一种砂卵石地层土压平衡盾构开仓换刀辅助施工方法技术

本发明专利技术公开一种砂卵石地层土压平衡盾构机开仓换刀辅助施工方法，解决了现有技术受地面环境影响地层加固不稳固，开仓换刀时刀盘转动对周边土体产生的扰动易导致隧道掌子面失稳坍塌，造成仓内人员伤亡、地表建筑物及管线破坏的问题。本发明专利技术在盾构机开仓进行换刀施工时，对盾构机刀盘面板开口区域加焊封板使盾构机刀盘和刀具形成一个圆盘形整体，以防止刀盘转动时刀盘前方土体坍塌影响仓内人员、地表建筑物及管线安全。本发明专利技术使刀盘面板和封板形成一个圆盘形整体，大幅降低盾构机在开仓换刀刀盘转动时因土体扰动而导致的人员伤亡、地表沉降引起建构筑物及管线破坏的可能，大大提高了仓内人员、地表建构筑物及管线的安全。

【技术实现步骤摘要】
一种砂卵石地层土压平衡盾构开仓换刀辅助施工方法
本专利技术涉及盾构隧道施工领域，具体涉及一种砂卵石地层土压平衡盾构机开仓换刀辅助施工方法。
技术介绍
盾构机在掘进过程中，由于在硬岩、砂岩和砂卵石等地层中长距离掘进，刀盘和刀具会造成一定的磨损，严重降低盾构机掘进效率和使用寿命，会造成工期的延误和工程费用的增加。盾构在掘进过程中当刀盘刀具磨损到一定程度时需要及时进行维修和保养。目前盾构刀盘刀具修复主要有常压修复和带压修复两种。常压修复即通过竖井或地层加固扩挖后进行常压开舱，在工厂或施工现场进行修复作业；带压修复的原理是在停机位置刀盘前方建立压力空间屏障，由维修人员在该空间内动火修复刀盘刀具。带压修复技术要求高，危险性较大，一般适用于受环境条件限制无法开凿竖井或加固地面的位置(如江河湖海隧道)；常压修复技术相对成熟，应用也较为广泛。由于地铁施工均在城区，地面条件比较复杂，在常压换刀时，加固素桩可能部分无法施工，影响开仓换刀安全。本专利技术提供了一种砂卵石地层土压平衡盾构机开仓换刀辅助施工方法，大幅保障了常压开仓换刀时人员、地面建(构)筑物及管线的安全。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种砂卵石地层土压平衡盾构机开仓换刀辅助施工方法，解决了现有技术受地面环境影响地层加固不稳固，开仓换刀时刀盘转动对周边土体产生的扰动易导致隧道掌子面失稳坍塌，造成仓内人员伤亡、地表建筑物及管线破坏的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种砂卵石地层土压平衡盾构机开仓换刀辅助施工方法，在盾构机进行开仓换刀前，对盾构机刀盘面板的开口区域加焊封板使盾构机刀盘和刀具形成一个圆盘形的整体，以防止刀盘转动时刀盘前方土体坍塌影响地表建构筑物及管线。具体地说，包括以下步骤：步骤1、在盾构机掘进至换刀点前，提前在换刀点处并排打设一排素混凝土桩(由于地下管线限制，素混凝土桩不能全部打设)，之后盾构机掘进至换刀点并使其刀盘切入素混凝土桩；步骤2、按标准尺寸下料制作若干块钢板；步骤3、将制作好的钢板逐块焊接至盾构机刀盘面板的开口区域以形成封板并使刀盘面板和封板形成一个圆盘形的整体，即可进行刀具更换或修复；步骤4、刀具更换或修复结束后，将封板从刀盘上割除。具体地说，在所述步骤1中，所有所述素混凝土桩的底端均位于所述盾构机底部以下，并且每一根所述素混凝土桩的底端与所述盾构机底部的竖直距离不小于1m。具体地说，在所述步骤2中，所述钢板的标准尺寸为长61cm、宽50cm、厚5mm。具体地说，在所述步骤2中，每一块所述钢板的背面分别焊接有两根背部肋条，所述背部肋条选用C16钢筋，并且两根所述背部肋条分别焊接在所述钢板背面的两条对角线上。具体地说，在所述步骤3中，封板焊接作业位置选在时钟12点到1点范围内，并循着逆时针方向逐一封口焊接。具体地说，在所述步骤3中，采用钢板焊接成封板时，采用间断式焊接，相邻钢板之间的焊缝每间隔20cm进行一处点焊，每次点焊5-8cm。具体地说，在所述步骤3中，在将钢板焊接成封板时，先焊接刀盘面板开口区域的边缘开口处，待焊接刀盘面板开口区域的边缘开口处焊接封闭完成后出渣，再检查刀盘面板开口区域的中心开口，若开口内无积渣堵塞，则采用钢板焊接封闭，焊接前先在刀盘面板开口区域的中心开口塞渣袋，然后进行钢板焊接。具体地说，在所述步骤3中，在焊接封板前，先进仓检查第一开口处刮刀情况，并作好标记，同时将能够更换的刀具先行更换。具体地说，在所述步骤4中，在割除刀盘上封板时，与焊接封板顺序相反，采用顺时针方向依次割除。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术设计科学合理，操作方便，通过在刀盘开口处进行钢板焊接成封板，并使刀盘面板和封板形成一个圆盘形的整体，大幅降低了盾构机在开仓换刀刀盘转动时由于土体扰动而导致的人员伤亡、地表沉降引起建构筑物及管线破坏的可能。相对于盾构机直接进仓换刀方式，本专利技术大大提高了人员、地表建构筑物及管线的安全，同时为类似工程提供了参考借鉴，可在相同或相近
进行大力推广应用。附图说明图1为本专利技术实例中盾构开仓换刀辅助施工平面位置图。图2为本专利技术实例中钢板结构示意图。图3为本专利技术实例中封板焊接位置图。其中，附图标记对应的名称为：1-素混凝土桩、2-影响管线、3-封板焊接位置、4-钢板、5-背部肋条、6-刀盘面板。具体实施方式下面结合附图说明和实施例对本专利技术作进一步说明，本专利技术的方式包括但不仅限于以下实施例。本专利技术提供的一种砂卵石地层土压平衡盾构机开仓换刀辅助施工方法，在盾构机进行开仓换刀前，对盾构机刀盘面板的开口区域加焊封板使盾构机刀盘和刀具形成一个圆盘形的整体，以防止刀盘转动时刀盘前方土体坍塌影响人员、地表建构筑物及管线安全。具体包括以下步骤：步骤1、在盾构机掘进至换刀点前，提前在换刀点处并排打设一排素混凝土桩(由于地下管线限制，素混凝土桩不能全部打设)，之后盾构机掘进至刀盘修复点并使其刀盘切入素混凝土桩，所有所述素混凝土桩的底端均位于所述盾构机底部以下，并且每一根所述素混凝土桩的底端与所述盾构机底部的竖直距离不小于1m。步骤2、按标准尺寸下料制作若干块钢板，所述钢板的标准尺寸为长61cm、宽50cm、厚5mm，同时，每一块所述钢板的背面分别焊接有两根背部肋条，所述背部肋条选用C16钢筋，并且两根所述背部肋条分别焊接在所述钢板背面的两条对角线上。步骤3、将制作好的钢板逐块焊接至盾构机刀盘面板的开口区域以形成封板并使刀盘面板和封板形成一个圆盘形的整体，即可进行刀具更换或修复。在焊接封板前，先进仓检查第一开口处刮刀情况，并作好标记，同时将能够更换的刀具先行更换。封板焊接作业位置选在时钟12点到1点范围内，并循着逆时针方向逐一封口焊接；采用钢板焊接成封板时，采用间断式焊接，相邻钢板之间的焊缝每间隔20cm进行一处点焊，每次点焊5-8cm；在将钢板焊接成封板时，先焊接刀盘面板开口区域的边缘开口处，待焊接刀盘面板开口区域的边缘开口处焊接封闭完成后出渣，再检查刀盘面板开口区域的中心开口，若开口内无积渣堵塞，则采用钢板焊接封闭，焊接前先在刀盘面板开口区域的中心开口塞渣袋，然后进行钢板焊接。步骤4、刀具更换或修复结束后，将封板从刀盘上割除，在割除刀盘上封板时，与焊接封板顺序相反，采用顺时针方向依次割除。本专利技术设计科学合理，操作方便，通过在刀盘开口处进行钢板焊接成封板，并使刀盘面板和封板形成一个圆盘形的整体，大幅降低了盾构机在开仓换刀刀盘转动时由于土体扰动而导致的人员伤亡、地表沉降引起建构筑物及管线破坏的可能。相对于盾构机直接进仓换刀方式，本专利技术大大提高了人员、地表建构筑物及管线的安全，同时为类似工程提供了参考借鉴，可在相同或相近
进行大力推广应用。下面以实例对本专利技术技术方案进行阐述。如图1-3所示，如图1所示的砂卵石地层土压平衡盾构开仓换刀辅助施工平面位置图，包括素混凝土桩1和影响管线2。如图3所示的封板焊接位置示意图，包括封板焊接位置3和刀盘面板6。如图2所示钢板示意图，包括钢板4(长61cm、宽50cm、厚5mm)和背部肋条5(C16钢筋)。首先，盾构机掘进至刀盘修复点前应提前打设素混凝土桩1，桩底部位于盾构机底部以下不少于1m，以此使得刀盘切入素混凝土桩1；然后按尺寸对钢板4进行下料，并将背部肋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种砂卵石地层土压平衡盾构机开仓换刀辅助施工方法，其特征在于，在盾构机进行开仓换刀前，对盾构机刀盘面板的开口区域加焊封板使盾构机刀盘和刀具形成一个圆盘形的整体，以防止刀盘转动时刀盘前方土体坍塌影响地表建构筑物及管线。

【技术特征摘要】
1.一种砂卵石地层土压平衡盾构机开仓换刀辅助施工方法，其特征在于，在盾构机进行开仓换刀前，对盾构机刀盘面板的开口区域加焊封板使盾构机刀盘和刀具形成一个圆盘形的整体，以防止刀盘转动时刀盘前方土体坍塌影响地表建构筑物及管线。2.根据权利要求1所述的一种砂卵石地层土压平衡盾构机开仓换刀辅助施工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、在盾构机掘进至换刀点前，提前在换刀点处并排打设一排素混凝土桩，之后盾构机掘进至换刀点并使其刀盘切入素混凝土桩；步骤2、按标准尺寸下料制作若干块钢板；步骤3、将制作好的钢板逐块焊接至盾构机刀盘面板的开口区域以形成封板并使刀盘面板和封板形成一个圆盘形的整体，即可进行刀具更换或修复；步骤4、刀具更换或修复结束后，将封板从刀盘上割除。3.根据权利要求2所述的一种砂卵石地层土压平衡盾构机开仓换刀辅助施工方法，其特征在于，在所述步骤1中，所有所述素混凝土桩的底端均位于所述盾构机底部以下，并且每一根所述素混凝土桩的底端与所述盾构机底部的竖直距离不小于1m。4.根据权利要求3所述的一种砂卵石地层土压平衡盾构机开仓换刀辅助施工方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述钢板的标准尺寸为长61cm、宽50cm、厚5mm。5.根据权利要求4所述的一种砂卵石地层土压平衡盾构机开仓换刀辅助施工方法，其特征在于，在所述步骤2中，每一块所述钢板的背面分别焊接有两根背部肋条...

【专利技术属性】
技术研发人员：程跃辉，徐波，刘海勇，程煌，张世奎，何承海，袁立斌，熊凯，曾希建，
申请(专利权)人：中交二航局成都城市建设工程有限公司，中交第二航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51