一种盾构机停机防抱死施工方法技术

本发明专利技术涉及一种盾构机停机防抱死施工方法，所述盾构机停机防抱死施工方法包括：步骤1，拌制高浓度泥浆，并向管片注入高浓度泥浆；步骤2，管片注浆完成后，向中盾注入高浓度泥浆；步骤3，刀盘仓内置换高粘度泥浆；步骤4，刀盘仓保压，保压结束后向刀盘仓注入高浓度泥浆；本发明专利技术所述盾构机停机防抱死施工方法能够确保盾构机停机期间的安全，且可以长时间停机，同时也保证盾构机范围内的地层与盾构机的有效分离，减少盾构施工故障率，有利于盾构复推时正常施工。推时正常施工。推时正常施工。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构机停机防抱死施工方法


[0001]本专利技术属于盾构机隧道施工
，具体涉及一种盾构机停机防抱死施工方法。

技术介绍

[0002]对超长距离隧道施工的盾构机而言，盾构隧道需要经过多次设备安装及设备维护保养，此时泥水平衡盾构机无法正常掘进，需要进行停机作业，盾构长时间停机会造成掌子面失水坍塌，盾构机抱死，无法继续掘进。
[0003]中国专利技术专利申请号201811507959.9公开了一种盾构机掘进状态的判断施工方法，包括：获取盾构机自带的安全风险实时监控系统采集的盾构机的掘进参数；通过引入每转切深对掘进参数进行转换和定义，得到盾构机掘进单位长度所需的盾构推力和盾构机掘进单位切深所需的刀盘切向力；掘进单位长度所需的盾构推力表示为标准推力；掘进单位切深所需的刀盘切向力表示为标准扭矩；通过标准推力和标准扭矩建立标准掘进参数特征空间，基于统计学原理得出标准推力和标准扭矩的函数关系；通过标准掘进参数特征空间中掘进参数点的分布对盾构机的掘进状态进行判断；建立标准掘进参数特征空间包括：以标准推力为横轴，以标准扭矩为纵轴，绘制标准推力
‑
标准扭矩坐标关系图，掘进参数表示为(xi，yi)，i表示任一掘进参数；通过分析掘进参数，确定正常掘进状态曲线y(x)；正常掘进状态曲线y(x)：y(x)＝aln(x+b)+c；其中，a、b、c为常数，根据盾构机掘进试验段的掘进参数数据回归分析得出；该现有技术并未解决盾构机无法掘进时，盾构机停机防抱死的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术存在的不足，提供一种盾构机停机防抱死施工方法，所述盾构机停机防抱死施工方法包括以下步骤：
[0005]步骤1，拌制高浓度泥浆，并向管片注入高浓度泥浆：
[0006]步骤1.1，将钠基膨润土原矿进行钠化处理；
[0007]步骤1.2，钠基膨润土浆液通过吸水材料去掉多余水分，然后进行烘干；
[0008]步骤1.3，对步骤1.2中烘干后的钠基膨润土进行磨粉，磨成200目时停止磨粉；
[0009]步骤1.4，将钠基膨润土粉与水按质量比5：1加至砂浆搅拌罐内进行混合搅拌，得到高浓度泥浆；
[0010]步骤1.5，通过同步注浆管路向盾尾脱出的管片注入3m3高浓度泥浆；
[0011]步骤2，管片注浆完成后，向中盾注入高浓度泥浆：
[0012]步骤2.1，所用盾构机的盾构机盾体上部中心线上开设多个呈竖直向布设的径向注浆孔；
[0013]步骤2.2，步骤2.1中径向注浆孔上分别安装1根注浆管，并在注浆管上安装管道控制阀；
[0014]步骤2.3，通过注浆连接管，将注浆管与同步注浆泵相接；
[0015]步骤3，刀盘仓内置换高粘度泥浆：
[0016]步骤3.1，拌制高粘度泥浆；
[0017]步骤3.2，前盾的2个注浆孔上分别连接注浆管，将高粘度泥浆通过注浆管注入开挖仓；
[0018]步骤3.3，待气垫仓的液位上升至1～1.5m时，使用排浆管排浆；
[0019]步骤3.4，待气垫仓的液位降至
‑
1～
‑
1.5m时，继续向开挖仓注入高粘度泥浆；
[0020]步骤3.5，重复步骤3.1～3.4，直至刀盘仓的泥浆全部被置换成高粘度泥浆；
[0021]步骤4，刀盘仓保压，保压结束后向刀盘仓注入高浓度泥浆：
[0022]步骤4.1，每间隔30min提高压力0.1bar，待最终压力比起始压力高0.2～0.3bar时，开始保压；
[0023]步骤4.2，待保压结束后，每间隔1h降低压力0.05bar，当保压的压力为6bar时，向刀盘仓注入高浓度泥浆。
[0024]进一步地，步骤1.1，将钠基膨润土原矿进行钠化处理包括：
[0025]步骤1.1.1，钠基膨润土原矿破碎，破碎后的钠基膨润土加水配制成浓度为10％的悬浮液，悬浮液过滤后自然沉降4h；
[0026]步骤1.1.2，沉降结束后，上层清液吸出，将下层粘稠状矿浆烘干、破碎，制得一次提纯膨润土粉料；
[0027]步骤1.1.3，将步骤1.1.2中制得的一次提纯膨润土粉料继续加水配制成浓度为8％的悬浮液，并边加热边搅拌悬浮液直至分散均匀停止，然后向悬浮液中加入硝酸钠，制得钠基膨润土浆液。
[0028]进一步地，步骤1.2，吸水材料由以下组分按重量份组成：电气石粉40份、纳米TiO2粉 40份、羟基磷灰石粉30份、竹炭粉20份、微晶纤维素15份、氧化镁粉30份、色素3份、水25份、丙三醇55份。
[0029]进一步地，步骤2，高浓度泥浆的注入量按照如下公式进行计算：
[0030]V＝(A*A
‑
B*B)*3.14/4*C，
[0031]其中，A表示为刀盘的直径，B表示为盾构体的外径，C表示为盾构机的长度。
[0032]进一步地，步骤3，高粘度泥浆置换完成后，开始转动刀盘，刀盘的转速为0.3～0.5r/min，刀盘转动的次数为4转，其中，正转2圈，反转2圈。
[0033]进一步地，步骤3.1，拌制高粘度泥浆包括：
[0034]步骤3.1.1，将改性膨润土与水按照重量份1：1.5加至剪切泵内搅拌均匀，静置30～45min；
[0035]步骤3.1.2，静置后，将用量100kg的堵漏剂加至剪切泵内充分搅拌均匀形成高粘度泥浆。
[0036]进一步地，步骤3.5，置换的高粘度泥浆的比重为1.05～1.15，粘度为90～100s。
[0037]进一步地，步骤4，在刀盘仓保压期间，实时监测掌子面泥浆的液位及泥水仓的压力的变化，当泥水仓的液位下降时，观察掌子面泥浆的液位的下降速率，每12h下降量大于0.5m 时，实时向刀盘仓补注高粘度泥浆。
[0038]进一步地，步骤4.1，保压的压力为6.3bar，保压的时间为3～5h，泥浆液位为60～
65％。
[0039]进一步地，步骤4.2，高浓度泥浆的最终液位为+1～+1.5m。
[0040]相对于现有技术，本专利技术的有益效果是：所述盾构机停机防抱死施工方法能够确保盾构机停机期间的安全，且可以长时间停机，同时也保证盾构机范围内的地层与盾构机的有效分离，减少盾构施工故障率，有利于盾构复推时正常施工。
附图说明
[0041][0042]图1为本专利技术所述盾构机停机防抱死施工方法的流程示意图。
具体实施方式
[0043]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合说明书附图对所述盾构机停机防抱死施工方法进行详细说明。
[0044]如图1所示，所述盾构机停机防抱死施工方法包括以下步骤：
[0045]步骤1，拌制高浓度泥浆，并向管片注入高浓度泥浆：
[0046]步骤1.1，将钠基膨润土原矿进行钠化处理；
[0047]步骤1.2，钠基膨润土浆液通过吸水材料去掉多余水分，然后进行烘干；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构机停机防抱死施工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，拌制高浓度泥浆，并向管片注入高浓度泥浆：步骤1.1，将钠基膨润土原矿进行钠化处理；步骤1.2，钠基膨润土浆液通过吸水材料去掉多余水分，然后进行烘干；步骤1.3，对步骤1.2中烘干后的钠基膨润土进行磨粉，磨成200目时停止磨粉；步骤1.4，将钠基膨润土粉与水按质量比5：1加至砂浆搅拌罐内进行混合搅拌，得到高浓度泥浆；步骤1.5，通过同步注浆管路向盾尾脱出的管片注入3m3高浓度泥浆；步骤2，管片注浆完成后，向中盾注入高浓度泥浆：步骤2.1，所用盾构机的盾构机盾体上部中心线上开设多个呈竖直向布设的径向注浆孔；步骤2.2，步骤2.1中径向注浆孔上分别安装1根注浆管，并在注浆管上安装管道控制阀；步骤2.3，通过注浆连接管，将注浆管与同步注浆泵相接；步骤3，刀盘仓内置换高粘度泥浆：步骤3.1，拌制高粘度泥浆；步骤3.2，前盾的2个注浆孔上分别连接注浆管，将高粘度泥浆通过注浆管向开挖仓注入；步骤3.3，待气垫仓的液位上升至1～1.5m时，使用排浆管排浆；步骤3.4，待气垫仓的液位降至
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1～
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1.5m时，继续向开挖仓注入高粘度泥浆；步骤3.5，重复步骤3.1～3.4，直至刀盘仓的泥浆全部置换成高粘度泥浆；步骤4，刀盘仓保压，保压结束后刀盘仓注入高浓度泥浆：步骤4.1，每间隔30min提高压力0.1bar，待最终压力比起始压力高0.2～0.3bar时，开始保压；步骤4.2，待保压结束后，每间隔1h降低压力0.05bar，当保压的压力为6bar时，向刀盘仓注入高浓度泥浆。2.根据权利要求1所述的盾构机停机防抱死施工方法，其特征在于，所述步骤1.1，将钠基膨润土原矿进行钠化处理包括：步骤1.1.1，钠基膨润土原矿破碎，破碎后的钠基膨润土加水配制成浓度为10％的悬浮液，悬浮液过滤后自然沉降4h；步骤1.1.2，沉降结束后，上层清液吸出，将下层粘稠状矿浆烘干、破碎，制得一次提纯膨润土粉料；步骤1.1.3，将步骤1.1.2中制得的一次提纯膨润土粉料继续加水...

【专利技术属性】
技术研发人员：高昆，詹胜文，杨娟，孔翠杰，王丽，张兆军，张磊，李斌，陈强，孙卓，尤伟星，任文明，张泽民，张志诚，张锐，黄文虎，青馨，李永坤，刘铁山，杨晨光，史力国，张春阳，王凡，张建，曹峰，杜卫君，
申请(专利权)人：中国石油天然气管道工程有限公司，
类型：发明
国别省市：