CN108150201A - 隧道止水装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种隧道止水装置及施工方法，所述隧道止水装置包括第一止水装置和第二止水装置。第一止水装置环设于预埋环板，包括层叠设置的柔性帘布和翻板，柔性帘布与预埋环板连接并远离洞口，翻板与预埋环板转动连接。第二止水装置环设于预埋钢环，包括涂覆有密封油脂的密封刷。当盾构机始发掘进时，柔性帘布翻转并且尾部紧贴盾构机的外壁，翻板翻转并且端部紧抵盾构机的外壁，止住水向洞口方向流出；当形成内衬墙时，填充有密封油脂的密封刷紧贴在盾构机的外壁上，封住向洞口方向流动的水。上述隧道止水装置通过两道止水装置，防止隧道施工产生的水流向洞口，解决了隧道洞口处的渗漏水问题，确保了施工安全。上述施工方法步骤简单，易于操作。

Description

隧道止水装置及施工方法

技术领域

本发明涉及地下工程施工技术领域，特别是涉及隧道止水装置及施工方法。

背景技术

隧道是埋置于地层内的工程建设物，是人类利用地下空间的一种形式。盾构法是一种常见的隧道施工方法，在盾构法中使用的盾构机是一种钢制的活动防护装置或活动支撑。盾构机穿过软弱含水层，特别是河底、海底，以及城市中心区进而形成隧道。盾构机的头部可以开挖地层，一次掘进相当于装配式衬砌一环的宽度。盾构机的尾部可以装配预制管片或砌块，迅速地拼装成隧道永久衬砌，即，内衬墙，并将砌衬与土层之间的空隙用水泥压浆填实，防止周围地层的继续变形和围岩压力的增长。

然而，隧道施工风险较大，尤其是地下水头压力较大，洞圈门处极易出现漏水现象，影响施工安全。

发明内容

基于此，有必要针对隧道施工过程中洞圈门漏水现象，提供一种止水效果好、能够保证施工安全的隧道止水装置及其施工方法。

一种隧道止水装置，所述隧道包括洞口和内衬墙，所述洞口设有预埋环板，所述内衬墙设有预埋钢环，所述隧道止水装置包括：

第一止水装置，环设于所述预埋环板，所述第一止水装置包括层叠设置的柔性帘布和翻板，所述柔性帘布与所述预埋环板连接并远离所述洞口，所述翻板与所述预埋环板转动连接；

第二止水装置，环设于所述预埋钢环，所述第二止水装置包括密封刷，所述密封刷填充有密封油脂。

在其中一个实施例中，所述第一止水装置还设有挡板，所述挡板与所述预埋环板连接，所述挡板与所述翻板在所述预埋环板所形成的平面上的投影部分重叠。

在其中一个实施例中，所述柔性帘布的端部与所述预埋环板的中心轴线之间的距离小于所述翻板的端部与所述预埋环板的中心轴线之间的距离。

在其中一个实施例中，所述柔性帘布的端部自所述柔性帘布朝远离所述翻板的方向凸起。

在其中一个实施例中，所述第一止水装置还包括圆环板，所述圆环板与所述预埋环板连接，所述翻板通过所述轴销与所述圆环板铰接连接。

在其中一个实施例中，所述圆环板通过连接螺栓与所述预埋环板连接。

在其中一个实施例中，所述第一止水装置还包括垫圈，所述连接螺栓包括螺柱和螺母，所述圆环板通过所述螺柱与所述预埋环板连接，并通过所述螺母旋紧于所述预埋环板，所述垫圈位于所述螺母与所述圆环板之间。

在其中一个实施例中，所述第二止水装置的数量为两个或以上，两个或以上所述第二止水装置依次设置于所述内衬墙上。

在其中一个实施例中，所述密封刷为环形钢丝刷。

上述隧道止水装置的施工方法，包括：

将所述第一止水装置环设于所述预埋环板，当盾构机沿推进方向掘进时，带动所述柔性帘布和所述翻板转动，所述柔性帘布的尾部紧贴所述盾构机的外壁，所述翻板的端部紧抵所述盾构机的外壁；

将所述第二止水装置环设于所述内衬墙的所述预埋钢环，填充有所述密封油脂的所述密封刷紧贴所述盾构机的外壁，即，完成所述止水装置的施工。

上述隧道止水装置在盾构机始发掘进时，翻板在盾构机的带动下翻转并且端部紧抵盾构机的外壁，柔性帘布被盾构机带动并翻转，柔性帘布的尾部紧贴盾构机的外壁，止住水向洞口方向流出；当盾构机掘进并形成内衬墙时，填充有密封油脂的密封刷紧贴在盾构机的外壁上，封住向洞口方向流动的水。上述隧道止水装置通过两道止水装置，可以防止在隧道施工产生的水流向洞口，解决了隧道洞口处的渗漏水问题，确保了施工安全。上述隧道止水装置的施工方法操作简单，适于推广应用。

附图说明

图1为一实施例的隧道止水装置的第一止水装置的结构示意图；

图2为一实施例的隧道止水装置的第二止水装置的结构示意图；

图3为一实施例的翻板的结构示意图；

图4为一实施例的挡板的应用示意图；

图5为一实施例的隧道止水装置的第二止水装置的应用示意图；

图6为一实施例的隧道止水装置的第二止水装置的应用示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

如图1和图2所示，一实施例的隧道包括洞口和内衬墙10，洞口设有预埋环板12，内衬墙10设有预埋钢环，用于该隧道的隧道止水装置100包括第一止水装置110和第二止水装置120。第一止水装置110环设于预埋环板12，包括层叠设置的柔性帘布111和翻板112，柔性帘布111与预埋环板12连接并远离洞口，翻板112与预埋环板12转动连接。第二止水装置120环设于预埋钢环，包括填充有密封油脂的密封刷122。

上述隧道止水装置100在盾构机始发掘进时，翻板112在盾构机的带动下翻转并且端部紧抵盾构机的外壁，柔性帘布111被盾构机带动并翻转，柔性帘布111的尾部紧贴盾构机的外壁，止住水向洞口方向流出；当盾构机掘进并形成内衬墙10时，填充有密封油脂的密封刷122紧贴在盾构机的外壁上，封住向洞口方向流动的水。上述隧道止水装置100通过两道止水装置，可以防止在隧道施工产生的水流向洞口，解决了隧道洞口处的渗漏水问题，确保了施工安全。

请再参阅图1，柔性帘布111和翻板112层叠设置，柔性帘布111在施加有外力的情况下可以弯折或翻转，并且柔性帘布111的形状可以根据盾构机外壁的形状变化以紧密贴合于盾构机的外壁上。在本实施例中，柔性帘布111为橡胶板，不仅可以防水而且耐腐蚀。一般地，洞口的形状为圆形，柔性帘布111环设于洞口的预埋钢环上，使得当盾构机掘进时，盾构机的外壁被柔性帘布111紧密包围，防止施工过程中产生的地下水由柔性帘布111与盾构机之间的缝隙向洞口流出。

如图1所示，翻板112接触柔性帘布111并与预埋环板12转动连接。翻板112可以沿一定的方向翻转，进而适用于不同外径的掘进机。如图3所示，在本实施例中，翻板112为扇形钢板。在盾构机掘进时，翻板112的端部抵接于盾构机的外壁，并为柔性帘布111提供支撑。

请同时参阅图1和图4，在本实施例中，第一止水装置110设有挡板113，挡板113与预埋环板12连接，挡板113与翻板112在预埋环板12形成的平面上的投影部分重叠。即，挡板113设置于翻板112与预埋环板12的连接处。为防止盾构机始发进入洞口后区间方向水压、浆压过大将翻板112冲击外翻。在盾构机进入洞门并且翻板112已随盾构机前进而与盾构机的外壁形成一定的夹角时，在预埋环板12上焊接挡板113，防止翻板112外翻，从而有效保证了柔性帘布111的止水效果。在本实施例中，挡板113为止水钢筋。在其他实施例中，挡板113也可以为钢板。

在本实施例中，柔性帘布111的端部与预埋环板12的中心轴线之间的距离小于翻板112的端部与预埋环板12的中心轴线之间的距离。即，柔性帘布111的端部更靠近预埋环板12的中心轴。例如，在图1中，柔性帘布111比翻板112要长，当盾构机掘进时，柔性帘布111的部分尾部与盾构机的外壁重叠，当有地下水渗出时，产生的水压施加在柔性帘布111上，可以将柔性帘布111的尾部紧压在盾构机的外壁上，增强止水效果。

请再参阅图1，柔性帘布111的端部自柔性帘布111朝远离翻板112的方向凸起。在本实施例中，柔性帘布111的端部呈水滴状，并且靠近翻板112的表面呈平面状。柔性帘布111端部的凸起可以将地下渗出的水更好的阻挡在柔性帘布111上，防止地下水渗出到洞口外。

如图1所示，第一止水装置110还包括圆环板114，圆环板114与预埋环板12连接，翻板112通过轴销与圆环板114铰接连接。翻板112通过圆环板114与预埋环板12连接，方便更换和拆卸。更近一步地，圆环板114通过连接螺栓115与预埋环板12连接。在本实施例中，第一止水装置110还包括垫圈116，连接螺栓115包括螺柱1151和螺母1152，圆环板114通过螺柱1151与预埋环板12连接，并通过螺母1152旋紧于预埋环板12，垫圈116位于螺母1152与圆环板114之间。在预埋环板12上，预制有M20螺母1152(GB/T56-1988),用螺柱1151将柔性帘布111和圆环板114连接在预埋环板12上。

如图2所示，第二止水装置120包括密封刷122。密封刷122为环形钢丝刷。密封油脂填充于钢丝刷中，起到止水作用。在本实施例中，第二止水装置120的数量为两个或以上，两个或以上第二止水装置120依次环设于内衬墙10上。图2以两个第二止水装置120为例进行说明。如图5所示，当盾构机1沿箭头a方向推进时，填充有密封油脂的两个钢丝刷被盾构机1带动并转动，封闭在盾构机1的外径处，止住水向洞口方向流出。如图6所示，填充有油脂的钢丝刷也可封住沿管片外径向洞口方向的流水。在内衬墙10处设置两道环形钢丝刷，并在环形钢丝刷内填充密封油脂，可有效防止地下水渗透，确保盾构施工安全。

当盾构机始发掘进时，与预埋环板12铰接连接的扇形翻板112被盾构机带动，并沿盾构机前进方向翻转，柔性帘布111(橡胶板)在盾构机的带动下，其尾部沿盾构机前进方向移动并紧贴于盾构机的外壁。当翻板112抵接在盾构机的外壁上并与盾构机的外壁呈一定角度时，在预埋环板12上焊接挡板113(钢筋)，防止翻板112在较大水压和浆压的冲击下外翻。在试掘进100米完成后，在浇注洞门时，将翻板112、柔性帘布111和连接螺栓115拆除清洗。当形成内衬墙10时，环形钢丝刷满焊在预埋钢环上，并在环形钢丝刷内填充密封油脂。当盾构机1沿推进方向a掘进时，填充有密封油脂的环形钢丝刷被盾构机1带动并沿盾构机1前进方向转动，最后封闭在盾构机1的外径处，止住水向洞口方向流出。在掘进100米和洞圈注浆加固完成后，清理环形密封刷122上的填充油脂同时进行洞圈压浆填充。上述隧道止水装置100通过两道止水装置，可以防止在隧道施工产生的水流向洞口，解决了隧道洞口处的渗漏水问题，降低了施工风险，确保了施工安全。

上述隧道止水装置100的施工方法，包括：

将第一止水装置110环设于预埋环板12，当盾构机1沿推进方向掘进时，带动柔性帘布111和翻板112转动，柔性帘布111的尾部紧贴盾构机1的外壁，翻板112的端部紧抵所述盾构机1的外壁。

将第二止水装置120环设于内衬墙的预埋钢环，填充有密封油脂的密封刷紧贴盾构机1的外壁，即，完成止水装置的施工。

上述隧道止水装置的施工方法简单，并且止水效果好。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种隧道止水装置，所述隧道包括洞口和内衬墙，所述洞口设有预埋环板，所述内衬墙设有预埋钢环，其特征在于，包括：

第一止水装置，环设于所述预埋环板，所述第一止水装置包括层叠设置的柔性帘布和翻板，所述柔性帘布与所述预埋环板连接并远离所述洞口，所述翻板与所述预埋环板转动连接；

第二止水装置，环设于所述预埋钢环，所述第二止水装置包括密封刷，所述密封刷填充有密封油脂。

2.根据权利要求1所述的隧道止水装置，其特征在于，所述第一止水装置还设有挡板，所述挡板与所述预埋环板连接，所述挡板与所述翻板在所述预埋环板所形成的平面上的投影部分重叠。

3.根据权利要求1所述的隧道止水装置，其特征在于，所述柔性帘布的端部与所述预埋环板的中心轴线之间的距离小于所述翻板的端部与所述预埋环板的中心轴线之间的距离。

4.根据权利要求1所述的隧道止水装置，其特征在于，所述柔性帘布的端部自所述柔性帘布朝远离所述翻板的方向凸起。

5.根据权利要求1所述的隧道止水装置，其特征在于，所述第一止水装置还包括圆环板，所述圆环板与所述预埋环板连接，所述翻板通过所述轴销与所述圆环板铰接连接。

6.根据权利要求5所述的隧道止水装置，其特征在于，所述圆环板通过连接螺栓与所述预埋环板连接。

7.根据权利要求6所述的隧道止水装置，其特征在于，所述第一止水装置还包括垫圈，所述连接螺栓包括螺柱和螺母，所述圆环板通过所述螺柱与所述预埋环板连接，并通过所述螺母旋紧于所述预埋环板，所述垫圈位于所述螺母与所述圆环板之间。

8.根据权利要求1所述的隧道止水装置，其特征在于，所述第二止水装置的数量为两个或以上，两个或以上所述第二止水装置依次设置于所述内衬墙上。

9.根据权利要求1所述的隧道止水装置，其特征在于，所述密封刷为环形钢丝刷。

10.一种权利要求1所述的隧道止水装置的施工方法，其特征在于，包括：

将所述第一止水装置环设于所述预埋环板，当盾构机沿推进方向掘进时，带动所述柔性帘布和所述翻板转动，所述柔性帘布的尾部紧贴所述盾构机的外壁，所述翻板的端部紧抵所述盾构机的外壁；

将所述第二止水装置环设于所述内衬墙的所述预埋钢环，填充有所述密封油脂的所述密封刷紧贴所述盾构机的外壁，即，完成所述止水装置的施工。