一种钢套管防护下常压不开仓清理刀盘及换刀方法技术

一种钢套管防护下常压不开仓清理刀盘及换刀方法，不需要设置临时加固体，本设计采用钢护筒代替地面临时加固体，特别适用于非正常情况导致盾构掘进停止，钢护筒有较好的稳定性，可以确保作业期间作业空间的安全；不需要大规模的开挖支护；不需要专门带压作业人员带压进入盾构机内部，本设计为常压换刀，对人体伤害小，对作业人员要求低。对作业人员要求低。对作业人员要求低。

【技术实现步骤摘要】
一种钢套管防护下常压不开仓清理刀盘及换刀方法


[0001]本专利技术属于盾构机维护
，主要涉及的是一种钢套管防护下常压不开仓清理刀盘及换刀方法。

技术介绍

[0002]盾构施工是在复杂多变的地下掘进，因调查不详细或资料缺失，难免碰上不明地下障碍物，不可避免地发生刀具磨损、掉落和刀盘损害、刀盘结泥饼等现象，为解决上述问题，必须换刀或清理刀盘，常规换刀操作是前方提前做好加固体，刀盘进入加固体后从盾构内部开仓换刀，盾构在工作时发生上述情况需要换刀时，是不可能提前设置专门的加固体的，而且由于工期、场地受限，也必须快速处理该问题。还有一个方法是需要维修人员带压进仓，带压进仓需要给工作人员适应压力的时间，对维护人员的身体素质要求高，并且，还存在一定的安全隐患，代价较大。所以急需一种经济快速的换刀方法来解决上述的问题。

技术实现思路

[0003]为了克服上述的不足，本专利技术提供了一种钢套管防护下常压不开仓清理刀盘及换刀方法。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案：一种钢套管防护下常压不开仓清理刀盘及换刀方法，包括如下步骤：1）通过测量放线，从而确定盾构机刀盘正上方地面的位置并标记出刀盘的中心线；2）盾构机停止作业并保持压力稳定；3）利用全回旋套管钻机在刀盘中心线前方的地面垂直打进至少1根直径1.5m的钢套管，钢管套向地下延伸，直至钢管套底部与盾构机底部平齐，钢管套的外壁距离盾构刀盘0.3
‑
0.5m；4）在盾构机的两侧打多口降水井和地下水位观察井；5）钢套管和降水井内通过水泵抽水进行降水，将地下水位降至隧道中心线以下1m，从而提高砂性土的自稳性，然后利用取土器取出钢套管内的渣土，取土深度低于盾构刀盘中心线以下1
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2米；6）钢管套内通过气泵和气管进行通风供气，并通过空气监测装置检测钢管套内下层空气是否合格，工作人员乘坐吊篮，从钢管套上进入，在拟换刀位置开取孔洞作为换刀施工作业窗，作业窗顶采用导管加钢板，防护确保作业人员安全；7）通过盾构机刀盘转动，将需要清理或换刀的刀盘位置转动到作业窗位置，通过作业窗对刀盘进行清理和换刀作业；8）换刀及清理刀盘完成后，工作人员清理钢管套内杂物并拔出钢管套；9）停止降水作业，钢套管施工孔回填混凝土封闭。
[0005]所述作业窗的个数为两个或两个以上，根据刀盘直径确定作业窗数量。
[0006]由于采用如上所述的技术方案，本专利技术具有如下优越性：本专利技术提供的一种钢套管防护下常压不开仓清理刀盘及换刀方法，不需要设置临时加固体，本设计采用钢护筒代替地面临时加固体，特别适用于非正常情况导致盾构掘进停止，钢护筒有较好的稳定性，可以确保作业期间作业空间的安全；不需要大规模的开挖支护；不需要专门带压作业人员带压进入盾构机内部，本设计为常压换刀，对人体伤害小，对作业人员要求低。
附图说明
[0007]图1是本专利技术的俯视示意图；图2是本专利技术的侧视示意图；图3是本专利技术的流程示意图。
具体实施方式
[0008]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0009]根据附图所述的一种钢套管防护下常压不开仓清理刀盘及换刀方法，包括如下步骤：1）通过测量放线，从而确定盾构机刀盘正上方地面8的位置并标记出刀盘的中心线；如图1所示，该视角为俯视角度，图中的盾构机2实际上是在土层下方的，图1中的盾构机2可以理解为放线后的效果图，从图中能够明确刀盘所在位置。
[0010]2）盾构机2停止作业并保持压力稳定。
[0011]3）利用全回旋套管钻机在刀盘中心线前方的地面垂直打进至少1根直径1.5m的钢套管1，如图1和2所示，钢管套1向地下延伸，直至钢管套1底部与盾构机2底部平齐，钢管套1的外壁距离盾构刀盘0.3
‑
0.5m。
[0012]4）在盾构机2的两侧打多口降水井3和地下水位观察井4；对于富水地层要将地下水位降至预定标高，在钢套筒防护下进行，作业安全性也较高。对于地下水位较低的地层，降水工序可以简化为打设观察孔，定时观察地下水位，防止出现地下水位突然升高，影响作业人员安全。
[0013]5）钢套管1和降水井3内通过水泵抽水进行降水，将地下水位降至隧道中心线以下1m，从而提高砂性土的自稳性，然后利用取土器取出钢套管内的渣土，取土深度低于盾构刀盘中心线以下1
‑
2米。
[0014]6）钢管套1内通过气泵5和气管进行通风供气，并通过空气监测装置检测钢管套1内下层空气是否合格，工作人员乘坐吊篮6，从钢管套1上方进入，在拟换刀位置开设300mm宽，1m高的孔洞作为换刀施工作业窗7，作业窗7顶采用导管加钢板，防护确保作业人员安全；通过步骤5）降低地下水的水位，从而提高砂性土的自稳性，再加上作业窗7顶采用导管加钢板，双重保险，确保工作人员安全。
[0015]7）通过盾构机2刀盘转动，将需要清理或换刀的刀盘位置转动到作业窗位置，通过
作业窗7对刀盘进行清理和换刀作业；如果作业窗7能够清理和换刀的刀盘位置已经清理完毕，则在现在的作业窗7下侧开始第2个作业窗，对刀盘其他部位进行清理。依次类推，可以开设第3个甚至更多的作业窗，直至清理完刀盘的所有位置。在清理第2个以下的作业窗时，高于本作业窗以上的作业窗要进行临时封窗操作，避免从高处作业窗掉落渣土进入钢套管，危及作业人员安全。。
[0016]8）换刀及清理刀盘完成后，工作人员清理钢管套1内杂物并拔出钢管套1；9）停止降水作业，钢管套施工孔回填混凝土封闭，待到混凝土强度达到要求后恢复盾构机掘进。
[0017]本设计采用钢管套1代替地面临时加固体，特别适用于非正常情况导致盾构掘进停止，钢管套1有较好的稳定性，可以确保作业期间作业空间的安全，不需要加固刀盘周围土体，前期准备时间段即可进行钢管套1的作业，作业完成后拔出钢管套1，完成钻孔回填密实达到强度要求后即可恢复掘进。
[0018]本设计不需要维修人员从盾构机2内部进入，不需要专门带压作业人员带压进入盾构机2，本设计在盾构机外进行作业，为常压换刀，对人体伤害小，对作业人员要求低。
[0019]打设钢管套1后，根据需要可以分层开设作业窗7，通过盾构机刀盘转动，将需要清理或换刀的刀盘位置转动到作业窗7位置，可以开设1~2次作业窗即可完成整个刀盘的清理和换刀作业。对于要求时间特别短的刀盘换刀作业，还可以采取打设多根钢管套1，可以同时提供多个工作面同时作业来进一步提高作业效率。
[0020]以上内容中未细述部份为现有技术，故未做细述。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢套管防护下常压不开仓清理刀盘及换刀方法，其特征在于：包括如下步骤：1）通过测量放线，从而确定盾构机刀盘正上方地面的位置并标记出刀盘的中心线；2）盾构机停止作业并保持压力稳定；3）利用全回旋套管钻机在刀盘中心线前方的地面垂直打进至少1根直径1.5m的钢套管，钢管套向地下延伸，直至钢管套底部与盾构机底部平齐，钢管套的外壁距离盾构刀盘0.3
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0.5m；4）在盾构机的两侧打多口降水井和地下水位观察井；5）钢套管和降水井内通过水泵抽水进行降水，将地下水位降至隧道中心线以下1m，从而提高砂性土的自稳性，然后利用取土器取出钢套管内的渣土，取土深度低于盾构刀盘中心线...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘吉东，胡如盛，许光明，唐海斌，邱刚，罗有卿，靳康，耿伟，卢伟，李子杰，张春，唐文杰，朱虎标，戴朝聪，刘宗宝，刘咀宁，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：