[发明专利]开仓换刀方法

说明书

本发明公开一种开仓换刀方法，用于更换盾构机的刀具，包括如下步骤：向所述盾构机的土仓内注入第一浆液，以置换所述土仓内的原有渣土；通过所述盾构机上的超前地质钻孔中的至少一个向所述盾构机上部土体注入第二浆液，以加固所述上部土体；待所述土仓内的第一浆液凝固且无水渗出以及注入的第二浆液与所述上部土体无未凝固的砂层时，开仓换刀。本发明技术方案旨在解决现有技术中开仓换刀的安全风险高的技术问题。

技术领域

本发明涉及盾构施工技术领域，特别涉及一种开仓换刀方法。

背景技术

盾构机是一种在复杂地层中进行盾构施工的机械设备，用于在预设的地层中开挖隧道。盾构机在钻与上软下硬的地层时，刀具磨损严重，需要打开土仓以更换刀具，确保盾构施工安全可靠进行。然而，在钻遇上软下硬的地层时，由于上覆岩土层松软，在换刀的过程中由于没有压力平衡措施，上覆岩土层容易坍塌，安全风险极高；另一方面，由于上覆岩土层具有岩土缝隙，气密性差，导致掌子面与刀盘之间的轴向区域压力失去平衡，上覆岩土层容易坍塌，安全风险极高。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种开仓换刀方法，旨在解决现有技术中开仓换刀的安全风险高的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种开仓换刀方法，用于更换盾构机的刀具，包括如下步骤：

向土仓内注入第一浆液，以置换所述土仓内的原有渣土；

通过所述盾构机上的超前地质钻孔中的至少一个向所述盾构机上部土体注入第二浆液，以加固所述上部土体；

待所述土仓内的第一浆液凝固且无水渗出以及注入的第二浆液与所述上部土体无未凝固的砂层时，开仓换刀。

可选地，开仓换刀方法还包括：在所述盾构机与所述上部土体之间的环向间隙注入润滑剂。

可选地，所述润滑剂为油脂。

可选地，所述向所述盾构机的土仓内注入第一浆液，以置换所述土仓内的原有渣土的步骤包括：通过开设于所述土仓任一壁上的所述注浆通孔向所述土仓内注入第一浆液；在向所述土仓内注入第一浆液的过程中，通过螺旋机按照第一预设方向旋转排出所述土仓内的原有渣土，直至所述螺旋机排出注入所述土仓内的第一浆液，完成注浆。

可选地，所述向所述盾构机的土仓内注入第一浆液，以置换所述土仓内的原有渣土的步骤之后，所述开仓换刀方法还包括：按照第一预设转速驱动刀盘转动，并同步向所述土仓内继续注入第一预设体积的第三浆液；在向所述土仓内注入第一预设体积的第三浆液时，停止驱动所述刀盘；驱动所述盾构机后退预设行程，并同步向所述土仓内继续注入第二预设体积的第四浆液；在所述盾构机后退至预设位置时，停止驱动所述盾构机，并按照第二预设转速驱动所述刀盘，直至所述刀盘的扭矩增大至预设扭矩。

可选地，所述向所述盾构机的土仓内注入第一浆液，以置换所述土仓内的原有渣土的步骤之后，所述开仓换刀方法还包括：按照第二预设方向驱动所述螺旋机，并向所述螺旋机内注入膨润土，直至所述喷润土从所述螺旋机的顶部出来，停止驱动所述螺旋机；其中，所述第一预设方向和所述第二预设方向为相反方向。

可选地，所述通过所述盾构机上的超前地质钻孔中的至少一个向所述盾构机上部土体注入第二浆液，以加固所述上部土体的步骤包括：选择所述盾构机面向所述上部土体的至少一个超前地质钻孔；通过至少一个所述超前地质钻孔向所述上部土体插入超前导管；通过所述超前导管向所述上部土体注入所述第二浆液，以加固所述上部土体。

可选地，所述超前地质钻孔为4个，4个所述超前地质悬空沿所述盾构机的周向间隔设置；所述超前导管为4个，所述超前导管分别通过对应的所述地质钻孔插入所述上部土体。

可选地，所述开仓换刀方法还包括在向所述土仓内注入所述第一浆液和/或向所述上部土体注入所述第二浆液的过程中，监控地面是否隆起；其中，地面隆起不超过3mm。