注浆工作完成之后进行土仓的气密性检测，在气密性检测达到要求时，便可进行开仓换刀工作。

2.根据权利要求1所述的一种盾构刀盘掌子面加固方法，其特征在于：所述步骤（8）中开仓换刀作业完成后，封闭土仓，然后再次按照步骤（3）至（7）的方式注入新型浆液，使得掌子面地层内新型厚浆降解，快速恢复掘进；所述新型浆液是由以下重量份数的物质配制而成：120~135份分散剂，55~65份泡沫剂，25~30份洗衣粉，120~150份水。

3.根据权利要求1所述的种盾构刀盘掌子面加固方法，其特征在于：所述步骤（2）中的盾体位置及盾尾后方的密封处理过程如下：

a.提前12h拌制膨润土浆液使之膨化，通过盾构自有的注浆系统注入粘度为85s的膨润土浆液，填充盾尾刷后方1m范围内的建筑空隙，防止砂浆和双液浆侵入盾尾刷位置导致盾尾刷弹性降低，注入1.5~3.5m³后更换粘度为55s的膨润土浆液，继续通过同步注浆系统注入，将管路内部的砂浆完全置换，保证恢复掘进时管路通畅；

b.提前12h拌制粘度为110s的膨润土浆液，通过盾体预留的超前注浆孔及径向注浆孔注入浆液，完成盾体位置间隙填充，整个盾体长度范围内注入8~10m³，防止出现地层变形沉降和长时间停机导致的盾体卡死；

c.在盾构后方第五环至第九环位置的管片按照间隔的方式注入双液浆，截断盾尾后方水源，双液浆注入压力控制在2.5~3.5bar之间，每环注入方量控制在3m³之内。