本發(fā)明涉及一種盾構(gòu)應(yīng)急檢修時常壓檢修環(huán)境的形成方法，適用于含水軟土地層中盾構(gòu)施工領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、城市地下工程建設(shè)過程中，盾構(gòu)法是修建隧道最常用的方法之一。當(dāng)盾構(gòu)掘進過程中需要檢修時，常采用地面加固地層或者帶壓進倉的方式，而當(dāng)盾構(gòu)臨時出現(xiàn)故障而無法預(yù)先選擇設(shè)計停機地點時，常常地面不具備地層加固的施工條件，比如盾構(gòu)停機位置處于海面或者江面等水下環(huán)境時，就無法從水面對盾構(gòu)周圍地層進行加固，而且盾構(gòu)檢修的切割、焊接等動火施工無法在帶壓環(huán)境中長時間進行，所以當(dāng)盾構(gòu)出現(xiàn)故障臨時停機在水下時，一般很難構(gòu)建常壓的檢修環(huán)境，使其成為盾構(gòu)施工中存在的關(guān)鍵節(jié)點問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)需求，提供一種盾構(gòu)常壓檢修環(huán)境的無損凍結(jié)形成方法，利用盾構(gòu)既有的注漿孔、地質(zhì)探孔、閥門等預(yù)留孔洞結(jié)構(gòu)，在盾構(gòu)內(nèi)部布置凍結(jié)管，通過在凍結(jié)管內(nèi)循環(huán)低溫冷媒在盾構(gòu)刀盤前方形成封閉凍結(jié)帷幕，來隔絕地層中的地下水，通過開挖凍結(jié)帷幕內(nèi)部空間后形成盾構(gòu)內(nèi)部的常壓檢修環(huán)境，滿足盾構(gòu)刀盤和內(nèi)部結(jié)構(gòu)檢修的動火施工需求，供長時間盾構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)檢修施工。

2、為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，發(fā)明了一種水下盾構(gòu)常壓檢修環(huán)境的無損凍結(jié)形成方法，利用臨時停機的盾構(gòu)內(nèi)部預(yù)留孔洞布置多根近水平凍結(jié)管，通過在凍結(jié)管內(nèi)循環(huán)的低溫冷媒將地層凍結(jié)，從而在盾構(gòu)前方形成封閉的凍結(jié)帷幕，來抵抗地層中的水土壓力。將盾構(gòu)刀盤前后的凍土開挖清除后，即可形成檢修環(huán)境，而凍結(jié)帷幕的存在可以檢修環(huán)境外部的水土壓力，從而形成常壓檢修環(huán)境，供施工人員在常壓狀態(tài)下進入盾構(gòu)內(nèi)部，進行盾構(gòu)刀具更換、刀箱檢修、內(nèi)部結(jié)構(gòu)拆除、主驅(qū)動密封維護等動火施工。

3、進一步，全部凍結(jié)管均在盾構(gòu)內(nèi)部施工，不需要地面施工環(huán)境，而凍結(jié)管施工位置全部利用盾構(gòu)殼體上的注漿孔、內(nèi)部隔板上的地質(zhì)探孔、隔板上貫通閥門等預(yù)留孔洞，所以凍結(jié)管的鉆孔不會損壞盾構(gòu)結(jié)構(gòu)，也不會影響盾構(gòu)檢修完成后復(fù)推的功能。

4、進一步，利用盾構(gòu)既有預(yù)留孔洞，盡可能多的布置凍結(jié)管，從而減小凍結(jié)管的間距，加快凍結(jié)速度，縮短形成封閉凍結(jié)帷幕的時間。當(dāng)預(yù)留孔洞少造成凍結(jié)管間距較大時，需要延長凍結(jié)時間，必要時采取液氮凍結(jié)等低溫凍結(jié)模式，來形成需要的凍結(jié)帷幕。同時，也可以通過在盾構(gòu)隔板上增加布置部分凍結(jié)管，來減小凍結(jié)管之間的間距，縮短凍結(jié)施工時間。

5、進一步，盾構(gòu)前方形成的凍結(jié)帷幕主要功能是平衡外部地層中的水土壓力及封水，保持檢修環(huán)境的常壓條件，所以應(yīng)根據(jù)地層中水土壓力平衡需求來設(shè)定形成凍結(jié)帷幕的范圍，必要是可以在形成檢修空間的周圍架設(shè)臨時支撐，來控制凍結(jié)帷幕變形，提供長時間的盾構(gòu)常壓檢修環(huán)境。

6、具體步驟如下：

7、a.?盾構(gòu)停機后，利用盾構(gòu)內(nèi)部預(yù)留的孔洞，布置多根近水平的凍結(jié)管；

8、b.?在凍結(jié)管內(nèi)部循環(huán)鹽水或液氮等低溫冷媒，使地層凍結(jié)從而在盾構(gòu)前方形成封閉凍結(jié)帷幕；

9、c.?在盾構(gòu)前方凍土帷幕的圍護作用下，進行盾構(gòu)刀盤前后凍土開挖，形成盾構(gòu)常壓檢修空間；

10、d.?進入檢修空間，對盾構(gòu)內(nèi)部設(shè)備進行檢修；

11、e.?盾構(gòu)檢修結(jié)束后，停止凍結(jié)，拔除凍結(jié)管，恢復(fù)盾構(gòu)正常推進施工。

12、有益效果：通過凍結(jié)形成的凍結(jié)帷幕保護下，開挖凍土后形成的空間為常壓檢修環(huán)境，可以適應(yīng)工人長時間的檢修施工，并可以在常壓環(huán)境內(nèi)進行動火作業(yè)。而全部鉆孔、凍結(jié)、盾構(gòu)檢修等施工過程均在盾構(gòu)內(nèi)部進行，不需要外部施工環(huán)境條件，以尤其適合于水下盾構(gòu)停機的檢修施工。而凍結(jié)管的布置利于盾構(gòu)既有的預(yù)留孔洞，不會影響盾構(gòu)結(jié)構(gòu)功能，檢修完成后即可立即恢復(fù)盾構(gòu)正常推進，不需要對盾構(gòu)進行額外處理，所以可以節(jié)省施工費用，縮短盾構(gòu)復(fù)推的準(zhǔn)備時間，具備較好的社會效益和經(jīng)濟效益。

技術(shù)特征：

1.一種水下盾構(gòu)常壓檢修環(huán)境的無損凍結(jié)形成方法，其特征在于：利用盾構(gòu)（1）的內(nèi)部隔板（3）上預(yù)留的孔洞和閥門，在盾構(gòu)（1）內(nèi)部布置多根近水平的凍結(jié)管（2），通過凍結(jié)管（2）內(nèi)循環(huán)液氮等低溫冷媒，在盾構(gòu)（1）前方形成包裹盾構(gòu)（1）頭部的凍結(jié)帷幕（6），利用凍結(jié)帷幕（6）來抵抗外部的水土壓力，將盾構(gòu)刀盤（4）前后一定范圍的凍土清除后，即可形成盾構(gòu)（1）的常壓檢修空間（5），利用檢修空間（5）對盾構(gòu)（1）內(nèi)部結(jié)構(gòu)檢修后，停止凍結(jié)，拔出凍結(jié)管（2），恢復(fù)盾構(gòu)（1）正常推進；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種水下盾構(gòu)常壓檢修環(huán)境的無損凍結(jié)形成方法，適用于盾構(gòu)在不具備地面施工條件時的應(yīng)急檢修處理施工過程，當(dāng)盾構(gòu)掘進施工中遇到突發(fā)情況無法正常推進，而且處于不具備地面施工條件的水下等環(huán)境時，利用盾構(gòu)殼體上的注漿孔及盾構(gòu)隔板上的預(yù)留孔洞和閥門，在盾構(gòu)內(nèi)部布置多根近水平凍結(jié)管，循環(huán)低溫冷媒后在盾構(gòu)刀盤前方形成一定范圍的凍結(jié)帷幕。在凍結(jié)帷幕抵抗周圍水土壓力及封水的圍護作用下，將盾構(gòu)泥水倉內(nèi)部及刀盤前后的凍土清除，形成盾構(gòu)常壓檢修環(huán)境，必要時可以在清理出來的檢修空間周圍架設(shè)臨時支撐，保證檢修空間的長期穩(wěn)定性，從而提供長時間的檢修環(huán)境功能。

技術(shù)研發(fā)人員：石榮劍
受保護的技術(shù)使用者：中國礦業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15