[发明专利]盾构地面开仓方法

说明书

技术领域

本发明属于地铁盾构隧道及水利工程盾构隧道等盾构施工领域，具体涉及一种盾构地面开仓方法。

背景技术

盾构作为隧道开挖的先进自动化机械被引进国内后，得到广泛应用，目前大多数地铁工程及水利等土木工程的隧道建设都离不开盾构机的参与，在盾构施工过程中尤其是在区间施工过程中，由于地质条件、机械故障等原因需要开仓更换部件或维修操作，所以快速安全开仓施工已成为当下盾构施工的主要风险源之一，在当下盾构使用愈发频繁的工程领域，开仓事故多有发生。

目前盾构开仓的主要方法为：（1）直接开仓方法：这种方法只能适用于掌子面岩土情况非常好，且地下水不丰富或者没有地下水的地质情况，这种开仓方法简便快捷，但是对地质条件要求极为苛刻，适用范围有限，尤其是在当下地铁隧道施工过程中，这种地质条件很少出现，不具有代表性；（2）泥膜制作式带压进仓：这种方法的主要是适用于砂层地质条件下泥水平衡式盾构开仓作业工况，先用较大压力把制备好的泥浆压注到前方掌子面土体里面，使得前方土体形成不透水不透气的泥膜层，然后用气压保持土仓的压力，使得掌子面在气压的作用下不坍塌，然后人员在高气压的环境下进入仓内，达到进仓的目的。这种方法，工序繁多，工期长，费用大，同时人员在高压环境工作对身体伤害较大，同时安全系数不高，掌子面坍塌造成人员伤亡的事故时有发生。

以上现有的施工方法均为被动的开仓方法，都是盾构出现了必须开仓的事故以后采取的开仓方法。

发明内容

本发明的发明目的：针对盾构砂卵石地层推进过程中，现有被动开仓方法存在的上述问题，提供了一种预设式盾构地面开仓方法，其主动在预先需要开仓的地方设置辅助措施，盾构到达预定位置后直接开仓，达到安全、高效、经济、快速开仓的目的。 

本发明采用如下的技术方案实现：

一种盾构地面开仓方法，其特征在于步骤如下：

（1）针对施工地层，预先计算出刀盘的磨损量和需要换刀的位置，也即预设开仓的位置；

（2）在预设开仓的位置提前用搅拌桩或者旋喷桩根据设定的开仓外围墙体尺寸进行外围墙体的成墙施工；

（3）利用双液浆注浆封底，形成上端开口的盒子，在搅拌桩和注浆形成的盒子内抽掉地下水；

（4）盾构继续推进穿越搅拌桩形成的墙体，头部进入搅拌桩和注浆形成的盒子内，利用盾构超前注浆孔注浆封堵盾体与墙体之间的空隙；

（5）利用旋挖钻机从地面钻孔到盾构刀盘位置，钻孔深度到刀盘的中部位置；

（6）然后在钻好的孔内放置加工好的封闭门式钢护筒；

（7）然后转动刀盘，使得需要修复或更换的刀具转到钢护筒封闭门的位置；

（8）打开封闭门进行维修或更换作业，更换完毕后继续旋转刀盘维修或更换其他部位，直到完成全部的维修更换作业。

实现本发明的预设式盾构开仓维护装置，包括预设开仓的位置提前用搅拌桩或者旋喷桩施工的外围墙体，外围墙体的底部利用双液浆注浆设置封底，外围墙体和封底构成上端开口的盒子，盒子内开有自地面起、深度到盾构机刀盘中部位置的孔，孔内设置钢护筒，钢护筒对应刀盘位置处设置封闭门。所述的钢护筒内设置自上而下的人行爬梯。

本发明相对现有技术具有如下有益效果：本发明在应用的过程中，能和盾构施工同时进行，不影响盾构推进，大大节约工期；同时本发明能有效防止外部水土涌入造成人员伤亡和开仓失败，而且属于常压下作业，保证施工人员健康，同时封闭门的设计，能在发生意外的情况下保证施工作业人员安全；本方法不需要传统的全断面注浆，而且护筒等主要材料可以重复利用，经济性突出；而且本方法工艺方法明确，简单易行，容易操作和推广，在当今隧道建设领域，其经济效益和社会效益尤为突出，推广价值高。

附图说明

图1为搅拌桩成墙俯视图，

图2为搅拌桩成墙立面图，

图3为注浆封底后抽水示意图，

图4为盾构推入并封闭间隙示意图，

图5为施挖钻成孔并下放加工好的钢护筒示意图，

图6为带封闭门式钢护筒示意图，

图中：1-搅拌桩形成的四周墙体，2-隧道设计轴线，3-盾构机，4-地面，5-注浆封底，6-封堵间隙的注浆体，7-钢护筒，8-封闭门，9-人行爬梯。

具体实施方式

    结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

盾构地面开仓方法，步骤如下：

（1）针对施工地层，预先计算出刀盘的磨损量和需要换刀的位置，也即预设开仓的位置；