一种盾构长距离掘进常压换刀配套的地层加固结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种富水砂卵石地层中盾构长距离掘进常压换刀配套的地层加 固结构，应用于砂卵石地层中盾构长距离掘进盾构停机换刀位置处的地层加固。
【背景技术】
[0002] 随着城市轨道交通及城际铁路的发展，盾构法成为修筑地下隧道的主要工法。盾 构在砂卵石地层中长距离掘进时，刀盘刀具磨损比较严重，为确保盾构正常掘进，每掘进一 段距离需要对盾构刀盘进行检修、对刀具进行检查更换。在富水砂卵石地层中更换刀具、检 修刀盘，安全风险非常大。
[0003] 如小数量更换刀具，可采取置换高粘度泥浆的辅助措施带压进仓换刀作业;如小 规模换刀，可采取地面深孔注浆加固地层的辅助措施，带压进仓作业;如大规模更换刀具、 检修刀盘，通常在换刀地点设置临时竖井进行常压作业。设置临时竖井，存在施工周期长、 施工占地大、对周围环境影响大、工程投资高等问题。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型为了解决上述现有技术中盾构机在砂卵石地层中长距离掘进过程中 刀具更换、刀盘检修的安全技术问题，提供了一种施工效率高、工程费用少、安全可靠、可实 施性强的盾构长距离掘进常压换刀配套的地层加固结构。
[0005]本实用新型为解决这一问题所采取的技术方案是：
[0006] -种盾构长距离掘进常压换刀配套的地层加固结构，该结构包括在盾构机停机位 置处设置的钻孔粧，粧间进行土体注浆加固；该结构还包括加固体中间位置与隧道中线交 叉处设置的咬合粧;设置在钻孔粧粧间的注浆管以及在加固体中间部位从地面向下施作的 检修工作井。
[0007] 所述的钻孔粧设置有三排，排间距lm，靠近刀盘一侧的两排钻孔粧的粧间距1.5m， 第三排钻孔粧的粧间距1.2m;钻孔粧的底部位于盾构机底以下不小于3m。
[0008] 所述的检修工作井为一圆形竖井，直径为2.0~2.5m，井内设置爬梯，检修工作井 的井底设置集水槽，集水槽顶部铺设盖板。
[0009] 本实用新型具有的优点和积极效果是：
[0010] 本实用新型的盾构长距离掘进常压换刀配套的地层加固结构，该结构采用钻孔粧 和粧间注浆地层加固措施，施工占地小，对周边环境影响小，施工工艺成熟、效率高，工程投 资低;地层加固改良效果明显，加固体密实性好;可操作性强，安全可靠，适用于富水砂卵石 地层中盾构机长距离掘进常压换刀辅助的地层加固改良。
【附图说明】
[0011] 图1是本实用新型的盾构停机换刀地层加固时刀盘未进入加固体的平面示意图；
[0012] 图2是本实用新型的盾构停机换刀地层加固时刀盘进入加固体停机后的平面示意 图；
[0013]图3是本实用新型的盾构停机换刀地层加固及工作井的纵断面示意图。
[0014]附图中主要部件符号说明：
[0015] 1:盾构机主机 2:盾壳
[0016] 3:刀盘 4:中心刀
[0017] 5:刀具 6:盾构机轴线
[0018] 7:钻孔粧 8:咬合粧
[0019] 9:注衆管 10:检修工作井
[0020] 11:爬梯 12:集水槽
[0021] 13:加固体 14:盖板。
【具体实施方式】
[0022] 以下参照附图和具体实施例对本实用新型的盾构长距离掘进常压换刀配套的地 层加固结构进行详细的说明。下面描述的具体实施例仅是本实用新型的最佳实施方式，而 不能理解为对本实用新型的限制。
[0023] 图1是本实用新型的盾构停机换刀地层加固时刀盘未进入加固体的平面示意图； 图2是本实用新型的盾构停机换刀地层加固时刀盘进入加固体停机后的平面示意图；图3是 本实用新型的盾构停机换刀地层加固及工作井的纵断面示意图。如图1至图3所示，本实用 新型的盾构长距离掘进常压换刀配套的地层加固结构，该结构包括在盾构机停机位置处设 置的钻孔粧7,粧间进行土体注浆加固。该结构还包括加固体中间位置与隧道中线交叉处设 置的咬合粧8;设置在钻孔粧7粧间的注浆管9以及在加固体中间部位从地面向下施作的检 修工作井10。
[0024]所述的钻孔粧直径1.0m，设置有三排，排距lm，靠近刀盘一侧的两排钻孔粧间距 1.5m，第三排钻孔粧粧间距1.2m，钻孔粧交叉布设;横断面钻孔粧布设宽度:盾构机两侧外 不小于1.5m;钻孔粧深度:盾构机底以下不小于3m。钻孔粧浇筑C15混凝土，粧内设置玻璃纤 维筋。中间部位的咬合粧布设参数为:直径1000mm，间距850mm。
[0025] 注浆管参数：
[0026] 您注浆管采用直径42mm的PVC袖阀管；
[0027] ②注浆管布设间距0.75m，注浆管孔深与钻孔粧深度相同；
[0028] 澎注浆材料:采用普通水泥浆(W/C=l: 1 )，浆液初凝时间不得大于5小时。浆液中掺 加补偿收缩的微膨胀剂。
[0029]所述的检修工作井10为一圆形竖井，直径为2.0~2.5m，为便于人员出入，在检修 工作井侧壁安装爬梯。检修工作井的井底设置集水槽12,集水槽顶部铺设盖板14。集水槽12 用于地层渗漏水的汇集，集水槽12尺寸600mmX600mmX500mm。在集水槽底部放置小型水 栗，将渗漏水排出地面。该井底位于盾构机轴线以下1.8m。
[0030] 盾构长距离掘进常压换刀配套的地层加固的方法如下：
[0031] 首先，在盾构机拟停机换刀位置，在地面施作钻孔粧7,加固体13中间位置、隧道中 线位置处施作咬合粧8;为提高粧间土体的稳定性和密实性，粧间布设注浆管9对粧间土进 行注浆加固。
[0032] 其次，钻孔粧7及地面注浆加固完成后，在加固体13中间部位，采用大直径旋挖钻 机引孔施作直径2.0~2.5m的圆形竖井，作为刀具更换、刀盘检修的检修工作井10。检修工 作井的井底深至刀盘3中心以下1.8m。为方便人员进出，在井壁设置爬梯11;井底设置集水 槽12,集水槽顶部铺设盖板14,通过机排将加固地层的渗漏水抽排至地面。
[0033] 再次，盾构机主机1掘进至检修工作井10位置后停机，刀盘3及中心刀4伸入检修工 作井10内，中心刀进入检修工作井中约700_。逐渐调至常压状态，在检修工作井10内更换 刀具和检修刀盘3。更换刀具的过程中，通过盾构机主机1旋转刀盘3,来实现整个刀盘上刀 具的更换、刀盘检修。
[0034] -个角度的刀盘检修、刀具更换完成之后，撤出人员和设备，刀盘旋转至另一个角 度，进行同样的工作流程，直至整个刀盘面板检修、刀具更换完成。
[0035]最后，刀盘检修、刀具更换完成后，拆除检修工作井10内的临时设施，采用采用C15 素混凝土将检修工作井回填密实，然后恢复盾构掘进。
【主权项】
1. 一种盾构长距离掘进常压换刀配套的地层加固结构，其特征在于：该结构包括在盾 构机（1)停机位置处设置的钻孔粧(7)，粧间进行土体注浆加固；该结构还包括加固体（13) 中间位置与隧道中线交叉处设置的咬合粧(8);设置在钻孔粧(7)粧间的注浆管(9)以及在 加固体(13 )中间部位从地面向下施作的检修工作井(10 )。2. 根据权利要求1所述的盾构长距离掘进常压换刀配套的地层加固结构，其特征在于： 钻孔粧(7)设置有三排，排间距lm，靠近刀盘一侧的两排钻孔粧的粧间距1.5m，第三排钻孔 粧的粧间距1.2m;钻孔粧(7)的底部位于盾构机底以下不小于3m处。3. 根据权利要求1所述的盾构长距离掘进常压换刀配套的地层加固结构，其特征在于： 检修工作井（10)为一圆形竖井，直径为2.0~2.5m，井内设置爬梯（11)，检修工作井的井底 设置集水槽(12)，集水槽顶部铺设盖板(14)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种盾构长距离掘进常压换刀配套的地层加固结构，包括在盾构机停机位置处设置的钻孔桩，桩间进行土体注浆加固；该结构还包括加固体中间位置与隧道中线交叉处设置的咬合桩；设置在桩间的注浆管以及在加固体中间部位从地面向下施作的检修工作井。本实用新型的盾构长距离掘进常压换刀配套的地层加固结构，采用钻孔桩和桩间注浆地层加固措施，施工占地小，对周边环境影响小，施工工艺成熟、效率高，工程投资低；地层加固改良效果明显，加固体密实性好；可操作性强，安全可靠，适用于富水砂卵石地层中盾构机长距离掘进常压换刀辅助的地层加固改良。
【IPC分类】E21D9/00, E21D9/08, E02D3/00
【公开号】CN205370577
【申请号】CN201620053183
【发明人】唐伟, 张继清, 索晓明, 王立暖, 李得昌
【申请人】铁道第三勘察设计院集团有限公司
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年1月20日