浅解盾构开仓换刀施工方法建筑科学论文.doc

浅解盾构开仓换刀施工方法_建筑科学论文 　　摘要：本文通过深圳地铁1号线大新站～鲤鱼门站盾构区间施工中，盾构刀具磨损，进行更换所采用的各种换刀进行讨论和述说　　关键词：盾构、气压、注浆、换刀　　1 前言　　随着我国轨道交通的不断发展，盾构法施工作为最安全，最有效的区间施工工艺盾构法施工较适用软土地层，在存在孤石、硬岩的地层施工较困难，施工难度较大其中盾构刀具的磨损和更换，是盾构掘进过程中的重中之重　　2 换刀方案讨论　　目前采用较多的换刀方法主要有两种：气压换刀和常压换刀，其中常压换刀又分为预处理常压换刀和注浆常压换刀两种　　气压换刀：利用盾构机自带的两台空压机或辅助压气设备，对土仓进行加气压，将土仓内的水、土用空气进行置换，用气压代替原来的水土压力，建立土仓内气压和仓外水土压力平衡，然后人员进入土仓内带压作业，进行刀具的更换　　常压换刀：在不加气压的情况下，利用土体的自身稳定性平衡仓外的水土压力，然后人员在常压下进入土仓进行道具的更换作业；常压分两种：预处理常压换刀和注浆常压换刀预处理常压换刀：提前确定换刀地点，在地面预先采用三轴搅拌桩、旋喷桩等土体加固措施提前对土体进行加固，增强土体的自稳性能，然后盾构机刀盘进入加固区后，进行常压开仓换刀的施工方法。

注浆常压换刀：通过刀盘注浆孔，向土仓内注入水泥浆，采用水泥浆替换原状土，辅助盾构机超前地质钻孔钢花管注浆，利用注浆体形成帷幕，并增加土体的自稳性能，然后进行常压清仓和刀具更换的施工方法　　 　　换刀方法比较：　　换刀方法 实施条件要求 难易程度 及时性 安全性 工期 适应能力　　气压换刀 能保压 较难 及时 安全 较长 较强　　预处理常压换刀 地面比较空旷，可以采用各种预先加固措施 简单 不及时 较安全 短（前期加固时间较长） 较弱　　注浆常压换刀 无 较简单 及时 较安全 较短 强　　下面通过一个工程实例详述注浆常压换刀施工工法　　3 工程案例　　（一） 工程概况　　大新站～前海站区间隧道管片采用标准环钢筋混凝土管片，管片外径6000mm，内径5400mm，厚度300mm，衬砌宽度1500mm，强度等级为C50，抗渗等级为S10大新站～前海站区间以⑥１砾质粘性土、⑥２砂质粘性土、③11砾砂为主，前海站局部拱顶位于淤泥层，中间有约60m长度穿越花岗岩微风化和全风化层两区间采用两台海瑞克盾构间隔一个月进行同向掘进施工当右线盾构掘进182环至185环时，推力增加逐渐增加，扭矩减小，方向难于控制。

直至186环盾构停机，推力已达到2600T，速度为零，垂直偏差已经达到12mm/m，无法继续向前推进，需要进行刀具更换该部位正处于江陵汽车维修厂接待室下方，具体位置见下图：　　 由于地层漏气而无法建压，且盾构上方无加固条件因此本次换刀计划采用注浆常压换刀　　（二） 施工流程　　　　 （三）注浆法常压换刀施工方法原理：　　主要是通过向土仓内注浆置换原有的水土混合物，并向仓外扩散，利用刀盘的后退功能，将刀盘后退，采用钢花管注浆形成坚硬的顶部保护这样盾构藏四周和前部形成一个水泥浆构筑的掩体见示意图一　　 　　（四）主要施工过程　　第一步：盾尾和土仓内注浆　　盾构停机之后，通过盾构注浆管和仓内注浆有两个目的：其一为固结仓内及刀盘开口，封堵可能存在的空腔，确保能顺利开仓；其二为包裹住主轴承，防止超前注浆压力太大对主轴承密封造成危害考虑到土仓内碴土非常多，注砂浆的过程中同时要在保证土仓压力不小于2.0bar的条件下进行出土加固砂浆过程中旋转刀盘，保证砂浆与仓内碴土混合均匀凝固砂浆可以采用水泥浆或水泥砂浆两种，本次换刀采用水泥砂浆，加注砂浆骨料配比：水泥300kg、砂子800kg、粉煤灰200kg、膨润土200kg，注浆方量约30m3。

　　　　第二步：检查仓内注浆质量　　在盾构超前注浆之前，应先检查土层内注浆情况，查看注浆体的凝固情况检查方法如下：　　先打开土仓壁上上的两个球阀，利用直径10mm左右的钢筋向土仓内砸入，根据砸入的情况判断土仓内注浆体的凝固情况，如浆液已变为塑状且无水流出，则表明可进行下一步的超前注浆工作　　第三步：盾构超前注浆　　本工程采用的海瑞克盾构机设置有12个超前地质钻孔，其中底部2个，中部6个，顶部4个，超前地质钻孔的外插角为11度，布置位置见示意图二本次通过上部10个超前注浆孔，向前方打超前注浆管，注浆管采用。