一種盾構保壓換刀方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及地鐵隧道盾構施工技術，具體涉及一種盾構保壓換刀方法。
【背景技術】
[0002]在城市地下鐵道的建設中，盾構施工法以其良好的防滲漏水性、施工安全快速、對周圍環(huán)境影響小等優(yōu)點，已經成為地鐵施工的主要方法之一，且在許多場合已成為首選方法。特別是在地層條件差、地質及環(huán)境狀況復雜、地下水位高等情況下盾構法更具有明顯的技術經濟優(yōu)異性。
[0003]當隧道主要在礫石層及中風化板巖中掘進時，所超越的地層石英含量及土層硬度較高，盾構刀具磨損厲害，所以在隧道掘進當中要考慮跟換刀具。
[0004]盾構機的換刀模式有直接開倉換刀模式、降水加固換刀模式、地表注漿加固換刀模式、圍護樁加固換刀模式和氣壓加固換刀模式。直接開倉換刀模式要求地層穩(wěn)定性好，因此該方法不適用于復雜地層。降水加固換刀模式簡單，但存在地層不穩(wěn)定的風險。由于礫石層及中風化板巖自穩(wěn)定性較低，一旦時間過長，地層失穩(wěn)就面臨坍塌的危險。因此，單采用降水加固換刀對于復雜地層是不可行的。地表注漿加固換刀模式一定程度上可以加固地層，加固效果較降水加固好，但需要在地表占道操作，因此受地表條件的限制。另一方面，地層注漿效果不佳，加固之后地表仍可能出現(xiàn)坍塌，此法不能保證更換刀具的安全及地表要求。圍護樁加固換刀模式能保證換刀的安全穩(wěn)定，但存在樁的里程難確定、成本高、施工周期長、地表條件限制等缺點，并且未能體系盾構對環(huán)境影響小的先進性。氣壓加固換刀模式不占地表、而且費用較低、效率較高。但現(xiàn)有氣壓加固換刀方法在地質條件差的情況下，建壓和保壓容易失敗。換句話說，在復雜的地質條件下，如何保證安全、快速地更換刀具是盾構施工的難點。
[0005]因此，如何采用行之有效的換刀技術來保證安全、快速、經濟、又不造成地面干擾地進行刀具更換成為了復雜地層盾構施工的一個迫切需要解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種盾構保壓換刀方法，能夠實現(xiàn)在復雜地層盾構施工中進行安全、快速、經濟、又不造成地面干擾地進行換刀。
[0007]本發(fā)明的技術方案為:一種盾構保壓換刀方法，其中盾構機設有人行閘，由主艙和預備艙組成，兩艙被壓力門分隔開，該人行閘能實現(xiàn)局部氣壓條件下?lián)Q刀施工。在盾構保壓換刀期間，人行閘是人員、工具和材料出入土倉的轉換通道。該盾構保壓換刀方法包括步驟如下:
[0008](1)、準備換刀工具、材料并檢查壓氣時要用的相關設備；
[0009](2)、排出土倉內的渣土，當土壓降至0.5bar以下時，向土倉加入壓縮氣體，同時向土倉內加入膨潤土，轉動刀盤，繼續(xù)出渣；
[0010](3)、一段時間后停止加入膨潤土，當螺旋機后閘門有較連續(xù)且較大壓力的氣體噴出即停止出土，然后等待一段時間看土倉內的氣壓是否能夠保持穩(wěn)定(即氣壓上下浮動不能超過0.lbar)；
[0011](4)、土倉內氣壓穩(wěn)定后，換刀人員進入所述人行閘，相關材料工具也要運進去。準備好后，向人閘內加壓；
[0012](5)、當所述人行閘的氣壓與土倉的氣壓基本一致時，打開平衡閥，換刀人員打開土倉門進入土倉開始換刀作業(yè)。
[0013]優(yōu)選地，向所述人行閘內加壓的程序按照有關帶壓作業(yè)規(guī)范的要求進行。
[0014]優(yōu)選地，所述人行閘按CEN標準設計，并設有氣壓自動控制系統(tǒng)。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點在于:能夠保證在復雜地層中進行安全、快速、經濟、又不造成地面干擾的換刀操作。
【附圖說明】
[0016]圖1示出了本發(fā)明的保壓換刀流程圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖及具體實例對本發(fā)明做出詳細說明，但本發(fā)明并不局限于以下實例。
[0018]在本實例中，當隧道主要在礫石層及中風化板巖中掘進時，所超越的地層石英含量及土層硬度較高，盾構刀具磨損厲害，所以在隧道掘進當中要更換刀具。由于該地層含水量及滲透率較高，開倉換刀時要采取保壓措施。
[0019]盾構機設有人行閘，由主艙和預備艙組成，兩艙被壓力門分隔開，該人行閘能實現(xiàn)局部氣壓條件下?lián)Q刀施工。在盾構保壓換刀期間，人行閘是人員、工具和材料出入土倉的轉換通道。在人員、工具和材料進入土倉時，能夠保持土倉中的氣壓。
[0020]如圖1所示，一種在復雜地層掘進時的盾構保壓換刀方法，主要操作步驟如下:
[0021]第一步，準備換刀工具、材料并檢查壓氣時要用的相關設備
[0022]常用的換刀工具包括:刀具磨損量具、手拉葫蘆、液壓千斤頂、螺桿千斤頂、分離式千斤頂、撬棒、扳手(開倉門及拆、裝刀具時用)、氣動打磨機、鐵錘；
[0023]準備的材料包括:刀具及其配件(拉緊塊、U型塊、螺絲等)、吊耳；
[0024]要檢查的設備包括:空壓機(包括備用空壓機)、管路(水管、氣管)及接口、照明設施、人閘及土倉的壓力表、人閘與指揮室的通訊。
[0025]第二步，土倉加壓
[0026]排出土倉內的渣土，當土壓降至較低時(0.5bar以下)，向土倉加入壓縮氣體，同時向土倉內加入膨潤土，轉動刀盤，繼續(xù)出渣。一段時間后停止加入膨潤土，當螺旋機后閘門有較連續(xù)且較大壓力的氣體噴出即可停止出土，然后等待半個小時左右看土倉內的氣壓是否能夠保持穩(wěn)定，即氣壓上下浮動不能超過0.lbar。
[0027]如果土倉內的氣壓，無法上升到預定值，且空壓機排壓較低，或者氣壓上下浮動過大都說明土倉漏氣。檢查地面、鉸接、盾尾是否漏氣。
[0028]第三步，人行閘加壓
[0029]土倉內氣壓穩(wěn)定后，換刀人員進入人行閘，相關材料工具也要運進去。準備好后，向人行閘內加壓，加壓程序要按照有關帶壓作業(yè)規(guī)范的要求。
[0030]第四步，當人行閘的氣壓與土倉的氣壓基本一致時，打開平衡閥，換刀人員打開土倉門進入土倉開始換刀作業(yè)。
[0031]人行閘按CEN標準設計，并設有氣壓自動控制系統(tǒng)。壓縮空氣調節(jié)裝置安裝在盾構機中體上，兩路供氣。
[0032]若換刀時刀具不慎掉入土倉內，而土倉內泥渣較多很難定位刀具及打撈時，則換刀人員進倉作業(yè)時帶上鐵鍬和編織袋，將土倉內的渣土裝袋即可。
[0033]若作業(yè)過程中，發(fā)生氣管爆裂、空壓機故障等問題時，首先要冷靜，想辦法穩(wěn)住氣壓，同時盡快通知作業(yè)人員進入人閘以便及早減壓出來。
[0034]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替代和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種盾構保壓換刀方法，其中盾構機設有人行閘，由主艙和預備艙組成，兩艙被壓力門分隔開，在盾構保壓換刀期間，該人行閘是人員、工具和材料出入土倉的轉換通道，其特征在于:包括如下步驟: 1)準備換刀工具、材料并檢查壓氣時要用的相關設備； 2)排出土倉內的密土，當土壓降至0.5bar以下時，向土倉加入壓縮氣體，同時向土倉內加入膨潤土，轉動刀盤，繼續(xù)出渣；一段時間后停止加入膨潤土 ；當螺旋機后閘門有較連續(xù)且較大壓力的氣體噴出即停止出土，然后等待半個小時左右看土倉內的氣壓是否能夠保持穩(wěn)定; 3)土倉內氣壓穩(wěn)定后，換刀人員進入所述人行閘，相關材料工具也要運進去，準備好后，向所述人行閘內加壓； 4)當所述人行閘的氣壓與土倉的氣壓基本一致時，打開平衡閥，換刀人員打開土倉門進入土倉開始換刀作業(yè)。2.根據權利要求1所述的盾構保壓換刀方法，其特征在于:向所述人行閘內加壓的程序按照有關帶壓作業(yè)規(guī)范的要求進行。3.根據權利要求1所述的盾構保壓換刀方法，其特征在于:所述人行閘按CEN標準設計，并設有氣壓自動控制系統(tǒng)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及地鐵隧道盾構施工技術，具體涉及一種盾構保壓換刀方法，包括步驟：準備換刀工具、材料并檢查壓氣時要用的相關設備；排出土倉內的渣土，當土壓降至0.5bar以下時，向土倉加入壓縮氣體，同時向土倉內加入膨潤土，轉動刀盤，繼續(xù)出渣；一段時間后停止加入膨潤土，當螺旋機后閘門有較連續(xù)且較大壓力的氣體噴出即停止出土，然后等待一段時間看土倉內的氣壓是否能夠保持穩(wěn)定；土倉內氣壓穩(wěn)定后，換刀人員進入人閘，相關材料工具也要運進去。準備好后，向人閘內加壓；當人行閘的氣壓與土倉的氣壓基本一致時，打開平衡閥，換刀人員打開土倉門進入土倉開始換刀作業(yè)。本發(fā)明能夠保證在復雜地層中進行安全、快速、經濟、又不造成地面干擾的換刀操作。
【IPC分類】E21D9/08
【公開號】CN105317441
【申請?zhí)枴緾N201410307527
【發(fā)明人】傅珺, 趙余夫, 鮑廉梵
【申請人】宏潤建設集團股份有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年6月30日