用于处理盾构刀盘结泥饼的氧化消解方法技术

本发明专利技术提供一种用于处理盾构刀盘结泥饼的氧化消解方法，在盾构机结泥饼时，盾构机停机，向盾构开挖舱和盾构刀盘压注分解溶液，对所结泥饼进行浸泡分解，待完成分解，恢复盾构机施工，其中：所述分解溶液为氧化剂溶液；在所述盾构开挖舱的上部设置排气口，将所述氧化剂溶液分解泥饼过程中产生的气体排出。本发明专利技术提供一种不开仓情况下盾构结泥饼的化学处理方法，该方法可以实现在不开仓情况下自动去除泥饼，无需人工处理，节约投资和工期，同时可以规避人员的安全风险，氧化剂溶液反应过后主要生成水，不会对周边环境造成破环。

【技术实现步骤摘要】
用于处理盾构刀盘结泥饼的氧化消解方法
本专利技术涉及一种盾构法隧道施工领域，尤其涉及一种用于处理盾构刀盘结泥饼的氧化消解方法。
技术介绍
近年来，随着城市基础建设的迅速发展，盾构法隧道建设越来越普及，隧道的建设也逐步向大直径、大埋深方向发展。盾构掘进断面内的地质情况越来越复杂，盾构刀盘结泥饼的情况频发。盾构刀盘一旦结泥饼，会造成刀盘扭矩增大，推进速度下降，降低了掘进效率，影响施工进度。盾构刀盘结泥的问题一直以来并无效果明显的施工应对方法。
技术实现思路
本专利技术主要是针对现有技术的不足，提供一种不开仓情况下盾构结泥饼的化学处理方法，该方法可以实现在不开仓情况下自动去除泥饼，无需人工处理，节约投资和工期，同时可以规避人员的安全风险。为实现上述目的，本专利技术提供一种适用于盾构机在不需要开仓带压作业的情况下，有效消除盾构机刀盘结泥饼的化学处理方法。本专利技术方案包括：一种用于处理盾构刀盘结泥饼的氧化消解方法，在盾构机结泥饼时，盾构机停机，向盾构开挖舱和盾构刀盘压注分解溶液，对所结泥饼进行浸泡分解，待完成分解，恢复盾构机施工，其中：所述分解溶液为氧化剂溶液；在所述盾构开挖舱的上部设置排气口，将所述氧化剂溶液分解泥饼过程中产生的气体排出。在本专利技术的一些实施例中，所述排气口通过排气管路连接至抽流风机，排出的气体。在本专利技术的一些实施例中，在所述盾构开挖舱设置压力表，在所述排气口设置启闭阀门，监控所述盾构开挖舱的压力变化，并且，在压力到达设定的额定值时，开启所述启闭阀门，进行排气。在本专利技术的一些实施例中，还包括：预先采集泥饼样品，使用不同浓度的所述氧化剂溶液进行试验，根据泥饼消解情况，确定用于压注的所述氧化剂溶液的浓度。在本专利技术的一些实施例中，在确定所述氧化剂溶液的浓度时，采用泥饼消解时间较短的浓度。在本专利技术的一些实施例中，所述氧化剂溶液包括但不限于以下成分中的一种或多种的组合：过氧化氢、次氯酸钙、次氯酸钠、特丁基过氧化氢、过氧化氢溶液、过硫酸钾、过硫酸铵。在本专利技术的一些实施例中，所述盾构机为泥水平衡盾构，并且，在盾构机停机前，对泥水平衡盾构的泥水仓进行循环清仓，清仓完成后，用较低比重的泥水循环置换泥水仓内泥水，降低泥水仓中泥水的比重。在本专利技术的一些实施例中，在压注所述氧化剂溶液的过程中，低速旋转盾构刀盘，进行搅拌。在本专利技术的一些实施例中，预先在所述盾构开挖舱和所述盾构刀盘设置预留孔，通过注浆泵通过管路连接至所述预留孔，对所述盾构开挖舱的内部和所述盾构刀盘的正面进行所述氧化剂溶液的压注。在本专利技术的一些实施例中，预先在盾构盾壳设置垂直注浆孔，并且，在压注所述氧化剂溶液前，通过所述垂直注浆孔对外垂直注射堵漏材料，阻隔泥水倒窜进盾构盾尾内。本专利技术由于采用上述技术方案，使其具有以下有益效果：1、氧化剂溶液对开挖面几乎没有影响，不需要选择地质条件较好的位置进行停机作业，一旦确认盾构结泥饼，可以及时停机处理；2、市面上大多数的泥饼分散剂反应过后都会产生大量气体，而氧化剂溶液分解，生成自由基HO2·，HO·进攻泥浆和结泥中的有机质，参与氧化漂白，改变有机质的结构和数量，从而达到解泥的结果，当溶液中无氧化对象时，或是接触不到氧化对象时，它们所释放的活性氧结合成氧气放出，无对人体有毒有害的气体产生；3、氧化剂溶液可采用注浆泵压注，压注方式更为安全便捷，并且可以在盾构换刀过程中同步实施，不影响施工进度；4、氧化剂溶液反应过后主要生成水，不会对周边环境造成破环。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的用于处理盾构刀盘结泥饼的氧化消解方法的实施过程流程图。图2为本专利技术实施例的氧化消解方法在泥水平衡盾构中的使用情况的局部结构示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。盾构刀盘在泥岩、页岩、砂质泥岩、黏土等粘粒含量高的地层中施工时，地层中的粘性矿物颗粒易于水化，造成渣土之间极易相互黏连，且极易附着在刀盘及刀具上，导致刀盘及刀具结泥饼，刀具有效切削土体能力低，渣土也无法顺利进入开挖仓内。施工参数方面表现为刀盘扭矩增大，推进速度下降，影响盾构施工速度。而高扭矩低速度推进，会造成刀盘温度升高，使泥饼的含水量低于塑限而达到较高的强度；同时部分切削下的渣土不断嵌入既有结泥并使其延展，泥饼中的碎石不断有序排列，达到抵抗渣土挤压、嵌入的最优组合状态；其结果是既有导致泥饼由高能量状态转变到低能量状态，外观反映为泥饼结硬和难以消除；从施工参数方面反映为较差。如此恶性循环，最终导致盾构无法施工。现有的消除盾构刀盘泥饼的方法大致有两类，第一类为物理方法，进仓人工消除泥饼；①地面开仓破除，从地面施工竖井一直到刀盘位置，然后人员直接下到刀盘位置根据泥饼的强度和面积，采用风镐等机具进行人工破除。②人工带压进仓破除，这种方法的实施步骤是，先用配制好的泥浆通过高压方法渗入到刀盘前方土体形成泥膜，然后在泥土仓内加压，形成高压空间来防止前方土体坍塌，然后人员进入盾构土仓，破除前方泥饼。第二类为化学方法，就是通过注入各类分散剂，达到消除泥饼的方法。第一类技术的缺点是，需要专门对前方开挖面土体进行加固和处理，投资很大；同时这类方法都需要人工进入开挖仓内进行人工破除泥饼，风险极高。特别是在富水地质条件下，这类处理泥饼的措施投资和风险都会成倍增加。第二类技术的缺点是，分散剂的注入同样需要对开挖面进行一定的预处理，投入的资金及时间较大，并且分散剂的注入仅适用于土压平衡盾构，在泥水平衡盾构中的适用性不强。本专利技术主要是针对现有技术的不足，提供一种不开仓情况下盾构结泥饼的化学处理方法，该方法可以实现在不开仓情况下自动去除泥饼，无需人工处理，节约投资和工期，同时可以规避人员的安全风险。本专利技术的技术方案主要为：一种用于处理盾构刀盘结泥饼的氧化消解方法，在盾构机结泥饼时，盾构机停机，向盾构开挖舱和盾构刀盘压注分解溶液，对所结泥饼进行浸泡分解，待完成分解，恢复盾构机施工，其特点主要在于：所述分解溶液为氧化剂溶液；在所述盾构开挖舱的上部设置排气口，将所述氧化剂溶液分解泥饼过程中产生的气体排出。下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细地说明。结合图1和图2所示，本专利技术的实施例所采用的技术方案为一种不开仓情况下盾构泥饼处理方法，其具体包括以下步骤(实际施工步骤并不限于以下序号所列的次序)：(1)现场采集泥饼样品，使用不同浓度的氧化剂溶液进行试验，根据泥饼消解情况，确定注入的氧化剂溶液浓度。不同浓度的氧化剂溶液对泥饼的消解效果不同，需要在现场采集泥饼样品进行浓度试验。现场采用的是过氧化氢溶液，由于过氧化氢溶液运输限制，最终选择30％浓度的过氧化氢溶液。但氧化剂溶液的种类包括且不限于次氯酸钙、次氯酸钠、特丁基过氧化氢、过氧化氢溶液、过硫酸钾等、过硫酸铵等(等均本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理盾构刀盘结泥饼的氧化消解方法，在盾构机结泥饼时，盾构机停机，向盾构开挖舱和盾构刀盘压注分解溶液，对所结泥饼进行浸泡分解，待完成分解，恢复盾构机施工，其特征在于：所述分解溶液为氧化剂溶液；在所述盾构开挖舱的上部设置排气口，将所述氧化剂溶液分解泥饼过程中产生的气体排出。

【技术特征摘要】
1.一种用于处理盾构刀盘结泥饼的氧化消解方法，在盾构机结泥饼时，盾构机停机，向盾构开挖舱和盾构刀盘压注分解溶液，对所结泥饼进行浸泡分解，待完成分解，恢复盾构机施工，其特征在于：所述分解溶液为氧化剂溶液；在所述盾构开挖舱的上部设置排气口，将所述氧化剂溶液分解泥饼过程中产生的气体排出。2.如权利要求1所述的用于处理盾构刀盘结泥饼的氧化消解方法，其特征在于：所述排气口通过排气管路连接至抽流风机，排出的气体。3.如权利要求1所述的用于处理盾构刀盘结泥饼的氧化消解方法，其特征在于：在所述盾构开挖舱设置压力表，在所述排气口设置启闭阀门，监控所述盾构开挖舱的压力变化，并且，在压力到达设定的额定值时，开启所述启闭阀门，进行排气。4.如权利要求1所述的用于处理盾构刀盘结泥饼的氧化消解方法，其特征在于，还包括：预先采集泥饼样品，使用不同浓度的所述氧化剂溶液进行试验，根据泥饼消解情况，确定用于压注的所述氧化剂溶液的浓度。5.如权利要求4所述的用于处理盾构刀盘结泥饼的氧化消解方法，其特征在于，在确定所述氧化剂溶液的浓度时，采用泥饼消解时间较短的浓度。6.如权利要求1所述的用...

【专利技术属性】
技术研发人员：董明钢，李鸿，倪正茂，裘华，邵金洪，袁风波，范杰，黄德中，孙晗，徐辰春，何国军，夏源思，郑宜枫，胡群辉，杨建平，钱凯，赵阳，孙振东，何昀，王志华，罗赛楠，左志学，杨燚，傅晓瑞，倪博炜，韩嘉臻，
申请(专利权)人：上海隧道工程有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31