[发明专利]富水砂卵石地层高效常压换刀施工方法

说明书

本发明属于土层与岩石的钻进领域，涉及富水砂卵石地层高效常压换刀施工方法，施工方法包括：S1，在盾构机前方确定刀具更换位置；S2，在换刀作业前，在盾构机管片壁后施工止水环；S3，在刀具更换位置施工双排素桩，相邻两个素桩相互咬合；S4，开启盾构机，将盾构机刀盘切入素桩中并停机；S5，稀释盾构机土仓内气体，待土仓内气体含量检测达到要求后，进行开仓作业；S6，作业人员进入土仓后，检查土体稳定情况与刀具磨损情况，转动刀盘，将待更换刀具转动至便于作业人员更换的工作位置后开启更换刀具，刀具更换完毕后，关闭土仓，盾构机恢复掘进。素桩加固下常压换刀施工方法加固地层速度快，换刀作业安全性高、节约工期，节省成本。

技术领域

本发明属于土层与岩石的钻进领域，具体涉及富水砂卵石地层高效常压换刀施工方法。

背景技术

随着城市轨道交通盾构法施工的发展与运用，富水砂卵石地层对盾构法施工来说是一个难题和挑战，盾构法施工需要使用高端装配领域中的盾构机，在盾构机对富水砂卵石地层施工过程中还存在以下问题：对该地层的掘进对刀具的磨损非常严重，如果不及时更换磨损的刀具，将影响盾构机刀盘和刀具的使用寿命以及造成盾构掘进参数异常，严重影响施工工期进度，如果采用带压方式进行刀具检查更换，由于地层砂卵石颗粒度不均一，孔隙度大，气密性差，建立泥膜周期长，进仓作业风险系数高，因此如何保证刀具检查更换安全可靠是富水砂卵石地层中盾构法施工成功的关键。

在现有技术中，进行刀具更换时，为防止洞内塌陷，常采用旋喷桩与袖阀管注浆技术对地层进行加固，旋喷桩是利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻置于桩底设计高程，将预先配制好的浆液通过高压发生装置使液流获得巨大能量后，从注浆管边的喷嘴中高速喷射出来，形成一股能量高度集中的液流，直接破坏土体，喷射过程中，钻杆边旋转边提升，使浆液与土体充分搅拌混合，在土中形成一定直径的柱状固结体，从而使地基得到加固。施工中一般分为两个工作流程，即先钻后喷，再下钻喷射，然后提升搅拌，保证每米桩的浆土比例和质量。袖阀管注浆是将袖阀式注浆管通过钻孔插入地层，采用分段注浆工艺，使浆液在压力下较均匀地进入地层，在地层中分段可控、均匀扩散，从而达到加固的目的。

但是上述的地层加固技术在施工完成后一般28天后才能施钻取芯监测桩体强度，严重影响施工工期；而且上述加固方式使用大量注浆液，对地面造成了污染，浪费了资源。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供富水砂卵石地层高效常压换刀施工方法，以至少解决目前采用旋喷桩与袖阀管注浆对地层加固方式施工工期较长、浪费资源等问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

富水砂卵石地层高效常压换刀施工方法，所述常压换刀施工方法包括以下步骤：

步骤S1，沿隧道掘进方向，在盾构机前方确定刀具更换位置；

步骤S2，在换刀作业前，在盾构机管片壁后施工多个止水环，多个止水环连续施做，多个所述止水环沿所述盾构机的轴线方向布置；

步骤S3，在确定的刀具更换位置，施工双排的素桩，任意相邻的两个素桩相互咬合在一起；

步骤S4，开启盾构机，将盾构机刀盘切入到素桩中并停机；

步骤S5，稀释盾构机的土仓内的气体，待土仓内的气体含量检测达到要求后，进行开仓作业；

步骤S6，作业人员进入土仓后，先检查土体稳定情况，然后检查刀具磨损情况，转动刀盘，将待更换刀具转动至便于作业人员更换的工作位置后开启更换刀具，刀具更换完毕后，关闭土仓，盾构机恢复掘进。

如上所述的换刀施工方法，优选地，所述止水环为注浆施工形成，当注浆压力与注浆量均达到设定数值范围时，注浆结束；