應用于上軟下硬復合地層的盾構機及盾構施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應用于上軟下硬復合地層的盾構機及盾構施工方法，盾構機包括：刀盤裝置，刀盤裝置采用全盤滾刀，刀盤裝置上設有用于探測上軟下硬復合地層中位于盾構工作線路上的巖溶地層的超前鉆；土體改良裝置，土體改良裝置在盾構施工過程中分別對上軟下硬復合地層的硬巖地層和軟土地層進行土體改良。本發(fā)明通過設置在刀盤裝置上的超前鉆探測上軟下硬復合地層中位于盾構工作線路上的巖溶地層，然后對溶洞進行處理，可以防止施工過程中在巖溶地層的溶洞處出現(xiàn)漏漿，地面沉降以及后期隧道運營階段也會導致隧道變形等問題。并將刀盤裝置設置為全盤滾刀，達到事前做好預防措施，減小上軟下硬地層對盾構機刀盤刀具的磨損，將損失降到最低的目的。
【專利說明】
應用于上軟下硬復合地層的盾構機及盾構施工方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及隧道盾構技術領域，尤其是指一種應用于上軟下硬復合地層的盾構機及盾構施工方法。
【背景技術】
[0002]盾構在復合地層，即長距離上軟下硬地層中倔強掘進，可能發(fā)生盾構機偏移或被卡住、蛇行推進，注漿不及時易產(chǎn)生地面沉降甚至塌陷、隧道管片破損以及盾構機損壞等許多難以預料的問題。除此之外，在這種地層中施工還會出現(xiàn)刀具磨損嚴重、更換困難、不正常損壞多等問題造成掘進受阻，刀盤磨損致使刀盤強度和剛度降低而無法掘進，刀盤受力不均致使主軸承受損或主軸承密封被破壞等等一系列高風險的問題。盾構技術已廣泛應用于軟土地層和復合地層中修建地鐵隧道，但若遇到長距離的硬巖段施工，一般都采用換刀以及加強盾構掘進過程控制的方法。但現(xiàn)有的針對上軟下硬地層施工方法的應對措施大都是在盾構機掘進施工過程中采取的措施，不具有前瞻性，屬于事中處理措施，刀盤刀具仍然會受到磨損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于事前做好預防措施，減小上軟下硬地層對盾構機刀盤刀具的磨損，將損失降到最低。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種應用于上軟下硬復合地層的盾構機，包括:
[0005]刀盤裝置，所述刀盤裝置采用全盤滾刀，所述刀盤裝置上設有用于探測上軟下硬復合地層中位于盾構工作線路上的巖溶地層的超前鉆；
[0006]土體改良裝置，所述土體改良裝置在盾構施工過程中分別對上軟下硬復合地層的硬巖地層和軟土地層進行土體改良。
[0007]本發(fā)明應用于上軟下硬復合地層的盾構機，可以通過設置在刀盤裝置上的超前鉆探測上軟下硬復合地層中位于盾構工作線路上的巖溶地層，然后對巖溶地層的溶洞進行處理，可以防止施工過程中在巖溶地層的溶洞處出現(xiàn)漏漿，地面沉降以及后期隧道運營階段也會導致隧道變形等問題。并將刀盤裝置設置為全盤滾刀，是施工之前就進行改制的，而不是過程中更換，達到事前做好預防措施，減小上軟下硬地層對盾構機刀盤刀具的磨損，將損失降到最低的目的。
[0008]本發(fā)明應用于上軟下硬復合地層的盾構機的進一步改進在于，所述刀盤裝置為面板式的圓形刀盤，所述刀盤裝置包括十字型刀具與沿圓周均勻布設于所述十字型刀具的四個間隔區(qū)段內(nèi)的多個長條型刀具，所述十字型刀具包括相互垂直設置的兩個長桿型刀具。
[0009]本發(fā)明應用于上軟下硬復合地層的盾構機的進一步改進在于，所述十字型刀具的中心位置設有中心滾刀，所述長桿型刀具和所述長條型刀具的內(nèi)部均設有多個單刃滾刀，所述長桿型刀具和所述長條型刀具靠近所述中心滾刀的區(qū)段的兩側(cè)均設有多個齒刀，所述長桿型刀具和所述長條型刀具遠離所述中心滾刀的區(qū)段的兩側(cè)均設有邊緣刮刀。
[0010]本發(fā)明應用于上軟下硬復合地層的盾構機的進一步改進在于，所述盾構機采用土壓平衡盾構機。
[0011]本發(fā)明應用于上軟下硬復合地層的盾構機的進一步改進在于，所述土體改良裝置包括:
[0012]泡沫栗與泡沫發(fā)生系統(tǒng)，所述泡沫栗配合所述泡沫發(fā)生系統(tǒng)，向設置于所述刀盤裝置和盾構機的土倉壁上的添加劑注入口注入泡沫和膨潤土及其他聚合物作為土體改良劑，以對上軟下硬復合地層的硬巖地層進行土體改良；
[0013]加泥加水系統(tǒng)、高壓沖洗系統(tǒng)以及設置于所述土倉內(nèi)的攪拌棒，所述加泥加水系統(tǒng)、所述高壓沖洗系統(tǒng)以及所述攪拌棒相互配合，以對上軟下硬復合地層的軟土地層進行土體改良。
[0014]本發(fā)明還提供了一種應用于上軟下硬復合地層的盾構施工方法，包括:
[0015]在盾構機的刀盤裝置上安裝用于探測上軟下硬復合地層中位于盾構工作線路上的巖溶地層的超前鉆，以對探測到的巖溶地層的溶洞進行處理;所述刀盤裝置采用全盤滾刀；
[0016]通過盾構機的土體改良裝置，在盾構施工過程中分別對上軟下硬復合地層的硬巖地層和軟土地層進行土體改良。
[0017]本發(fā)明應用于上軟下硬復合地層的盾構施工方法，通過設置在刀盤裝置上的超前鉆探測上軟下硬復合地層中位于盾構工作線路上的巖溶地層，然后對巖溶地層的溶洞進行處理，可以防止施工過程中在巖溶地層的溶洞處出現(xiàn)漏漿，地面沉降以及后期隧道運營階段也會導致隧道變形等問題。并將刀盤裝置設置為全盤滾刀，是施工之前就進行改制的，而不是過程中更換，達到事前做好預防措施，減小上軟下硬地層對盾構機刀盤刀具的磨損，將損失降到最低的目的。
[0018]本發(fā)明應用于上軟下硬復合地層的盾構施工方法的進一步改進在于，所述刀盤裝置為面板式的圓形刀盤，所述刀盤裝置包括十字型刀具與沿圓周均勻布設于所述十字型刀具的四個間隔區(qū)段內(nèi)的多個長條型刀具，所述十字型刀具包括相互垂直設置的兩個長桿型刀具。
[0019]本發(fā)明應用于上軟下硬復合地層的盾構施工方法的進一步改進在于，所述十字型刀具的中心位置設有中心滾刀，所述長桿型刀具和所述長條型刀具的內(nèi)部均設有多個單刃滾刀，所述長桿型刀具和所述長條型刀具靠近所述中心滾刀的區(qū)段的兩側(cè)均設有多個齒刀，所述長桿型刀具和所述長條型刀具遠離所述中心滾刀的區(qū)段的兩側(cè)均設有邊緣刮刀。
[0020]本發(fā)明應用于上軟下硬復合地層的盾構施工方法的進一步改進在于，通過盾構機的土體改良裝置，在盾構施工過程中分別對上軟下硬復合地層的硬巖地層和軟土地層進行土體改良，包括:
[0021]通過所述土體改良裝置的泡沫栗與泡沫發(fā)生系統(tǒng)的相互配合，向設置于所述刀盤裝置和盾構機的土倉壁上的添加劑注入口注入泡沫和膨潤土及其他聚合物作為土體改良劑，以對上軟下硬復合地層的硬巖地層進行土體改良；
[0022]通過所述土體改良裝置的加泥加水系統(tǒng)、高壓沖洗系統(tǒng)以及設置于所述土倉內(nèi)的攪拌棒的相互配合，以對上軟下硬復合地層的軟土地層進行土體改良。
[0023]本發(fā)明應用于上軟下硬復合地層的盾構施工方法的進一步改進在于，還包括:所述超前鉆探測到上軟下硬復合地層中位于盾構工作線路上的巖溶地層，由地面向巖溶地層的溶洞進行注漿，以處理巖溶地層的溶洞。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明應用于上軟下硬復合地層的盾構機的刀盤裝置的示意圖。
[0025]圖2是本發(fā)明應用于上軟下硬復合地層的盾構施工方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0026]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0027]本發(fā)明應用于上軟下硬復合地層的盾構機，包括:
[0028]刀盤裝置，所述刀盤裝置采用全盤滾刀，所述刀盤裝置上設有用于探測上軟下硬復合地層中位于盾構工作線路上的巖溶地層的超前鉆。通過超前鉆能夠有效降低風險，做好上軟下硬特殊地層施工準備。
[0029]土體改良裝置，所述土體改良裝置在盾構施工過程中分別對上軟下硬復合地層的硬巖地層和軟土地層進行土體改良。
[0030]具體地，配合參看圖1所示，圖1是本發(fā)明應用于上軟下硬復合地層的盾構機的刀盤裝置的示意圖。刀盤裝置10為面板式的圓形刀盤，開口率為31%，刀盤裝置10包括十字型刀具與沿圓周均勻布設于所述十字型刀具的四個間隔區(qū)段111內(nèi)的多個長條型刀具120，所述十字型刀具包括相互垂直設置的兩個長桿型刀具110。進一步地，所述十字型刀具的中心位置(即兩個長桿型刀具110的交接位置)設有中心滾刀130，長桿型刀具110和長條型刀具120的內(nèi)部均設有多個單刃滾刀140，長桿型刀具110和長條型刀具120靠近中心滾刀130的區(qū)段的兩側(cè)均設有多個齒刀150，長桿型刀具110和長條型刀具120遠離中心滾刀130的區(qū)段的兩側(cè)均設有邊緣刮刀160。相比于應用于軟土地層的撕裂刀，本發(fā)明的刀盤裝置10采用全盤滾刀，在施工上軟下硬復合地層時受到的磨損更小，更為耐用。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，中心滾刀130的總數(shù)量為I把，單刃滾刀140的總數(shù)量為31把，齒刀150的總數(shù)量為68把，邊緣刮刀160的總數(shù)量為12組，36把。
[0031]特別地，本發(fā)明應用于上軟下硬復合地層的盾構機，無論是刀盤裝置10的十字型刀具的長桿型刀具110，還是刀盤裝置10的長條型刀具120，都是只采用了滾刀(即中心滾刀130和單刃滾刀140)，因此，十字型刀具的長桿型刀具110中的中心滾刀130和長條型刀具120中的單刃滾刀140就共同組成了全盤滾刀的刀盤裝置1。
[0032I所述土體改良裝置包括:
[0033]泡沫栗與泡沫發(fā)生系統(tǒng)，所述泡沫栗配合所述泡沫發(fā)生系統(tǒng)，可根據(jù)需要向設置于刀盤裝置10和盾構機的土倉壁上的添加劑注入口 170注入泡沫和膨潤土及其他聚合物作為土體改良劑，進而實現(xiàn)向開挖面注入泡沫和膨潤土及其他聚合物，改善碴土的流動性，以對上軟下硬復合地層的硬巖地層進行土體改良。優(yōu)選地，在硬巖地層采用三臺獨立的泡沫栗配合泡沫發(fā)生系統(tǒng)向刀盤裝置10前部各添加劑注入口 170進行土體改良，實現(xiàn)單點單栗控制。
[0034]加泥加水系統(tǒng)、高壓沖洗系統(tǒng)以及設置于所述土倉內(nèi)的攪拌棒，所述加泥加水系統(tǒng)、所述高壓沖洗系統(tǒng)以及所述攪拌棒相互配合，以對上軟下硬復合地層的軟土地層進行土體改良。優(yōu)選地，在軟土地層土體改良的主要手段為加泥加水系統(tǒng)、高壓沖洗系統(tǒng)及土倉內(nèi)設置的主、被動攪拌棒，以用于土倉內(nèi)結泥餅的防治。
[0035]較佳地，本發(fā)明應用于上軟下硬復合地層的盾構機采用土壓平衡盾構機，盾構機呈前大后小形的錐形結構設計，確保在一定的刀盤裝置的各刀具磨損條件下盾構機的前進能力。
[0036]進一步地，盾構機在穿越上軟下硬地層時采取半倉氣壓模式推進，保持欠壓、勻速、連續(xù)推進，以嚴格控制地面沉降，保護鐵路及市政管線安全。
[0037]因此，本發(fā)明應用于上軟下硬復合地層的盾構機，可以通過設置在刀盤裝置上的超前鉆探測上軟下硬復合地層中位于盾構工作線路上的巖溶地層，然后對巖溶地層的溶洞進行處理，可以防止施工過程中在巖溶地層的溶洞處出現(xiàn)漏漿，地面沉降以及后期隧道運營階段也會導致隧道變形等問題。并將刀盤裝置設置為全盤滾刀，是施工之前就進行改制的，而不是過程中更換，達到事前做好預防措施，減小上軟下硬地層對盾構機刀盤刀具的磨損，將損失降到最低的目的。
[0038]以下以武漢四號線二期三標漢陽火車站至鐘家村盾構區(qū)間段為工程背景，對本發(fā)明應用于上軟下硬復合地層的盾構施工方法進行詳細說明。此工程將穿越約280m的上軟下硬地層，某區(qū)間隧道于進洞前約390m開始穿越上軟下硬巖層，其中上軟下硬(中風化灰?guī)r)層長約280m。中風化灰?guī)r鉆芯取樣最大強度為129MPa，平均強度104MPa，其上層軟土主要為含碎石紅黏土標貫值N= 19.8擊。
[0039]參見圖2所示，圖2是本發(fā)明應用于上軟下硬復合地層的盾構施工方法的流程圖。本發(fā)明應用于上軟下硬復合地層的盾構施工方法，包括:
[0040]步驟S1:在盾構機的刀盤裝置上安裝用于探測上軟下硬復合地層中位于盾構工作線路上的巖溶地層的超前鉆，以對探測到的巖溶地層的溶洞進行處理;所述刀盤裝置采用全盤滾刀。
[0041]步驟S2:通過盾構機的土體改良裝置，在盾構施工過程中分別對上軟下硬復合地層的硬巖地層和軟土地層進行土體改良。
[0042]其中，在步驟S2中，通過盾構機的土體改良裝置，在盾構施工過程中分別對上軟下硬復合地層的硬巖地層和軟土地層進行土體改良，包括:
[0043]通過所述土體改良裝置的泡沫栗與泡沫發(fā)生系統(tǒng)的相互配合，向設置于所述刀盤裝置和盾構機的土倉壁上的添加劑注入口注入泡沫和膨潤土及其他聚合物作為土體改良劑，進而實現(xiàn)向開挖面注入泡沫和膨潤土及其他聚合物，改善碴土的流動性，以對上軟下硬復合地層的硬巖地層進行土體改良。優(yōu)選地，在硬巖地層采用三臺獨立的泡沫栗配合泡沫發(fā)生系統(tǒng)向刀盤裝置前部各添加劑注入口進行土體改良，實現(xiàn)單點單栗控制。
[0044]通過所述土體改良裝置的加泥加水系統(tǒng)、高壓沖洗系統(tǒng)以及設置于所述土倉內(nèi)的攪拌棒的相互配合，以對上軟下硬復合地層的軟土地層進行土體改良。優(yōu)選地，在軟土地層土體改良的主要手段為加泥加水系統(tǒng)、高壓沖洗系統(tǒng)及土倉內(nèi)設置的主、被動攪拌棒，以用于土倉內(nèi)結泥餅的防治。
[0045]具體地，針對軟土地層及上軟下硬地層上部軟土粘性大的特點，盾構掘進過程中應重視土倉內(nèi)泥餅防治，主要手段包括加泥加水系統(tǒng)、高壓沖洗系統(tǒng)及土倉內(nèi)設置的主、被動攪拌棒。
[0046]加泥系統(tǒng)由二臺螺桿栗、一臺攪拌桶及管路和閥件組成，可根據(jù)需要將管路連接至指定的注入口，向刀盤前部注入高分子聚合物拌合劑或膨潤土漿液，高分子聚合物拌合劑主要用于含水量較大的地層中，起到減小渣土坍落度的作用，改善土體流塑性防止螺旋機噴涌；膨潤土漿液可以減小刀盤阻力，同時在刀盤正面形成泥膜效應，起到止水作用，在氣壓換刀過程中可以在一定程度上封閉正面土體，減少氣體流失，起到保壓作用。
[0047]加水系統(tǒng)由二臺螺桿栗、一個水箱及管路和閥件組成，通過大流量注水配合泡沫劑的使用以降低土倉溫度，防止土體快速排水固結形成“泥餅”。
[0048]高壓沖洗系統(tǒng)外接于盾構中心部位，用于泥餅的治理。在黏土地層中，當推進速度緩慢而推力升高扭矩變小時，土倉極有可能形成泥餅，而刀盤中心部位的線速度最小，流動性差，一般最早形成泥餅，因此必須及時重點清理。本系統(tǒng)在土倉內(nèi)中心部位預留了注水孔，可通過外接高壓水栗，及時沖刷土倉中心牛腿部位，避免泥餅固結影響盾構掘進。
[0049]同時，本盾構機在刀盤背面設置了4根主動攪拌棒，土倉隔板上設置了 2根被動攪拌棒，通過刀盤的旋轉(zhuǎn)過程攪拌土倉內(nèi)渣土，加強渣土的流動，起到避免泥餅形成的作用。
[0050]較佳地，本發(fā)明應用于上軟下硬復合地層的盾構施工方法，施工時如果所述超前鉆探測到上軟下硬復合地層中位于盾構工作線路上的巖溶地層，由地面向巖溶地層的溶洞進行注漿，以處理巖溶地層的溶洞，可以防止施工過程中在巖溶地層的溶洞處出現(xiàn)漏漿，地面沉降以及后期隧道運營階段也會導致隧道變形等問題。
[0051]具體地，巖溶處理主要針對隧道結構底板以下6?8m(隧道結構底以下為全巖層時取6m，隧道結構底以下半土半巖時取Sm)，結構輪廓外6m為界限范圍進行處理，對此范圍內(nèi)巖面、巖面溶溝、溶槽及溶隙、溶洞進行處理，對物探異常區(qū)進行驗證并處理。溶洞處理必須填充密實。主要處理方法包括:
[0052]I)位于處理范圍內(nèi)的已揭示全部溶洞，自地面進行充填(填砂、注漿)加固。
[0053]2)對于影響范圍內(nèi)的物探異常區(qū)應通過超前鉆進行鉆孔驗證，若發(fā)現(xiàn)存在溶洞則按照上述原則處理，若沒有發(fā)現(xiàn)溶洞，自地面進行注漿加固。
[0054]3)施工期間發(fā)現(xiàn)的溶洞按照以上原則辦理，遇到特大型溶洞時，需召開專題會議研究決定處理方案。
[0055]4)凡是施工期間土層中鉆孔出現(xiàn)掉鉆等異?，F(xiàn)象，必須做好記錄并及時報監(jiān)理工程師和設計單位，并采取處理措施以免影響后期隧道施工。
[0056]5)對于區(qū)間隧道，應進行全程地質(zhì)雷達超前預報，以便了解掌子面前方周圍范圍內(nèi)溶洞分布情況以及溶洞性質(zhì)。對于車站結構，開挖至基底時也應進行地質(zhì)雷達掃描，對于超前預報所揭示的異常或溶洞采用隧道洞內(nèi)注漿方法。
[0057]6)所有灌漿孔及其配套進行的檢查孔等均應嚴格地進行封堵處理。所有灌漿孔與檢查孔灌漿(或壓水)結束后應緊接著進行灌漿封孔。灌漿封孔采用“壓力灌漿封堵法”，漿液擬采用水灰比為0.5?I的水泥漿。為確保封孔質(zhì)量，所有封孔應在監(jiān)理工程師的現(xiàn)場指導下進行。
[0058]進一步地，盾構施工在穿越上軟下硬地層時采取半倉氣壓模式推進，保持欠壓、勻速、連續(xù)推進，以嚴格控制地面沉降，保護鐵路及市政管線安全。
[0059]因此，本發(fā)明應用于上軟下硬復合地層的盾構施工方法，通過設置在刀盤裝置上的超前鉆探測上軟下硬復合地層中位于盾構工作線路上的巖溶地層，然后對巖溶地層的溶洞進行處理，可以防止施工過程中在巖溶地層的溶洞處出現(xiàn)漏漿，地面沉降以及后期隧道運營階段也會導致隧道變形等問題。并將刀盤裝置設置為全盤滾刀，是施工之前就進行改制的，而不是過程中更換，達到事前做好預防措施，減小上軟下硬地層對盾構機刀盤刀具的磨損，將損失降到最低的目的。
[0060]以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案的范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術內(nèi)容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種應用于上軟下硬復合地層的盾構機，其特征在于，包括: 刀盤裝置，所述刀盤裝置采用全盤滾刀，所述刀盤裝置上設有用于探測上軟下硬復合地層中位于盾構工作線路上的巖溶地層的超前鉆； 土體改良裝置，所述土體改良裝置在盾構施工過程中分別對上軟下硬復合地層的硬巖地層和軟土地層進行土體改良。2.如權利要求1所述的應用于上軟下硬復合地層的盾構機，其特征在于，所述刀盤裝置為面板式的圓形刀盤，所述刀盤裝置包括十字型刀具與沿圓周均勻布設于所述十字型刀具的四個間隔區(qū)段內(nèi)的多個長條型刀具，所述十字型刀具包括相互垂直設置的兩個長桿型刀具。3.如權利要求2所述的應用于上軟下硬復合地層的盾構機，其特征在于，所述十字型刀具的中心位置設有中心滾刀，所述長桿型刀具和所述長條型刀具的內(nèi)部均設有多個單刃滾刀，所述長桿型刀具和所述長條型刀具靠近所述中心滾刀的區(qū)段的兩側(cè)均設有多個齒刀，所述長桿型刀具和所述長條型刀具遠離所述中心滾刀的區(qū)段的兩側(cè)均設有邊緣刮刀。4.如權利要求1所述的應用于上軟下硬復合地層的盾構機，其特征在于，所述盾構機采用土壓平衡盾構機。5.如權利要求1所述的應用于上軟下硬復合地層的盾構機，其特征在于，所述土體改良裝置包括: 泡沫栗與泡沫發(fā)生系統(tǒng)，所述泡沫栗配合所述泡沫發(fā)生系統(tǒng)，向設置于所述刀盤裝置和盾構機的土倉壁上的添加劑注入口注入泡沫和膨潤土及其他聚合物作為土體改良劑，以對上軟下硬復合地層的硬巖地層進行土體改良； 加泥加水系統(tǒng)、高壓沖洗系統(tǒng)以及設置于所述土倉內(nèi)的攪拌棒，所述加泥加水系統(tǒng)、所述高壓沖洗系統(tǒng)以及所述攪拌棒相互配合，以對上軟下硬復合地層的軟土地層進行土體改良。6.—種應用于上軟下硬復合地層的盾構施工方法，其特征在于，包括: 在盾構機的刀盤裝置上安裝用于探測上軟下硬復合地層中位于盾構工作線路上的巖溶地層的超前鉆，以對探測到的巖溶地層的溶洞進行處理;所述刀盤裝置采用全盤滾刀； 通過盾構機的土體改良裝置，在盾構施工過程中分別對上軟下硬復合地層的硬巖地層和軟土地層進行土體改良。7.如權利要求6所述的應用于上軟下硬復合地層的盾構施工方法，其特征在于，所述刀盤裝置為面板式的圓形刀盤，所述刀盤裝置包括十字型刀具與沿圓周均勻布設于所述十字型刀具的四個間隔區(qū)段內(nèi)的多個長條型刀具，所述十字型刀具包括相互垂直設置的兩個長桿型刀具。8.如權利要求7所述的應用于上軟下硬復合地層的盾構施工方法，其特征在于，所述十字型刀具的中心位置設有中心滾刀，所述長桿型刀具和所述長條型刀具的內(nèi)部均設有多個單刃滾刀，所述長桿型刀具和所述長條型刀具靠近所述中心滾刀的區(qū)段的兩側(cè)均設有多個齒刀，所述長桿型刀具和所述長條型刀具遠離所述中心滾刀的區(qū)段的兩側(cè)均設有邊緣刮刀。9.如權利要求6所述的應用于上軟下硬復合地層的盾構施工方法，其特征在于，通過盾構機的土體改良裝置，在盾構施工過程中分別對上軟下硬復合地層的硬巖地層和軟土地層進行土體改良，包括: 通過所述土體改良裝置的泡沫栗與泡沫發(fā)生系統(tǒng)的相互配合，向設置于所述刀盤裝置和盾構機的土倉壁上的添加劑注入口注入泡沫和膨潤土及其他聚合物作為土體改良劑，以對上軟下硬復合地層的硬巖地層進行土體改良； 通過所述土體改良裝置的加泥加水系統(tǒng)、高壓沖洗系統(tǒng)以及設置于所述土倉內(nèi)的攪拌棒的相互配合，以對上軟下硬復合地層的軟土地層進行土體改良。10.如權利要求6所述的應用于上軟下硬復合地層的盾構施工方法，其特征在于，還包括:所述超前鉆探測到上軟下硬復合地層中位于盾構工作線路上的巖溶地層，由地面向巖溶地層的溶洞進行注漿，以處理巖溶地層的溶洞。
【文檔編號】E21D9/00GK105971614SQ201610438629
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】薛建忠, 李峻, 黃德中, 王旋東, 張亮, 張 杰, 趙叁林, 袁倩, 羅立, 劉傳英, 方志華, 田瑞端, 陳純, 余偉康, 朱欽令, 邵文飛
【申請人】上海隧道工程有限公司