[发明专利]铁路股道下富水粉土粉砂地层盾构带压换刀的施工方法

权利要求书

1.一种铁路股道下富水粉土粉砂地层盾构带压换刀的施工方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

A、换刀前准备工作：

采用高压旋喷桩对换刀处土体进行加固；对土体加固区内地表是否存在孔洞进行检查，若存在孔洞则利用水泥砂浆对孔洞进行封堵；通过具体测量地表换刀里程反馈至盾构测量系统来确定盾构机换刀地点，在盾构机到达换刀地点前调整盾构机的掘进姿态和方向； 

B、盾构机接触加固土后施工参数调整：

盾构机切口进入土体加固区后根据检测情况缓慢降低土仓压力，土仓压力不小于1.5bar；盾构机盾构推进速度控制在1cm/min以内；盾构机刀盘转速控制在1转/分；盾构机盾尾油脂控制在29-31kg/环；

C、压注膨润土：

盾构土仓内注入膨润土，利用盾构机机身的径向孔向机身与加固土之间的缝隙进行膨润土的压注； 

 D、带压换刀：

确定气压值，根据计算得出的水土压力值来确定土仓内换刀气压值；

清仓建压，将土仓中的渣土输出至土仓最上部观察孔，出土完成后，探测土仓内情况；土仓内情况良好的情况下，继续出土至人闸下方4-6cm处，此时采用呼吸器系统进行加压，派人员进入人闸观察土仓环境；再次出土至盾构机中部，人员进入换刀，换刀后盾构机恢复掘进工作状态。

2.根据权利要求1所述的铁路股道下富水粉土粉砂地层盾构带压换刀的施工方法，其特征在于， 所述步骤A中换刀处土体加固采用φ600高压旋喷桩进行加固，桩桩搭接200mm，水泥掺量为35%，水泥28d抗压强度不小于2.0Mpa；加固深度为地面以下25.45m，地表3.45m不加固，即有效加固深度为22m,加固长度为37.2m，加固宽度为7.6m。

3.根据权利要求1所述的铁路股道下富水粉土粉砂地层盾构带压换刀的施工方法，其特征在于， 所述步骤A中盾构机到达换刀地点前30环复核一次盾构机的掘进姿态和方向，通过前15环将盾构的姿态和掘进方向调整到正常范围（±50mm范围），此时盾构机刀盘伸出5cm。

4.根据权利要求1所述的铁路股道下富水粉土粉砂地层盾构带压换刀的施工方法，其特征在于，所述步骤B中盾构机盾尾油脂为30kg/环。

5.根据权利要求1至4任一项所述的铁路股道下富水粉土粉砂地层盾构带压换刀的施工方法，其特征在于，所述步骤C中使用的膨润土采用细模度钠基膨润土，且膨润土浆液配合质量比为膨润土：水=250kg:1000kg, 膨润土比重为1.2g/cm3, 膨润土粘度为35s。

6.根据权利要求5所述的铁路股道下富水粉土粉砂地层盾构带压换刀的施工方法，其特征在于，膨润土采用外接管道直接进行压注，压注方式有两种， 

1）提前5环盾中径向孔压注，建立盾体周边泥膜，膨润土压注依照压力控制，当压力大于5bar后，停止压注；或者

2）土仓内压注膨润土，建立掌子面泥膜；建立泥漠时通过螺旋输送机不断进行土仓内渣土置换，当螺旋输送机出土口出的渣均为膨润土时停止置换；每班利用新鲜膨润土浆液做好掌子面泥漠的养护工作，养护采用新鲜膨润土注满土仓。

7.根据权利要求1所述的铁路股道下富水粉土粉砂地层盾构带压换刀的施工方法，其特征在于，所述步骤D中根据计算得出的水土压力值来确定土仓内气压值具体为:

根据公式P=k0gh计算水土压力值，土仓内换刀气压值比水土压力值高0.1～0.2bar，其中P为水土压力值，k0为土的侧向静止平衡压力系数，g为土体的加权平均重度，h为隧道中心埋深。