[发明专利]一种盾构刀盘修复空间的安全构建方法

说明书

本发明公开了一种盾构刀盘修复空间的安全构建方法，为大直径盾构隧道盾构刀盘修复提供安全、快速、经济的修复空间，其步骤是：找到合适的修复位置→降水、桩基施工→磨桩推进至空心桩位置→施工安全条件确认→刀具更换及刀盘修复，本发明采取直接打桩，然后修复的方法，施工工艺简单，施工工期短，每排设置3个空心桩，两个焊接1个排风排烟，安全性高，成本低。

技术领域

本发明属于盾构施工技术领域，尤其涉及一种盾构刀盘修复空间的安全构建方法。

背景技术

城市地下铁道往往采用盾构发施工，其施工原理是在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。由于工程地质条件、盾构掘进参数、盾构刀盘刀具选型及制作工艺、设计等因素的影响下，在大直径长距离开挖隧道时，不可避免地会对刀盘进行磨损，刀盘磨损之后盾构机掘进效率降低甚至无法掘进。如何安全、快速高效且经济合理的条件下，构建刀盘修复施工空间，对盾构刀盘进行修复，是行业内亟需解决的问题。目前，传统的施工方法十在地面加固刀盘修复或是在刀盘修复位置打一个竖井，为保证竖井的稳定性不仅需要在竖井两侧施作维护结构而且竖井内部也需要施作混凝土支撑或钢支撑。这种做法诚然可以保证盾构刀盘的修复，但造价过高，工期长，严重影响了盾构掘进进度。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种盾构刀盘修复空间的安全构建方法，为大直径盾构隧道盾构刀盘修复提供安全、快速、经济的修复空间，施工工艺简单，施工工期短，安全性高，成本低。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种盾构刀盘修复空间的安全构建方法，其特征在于：包括以下步骤：

A 盾构机停机修复刀盘位置周边位于荒地，周边无地下及地上管线；

B 在修复位置进行降水施工：根据《基坑降水技术规范》及《管井技术规范》，计算刀盘修复影响范围内的涌水量，进而确定降水井数量、降水井深度、滤管数量，所述降水井选用的水泵流量125 m3/h，扬程80m，电机功率45kW，桩基施工过程中关闭降水井后进行施工。

C 在修复位置进行空心桩和实心桩施工：

在修复位置设计3根空心桩（两个空心桩进行焊接作业， 1个空心桩进行排风排烟）和4根素混凝土桩，其中空心桩外径2m，内径1.4m，桩间距3m；实桩直径为1.2m，桩间距3m。桩均为C25混凝土。首先进行1.2m实桩与2m实桩施工，桩底端均位于刀盘底部以下1m；在1.4m钻孔取心，至刀盘中心以下1m；

D 空心桩施工完成后，降水至刀盘以下并经检查桩内部气体及桩体稳定性满足要求后，人员通过土仓进入刀盘前部；推进盾构机，待刀盘侵入实心桩0.3m，空心桩0.9m后，进行刀具修复作业；作业人员在两个空心桩内对刀盘进行修复，并鼓风机进行吹风。1个空心桩使用抽风机排风；

E 刀盘完成修复后，清空作业面工具材料后进行磨桩掘进，向前掘进1m至刀盘通过空心桩后，进行空桩回填（回填原状土至刀盘以上4m，在填入混凝土），待盾构机通过后进行注浆。

作为本发明的一种改进，所述步骤B里的降水井的井管由多节钢筋混凝土管组成，内径300mm，外径360mm，井管由实管、滤管组成。设置50目滤网，滤网与井管之间设置6根8mm圆钢，为防止滤网遭到破坏，在滤网的外部缠绕12#铁丝，铁丝螺旋间距为200mm，井管吊放好后沿井管周围均匀投放滤料，滤管部分滤料采用3～7mm的砾石，填充高度应超过过滤管上端5m～10m，下部与底端平齐，其余部分使用原状土回填。

作为本发明的一种改进，所述步骤E根据盾构始发刀盘磨桩情况，控制磨桩速度至20mm/min、推力6000-10000KN、扭矩2000-3000KN/m。

本发明的有益效果是：