CN105317441A - 一种盾构保压换刀方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地铁隧道盾构施工技术，具体涉及一种盾构保压换刀方法，包括步骤：准备换刀工具、材料并检查压气时要用的相关设备；排出土仓内的渣土，当土压降至0.5bar以下时，向土仓加入压缩气体，同时向土仓内加入膨润土，转动刀盘，继续出渣；一段时间后停止加入膨润土，当螺旋机后闸门有较连续且较大压力的气体喷出即停止出土，然后等待一段时间看土仓内的气压是否能够保持稳定；土仓内气压稳定后，换刀人员进入人闸，相关材料工具也要运进去。准备好后，向人闸内加压；当人行闸的气压与土仓的气压基本一致时，打开平衡阀，换刀人员打开土仓门进入土仓开始换刀作业。本发明能够保证在复杂地层中进行安全、快速、经济、又不造成地面干扰的换刀操作。

Description

一种盾构保压换刀方法

技术领域

本发明涉及地铁隧道盾构施工技术，具体涉及一种盾构保压换刀方法。

背景技术

在城市地下铁道的建设中，盾构施工法以其良好的防渗漏水性、施工安全快速、对周围环境影响小等优点，已经成为地铁施工的主要方法之一，且在许多场合已成为首选方法。特别是在地层条件差、地质及环境状况复杂、地下水位高等情况下盾构法更具有明显的技术经济优异性。

当隧道主要在砾石层及中风化板岩中掘进时，所超越的地层石英含量及土层硬度较高，盾构刀具磨损厉害，所以在隧道掘进当中要考虑跟换刀具。

盾构机的换刀模式有直接开仓换刀模式、降水加固换刀模式、地表注浆加固换刀模式、围护桩加固换刀模式和气压加固换刀模式。直接开仓换刀模式要求地层稳定性好，因此该方法不适用于复杂地层。降水加固换刀模式简单，但存在地层不稳定的风险。由于砾石层及中风化板岩自稳定性较低，一旦时间过长，地层失稳就面临坍塌的危险。因此，单采用降水加固换刀对于复杂地层是不可行的。地表注浆加固换刀模式一定程度上可以加固地层，加固效果较降水加固好，但需要在地表占道操作，因此受地表条件的限制。另一方面，地层注浆效果不佳，加固之后地表仍可能出现坍塌，此法不能保证更换刀具的安全及地表要求。围护桩加固换刀模式能保证换刀的安全稳定，但存在桩的里程难确定、成本高、施工周期长、地表条件限制等缺点，并且未能体系盾构对环境影响小的先进性。气压加固换刀模式不占地表、而且费用较低、效率较高。但现有气压加固换刀方法在地质条件差的情况下，建压和保压容易失败。换句话说，在复杂的地质条件下，如何保证安全、快速地更换刀具是盾构施工的难点。

因此，如何采用行之有效的换刀技术来保证安全、快速、经济、又不造成地面干扰地进行刀具更换成为了复杂地层盾构施工的一个迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盾构保压换刀方法，能够实现在复杂地层盾构施工中进行安全、快速、经济、又不造成地面干扰地进行换刀。

本发明的技术方案为：一种盾构保压换刀方法，其中盾构机设有人行闸，由主舱和预备舱组成，两舱被压力门分隔开，该人行闸能实现局部气压条件下换刀施工。在盾构保压换刀期间，人行闸是人员、工具和材料出入土仓的转换通道。该盾构保压换刀方法包括步骤如下：

(1)、准备换刀工具、材料并检查压气时要用的相关设备；

(2)、排出土仓内的渣土，当土压降至0.5bar以下时，向土仓加入压缩气体，同时向土仓内加入膨润土，转动刀盘，继续出渣；

(3)、一段时间后停止加入膨润土，当螺旋机后闸门有较连续且较大压力的气体喷出即停止出土，然后等待一段时间看土仓内的气压是否能够保持稳定(即气压上下浮动不能超过0.1bar)；

(4)、土仓内气压稳定后，换刀人员进入所述人行闸，相关材料工具也要运进去。准备好后，向人闸内加压；

(5)、当所述人行闸的气压与土仓的气压基本一致时，打开平衡阀，换刀人员打开土仓门进入土仓开始换刀作业。

优选地，向所述人行闸内加压的程序按照有关带压作业规范的要求进行。

优选地，所述人行闸按CEN标准设计，并设有气压自动控制系统。

本发明的优点在于：能够保证在复杂地层中进行安全、快速、经济、又不造成地面干扰的换刀操作。

附图说明

图1示出了本发明的保压换刀流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实例对本发明做出详细说明，但本发明并不局限于以下实例。

在本实例中，当隧道主要在砾石层及中风化板岩中掘进时，所超越的地层石英含量及土层硬度较高，盾构刀具磨损厉害，所以在隧道掘进当中要更换刀具。由于该地层含水量及渗透率较高，开仓换刀时要采取保压措施。

盾构机设有人行闸，由主舱和预备舱组成，两舱被压力门分隔开，该人行闸能实现局部气压条件下换刀施工。在盾构保压换刀期间，人行闸是人员、工具和材料出入土仓的转换通道。在人员、工具和材料进入土仓时，能够保持土仓中的气压。

如图1所示，一种在复杂地层掘进时的盾构保压换刀方法，主要操作步骤如下：

第一步，准备换刀工具、材料并检查压气时要用的相关设备

常用的换刀工具包括：刀具磨损量具、手拉葫芦、液压千斤顶、螺杆千斤顶、分离式千斤顶、撬棒、扳手(开仓门及拆、装刀具时用)、气动打磨机、铁锤；

准备的材料包括：刀具及其配件(拉紧块、U型块、螺丝等)、吊耳；

要检查的设备包括：空压机(包括备用空压机)、管路(水管、气管)及接口、照明设施、人闸及土仓的压力表、人闸与指挥室的通讯。

第二步，土仓加压

排出土仓内的渣土，当土压降至较低时(0.5bar以下)，向土仓加入压缩气体，同时向土仓内加入膨润土，转动刀盘，继续出渣。一段时间后停止加入膨润土，当螺旋机后闸门有较连续且较大压力的气体喷出即可停止出土，然后等待半个小时左右看土仓内的气压是否能够保持稳定，即气压上下浮动不能超过0.1bar。

如果土仓内的气压，无法上升到预定值，且空压机排压较低，或者气压上下浮动过大都说明土仓漏气。检查地面、铰接、盾尾是否漏气。

第三步，人行闸加压

土仓内气压稳定后，换刀人员进入人行闸，相关材料工具也要运进去。准备好后，向人行闸内加压，加压程序要按照有关带压作业规范的要求。

第四步，当人行闸的气压与土仓的气压基本一致时，打开平衡阀，换刀人员打开土仓门进入土仓开始换刀作业。

人行闸按CEN标准设计，并设有气压自动控制系统。压缩空气调节装置安装在盾构机中体上，两路供气。

若换刀时刀具不慎掉入土仓内，而土仓内泥渣较多很难定位刀具及打捞时，则换刀人员进仓作业时带上铁锹和编织袋，将土仓内的渣土装袋即可。

若作业过程中，发生气管爆裂、空压机故障等问题时，首先要冷静，想办法稳住气压，同时尽快通知作业人员进入人闸以便及早减压出来。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种盾构保压换刀方法，其中盾构机设有人行闸，由主舱和预备舱组成，两舱被压力门分隔开，在盾构保压换刀期间，该人行闸是人员、工具和材料出入土仓的转换通道，其特征在于：包括如下步骤：

1)准备换刀工具、材料并检查压气时要用的相关设备；

2)排出土仓内的渣土，当土压降至0.5bar以下时，向土仓加入压缩气体，同时向土仓内加入膨润土，转动刀盘，继续出渣；一段时间后停止加入膨润土；当螺旋机后闸门有较连续且较大压力的气体喷出即停止出土，然后等待半个小时左右看土仓内的气压是否能够保持稳定；

3)土仓内气压稳定后，换刀人员进入所述人行闸，相关材料工具也要运进去，准备好后，向所述人行闸内加压；

4)当所述人行闸的气压与土仓的气压基本一致时，打开平衡阀，换刀人员打开土仓门进入土仓开始换刀作业。

2.根据权利要求1所述的盾构保压换刀方法，其特征在于：向所述人行闸内加压的程序按照有关带压作业规范的要求进行。

3.根据权利要求1所述的盾构保压换刀方法，其特征在于：所述人行闸按CEN标准设计，并设有气压自动控制系统。