本申请涉及盾构施工，具体涉及一种富水砂卵石地层中盾构常压换刀方法。
背景技术：
1、泥水盾构机是一种用于地下隧道建设的机械设备，它采用盾构法施工，通常由刀盘、推进系统、泥浆循环系统等组成，泥水盾构机通过刀盘上的刀具在土层中开挖隧道，在开挖过程中，泥水盾构机采用大型液压缸推进刀盘和隧道衬砌，并利用泥浆作为泥土的支撑介质，保证隧道不失稳和塌陷。同时，泥水盾构机也需要将削出的土屑通过泥浆循环系统输送至地面进行处理。泥水盾构机可以适应各种地质条件和隧道断面形状，广泛应用于城市轨道交通、水利工程、公路隧道等领域。
2、在泥水盾构机穿越富水砂卵石地层的施工中，则会面临着较大的施工困难：首先，由于卵石粒径大。刀盘在掘进并切削土体过程中，刀具极易与卵石发生碰撞，且由于卵石硬度较高，尤其是对大粒径卵石进行破碎时，刀具会造成严重的磨损；其次，砂卵石地层渗透系数大。泥水盾构机在掘进过程中，主要依靠泥浆在掌子面形成泥膜，以稳定掌子面。但砂卵石地层渗透系数大，泥膜形成困难，掌子面稳定性较差。
3、在刀盘发生磨损时，需及时进行更换，但是在富水砂卵石地层中进行刀具更换时：
4、一方面，泥水盾构机利用泥浆在掌子面形成泥膜，以稳定掌子面，并通过气垫仓内高压空气与泥浆液位调整土仓压力，使其与地层压力平衡，但富水砂卵石地层密闭性不良、渗透系数较大，导致泥膜形成困难，并引起气垫仓液位不稳定，当气垫仓液位过低时，高压空气进入地层，对地层造成扰动，易造成富水砂卵石地层更加松散，极易引起刀盘卡死。
5、另一方面，该地层地下水丰富，地下水通过孔隙进入掌子面，极易造成掌子面失稳，易对更换刀具作业人员造成危险。
6、又一方面，采用常规的换刀方法如带压换刀或常压换刀时，需要对掌子面进行超前注浆加固，而在富水砂卵石地层实际施工过程中，地层收敛性较强，超前钻孔成孔困难；且地层富含地下水，在钻孔过程中，超前注浆孔一直在流水，钻进费时费力且加固效果差。
7、公开于该背景技术部分的信息仅用于加深对本公开的背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种富水砂卵石地层中盾构常压换刀方法，旨在解决在富水砂卵石地层环境下更换盾构刀具安全风险高的技术问题。
2、根据本公开的一个方面，提供一种富水砂卵石地层中盾构常压换刀方法，其包括如下步骤：
3、（1）设置包括回浆用沉淀池及泥浆储备池的泥浆箱，采用泥浆搅拌机造浆，其造浆量为对应钻孔容积的至少4倍；
4、（2）根据测量放线基准点布设现场测量控制网并进行复核，利用复核后的所述测量控制网及全站仪在刀盘外对应区域放样桩位，并于所述桩位处埋设护筒；
5、（3）钻机于所述桩位对应位置处就位，并调整钻杆垂直度且使其中轴线与所述桩位中心共线；随钻进注入泥浆，确保泥浆面保持在所述护筒底口上方1m以上，并控制钻机钻速，待钻进一定深度且护壁泥浆形成护壁泥皮后再全速钻进；
6、（4）通过导管向桩孔内持续灌注混凝土，控制所述导管埋入混凝土的深度为2～6m；
7、（5）重复步骤（2）-（4），于刀盘前方及两侧对应位置处依次施作用于稳定掌子面和封堵地下水的各素混凝土桩；
8、（6）重复步骤（2）-（3），于刀盘正上方钻设孔底距刀盘一定距离的人孔，且所述人孔钻设完毕后于孔内下放人孔护筒，采用水泵抽水方式对人孔进行降水作业，并监控人孔内液位，对人孔进行通风换气；
9、（7）施工人员进入所述人孔后人力下挖至刀盘处，并根据人力下挖深度，逐步降低盾构机气垫仓压力，直至下挖至刀盘处时气垫仓压力降为0；
10、（8）施工人员撤离人孔后并转动刀盘，使待更换刀具处于人孔范围内后，施工人员再次进入人孔，对刀盘刀具进行更换；
11、（9）重复步骤（8），对各磨损刀具进行更换；
12、（10）于所述人孔底部对应位置处焊接钢板封闭，并回填砂卵石及泥土。
13、在本公开的一些实施例中，在所述步骤（1）中，所述泥浆箱的总容积至少为钻孔容积的1.5倍。
14、在本公开的一些实施例中，在所述步骤（1）中，所述泥浆的制备原料包括膨润土、重晶石粉、羧甲基纤维素。
15、在本公开的一些实施例中，在所述步骤（2）中，所述桩位放样后，在其纵向和横向的两侧分别设置控制桩，且于相对的控制桩间系定位控制线，两所述定位控制线的交点于所述桩位处的投影与所述桩位的桩心重合。
16、在本公开的一些实施例中，在所述步骤（3）中，所述钻杆对应设计钻进深度位置处设置有用以控制成孔深度的标记。
17、在本公开的一些实施例中，在所述步骤（3）中，所述桩位的桩架或桩管上设有用于控制钻进深度的标尺。
18、在本公开的一些实施例中，在所述步骤（3）中，于桩孔周围对应位置处开设降水井。
19、在本公开的一些实施例中，待所述钻机钻至设计深度后停止进尺，注浆反循环钻动2min以上，且泥浆相对密度控制在1.1～1.25。
20、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下任一技术效果或优点：
21、1. 通过在刀盘前方及两侧相应位置打设若干素混凝土桩，可达到稳定掌子面及封堵地下水的目的，有效解决了现有刀具更换方法安全风险高的问题，实现降低刀具更换时掌子面失稳、涌水等风险系数的效果，便于快速安全的更换刀具。
22、2. 由于在刀盘上方设置了人孔，并在人孔内置有人孔护筒，通过护筒避免人孔发生坍塌的风险，确保施工人员于人孔内进行护筒更换的安全性。
23、3. 通过刀盘前方及两侧的素混凝土桩，可减小刀盘处与周围土体间的水利联系，同时人孔内辅以水泵抽水，可有效降低换刀处的涌水风险，确保操作人员的施工安全。
24、4. 由于在泥浆中加入了适量的重晶石粉和羧甲基纤维素，由此可增大泥浆比重和提高泥浆粘度，增大孔内泥浆压力和形成泥皮的能力。
25、5. 泥浆造浆量为钻孔容积的至少4倍，由此解决富水砂卵石地层泥浆逃逸严重的现象，确保泥浆适量供应。
1.一种富水砂卵石地层中盾构常压换刀方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的富水砂卵石地层中盾构常压换刀方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，所述泥浆箱的总容积至少为钻孔容积的1.5倍。
3.根据权利要求1所述的富水砂卵石地层中盾构常压换刀方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，所述泥浆的制备原料包括膨润土、重晶石粉、羧甲基纤维素。
4.根据权利要求1所述的富水砂卵石地层中盾构常压换刀方法，其特征在于，在所述步骤（2）中，所述桩位放样后，在其纵向和横向的两侧分别设置控制桩，且于相对的控制桩间系定位控制线，两所述定位控制线的交点于所述桩位处的投影与所述桩位的桩心重合。
5.根据权利要求1所述的富水砂卵石地层中盾构常压换刀方法，其特征在于，在所述步骤（3）中，所述钻杆对应设计钻进深度位置处设置有用以控制成孔深度的标记。
6.根据权利要求1所述的富水砂卵石地层中盾构常压换刀方法，其特征在于，在所述步骤（3）中，所述桩位的桩架或桩管上设有用于控制钻进深度的标尺。
7.根据权利要求1所述的富水砂卵石地层中盾构常压换刀方法，其特征在于，在所述步骤（3）中，于桩孔周围对应位置处开设降水井。
8.根据权利要求1所述的富水砂卵石地层中盾构常压换刀方法，其特征在于，在所述步骤（3）中，待所述钻机钻至设计深度后停止进尺，注浆反循环钻动2min以上，且泥浆相对密度控制在1.1～1.25。