[发明专利]一种盾构机气压后退施工方法

说明书

本发明涉及一种盾构机气压后退施工方法,包括位于隧道内的盾构机及位于盾构机后侧的多段环形的管片，所述盾构机包括刀盘、土仓、螺旋机、油缸、盾尾，盾尾处具有盾尾刷，该方法为：确认盾构机刀盘前方掌子面区域地层情况满足后退条件；盾构机停机前掘进过程中辅助措施的施工；盾构机停机后进行密封；向土仓内加压，使盾构机后退，使盾构机与掌子面之间形成作业空间，本发明设计的一种盾构机气压后退施工方法，该方法进行盾构机刀盘维修、改造等施工，采用气压后退工艺创建作业空间，较常规开挖硐室等工艺更为经济、安全以及高效在工作过程中安全性较高，避免了如开凿硐室工艺涉及的有限空间作业风险。

技术领域

本发明属于盾构机技术领域，具体涉及一种盾构机气压后退施工方法。

背景技术

随着城市建设的快速发展,城市轨道交通已成为城市规划及建设的重要内容。城市轨道交通多采用盾构法施工区间隧道，地下隧道施工过程中不同地质对盾构施工影响较大，如盾构机在孤石地层、上软下硬等不良地层中掘进时，易出现刀盘、刀具异常磨损现象，当对盾构机刀盘维修或改造作业时，所需作业空间较大，常规方法一般采用在盾构机刀盘前方掌子面上开凿硐室，此类工艺较为成熟。

在全断面硬岩地层中，地层气密性好、掌子面稳定且地下水较小的条件下，采用常规开凿硐室工艺提供刀箱改造、维修作业空间，会产生以下几个问题：作业面狭小、开凿效率低、作业工期长，对掌子面平整度及完整性影响大，导致掌子面凹凸不平，复推时刀具磕碰岩面导致异常磨损等问题，刀具更换频繁。

发明内容

为了解决现有的开凿硐室工艺在全断面硬岩地层中，地层气密性好、掌子面稳定且地下水较小的条件下，作业面狭小、开凿效率低、作业工期长，对掌子面平整度及完整性影响大，导致掌子面凹凸不平，复推时刀具磕碰岩面导致异常磨损等问题，刀具更换频繁等问题。

本发明的技术方案如下：

一种盾构机气压后退施工方法,包括位于隧道内的盾构机及位于盾构机后侧的多段环形的管片，所述盾构机包括刀盘、土仓、螺旋机、油缸、盾尾，盾尾处具有盾尾刷，该方法包括以下步骤：

步骤一、确认盾构机刀盘前方掌子面区域地层情况满足后退条件确保盾构机整体呈直筒状；

步骤二、盾构机停机前的掘进过程中，向土仓内注入高浓度膨润土，使高浓度膨润土替代一部分渣石粉进入盾体底部；

在盾尾后部的前段管片背面提前进行打磨，并在拼装前涂抹润滑油；前段管片后侧及中段管片与隧道内壁之间注入膨润土浆液；

步骤三、盾构机停机后密封措施：对盾尾后侧的后段管片外壁与隧道内壁之间进行注浆施作止水环，阻绝盾构机后方来水；向中盾处对称注入高浓度膨润土；在盾构机停机后，对盾构机的螺旋机进行密封，向螺旋机内注入聚氨酯封堵；确保土仓的气密性，使土仓形成密闭性空间；

步骤四、向土仓内加压，使盾构机后退，使盾构机与掌子面之间形成作业空间。

进一步的，多段管片由位于盾构机后侧排列的多层管片构成，所述前段管片为盾尾后的第2层、第3层管片；所述中段管片为第4层，第5层管片；后段管片为第6层管片和第8层管片。3

进一步的，步骤三中螺旋机通过正反转方式，使螺旋轴内渣土进行自封。

进一步的，步骤二中向盾尾进行油脂注入，给盾尾密封腔内注入饱满的盾尾油脂；油脂注入量为1～1.5桶/层管片。

进一步的，步骤四中加压的方式为：通过土仓进行加压，压力为3.0bar。

进一步的，管片上具有用于向管片与隧道内壁注浆的管片注浆孔。

进一步的，所述盾构机的的尾部伸入管片外壁与隧道内壁之间，位于盾构机后侧的首个管片顶部间隙固定连接有用于固定管片的拐状密封板，拐状密封板的下部紧贴固定于管片内壁，拐状密封板竖向延伸至盾构机的的尾部。