102:使用所述正面浆液对软土地层进行浆液循环作业，以在软土地层的表面形成一层泥膜结构。
[0038]步骤S103:根据盾构所处位置将盾构的操作仓20内的压力调整到设定要求，以稳定盾构的开挖面。
[0039]步骤S104:协同调整盾构的操作仓20、主人仓30以及货仓40内的压力，以使换刀人员带压进入操作仓20完成换刀作业。
[0040]本发明超大直径泥水气平衡盾构在软土地层中的换刀施工方法，制备用于盾构刀盘的正面浆液的配制成分包括水、造浆剂、增粘剂，该浆液配比制备的正面浆液，可以在软土表面形成一层“泥膜”结构，以平衡作用于开挖面的土压力和水压力。并且，该泥膜结构能够有效的封堵粉砂地层中的间隙，成为一层不透水层，同时辅以适当的气压，可以起到对正面支护的作用，防止正面土体坍塌，为换刀作业提供安全可靠的工作面。采用本发明超大直径泥水气平衡盾构在软土地层中的换刀施工方法，浆液稳定正面土体，对盾构上方的环境没有特殊要求，施工周期短、费用相对较低，同时可以确保安全性。
[0041]具体地，在步骤SlOl中，所述造浆剂的组成成分包括大中分子量的聚丙稀酸盐类、聚丙稀腈盐类、纤维类盐类、抗钙剂以及增效添加剂，是形成布满整个泥水体系的空间网架结构框架的初始造浆材料。所述增粘剂的组成成分包括大中分子量的聚丙稀酸盐类、丙稀腈、纤维素盐、乙烯基共聚物、带正电的活性颗粒、微孔堵塞剂以及增效添加剂，用于软土层提高粘度，改善流变性，利于携带和稳定开挖面的作用。优选地，所述正面浆液由水、造浆剂、增粘剂按照40:3:1(优选地，为1000kg: 75kg: 25kg)的配比配制而成。更优选地，所述正面楽液的比重为1.05g/cm3?1.08g/cm3，所述正面楽液的粘度为80s?120s。需要说明的是，本发明中的粘度单位是以马氏漏斗粘度计为标准，马氏漏斗粘度计是API标准规定使用的一种测量钻井液粘度的仪器。其测量原理是将一定量(946ml)的钻井液在重力作用下从一个固定型漏斗中自由流出所需的时间来表示钻井液的粘度，通常其单位用“s”(秒)来表示。
[0042]在步骤S102中，使用所述正面浆液对软土地层进行浆液循环作业，以在软土地层的表面形成一层泥膜结构，包括以下步骤:
[0043]步骤S1021:采用盾构机车架的剪切栗拌制所述正面浆液；
[0044]步骤S1022:采用盾构的挤压栗栗送所述正面浆液至盾构的同步注浆浆桶，将两个同步注浆栗接在泥水仓的管路上；
[0045]步骤S1023:操作仓20的泥水仓210与气泡仓220通过一第五门体550相互连接，泥水仓靠近盾构的刀盘10，采用同步注浆栗将所述正面浆液往泥水仓210进行栗送，至气泡仓220的液位上升至+Im;
[0046]步骤S1024:从泥水仓210的顶部放出所述正面浆液，至气泡仓220的液位下降到O;
[0047]步骤S1025:循环上述栗送和放浆的过程，直到泥水仓210的顶部放出的浆液的粘度达到35s;
[0048]步骤S1026:泥水仓210的顶部放出的浆液的粘度达到35s后，稳压12小时，稳压结束后打开第五门体550，进行泥水仓210与气泡仓220的连通压力实验，无异常后，才可以进仓进行换刀作业。
[0049]具体地，为了保证新鲜浆液及时使用，利用盾构机车架剪切栗拌制。通常70-100m3新浆(粘度200s以上)可将泥水仓210中浆液的指标调至粘度40s以上。使用剪切栗配合容量Sm3的浆桶拌制新浆，用挤压栗栗送新浆至同步注浆浆桶，将两个同步注浆栗接在泥水仓210的管路上，采用同步注浆栗进行新浆往泥水仓210的栗送，至气泡仓220的液位上升至+lm，然后从泥水仓210的顶部放出浆液至气泡仓220的液位到0，再栗送和放浆，循环这个过程，直到泥水仓210的顶部放出的浆液粘度达到35s，稳压12小时，过程中不断检查顶部浆液，泥水仓210的顶部放出的浆液粘度低于35s继续栗送置换，稳压结束后进行泥水仓210与气泡仓220的连通压力实验2小时，无异常后，可以进仓。
[0050]在步骤S103中，换刀作业人员进仓前，需要根据盾构所处位置将盾构的操作仓20内的压力调整到设定要求，以稳定盾构的开挖面。具体是需要根据盾构所处位置调整泥水仓210的液面及气泡仓220的压力，以满足换刀人员带压进入操作仓20进行换刀作业的要求。为了便于论述，以盾构中心埋深43.3m为例，说明液面及压力调整的方法。具体操作需要根据理论计算和工程实际情况具体分析。
[0051 ] 1.盾构埋深情况
[0052]盾构中心埋深43.3m，液位需下降4m，液位处埋深39.85m。根据盾构暂停掘进后正面静止土压力值的情况和后续监测波动情况。将气泡仓220的压力设定为5.15bar，顶部支撑压力为4.3bar。
[0053]2.进仓压力设定
[0054]充分考虑盾构所在地层的渗透系数及地基承载力等情况，从施工安全角度出发，进仓进行换刀作业时的气压暂定为4.7bar。同时根据进仓后掌子面情况作相应微调。
[0055]3.升降液位操作
[0056]进仓前将泥水仓210降低4m液位，升降液位操作步骤如下:
[0057]①根据泥水仓210与气泡仓220的体积计算，需要先将气泡仓220的液位控制在0m，压力 5.15bar。
[0058]②进行泥水仓210与气泡仓220的连通操作:开启往泥水仓210的进气阀，不断降低气泡仓220内的压力至4.7bar后泥水仓210与气泡仓220的液位相平至+3.5m。再往泥水仓210加气的过程中，顶部支撑压力不得高于4.8bar。
[0059 ]③泥水仓210液位补满操作:关闭往泥水仓210的进气阀，开启泥水仓210的顶部放气阀，不断升高气泡仓220的压力直到顶部放出水，此时气泡仓220的压力升至5.15bar。泥水仓210放气过程中，顶部支撑压力不得低于4.5bar。
[0060]在步骤S104中，将标准大气压以PO表示，将操作仓20内的压力以Pl表示(由于泥水仓210与气泡仓220之前已经完成稳压作业，故此时第五门体550处于打开状态，泥水仓210与气泡仓220内的压力相等，均为Pl)，将主人仓30内的压力以P2表示，将货车40内的压力以P3表示。操作仓20的气泡仓220与主人仓30之间设有第一门体510，主人仓30与货仓40之间设有第二门体520，主人仓30还设有与外部连通的第三门体530，货仓40还设有与外部连通的第四门体540。
[0061]参见图3?图7所示，图3?图7是本发明超大直径泥水气平衡盾构在软土地层中的换刀施工方法中调整盾构的操作仓、主人仓以及货仓内的压力的步骤示意图。如图所示，协同调整盾构的操作仓、主人仓以及货仓内的压力，以使换刀人员带压进入操作仓完成换刀作业，包括以下步骤:
[0062]步骤S1041:初始状态下，打开第二门体520和第三门体530，关闭第一门体510和第四门体540，如图3所示，操作仓20内的压力大于主人仓30以及货仓40内的压力，主人仓30以及货仓40内的压力均等于标准大气压，S卩P1>P2 = P3 = PO，换刀人员从盾构外部通过主人仓30进入货仓40，拿取新刀具后回到主人仓30;
[0063]步骤S1042:关闭第二门体520和第三门体530，如图4所示，对主人仓30加压直到主人仓30内的压力等于操作仓20内的压力，S卩Pl =P2>P3 = P0;此时打开第一门体510，如图5所示，换刀人员从主人仓30进入操作仓20进行换刀作业，进入操作仓20后，换刀人员从气泡仓220通过第五门体550进入泥水仓210进行换刀作业；
[0064]步骤S1043:对货仓40加压直到货仓40内的压力等于主人仓30内的压力，S卩Pl =P2= P3>P0;此时打开第二门体520，如图6所示，换刀人员从操作仓20通过主人仓30进入货仓40，将旧刀具存放在货仓40;
[0065]步骤S1044:换刀人员从货仓40撤出到主人仓30，关闭第二门体520，如图5所示，对货仓530减压直到货仓530内的压力等于标准大气压，即Pl =P2>P3 = P0 ；