CN107152285B - 用于盾构机始发及接收的辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于盾构机始发及接收的辅助装置，其包括：钢套筒，其由多段筒体连接而成；底部框架，其设置在所述钢套筒底部，所述底部框架为多段，底部框架包括：底板，其沿垂直于所述钢套筒轴线方向延伸；承力板，其沿垂直于所述钢套筒轴线方向延伸且具有配合所述筒体外侧壁的侧边，所述承力板垂直所述底板；其中，在所述底板的两端还设置有起重箱，起重箱为由平行于所述底板的顶板连接部分承力板构造而成的外箱和设置在所述外箱内的内箱；所述内箱中设置液压装置，所述内箱和外箱之间的孔隙设置多个纵横钢板将其分割成网格状。本发明既可以用于盾构机始发和接收，也可以实现盾构机过站、顶升以及平移，且设备的损耗小，使用寿命长。

Description

用于盾构机始发及接收的辅助装置

技术领域

本发明涉及建筑施工领域的隧道掘进设备。更具体地，本发明涉及一种用于盾构机始发及接收的辅助装置。

背景技术

盾构施工法是在地面下暗挖隧洞的一种施工方法，它使用盾构机在地下掘进，在防止软基开挖面崩塌或保持开挖面稳定的同时，在机内安全地进行隧洞的开挖和衬砌作业。盾构机的始发和接收是盾构施工中最关键的环节，它对这个工程的成败起决定性作用。目前多采用密闭始发工法施工，在盾构掘进前，在盾构始发井内安装钢套筒，盾构机安装在钢套筒内，然后在钢套筒内填充回填物，通过钢套筒这个密闭的空间提供平衡掌子面的水土压力，盾构机在钢套筒内实现安全始发掘进。盾构机的接收也选择盾构钢套筒接收施工。钢套筒是盾构机始发及接收最重要的设备、对于盾构法隧道施工的重要性不言而喻。对于钢套筒始发及接收，要降低风险，就要使设备能够连续均衡快速地推进，避免在接收过程中因设备故障引起的停机。要实现这一目标需要配置性能优良、状态良好的接收辅助设备，并做好施工过程中的维护保养工作。

目前，在盾构机的施工过程中，需要在始发和接收的施工中分别组装钢套筒，将耗费大量人力和物力；市场上用于盾构机接收的反力装置多采用框架结构，尤其是“井”字形的框架；但是由于框架在焊接完成后再组装至钢套筒上，为了适应不同的地形，需要生产多种规格的框架，同时，也无法根据地形进行微调。在盾构机始发过程中，现有技术也需要在始发反力架和钢套筒之间设置多个千斤顶用于缓冲盾构掘进时的后座反向力，因此在组装时费时费力。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种用于盾构机始发及接收的辅助装置，其结构简单，操作方便，既可以用于盾构机密闭始发及接收，也可以实现钢套筒带盾构机过站、顶升以及平移，且设备的损耗小，使用寿命长。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于盾构机始发及接收的辅助装置，其包括：

钢套筒，其由多段筒体连接而成；

底部框架，其设置在所述钢套筒底部，所述底部框架对应所述钢套筒也分成多段，所述每段底部框架包括：底板，其沿垂直于所述钢套筒轴线方向延伸；

承力板，其沿垂直于所述钢套筒轴线方向延伸且具有配合所述筒体外侧壁的侧边，所述承力板垂直所述底板；

其中，在所述底板的两端还设置有起重箱，所述起重箱为由平行于所述底板的顶板连接部分承力板构造而成的外箱和设置在所述外箱内的内箱；所述内箱中设置液压装置，所述内箱和外箱之间的孔隙设置多个纵横钢板将其分割成网格状。

优选的是，所述用于盾构机始发及接收的辅助装置还包括：接收辅助组件，其于盾构机接收时，设置在所述钢套筒远离洞口一端；

所述接收辅助组件包括：后端盖，其为平面盖体，通过法兰连接所述钢套筒远离洞口一端；

支撑柱，其一端垂直焊接在所述后端盖上，所述支撑柱为多个呈矩阵式排列；

立柱，其为三根，垂直地面设置；所述支撑柱的另一端焊接在所述立柱上；

以及斜撑柱，其对应所述支撑柱设置，所述斜撑柱一端焊接在所述立柱上，另一端固定在地面上。

优选的是，所述用于盾构机始发及接收的辅助装置还包括：始发辅助组件，其于盾构机始发时设置在所述钢套筒远离洞口一端；

所述始发辅助组件包括：钢套环，其包括外环和内环，所述外环的一端连接所述钢套筒的端部；所述内环与所述钢套筒不接触；

始发反力架，其包括方形框架和焊接在所述方形框架上的支撑斜柱，所述方形框架抵接所述外环的另一端。

优选的是，所述底板上等间隔设置有多个筋板，所述筋板沿平行于所述钢套筒的轴线延伸，所述筋板与所述底板和所述承力板均垂直。

优选的是，所述筒体通过法兰相互连接，所述筒体由上、下两个半圆件组成，所述筒体为钢材料制成。

优选的是，所述后端盖上设置有两个土仓压力传感器，所述土仓压力传感器分别设置在所述后端盖的上下两端；

所述筒体的顶部设置有位移报警器。

优选的是，所述支撑柱为9根，所述支撑柱通过焊接在所述后端盖上的方形受力板焊接在所述后端盖上；所述支撑柱的其中一端设置有用于调整间距的楔形块。

优选的是，所述外环的另一端通过定位销连接所述方形框架。所述钢套环的内环和外环之间设置有密封环。所述内环上沿其外周壁开设有用于容置所述密封环的凹槽。

优选的是，本发明还提供了一种基于该辅助装置的施工方法：其中接收施工方法包括以下步骤：

步骤1，施工前期对盾构接收端头地表及地下建(构)筑物及管线进行详细调查，采取调线等相应措施，确保盾构钢套筒接收顺利实现；

步骤2，端头加固采取搅拌桩土体加固+旋喷桩处理施工冷缝+冷冻法加固，确保盾构进出洞安全；

步骤3，对盾构设备及后配套龙门吊等进行充分的维修保养，在盾构施工场地规划等方面统筹考虑，发挥设备最大能效；

步骤4，钢套筒加工制作、现场安装进度控制是钢套筒接收一个重要控制目标，确保钢套筒接收顺利完成；

步骤5，采取端头接收井向下投点方案，提高钢套筒安装精度，确保隧道精确贯通。

本发明至少包括以下有益效果：本发明所述用于盾构机始发及接收的辅助装置设置特制的底部框架，既可以实现所述钢套筒用于盾构机的始发和接收，也可以实现钢套筒带盾构机过站、顶升以及平移。所述底部框架在其底板两端设置起重箱，并将液压装置放置在起重箱中，不仅可以根据实际施工产地的地面状况进行钢套筒的调平，也可以将钢套筒连同其内的盾构机一起升起、平移。由此实现仅仅组装一个钢套筒就可以实现盾构机的密闭始发和接收。本发明所述用于盾构机始发及接收的辅助装置中，所述接收辅助装置利用三个平行的立柱替换了原有的井字形反力架，不仅减少了组装程序，同时所述立柱是相对独立的，可以根据实际洞口的大小来实时调整立柱之间的距离，以提供更加稳定的反力支撑，完成盾构机的稳定接收。所述始发辅助装置采用钢套环设置在所述钢套筒和始发反力架之间，其中内环的宽度设置为小于外环的宽度，由此在内环和钢套筒之间形成了孔隙，不仅可以抵消盾构机始发时的反作用力，同时防止盾构机与钢套筒发生碰撞。本发明所述用于盾构机始发及接收的辅助装置使用电子式的土仓压力传感器，可以有效规避传统机械压力表检测带来的施工风险，且通俗易懂，设备的损耗小。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述用于盾构机始发及接收的辅助装置的接收状态的结构示意图；

图2为本发明所述用于盾构机始发及接收的辅助装置的底部框架结构示意图；

图3为本发明所述用于盾构机始发及接收的辅助装置的始发状态的结构示意图；

图4为本发明所述用于盾构机始发及接收的辅助装置的始发辅助组件结构示意图；

图5为本发明所述用于盾构机始发及接收的辅助装置的所述内环结构示意图；

图6为本发明所述用于盾构机始发及接收的辅助装置的接收辅助组件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1、2所示，本发明提供一种用于盾构机始发及接收的辅助装置，其包括：

钢套筒100，其由多段筒体101连接而成；所述钢套筒100例如长10500mm，内直径6700mm。所述钢套筒100例如由四段筒体101组装而成。

底部框架200，其设置在所述钢套筒100底部，所述底部框架200对应所述钢套筒100也分成多段，所述每段底部框架200包括：底板201其沿垂直于所述钢套筒100轴线方向延伸；所述底板201可以是一整块长条形的钢板，其厚度例如为20mm；也可以是分割成不连续的多块，例如分割成三块，分别焊接在承力板202的两端和中间位置。

承力板202，其沿垂直于所述钢套筒100轴线方向延伸且具有配合所述筒体101外侧壁的侧边，所述承力板202垂直所述底板201；所述承力板202例如采用整块长条形的钢板，沿着与所述钢套筒100的外周缘接触的位置切除部分而形成拱形。所述承力板202的端部高度例如为1600-1700mm；中央位置的高度例如为100-200mm。所述承力板202例如为四块，两两焊接在所述底板的两侧。相近两块承力板202之间的间距为250-300mm。所述承力板202焊接在所述筒体101的底部，用于支撑所述筒体101。

其中，在所述底板201的两端还设置有起重箱203，所述起重箱203为由平行于所述底板201的顶板2031连接部分承力板202构造而成的外箱2032和设置在所述外箱2032内的内箱2033；所述内箱2033中设置液压装置204，所述内箱2033和外箱2032之间的孔隙设置多个纵横钢板将其分割成网格状。在所述底板201的两端设置起重箱203，可以将组装后的钢套筒100整体移动。在起重箱的内箱2033内设置液压装置例如千斤顶，所述千斤顶底部穿过所述底板201抵接在地面上，所述千斤顶的顶部抵接所述内箱2033的顶部，用于将焊接该底部框架的筒体顶起。利用多个筋板将内箱2033和外箱2032之间的间隙分割成网格状，用于提高起重箱的支撑强度，使得在钢套筒被升起、平移和降下的过程中，保持稳定。目前的盾构机施工中，密闭始发和接收均需要在始发洞口和接收洞口组装设置钢套筒。密闭始发时组装好钢套筒，始发接收后需要将钢套筒拆除后，分段移送到结束洞口进行重新组装，耗费大量的人力和物力。本发明所述起重箱的设置，可以实现钢套筒的整体升起、平移和下降。因此，只需要在盾构机始发结束后，将钢套筒平移到接收洞口处即可。不仅可以节省人力和物力的投入，同时也可以大大提高施工效率。

在其中一个实施例中，如图1所示，所述用于盾构机始发及接收的辅助装置还包括：接收辅助组件，其于盾构机接收时，设置在所述钢套筒100远离洞口一端；

所述接收辅助组件包括：后端盖300，其为平面盖体，通过法兰连接所述钢套筒100远离洞口一端；

支撑柱301，其一端垂直焊接在所述后端盖300上，所述支撑柱301为多个呈矩阵式排列；

立柱302，其为三根，垂直地面设置；所述支撑柱301的另一端焊接在所述立柱302上；

以及斜撑柱303，其对应所述支撑柱301设置，所述斜撑柱303一端焊接在所述立柱302上，另一端固定在地面上。将所述后端盖300设置为平面盖体，降低加工难度。同时便于固定焊接所述支撑柱301。目前市场上用于盾构机接收的反力装置多采用框架结构，尤其是“井”字形的框架；所述支撑柱焊接与框架上，起到反力作用。而本发明采用三根立柱分别连接多个支撑柱，从而起到反力作用。三根立柱302可以根据车站实际地形和大小进行间距的调整，而无需另外生产不同规格的框架以适应不同规格的隧道。所述立柱302相互独立的焊接在预埋的钢板或植筋钢板上。所述立柱302之间的间距可以根据实际需要进行微调。所述立柱302的截面例如为方形，所述支撑柱301和所述斜撑柱303分别焊接在所述立柱302相对两个侧面上，所述斜撑柱303例如用Φ529mm钢管。由此盾构掘进时的后座反向力，通过支撑柱301传递至斜撑柱303上后然后传递至主体结构的底板和侧墙上。

在其中一个实施例中，如图3和图4所示，所述用于盾构机始发及接收的辅助装置还包括：始发辅助组件，其于盾构机始发时设置在所述钢套筒100远离洞口一端；

所述始发辅助组件包括：钢套环500，其包括外环501和内环502，所述外环501的一端连接所述钢套筒100的端部；所述内环502与所述钢套筒100不接触；

始发反力架400，其包括方形框架401和焊接在所述方形框架401上的支撑斜柱402，所述方形框架401抵接所述外环501的另一端。本发明所述始发辅助组件先将钢套环500通过安装在始发反力架400上，然后利用法兰将外环501连接至钢套筒100上。所述始发辅助组件可以提前组装完成，减少地下作业，降低组装难度。同时所述内环502的宽度小于外环501的宽度，使得钢套筒100与内环502之间形成一个宽度为5-10mm的间隙，避免当盾构机在始发过程中发生倾斜时，磕碰到外环或者方形框架上，对盾构机和钢套筒100造成损伤。同时能够提供均匀的反作用以抵消盾构机始发的后座力，提供更加平稳的始发。

在其中一个实施例中，如图2所示，所述底板201上等间隔设置有多个筋板205，所述筋板205沿平行于所述钢套筒100的轴线延伸，所述筋板205与所述底板201和所述承力板202均垂直。在所述底板201和承力板202之间以固定间隔设置多个筋板，以加强底部框架的支撑力和稳定性，同时为钢套筒的整体移动提供保障。

在其中一个实施例中，如图1所示，所述筒体101之间通过法兰相互连接，所述筒体101由上、下两个半圆件组成，所述筒体101为钢材料制成。所述筒体101的上、下两段连接处以及相邻筒体之间均采用M30*90 8.8级螺栓连接，中间加3mm厚橡胶垫，以保证密封效果。

在其中一个实施例中，所述后端盖300上设置有两个土仓压力传感器(图中未示出)，所述土仓压力传感器分别设置在所述后端盖300的上下两端；所述土仓压力传感器采用便于读取和识别的电子器件，降低在盾构机始发及接收施工中的施工难度。

所述筒体100的顶部设置有位移报警器(图中未示出)。所述后端盖300上还设置有“井”字形的加强筋，用于提高后端盖300的强度和支撑力。所述位移报警器用于给施工工人及时的提醒。

在其中一个实施例中，如图6所示，所述支撑柱301为9根，所述支撑柱301通过焊接在所述后端盖300上的方形受力板(图中未示出)焊接在所述后端盖300上；所述支撑柱301的其中一端设置有用于调整间距的楔形块304。所述后端盖300例如为上下两个半圆形平板通过法兰连接组装而成。在后端盖300的外侧面上焊接多条加强筋，同时还焊接有对应所述支撑柱301设置的方形受力板(图中未示出)，所述支撑柱301通过焊接在所述受力板上而垂直连接至所述后端盖300上。所述支撑柱301的其中一端上设置有用于进行距离微调的楔形块304。所述楔形块304可以设置在所述支撑柱301的任何一端，在焊接时用于调整后端盖300与立柱302之间保持平行。所述立柱302和斜撑柱303的底端焊接在一钢板上后，固定在地面上，用于保证地面的完整性和立柱302和斜撑柱303的稳定性。

在其中一个实施例中，如图4所示，所述外环501的另一端通过定位销505连接所述方形框架401。所述定位销505用于防止所述外环501因受力不均匀而发生错误的转动，从而提高始发辅助组件的稳定性。

在其中一个实施例中，如图5所示，所述钢套环500的内环502和外环502之间设置有密封环503。所述密封环503可以设置在外环501的内侧，也可以设置在所述外环上，用于为盾构机的始发提供密闭环境。

在其中一个实施例中，如图5所示，所述内环502上沿其外周壁开设有用于容置所述密封环503的凹槽。将所述密封环503设置内环502上，其稳定性更佳。

盾构机在始发时，先组装钢套筒100，所述钢套筒100的长例如为10500mm，直径(内径)6700mm，分四段(加每段长)，每段又分为上、下两块，筒体材料用16mm厚的Q235A钢板，每段筒体的外周焊接纵、环向筋板形成网状以保证筒体刚度，筋板厚20mm，高150mm，间隔约550*600mm；每段筒体的端头和上、下两段圆弧接合面均焊接连接法兰，法兰用24mm厚的Q235A钢，上、下两段连接处以及两段筒体之间均采用M30*90 8.8级螺栓连接，中间加3mm厚橡胶垫，以保证密封效果。在所述筒体101和所述底部框架也可以通过法兰连接。然后组装始发辅助组件，所述钢套环500的宽例如为50cm，钢套环500精度要求：环面平整度5mm，使砼管片受力均匀；钢套环500后部用56#二榀工字钢制作所述方形框架401，钢套环500与方向框架401之间焊接固定并用Φ529mm钢管支撑，盾构掘进时的后座反向力，通过钢支撑传递至主体结构的底板和侧墙上，钢支撑焊接在预埋的钢板或植筋钢板上。最后将钢套筒100通过法兰连接至所述钢套环500的外环501上。

始发完成后，拆除所述始发辅助组件后，启动所述底部框架的起重箱，将所述钢套筒100和底部框架整体升起，然后平移至结束洞口，以便于进行盾构机的接收。

盾构机接收时，将所述钢套筒100的一端通过法兰安装上所述后端盖300后，然后将接收辅助组件焊接至所述后端盖300上，并将立柱302和斜撑柱303埋设在地面即可。所述钢套管100接收到盾构机后，所述底部框架的起重箱可以将钢套筒连同盾构机一起平移至下一个掘进起点。

在其中一个实施例中，盾构机始发时下部土压为0.19Mpa，钢套筒设计耐压0.5Mpa，满足要求。钢板选择：Q235B，板厚δ＝20mm。整个钢套筒结构由过渡环、筒体、反力架、像胶帘板和左右支撑等部分组成。筒体部分长11000mm，直径(内径)6620mm。分四段，每段又分为上下两半圆。筒体材料用20mm厚的钢板。每段筒体的外周焊接纵、环向筋板以保证筒体刚度，筋板厚20mm，高150mm，间隔约550*600mm。每段筒体的端头和上下两半圆接合面均焊接圆法兰，法兰用40mm厚的A3板，上下两半圆以及两段筒体之间均采用M30、8.8级螺栓连接，中间加3mm厚橡胶垫。在筒体底部制作托架，托架分三块制作，之间用螺栓连接。每段又分为四件。托架承力板用30mmA3板，筋板用20mmA3板，底板用30mm A3钢板，底部用200*200mm工字钢按“托架图”相应的尺寸焊接成为整体。托架与下部筒体焊接连成一体，焊接时托架板先与筒体焊接，再焊接横向筋板，焊接底板和工字钢。托装组装完后，工字钢底边与车站底板预埋件焊接，托架须用型钢与车站侧墙顶紧。

盾构反力架由钢环、后盾框及钢支撑组成，钢环宽60cm，钢环精度要求：环面平整度5mm，使砼管片受力均匀；钢环后部用56#二榀工字钢制作后盾框，钢环与后盾框之间焊接固定并用Φ609mm钢管支撑，盾构掘进时的后座反向力，通过钢支撑传递至主体结构的底板和侧墙上，钢支撑焊接在预埋的钢板或植筋钢板上。

进料口和注排浆管，筒体中部右上角设置600×600进料口，在每段钢套筒底部预留三个2寸带球阀注排浆管，共6个等间距布置，一旦盾构机有栽头趋势头，即可在下部注双液浆回顶。

钢套筒的安装包括：

(1)洞门检查

钢套筒安装前需对洞门预埋环板进行检查，必要时须进行植筋加固。为防止盾构始发时刀盘切削到连续墙钢筋或工字钢接头，造成刀盘损坏，对洞门圆周一周凿除连续墙的砼保护层，露出玻璃纤维筋，确认洞门范围不存在钢筋。如发现凿除砼保护层后有存在钢筋的现象，则应对侵入洞门范围的钢筋进行割除，确保盾构始发的安全、顺利。

(2)安装过渡环

根据现场实测洞门上的预埋A板实际平整度，量身定做过渡环，过渡环与A板通过焊接连接，焊缝沿过渡环一圈内外侧满焊，焊缝必须饱满。如出现过渡环与连接板有些地方无法与洞门环板密贴的情况，需在这些空隙处填充钢板并连接牢固，务必将空隙尽可能地堵住。在确定洞门环板与过渡板全部密贴后将过渡板满焊在洞门环板上。

(3)安装钢套筒下半圆和反力架

在开始安装钢套筒之前，首先在基坑里确定出井口盾体中心线，也就是钢套筒的安装位置，使从地面上吊下来的钢套筒力求一次性放到位，不用再左右移动。

吊下第一节钢套筒的下半段，使钢套筒的中心与事先确定好的井口盾体中心线重合，在下半段的钢套筒左右两边的法兰处放好6mm厚的橡胶密封垫，在与第二节的下半部连接过程中要注意水平位置与纵向位置的一致，确保螺栓孔对位准确，并用M30的高强螺栓连接紧固。

钢套筒与过渡环采用螺栓连接。

反力架的安装与常规盾构始发反力架安装一致。

安装反力架时，应根据始发井大小、钢套筒长度、洞门标高等确定水平位置和标高。

反力架的支撑：反力架上下位均布4根10寸钢管与洞口墙体顶紧，两侧中的一侧均布三根10寸钢管与洞口墙体顶紧，另一侧用二根直径600mm钢管斜支撑。为确保反力架的稳固性，水平支撑底部设置3道，抗浮支撑设置3道，沿掘进方向右侧设置4道支撑均用HN450mm的型钢，直接用支撑顶在主体结构墙面，与墙面接触处加入钢垫板，保证支撑与侧墙的接触面积。钢套筒每边共设置3道横向支撑，在钢套筒底部焊4个吊耳防止钢套筒左右位移。支撑斜撑与底板预埋件焊接要牢固，焊缝位置要检查，确保无夹渣、虚焊等隐患。

(4)钢套筒内安装钢轨

在钢套筒下方90。圆弧内平均分布安装4根38公斤钢轨，钢轨从钢套筒后端铺设至跑洞门围护结构2m位置，钢轨两侧通长焊接。为保持盾构机始发时抬头的趋势，靠近洞门端钢轨垫高20mm，盾尾端钢轨不垫高。38公斤钢轨高134mm，盾尾下方与钢套筒间隙134mm，盾尾上方与钢套筒间隙136mm，刀盘下方与钢套筒间隙154mm，刀盘上方与钢套筒间隙66mm。

(5)筒体与洞门的连接

钢套筒与洞门环板之间设一过渡连接环，洞门环板与过渡连接环采用烧焊连接，钢套筒的法兰端与过渡连接板也采用螺栓连接。

(6)钢套筒内安装盾构机

在钢套筒内安装盾构机主体，并与连接桥和后配套台车连接。

(7)安装钢套筒上半圆

第二次回填砂回填好后，安装钢套筒上半圆，安装好以后，需进行压紧螺栓的调整。检查各部连接处，对每一处联结安装的地方进行检验，确保其连接的完好性，尤其是对于钢套筒的上下半圆和节与节部分之间联结的检查，还要检查过渡连接板与洞门环板之间的焊接，看是否存在着点焊或浮焊，发现有隐患，要及时处理。

(8)预加反力

上半圆安装完成后，需进行环梁预加压力螺栓的调整，分别上紧环梁上一周的每个螺栓，上紧时分别采用对角上紧，保证环梁的均匀受力。每颗螺栓的压紧力为54000N(总计反力架的预加反力约为500T)，上紧后用锁紧螺母锁住，这样能保证钢套筒在有水压时洞门环板处连接螺栓不受力。上紧的过程中注意检查反力架各支撑是否松动，各段法兰连接螺栓是否松动。

(9)安装负环、盾构机刀盘推进至洞门掌子面

钢套筒、反力架安装完毕，盾构机调试完成后，安装负环、盾构机向前推进至刀盘面板贴近洞门掌子面但不切削掌子面。第一环负环在盾尾内拼装成型后，通过千斤顶整体向后顶推至紧贴反力架。

(10)第二次钢套筒内填砂

盾构机向前推进至刀盘面板贴近洞门掌子面后，向钢套筒内进行第三次填砂，本次填砂将整个钢套筒填充满。在填充的过程中适当加水，保证砂的密实。

(11)负环管片壁后注浆

为保证负环管片与钢套筒之前的密封效果，在盾构机刀盘贴近洞门掌子面后，通过靠近反力架两环管片的吊装孔进行壁后注浆，注浆材料采用惰性浆液，在管片后面形成一道密封防渗环，注浆压力不大于3.0Bar。

(12)钢套筒水密试验

渗漏检测

从加水孔向钢套筒内加水，至加满水后，检查压力，如果压力能够达到3bar。则停止加水，并维持压力稳定，对各个连接部分进行检查，包括洞门连接板、钢套筒环向与纵向连接位置、钢套筒与反力架的连接处有无漏水。

每级加压过程及停留保压时间说明：

0～1.0bar每级加压时间控制在10min左右，停留检测时间10min；1.0～2.0bar每级加压时间控制在15min左右，停留检测时间25min；2.0～2.5bar加压时间控制在25min左右，停留检测时间45min；2.5～3.0bar加压时间控制在45min左右，停留检测时间120min。

加压检测过程中一旦发现有漏水或焊缝脱焊情况，必须马上进行卸压，并及时处理，上紧螺栓或重新焊接。完成后再进行加压，直至压力稳定在3bar并未发现有漏点时方可确认钢套筒的密封性。

其中，钢套筒接收——盾构掘进参数具体为：

(1)距盾构井车站连续墙约10m段的掘进

①在近洞口10m盾构机推进时要求保持匀速、平稳，速度控制在20mm/min以内，禁止推进速度和推力出现较大的波动。

②若发现土压无法建立的情况下，以控制出渣量为主，保证同步注浆量，以防止地表沉降。

③加强洞外巡查，地面值班人员要及时将洞外情况反映到土木总工、施工负责人和主司机室，以便于根据实际情况及时调整掘进参数。

④该段遵循“小推力，低速度，低转速”的原则，并时刻监视土仓压力值。

⑤该段掘进参数：土压2.3～2.4bar，速度10mm/min以内，推力1000t以内，刀盘转速0.3～0.5r/min。

(2)接近盾构井连续墙1m掘进

土压2.1bar，速度5mm/min以内，推力700t以内，刀盘转速0.53r/min左右。

(3)玻璃纤维筋混凝土连续墙掘进

①到达洞门范围为300mm的玻璃纤维筋混凝土连续墙。值班工程师及主司机注意：盾构上显示的是刀盘的里程，可与实际对应。

②在掘进完成玻璃纤维筋混凝土连续墙后，盾构进入钢套筒。

(4)最后5环推进拼装

盾构将连续墙掘进完后，还需安装5环管片，到达预留洞门长度控制在400-700mm。该5环管片安装时，由于盾构前方没有了反推力，将可能造成管片与管片之间的环缝连接不紧密，容易漏浆。同时，由于注浆也受洞门密封装置密封效果影响，易产生漏浆，从而导致管片发生位移。因此最后5环管片安装时应注意如下事项：

①安装管片时，伸油缸推力设定为50bar，到达最后10环管片连接螺栓要求反复紧固，不少于2次，一次在管片安装时，第二次在下一环掘进时，保证管片连接紧密。

②最后5环合理安排，保证到达洞门的长度,管片推进时，同步注浆采用加强水泥砂浆。

③为保证不漏浆，在折页板上安装钢丝绳，盾构推出洞口时，及时拉紧钢丝绳。

(5)最后半环掘进

在盾构推到只剩下最后一道盾尾刷后，准备注双液浆，打开倒数第2、3环管片的注浆孔，向管片背后注入双液浆进行止水，注浆量约为15m3；同时利用同步注浆系统注砂浆，把注浆管路改到倒数第6环注砂浆；待注浆封堵完水后，把盾构推出隧道，进入钢套筒内。

注浆通过管片注浆孔对洞门圈进行注浆填充。注浆过程中要密切关注洞门情况，一旦发现有漏浆的现象应立即停止注浆并进行封堵处理。确保洞口注浆密实，洞门圈封堵严密。

本发明还提供了一种基于该辅助装置的施工方法：其中接收施工方法包括以下步骤：

步骤1，施工前期对盾构接收端头地表及地下建(构)筑物及管线进行详细调查，采取调线等相应措施，确保盾构钢套筒接收顺利实现；

步骤2，端头加固采取搅拌桩土体加固+旋喷桩处理施工冷缝+冷冻法加固，确保盾构进出洞安全；

步骤3，对盾构设备及后配套龙门吊等进行充分的维修保养，在盾构施工场地规划等方面统筹考虑，发挥设备最大能效；

步骤4，钢套筒加工制作、现场安装进度控制是钢套筒接收一个重要控制目标，确保钢套筒接收顺利完成；

步骤5，采取端头接收井向下投点方案，提高钢套筒安装精度，确保隧道精确贯通。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种用于盾构机始发及接收的辅助装置，其特征在于，包括：

钢套筒，其由多段筒体连接而成；

底部框架，其设置在所述钢套筒底部，所述底部框架对应所述钢套筒也分成多段，每段底部框架包括：底板，其沿垂直于所述钢套筒轴线方向延伸；

承力板，其沿垂直于所述钢套筒轴线方向延伸且具有配合所述筒体外侧壁的侧边，所述承力板垂直所述底板；

其中，在所述底板的两端还设置有起重箱，所述起重箱为由平行于所述底板的顶板连接部分承力板构造而成的外箱和设置在所述外箱内的内箱；所述内箱中设置液压装置，所述内箱和外箱之间的孔隙设置多个纵横钢板将其分割成网格状。

2.如权利要求1所述的用于盾构机始发及接收的辅助装置，其特征在于，还包括：接收辅助组件，其于盾构机接收时，设置在所述钢套筒远离洞口一端；

所述接收辅助组件包括：后端盖，其为平面盖体，通过法兰连接所述钢套筒远离洞口一端；

支撑柱，其一端垂直焊接在所述后端盖上，所述支撑柱为多个呈矩阵式排列；

立柱，其为三根，垂直地面设置；所述支撑柱的另一端焊接在所述立柱上；

以及斜撑柱，其对应所述支撑柱设置，所述斜撑柱一端焊接在所述立柱上，另一端固定在地面上；还包括：始发辅助组件，其于盾构机始发时设置在所述钢套筒远离洞口一端；

所述始发辅助组件包括：钢套环，其包括外环和内环，所述外环的一端连接所述钢套筒的端部；所述内环与所述钢套筒不接触；

始发反力架，其包括方形框架和焊接在所述方形框架上的支撑斜柱，所述方形框架抵接所述外环的另一端；所述底板上等间隔设置有多个筋板，所 述筋板沿平行于所述钢套筒的轴线延伸，所述筋板与所述底板和所述承力板均垂直。

3.如权利要求2所述的用于盾构机始发及接收的辅助装置，其特征在于，所述筒体通过法兰相互连接，所述筒体由上、下两个半圆件组成，所述筒体为钢材料制成。

4.如权利要求3所述的用于盾构机始发及接收的辅助装置，其特征在于，所述后端盖上设置有两个土仓压力传感器，所述土仓压力传感器分别设置在所述后端盖的上下两端；

所述筒体的顶部设置有位移报警器。

5.如权利要求4所述的用于盾构机始发及接收的辅助装置，其特征在于，所述支撑柱为9根，所述支撑柱的一端通过一方形受力板焊接在所述后端盖上；所述支撑柱的其中一端设置有用于调整间距的楔形块。

6.如权利要求5所述的用于盾构机始发及接收的辅助装置，其特征在于，所述外环的另一端通过定位销连接所述方形框架。

7.如权利要求6所述的用于盾构机始发及接收的辅助装置，其特征在于，所述钢套环的内环和外环之间设置有密封环；所述内环上沿其外周壁开设有用于容置所述密封环的凹槽。

8.如权利要求7所述的用于盾构机始发及接收的辅助装置，其特征在于，所述支撑柱通过焊接在所述后端盖上的方形受力板焊接在所述后端盖上；所述支撑柱的其中一端设置有用于调整间距的楔形块，所述后端盖为上下两个半圆形平板通过法兰连接组装而成，在后端盖的外侧面上焊接多条加强筋，同时还焊接有对应所述支撑柱设置的方形受力板，所述支撑柱通过焊接在所述受力板上而垂直连接至所述后端盖上，所述支撑柱的其中一端上设置有用于进行距离微调的楔形块，所述楔形块可设置在所述支撑柱的任何一端，在焊接时用于调整后端盖与立柱之间保持平行，所述立柱和斜撑柱的底端焊接在一钢板上后，固定在地面上，用于保证地面的完整性和立柱和斜撑柱的稳定性，外环的另一端通过定位销连接所述方形框架，所述定位销用于防止所述外环因受力不均匀而发生错误的转动，从而提高始发辅助组件的稳定性。

9.一种基于如权利要求1-8任一项所述的用于盾构机始发及接收的辅助装置的施工方法，其特征在于，包括以下接收步骤：

步骤1，施工前期对盾构接收端头地表及地下建筑物及管线进行详细调查，采取调线措施，确保盾构钢套筒接收顺利实现；

步骤2，端头加固采取搅拌桩土体加固+旋喷桩处理施工冷缝+冷冻法加固，确保盾构进出洞安全；

步骤3，对盾构设备及后配套龙门吊进行充分的维修保养，在盾构施工场地规划方面统筹考虑，发挥设备最大能效；

步骤4，钢套筒加工制作、现场安装进度控制是钢套筒接收一个重要控制目标，确保钢套筒接收顺利完成；

步骤5，采取端头接收井向下投点方案，提高钢套筒安装精度，确保隧道精确贯通。