一种用于去除盾构机刀盘结泥饼的结构的制作方法

本实用新型属于盾构施工技术领域，尤其涉及一种用于去除盾构机刀盘结泥饼的结构。

背景技术：

目前，土压平衡盾构施工以其占用始发井场地小、经济性好等多种原因一直是盾构机械的首选。但在土压平衡盾构施工中刀盘表面经常出现结泥饼现象，伴随而来的是盾构推力增大、掘进速度缓慢、刀盘及刀具磨损严重等不利于正常施工的问题，影响盾构施工进度和地表安全。作为盾构施工常见工程问题，盾构刀盘结泥饼问题已经引起了广泛关注，盾构施工各方都在积极研究，通过各种措施降低盾构结泥饼的概率。

现有常用的解决措施主要分要有两种，

1、当刀盘轻微出现结泥饼的情况，可以通过冲刷系统用高压泥浆或高压水不断清洗刀盘，同时高速空转刀盘来消除。

2、如果刀盘的泥饼已经结的很厚，并将刀箱和辐板直接的空隙全部塞填密实以后，常采用的方法就是人工带压进仓清理泥饼。

第一种方式对于结泥饼情况比较严重的时候，难以取得很好的效果；而采用人工带压进仓的方式，需要在掌子面上先形成一层泥膜，该方法所需时间、成本以及风险都很大。

此外，专利2014204241303提出采用刷泥墙的方式进行结泥饼的清理，当刀盘出现结泥饼的现象时，在刀盘前方施作厚度为600-800mm的刷泥墙，刷泥墙通过成槽机开槽用水泥浆和碎砖块组合堆砌而成。该结构在施作时具有很大弊端，首先对于交通的干扰比较大；其次成槽深度较深成本和工艺复杂；而且，成槽时所用的泥浆的配置和处理麻烦，对环境影响较大。因此，需要一个更加安全、快速、环保的去除盾构机刀盘泥饼的结构。

技术实现要素：

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的目的之一在于提供一种结构简单、成本低、处理效果好的用于去除盾构机刀盘结泥饼的结构。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的用于去除盾构机刀盘结泥饼的结构，包括布置于盾构机施工位置前方中的预埋打磨桩，所述预埋打磨桩由预埋塑料管和设置于预埋塑料管外的水泥砂浆层组成，所述预埋塑料管内形成有用于填充黏土分散剂的储存腔。

进一步的，所述预埋塑料管的底端延伸至盾构机刀盘下边缘以下2m处，顶端延伸至地表处，所述水泥砂浆层的底端与所述预埋塑料管的底端平齐，顶端延伸至盾构机刀盘上边缘以上2m处。

进一步的，所述预埋塑料管的底端为封闭端，顶端设有顶盖，所述预埋塑料管的内腔成为所述储存腔。

进一步的，所述水泥砂浆层为钢纤维水泥砂浆层。

进一步的，所述预埋塑料管为PVC管。

进一步的，所述预埋打磨桩沿盾构机盾构前进方向成排布置，排与排之间的间距为15-30m。

进一步的，每排中包括3根直径为Ф200mm的预埋打磨桩，每排中相邻两桩间距为50cm。与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型中预埋打磨桩受到盾构机刀盘撞击破坏后，利用水泥砂浆的物理打磨和黏土分散剂的化学分解作用，将刀盘泥饼去除，相比现有的措施，不仅处理效果更加高效，而且无需人工带压进仓，实施风险性很低。此外，预埋打磨桩容易施工且成本低，对交通干扰时间少，解决了现有处理结构实施成本高、对城市交通影响大、施工安全风险高、环境影响大等问题。

附图说明

图1为在盾构机施工前方施作打磨桩示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

参见图1，一种用于去除盾构机刀盘结泥饼的结构，包括布置于盾构机1施工位置2前方中的预埋打磨桩，预埋打磨桩由预埋塑料管3和设置于预埋塑料管3外的水泥砂浆层4组成。预埋塑料管3(中空结构)优选为PVC管。水泥砂浆层4优选为钢纤维水泥砂浆层，以提高水泥砂浆层4的抗拉强度和延伸率。预埋塑料管3的底端为封闭端，顶端设有顶盖(图中未示出)，从而在其内部形成用于填充黏土分散剂的储存腔。预埋塑料管3的底端延伸至盾构机刀盘5下边缘以下2m处，顶端延伸至地表处。优选的，钢纤维水泥砂浆层的底端与所述预埋塑料管3的底端平齐，顶端延伸至盾构机刀盘5上边缘以上2m处，钢纤维水泥砂浆层只设置在预埋塑料管3上处于盾构机刀盘位置处，而不是覆盖在预埋塑料管3的整个外壁上，有利于钢纤维水泥砂浆的使用量，节约成本。

优选的，预埋打磨桩沿盾构机盾构前进方向成排布置(图中未示出)，排与排之间的间距为15-30m。每排中包括3根直径为Ф200mm的预埋打磨桩，每排中各预埋打磨桩位于平行于刀盘面的同一平面内，每排中相邻两桩间距为50cm。在盾构机盾构前进方向上布置若干排预埋打磨桩，这样可以及时将盾构机刀盘上的结泥饼进行清理，实现盾构的连续作业。本实施例用于去除盾构机刀盘结泥饼的结构的施工及实施过程为：

1、适用于粉粘粒含量较高的地层，在盾构机下井前或施工中，可在施工位置线路前方每间隔15-30m，优选为20m，用钻机在施工位置地表钻一排孔直径为20cm且深度低于盾构机刀盘低端2m的孔组；每排孔组包括3个钻孔，各钻孔之间的距离控制在50cm。

2、向钻孔内灌注钢纤维水泥砂浆，当钢纤维水泥砂浆灌注至盾构机刀盘顶端2m处停止灌浆，将底端封闭的PVC管插入钻孔内；PVC管的底端与钻孔底端接触，顶端与地面平齐，将配置好的黏土分散剂(如六偏磷酸钠、分散型泡沫剂)灌入PVC管中并通过顶盖将顶部封堵，将钻孔口填土夯实整平。

3、当盾构机接近打磨桩时，加大分散型泡沫剂的使用量，同时将掘进速率降为小于5mm/min，刀盘转速降低为0.5r/min，并且正反转交替进行，打磨桩受到刀盘的冲击而破碎，通过钢纤维水泥砂浆的物理打磨和分散剂的化学分解作用，将刀盘泥饼去除。

以上实施例只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。