土压盾构机在掘进过程中常压开仓换刀的技术研究

再 者 ， 由于 地 下水 的 水位 较 高 ，盾 构 机 位 置在 水 位 面 以 下 ，而且 ｃ 残积砾 质黏 土 为承 压含 水层 ，如 不采取 措施 ，
开仓 后将 造成 泥水 喷涌。
３ ． ２ ． ２ 针 对 性措 施
Baidu Nhomakorabea
换 刀前 ，应 先将 刀盘 转至理 想位 置 。换 单 刃 刀时 ，利 用 螺旋机 将土舱 内土体清 除至 盾构 中心 向上５ ４ ０ ｍｍ，换 双 刃刀时 ，土舱 内土体 清 除至盾构 中心 向下８ １ ０ ｍｍ。
板 至土 仓 内铺 设 于土 体 之上 ，便 于 施 工人 员 立于 木 板上 进
图２ 清障处理示意
行换 刀施 工。
（ ｂ） 开仓前后在仓 门附近焊接几处吊点 ，利用手拉 （ ｂ） 全回转水泥砂浆墙施工 ：全回转清障施工完成
后 ，采 用 全 回 转钻 机成 孔 在 盾构 机 刀 盘前 方施 － Ｉ － Ｉ 道 水 泥 砂浆 咬合桩 墙 施工 ，咬合桩 孔径 １ ５ ０ ０ ｍｍ，搭 接６ ０ ０ ｍｍ， 孔深 ２ Ｏ ｍ，孔边 界距离 刀盘 前 方３ Ｏ ｃ ｍ。每根 桩成 孔后 对钻 葫 芦来输 送 刀具 ，结合人 工推 送来 进行 刀具 的卸 、装 。 （ Ｃ）刀具 运 输 ：换 刀前 将 当天 拟换 置 的滚 刀 通 过行 车及 电瓶 车运输 至第 １ 节 台车前 方 ，放 置整 齐 。在 刀具运 输 过 程 以及 旧刀具 运 出地 面 过 程 中 ，避免 刀 具突 然 断裂 ，导
空压 机通 过通 风管 对舱前 空间通 风排 气约 ３ ０ ａｉ ｒ ｎ 。
利 用盾 构 机原 有人 仓 保压 系 统 为排气 管 路 ，盾 构机 主 机 内和 后 续 台车 全部 使 用原 有 的 管路 ，排 气 管 出 口设 置在 末节 台车后ｓ ｍ处 ，远 离灯具 和 高压 电缆接 头。利 用通 风软 管 向土仓 内送 风 ，同 时打 开原 保压 系 统 管路 阀门 ，将压 出 气 体 排至 预定 区域 ，气体 通过 洞 内压 入 新鲜 空 气 的稀 释 ，
合桩 砂浆 墙 之间施做 Ｃ Ｘ ） ． ８ ｍ的高 压旋 喷桩 止水。 （ ｃ ） 在 盾构 机 刀盘两侧 和 盾构 及前面 布 置３口备 用降 水 井 ，如 开 仓后 渗水 较 多 ，立 即启 动 降水 井 进行 降水 ，以 保 持土 仓 内换 刀作 业面 的干燥 Ｊ 。
行气体检测 ，确定可能存在 的有害气体 ，之后选用盾构机
孔进 行 灌注 ，灌 注 范 围为 隧道 上 方４ ｍ，隧道 以下 １ － ３ ｍ 地面 至隧道 上 方４ ｍ的土 体应 均匀拌 合水 泥后 回填 。根据 咬
合桩编号 ，其施工顺序为：１ —３ —２ —５ — 一７ —６ —８ 。 ３ ＿ ３ ． ２ 高压旋喷桩施工
待 咬合 桩 桩墙 施工 完 成 后 进行 ，采 用８ ０ ０ ｍｍ＠ ６ ０ ０ ｍｍ高 压旋 喷桩 止水 施工 。本工 艺是 成熟 施工 工艺 ，此
３ ． ４ ． １ 换 刀 流程
开始 一 开挖 面稳 定 性初 步 判 断一 仓 内气体 检 测一 开 仓 一 进一 步 观察 开 挖面 的稳定 性一 刀具检 查一 刀具 更 换一 检
查验 收一 关仓一 完成
３ ． ４ ． ２ 土 仓 清理
定 的 自然 土压 力 ，如 不采 取 措施 ，将 造 成开 挖 面坍 塌 。
随洞 内空气排 出洞 外 （ 图３） 。
３ ． ３ 换 刀前 咬合桩 墙及高压旋喷桩 止水 的施工
３ ． ３ ． １ 咬 合 桩 墙
（ ａ） 全 回转清 障施工 ：由于 目前 障碍物部分与盾构
机 刀 盘贴 合 紧密 ，为保 证 咬合 桩跳 打 要 求 ，先采 用 全 回转
钻机在 盾构机 刀盘前 方清 除部 分障碍 物 ，清除范围为刀 盘前 方１ ． ８ ｍ内的现有岩石障碍物 ，共需打Ａ８口，孔径
１ ５ ０ ０ ｍｍ，搭 接９ ０ ０ ｍｍ （ 图２）。
Ｈ … ｍ Ｉ Ｊ
蓥 彘．
— —
洞 内风瀛循环
５ 号台车后３ ｍ
原保压 系统管路
洞 内风流循环 ／
面
图３ 舱前通风示意
３ ． ４ ． ４ 换 刀 步骤 及 施 工 要 点 （ ａ ）当刀盘转 至预定 位置 时 ，通过 螺旋机 出土 将土 位 降至 指定 位置 （ 图４ 中粗 线 表示 ），然 后 通过人 行仓 输送 木
处 不再叙 述。
３ ． ２ 常压 下换刀技术 的难点 及针对 性措施
３ ． ２ ． １ 难 点 分析 盾 构 掘 进 过 程 中开 挖 面 稳 定 靠 土 仓 压 力维 持 ，开 仓
后 ，盾 构机 切 口土仓 内的压 力 全部 卸掉 ，而开 挖 面土 体 有
一
３ ． ４ 常压换刀施 工
质黏土 （ 黏土 ） 、⑩ ｂ 残积砂质黏土、 ⑩ｃ 残积砾质黏土土
层 中，这３ 层土的物理力学性质较好，压缩性中等，自立性
好 。地 表 为绿 化 带 ，周 围建 筑 物距 离较 远 ，根 据 我公 司对 福 州 地层 特 性 的 了解 ，在 加 上采 取 一定 的技 术 措施 防 止开 挖面 的坍塌 和 地 下水 喷 涌 ，确定 采 用 常压 下开 仓进 行 刀具 检查 和更换 。
３ ． ４ － ３ 气体检 测 和 通风 排 气 舱 门打 开 后 ，安全 人 员利 用 气体 检测 器 在舱 门 口处进
（ ａ】 针对 开 挖面 坍塌 ，采 用 在距 离 刀盘３ ０ ｃ ｍ处施做
．
５ ｍ的咬合桩 砂浆墙 来 阻挡开 挖面 的坍塌 。 （ ｂ） 针 对 开 仓 后 将造 成 泥 水 喷 涌 ，采 用 在 刀盘 和 咬
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和 安 装。
（ ｈ） 为 了 装 刀 工 作 的 顺 利 进 行 ，拆 下 的螺 栓 、垫 圈、 螺母 、压块 等必须 集 中放 置在铁 皮 工具箱 里 。 （ － ）拆 换 刀 具 过 程 中 ， 一 定 要 绑 好 刀 具 及 抽 水 水 泵 ，避 免 刀具及 水 泵掉 入 泥水 中。 万一掉 入 泥 水 中 ，一定 要 及 时 将 其 捞 出 ，避 免伤 害 盾 构 机 。 在 未 完 成 打 捞 工 作 前 ，严 禁转 动 刀盘 ，严 禁 继续 换 刀 。换 刀 时掉 下 的任何 物