CN108843337B - 一种利用短套筒进行盾构始发的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于地铁隧道盾构施工技术领域，具体涉及一种利用短套筒进行盾构始发的施工方法，解决了现有隧道施工盾构始发时依靠传统的洞门橡胶帘布板和洞门压板对洞门进行密封，无法确保盾构始发时洞门密封不漏水以及在土仓内建立有效的土压力的问题，短套筒包括短套筒导向环和密封钢环，是利用短套筒导向环、密封钢环以及导向环混凝土环框梁组合连接作为盾构始发的施工方法。本发明与传统的端头旋喷加固相比，施工速度快，无需进行管线迁改及交通疏解，可实现盾构施工的有效密封，重新定义了盾构施工长久以来被盾构始发制约发展的局面。
Description
技术领域
本发明属于地铁隧道盾构施工技术领域，具体涉及一种利用短套筒进行盾构始发的施工方法。
背景技术
目前，城市地铁建设在我国主要城市已呈现井喷式发展，作为地铁区间隧道的优选施工方式毫无疑问为盾构法。在盾构机始发阶段，洞门可能发生涌沙﹑透水﹑塌陷等安全事故，特别是在富水软土地质条件下，因涌水涌砂造成端头的地面沉陷、坍塌乃至建筑物倒塌、盾构被淹被埋等重大事故不断增多。但对于富水砂层地质或类似地质，周边环境复杂且盾构始发端不具备从地表进行旋喷加固的条件，如勉强使用，其加固效果也相对较差，砂层无法固结稳定。要使盾构能够安全的始发和到达，除端头加固外，洞门密封变得极其重要，因此为了保证盾构机能够安全顺利的始发，需慎重考虑洞门密封装置的结构形式及施工质量。目前常用的结构形式是在先对洞门四周做加固处理，进一步在洞门位置施做钢环，现有的洞门密封施工方法为采用橡胶帘布配合折压板，达到洞门密封的目的。此种方法仅适用于施工条件相对较好、水土压力较小的隧道。针对地质较差的土体，依靠传统的洞门橡胶帘布板和洞门压板对洞门进行密封的方式已无法确保盾构始发时洞门密封不漏水以及在土仓内建立有效的土压力，使得盾构安全始发始终为制约隧道施工的关键节点。
发明内容
本发明为了解决在不稳定土地质条件下进行隧道盾构始发时，依靠传统的洞门橡胶帘布板及洞门压板对洞门进行密封，无法确保盾构始发过程中对洞门的密封以及在土仓内建立有效土压力的问题，提供了一种利用短套筒进行盾构始发的施工方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：一种利用短套筒进行盾构始发的施工方法，短套筒包括短套筒导向环和密封钢环，本发明是利用短套筒导向环、密封钢环以及导向环混凝土环框梁组合连接作为盾构始发的施工方法，具体包括如下步骤：
S1. 根据施工图纸及设计要求对盾构始发端用作围护结构的连续墙进行测量放样，得到隧道的中心线及短套筒导向环的安装轮廓；
S2. 将短套筒导向环的组成部件运至施工场地完成拼装，确定尺寸合格后将各组成部分焊接固定，同时在短套筒导向环内沿其径向增加若干临时钢支撑，进一步将短套筒导向环整体吊装至设计位置并用固定件将其与连续墙固定连接；
S3. 沿短套筒导向环外缘绑扎导向环混凝土环框梁钢筋，同时在位于短套筒导向环外侧的连续墙上植筋，进一步将所植钢筋与导向环混凝土环框梁钢筋连接后，支模板并完成导向环混凝土环框梁的浇筑；
S4. 在盾构隧道外拼装密封钢环，密封钢环各拼装部件的结合面采用螺栓连接，校核尺寸使其符合设计要求；
S5. 在密封钢环内安装橡胶密封环；
S6. 在密封钢环一端沿内表面固定环向砂浆袋，并在密封钢环的端部上方与环向砂浆袋的接触位置固定砂浆袋挡板；
S7. 将密封钢环整体吊装至井下并与短套筒导向环沿轴向拼接成整体，其中密封钢环的底部连接有支撑钢架，支撑钢架固定在始发井底板上；
S8. 拆除短套筒导向环内的临时钢支撑；
S9. 在短套筒导向环的底部位置连接利于盾构机滑行的滑块；
S10. 在砂浆袋注浆孔处安装砂浆袋注浆管阀，在油脂注入孔处安装油脂注浆管阀，在预留应急材料注入孔处安装化学浆液注浆管阀，同时将备用注浆孔用堵头封堵；
S11. 盾构机从密封钢环端进入，进行盾构机的始发；当盾构机刀盘进入短套筒导向环时，盾构机的盾体位于密封钢环内部，确保盾体与两道橡胶密封环挤压接触，通过油脂注入孔向两道橡胶密封环间注入油脂并达到设定压力值；
S12. 盾构机继续向前滑移，当盾体进入短套筒导向环后在滑块的作用下逐步向前，直至与连续墙接触并实施破除并逐步建立土压平衡，在盾尾通过两道橡胶密封环之前，对环向砂浆袋进行注浆，用于封堵密封钢环与盾构管片之间的环向间隙；
S13.盾构机保持静止，直至环向砂浆袋内的砂浆强度达到2Mpa时，盾构机可继续掘进，并开始同步注浆，至此，完成盾构机的始发，进入正常的盾构施工循环。
步骤S2中将短套筒导向环整体吊装至设计位置并用固定件将其与连续墙固定连接，是指短套筒导向环沿外圆设置有多个固定件，固定件呈楔形且上部开有通孔，连续墙在其与通孔对应的位置预植入螺杆；当短套筒导向环与连续墙紧密接触时，螺杆穿入通孔并利用螺母固定；其中，固定件与连续墙的接触间隙处设置有膨胀止水条。
短套筒导向环采用钢板卷制而成，其直径比刀盘直径大300～350mm，短套筒导向环等分为4个组成单元，每个组成单元上均设置有2个吊装用吊耳，相邻组成单元的连接为法兰连接加焊接固定，短套筒导向环的外侧沿圆周焊接有两排锚栓，短套筒导向环的端面设置有能够与密封钢环连接的法兰。
导向环混凝土环框梁是在短套筒导向环与起支撑围护作用的连续墙固定后，沿短套筒导向环外缘浇筑的环状混凝土框梁结构，导向环混凝土环框梁将短套筒导向环和连续墙连接成整体，增加短套筒导向环刚度的同时，加强了短套筒导向环与连续墙之间的密封，减少了盾构机建立土仓压力过程中的压力渗漏。
密封钢环与短套筒导向环的直径相同且采用同厚度的钢板卷制而成，密封钢环等分为4个组成部分，每个组成部分均设置有2个吊装用吊耳，相邻组成部分的连接为法兰连接，密封钢环的端面设置有能够与短套筒导向环连接的法兰，密封钢环的外表面设置有环向和纵向布设的网格状筋板。
步骤S5中的橡胶密封环共两条且每条橡胶密封环均由内外两道环向固定铁固定；其中，外侧的一道固定铁焊接固定在钢环内表面，内侧的一道固定铁通过销钉与密封钢环连接，橡胶密封环安装完毕后，拧紧销钉即可实现橡胶密封环的固定。
步骤S6中的环向砂浆袋是一种柔性高强度织物袋，密封钢环安装完成后，通过预先焊接在钢环内表面的螺钉将环向砂浆袋平整固定在密封钢环内表面，盾构机的盾尾刷通过密封环后，盾构管片从盾尾脱出，通过密封钢环上预留的砂浆袋注浆孔向环向砂浆袋内填充砂浆，用于密封钢环与盾构管片之间的间隙密封。
环向砂浆袋为一端开口的矩形空心结构，环向砂浆袋能够首尾相接成圆环，且环向砂浆袋上设置有若干与密封钢环内表面螺钉相配套的贯通螺孔，通过螺孔与螺钉的配合实现环向砂浆袋在密封钢环内的固定，环向砂浆袋上设置有将螺孔与环向砂浆袋内部空间隔离的密封线，密封线包括沿环向砂浆袋长向设置的横向密封线以及端部设置的纵向密封线。
砂浆的水灰比为0.7，且砂浆中骨料采用质量百分比为30%的水泥和70%的粉煤灰混合而成；砂浆需满足的标准是：灌注完成后，1天的强度大于2Mpa,28天的强度大于20Mpa。
本发明相比现有技术具有的特定技术特征及有益效果是：
本发明结构简单、设计合理，所涉及的构件主要为钢结构，短套筒导向环，和密封钢环均在工厂加工，精度高，可在地面组装完毕后吊装至井下，且利用本发明短套筒后续施工中泥水作业少；且密封钢环和橡胶密封环可重复利用，可有效节约成本；本发明与传统的端头旋喷加固相比，施工速度快，无需进行管线迁改及交通疏解，解决了现有隧道施工盾构始发时依靠传统的洞门橡胶帘布板和洞门压板对洞门进行密封，无法确保盾构始发时洞门密封不漏水以及在土仓内建立有效的土压力的问题，重新定义了盾构施工长久以来被盾构始发制约发展的局面。
附图说明
图1为本发明短套筒始发装置的立面示意图；
图2为图1中短套筒导向环的结构示意正视图；
图3为图1中短套筒导向环的结构示意侧视图；
图4为图2中B-B剖面的结构示意正视图；
图5为图1中短套筒导向环临时钢支撑的结构示意图；
图6为短套筒导向环的固定件布置示意图；
图7为短套筒导向环固定件的安装细部示意图；
图8为图1中短套筒的局部大样图；
图9为始发前盾构机与短套筒密封示意图；
图10为盾尾通过橡胶密封前管片与短套筒密封示意图。
图中：1-连续墙，2-始发井底板，3-导向环混凝土环框梁，4-短套筒导向环，5-密封钢环，6-橡胶密封环，7-环向砂浆袋，8-砂浆袋挡板，9-固定铁，10-螺栓孔，11-油脂注入孔，12-预留应急材料注入孔，13-滑块，14-锚栓，15-支撑钢架，16-砂浆袋注浆孔，17-吊耳，18-临时钢支撑，19-盾构机，20-锚栓，21-固定件，22-螺杆，23-膨胀止水条，24-盾尾刷，25-盾构管片。
具体实施方式
参照图1～图10对本发明进行进一步阐述，本发明是一种利用短套筒进行盾构始发的施工方法，是利用短套筒导向环4、密封钢环5以及导向环混凝土环框梁3组合连接作为盾构始发的施工方法。其中短套筒包括短套筒导向环4和密封钢环5，本发明主要工作原理如下：
当盾构机19的刀盘接触到用于车站围护结构的连续墙1时，刀盘位于短套筒导向环4内，两道橡胶密封环6之间通过油脂注入孔11注入油脂并充填饱满，使得两道橡胶密封环6紧压在盾构机19前盾的盾体上。
进一步的，利用盾构刀盘破除连续墙1，盾构机19进入土体开始掘进时，盾构机19逐步建立土压，镶嵌在密封钢环5内的两道橡胶密封环6紧裹盾身，阻止盾构机19前端的土体和水、泥浆在压力作用下沿盾体周边渗漏到后方，从而建立起盾构施工所需的土压平衡；
在盾构机19的盾尾末端通过两道橡胶密封环6之前，位于环向砂浆袋7下方的盾构管片25已拼装完成，并脱离盾尾，此时向环向砂浆袋7内填充砂浆，使得密封钢环5内壁与盾构管片25外壁之间的环向间隙由砂浆带充满，达到密封条件。
进一步的，当环向砂浆袋7内砂浆凝固达到一定强度后，盾构机继续掘进，开始正常的同步注浆，采用短套筒法盾构机始发完成。其中，砂浆的水灰比为0.7，且砂浆中骨料采用质量百分比为30%的水泥和70%的粉煤灰混合而成；砂浆需满足的标准是：灌注完成后，1天的强度大于2Mpa,28天的强度大于20Mpa。
短套筒导向环4采用钢板卷制而成，其直径比刀盘直径大300～350mm，短套筒导向环4等分为4个组成单元，每个组成单元上均设置有2个吊装用吊耳，相邻组成单元的连接为法兰连接加焊接固定，短套筒导向环4的外侧沿圆周焊接有两排锚栓14，短套筒导向环4的端面设置有能够与密封钢环5连接的法兰。
导向环混凝土环框梁3是在短套筒导向环4与起支撑围护作用的连续墙1固定后，沿短套筒导向环4外缘浇筑的环状混凝土框梁3结构，导向环混凝土环框梁3将短套筒导向环4和连续墙1连接成整体，增加短套筒导向环4刚度的同时，加强了短套筒导向环4与连续墙1之间的密封，减少了盾构机19建立土仓压力过程中的压力渗漏。
密封钢环5与短套筒导向环4的直径相同且采用同厚度的钢板卷制而成，密封钢环5等分为4个组成部分，每个组成部分均设置有2个吊装用吊耳，相邻组成部分的连接为法兰连接，密封钢环5的端面设置有能够与短套筒导向环4连接的法兰，密封钢环5的外表面设置有环向和纵向布设的网格状筋板。
橡胶密封环6共两条且每条橡胶密封环均由内外两道环向固定铁9固定；其中，外侧的一道固定铁9焊接固定在密封钢环5内表面，内侧的一道固定铁9通过销钉与密封钢环5连接，橡胶密封环6安装完毕后，拧紧销钉即可实现橡胶密封环6的固定。将短套筒导向环4整体吊装至设计位置并用固定件将其与连续墙1固定连接，是指短套筒导向环4沿外圆设置有多个固定件21，固定件21呈楔形且上部开有通孔，连续墙1在其与通孔对应的位置预植入螺杆22；当短套筒导向环4与连续墙1紧密接触时，螺杆22穿入通孔并利用螺母固定；其中，固定件21与连续墙1的接触间隙处设置有膨胀止水条23。
环向砂浆袋7是一种柔性高强度织物袋，密封钢环5安装完成后，通过预先焊接在钢环内表面的螺钉将环向砂浆袋7平整固定在密封钢环5内表面，盾构机19的盾尾刷24通过密封环后，盾构管片25从盾尾脱出，通过密封钢环5上预留的砂浆袋注浆孔16向环向砂浆袋7内填充砂浆，用于密封钢环5与盾构管片25之间的间隙密封。
具体的，一种利用短套筒进行盾构始发的施工方法，包括如下步骤：
S1. 根据施工图纸及设计要求对盾构始发端用作围护结构的连续墙1进行测量放样，得到隧道的中心线及短套筒导向环4的安装轮廓；
S2. 将短套筒导向环4的组成部件运至施工场地完成拼装，确定尺寸合格后将各组成部分焊接固定，同时在短套筒导向环4内沿其径向增加若干临时钢支撑18，进一步将短套筒导向环4整体吊装至设计位置并用固定件将其与连续墙1固定连接；
S3. 沿短套筒导向环4外缘绑扎导向环混凝土环框梁3钢筋，同时在位于短套筒导向环4外侧的连续墙1上植筋，进一步将所植钢筋与导向环混凝土环框梁3钢筋连接后，支模板并完成导向环混凝土环框梁3的浇筑；
S4. 在盾构隧道外拼装密封钢环5，密封钢环5各拼装部件的结合面采用螺栓连接，校核尺寸使其符合设计要求；
S5. 在密封钢环5内安装橡胶密封环6；
S6. 在密封钢环5一端沿内表面固定环向砂浆袋7，并在密封钢环5的端部上方与环向砂浆袋7的接触位置固定砂浆袋挡板8；
S7. 将密封钢环5整体吊装至井下并与短套筒导向环4沿轴向拼接成整体，其中密封钢环5的底部连接有支撑钢架15，支撑钢架15固定在始发井底板2上；
S8. 拆除短套筒导向环4内的临时钢支撑18；
S9. 在短套筒导向环4的底部位置连接利于盾构机滑行的滑块13；
S10. 在砂浆袋注浆孔16处安装砂浆袋注浆管阀，在油脂注入孔11处安装油脂注浆管阀，在预留应急材料注入孔12处安装化学浆液注浆管阀，同时将备用注浆孔用堵头封堵；
S11. 盾构机19从密封钢环5端进入，进行盾构机19的始发；当盾构机19刀盘进入短套筒导向环4时，盾构机19的盾体位于密封钢环5内部，确保盾体与两道橡胶密封环6挤压接触，通过油脂注入孔11向两道橡胶密封环6间注入油脂并达到设定压力值；
S12. 盾构机19继续向前滑移，当盾体进入短套筒导向环4后在滑块13的作用下逐步向前，直至与连续墙1接触并实施破除并逐步建立土压平衡，在盾尾通过两道橡胶密封环6之前，对环向砂浆袋7进行注浆，用于封堵密封钢环5与盾构管片25之间的环向间隙；
S13.盾构机19保持静止，直至环向砂浆袋7内的砂浆强度达到2Mpa时，盾构机19可继续掘进，并开始同步注浆，至此，完成盾构机19的始发，进入正常的盾构施工循环。
本发明与传统的端头旋喷加固相比，施工速度快，无需进行管线迁改及交通疏解，解决了现有隧道施工盾构始发时依靠传统的洞门橡胶帘布板和洞门压板对洞门进行密封，无法确保盾构始发时洞门密封不漏水以及在土仓内建立有效的土压力的问题，重新定义了盾构施工长久以来被盾构始发制约发展的局面。
实施例：
以色列特拉维夫红线轻轨项目，全长23.5km，其中12km为地下工程，设10个地下车站。 连接车站的地下区间部分为近似平行的两条盾构区间隧道。盾构隧道内径6.5m，外径7.2m，管片厚度35cm。东标段项目包括两个车辆段，3座地下车站，5个盾构区间。
该项目第二区间为艾玛莎瓦特（Em hamoshavot）车站至各哈（Geha/ Chamber1/5/2/6）分岔段区间，两台盾构机从Em hamoshavot车站南端一个竖井（5/8竖井）内始发，分别掘进6号线和5号线至各哈（Geha/ Chamber1/5/2/6）分岔段。
区间隧道穿越地质主要细砂，混合性砂土及库卡（Kukar）地层中K1和K2地层，库卡地层为一种砂和钙质砂岩的混合物岩体，地层分为K1、K2、K3及K4等4种地层，其稳定性由弱变强。K1:砂中夹10%～20%的1～3cm 库卡颗粒；K2: 1～2cm厚的脆弱的库卡薄层与松散的砂层交叠；K3: 2~15cm厚的Kurkar 层与松散的砂层交叠；K4:第四纪块状岩石,饱和无侧限抗压强度0.5～20MPa或者不连续的岩石(无侧限抗压强度>20MPa)的岩石。渗透系数 Kf=5×10-6～10-4m/s；石英含量高达50%。
覆土厚度：5号线7.8m～12.8m，6号线11.0m～23.8m。水位位于拱顶上方。水位：5号线位于拱顶上方-0.8m～5.6m，6号线位于拱顶上方5.6m～13.0m，始发端穿越地层主要为粉细砂，始发时实测水位位于隧道拱顶以上3m。始发前，该竖井完成围护结构地下连续墙，混凝土底板及混凝土支撑。该始发端在车站（竖井）施工阶段对始发端进行了地面旋喷加固。为验证加固效果，确保安全始发，通过水平钻孔取芯进行验证。在钻孔取芯过程中，孔内出现严重的涌水，涌沙、涌泥现象，遂对钻孔进行了封堵。
已加固区域隧道上方已经敷设了重要管线及建造了相应的挡土墙结构，不在具备从地面进行重新旋喷加固的条件，经研究决定，6号线和5号线的两台盾构机采用本发明所述的短套筒进行盾构始发的施工方法施工。
两台盾构机已经在2018年2月26日和5月1日先后成功完成始发，始发过程中均未出现任何渗漏。两台盾构机在始发过程中，土压均实现了从0到设计值的完美过渡，逐步平稳地建立了土压平衡。
Claims (9)
1.一种利用短套筒进行盾构始发的施工方法，其特征在于：短套筒包括短套筒导向环（4）和密封钢环（5），利用短套筒导向环（4）、密封钢环（5）以及导向环混凝土环框梁（3）组合连接作为盾构始发，具体包括如下步骤：
S1. 根据施工图纸及设计要求对盾构始发端用作围护结构的连续墙（1）进行测量放样，得到隧道的中心线及短套筒导向环（4）的安装轮廓；
S2. 将短套筒导向环（4）的组成部件运至施工场地完成拼装，确定尺寸合格后将各组成部分焊接固定，同时在短套筒导向环（4）内沿其径向增加若干临时钢支撑（18），进一步将短套筒导向环（4）整体吊装至设计位置并用固定件将其与连续墙（1）固定连接；
S3. 沿短套筒导向环（4）外缘绑扎导向环混凝土环框梁（3）钢筋，同时在位于短套筒导向环（4）外侧的连续墙（1）上植筋，进一步将所植钢筋与导向环混凝土环框梁（3）钢筋连接后，支模板并完成导向环混凝土环框梁（3）的浇筑；
S4. 在盾构隧道外拼装密封钢环（5），密封钢环（5）各拼装部件的结合面采用螺栓连接，校核尺寸使其符合设计要求；
S5. 在密封钢环（5）内安装橡胶密封环（6）；
S6. 在密封钢环（5）一端沿内表面固定环向砂浆袋（7），并在密封钢环（5）的端部上方与环向砂浆袋（7）的接触位置固定砂浆袋挡板（8）；
S7. 将密封钢环（5）整体吊装至井下并与短套筒导向环（4）沿轴向拼接成整体，其中密封钢环（5）的底部连接有支撑钢架（15），支撑钢架（15）固定在始发井底板（2）上；
S8. 拆除短套筒导向环（4）内的临时钢支撑（18）；
S9. 在短套筒导向环（4）的底部位置连接利于盾构机滑行的滑块（13）；
S10. 在砂浆袋注浆孔（16）处安装砂浆袋注浆管阀，在油脂注入孔（11）处安装油脂注浆管阀，在预留应急材料注入孔（12）处安装化学浆液注浆管阀，同时将备用注浆孔用堵头封堵；
S11. 盾构机（19）从密封钢环（5）端进入，进行盾构机（19）的始发；当盾构机（19）刀盘进入短套筒导向环（4）时，盾构机（19）的盾体位于密封钢环（5）内部，确保盾体与两道橡胶密封环（6）挤压接触，通过油脂注入孔（11）向两道橡胶密封环（6）间注入油脂并达到设定压力值；
S12. 盾构机（19）继续向前滑移，当盾体进入短套筒导向环（4）后在滑块（13）的作用下逐步向前，直至与连续墙（1）接触并实施破除并逐步建立土压平衡，在盾尾通过两道橡胶密封环（6）之前，对环向砂浆袋（7）进行注浆，用于封堵密封钢环（5）与盾构管片（25）之间的环向间隙；
S13.盾构机（19）保持静止，直至环向砂浆袋（7）内的砂浆强度达到2Mpa时，盾构机（19）可继续掘进，并开始同步注浆，至此，完成盾构机（19）的始发，进入正常的盾构施工循环。
2.根据权利要求1所述的一种利用短套筒进行盾构始发的施工方法，其特征在于：步骤S2中将短套筒导向环（4）整体吊装至设计位置并用固定件将其与连续墙（1）固定连接，是指短套筒导向环（4）沿外圆设置有多个固定件（21），固定件（21）呈楔形且上部开有通孔，连续墙（1）在其与通孔对应的位置预植入螺杆（22）；当短套筒导向环（4）与连续墙（1）紧密接触时，螺杆（22）穿入通孔并利用螺母固定；其中，固定件（21）与连续墙（1）的接触间隙处设置有膨胀止水条（23）。
3.根据权利要求2所述的一种利用短套筒进行盾构始发的施工方法，其特征在于：短套筒导向环（4）采用钢板卷制而成，其直径比刀盘直径大300～350mm，短套筒导向环（4）等分为4个组成单元，每个组成单元上均设置有2个吊装用吊耳，相邻组成单元的连接为法兰连接加焊接固定，短套筒导向环（4）的外侧沿圆周焊接有两排锚栓（14），短套筒导向环（4）的端面设置有能够与密封钢环（5）连接的法兰。
4.根据权利要求1或2所述的一种利用短套筒进行盾构始发的施工方法，其特征在于：导向环混凝土环框梁（3）是在短套筒导向环（4）与起支撑围护作用的连续墙（1）固定后，沿短套筒导向环（4）外缘浇筑的环状混凝土框梁结构，导向环混凝土环框梁（3）将短套筒导向环（4）和连续墙（1）连接成整体，增加短套筒导向环（4）刚度的同时，加强了短套筒导向环（4）与连续墙（1）之间的密封，减少了盾构机（19）建立土仓压力过程中的压力渗漏。
5.根据权利要求1或3所述的一种利用短套筒进行盾构始发的施工方法，其特征在于：密封钢环（5）与短套筒导向环（4）的直径相同且采用同厚度的钢板卷制而成，密封钢环（5）等分为4个组成部分，每个组成部分均设置有2个吊装用吊耳，相邻组成部分的连接为法兰连接，密封钢环（5）的端面设置有能够与短套筒导向环（4）连接的法兰，密封钢环（5）的外表面设置有环向和纵向布设的网格状筋板。
6.根据权利要求1所述的一种利用短套筒进行盾构始发的施工方法，其特征在于：步骤S5中的橡胶密封环（6）共两条且每条橡胶密封环均由内外两道环向固定铁（9）固定；其中，外侧的一道固定铁（9）焊接固定在密封钢环（5）内表面，内侧的一道固定铁（9）通过销钉与密封钢环（5）连接，橡胶密封环（6）安装完毕后，拧紧销钉即可实现橡胶密封环（6）的固定。
7.根据权利要求1所述的一种利用短套筒进行盾构始发的施工方法，其特征在于：步骤S6中的环向砂浆袋（7）是一种柔性高强度织物袋，密封钢环（5）安装完成后，通过预先焊接在钢环内表面的螺钉将环向砂浆袋（7）平整固定在密封钢环（5）内表面，盾构机（19）的盾尾刷（24）通过密封环后，盾构管片（25）从盾尾脱出，通过密封钢环（5）上预留的砂浆袋注浆孔（16）向环向砂浆袋（7）内填充砂浆，用于密封钢环（5）与盾构管片（25）之间的间隙密封。
8.根据权利要求7所述的一种利用短套筒进行盾构始发的施工方法，其特征在于：环向砂浆袋（7）为一端开口的矩形空心结构，环向砂浆袋（7）能够首尾相接成圆环，且环向砂浆袋（7）上设置有若干与密封钢环（5）内表面螺钉相配套的贯通螺孔，通过螺孔与螺钉的配合实现环向砂浆袋（7）在密封钢环（5）内的固定，环向砂浆袋(7)上设置有将螺孔与环向砂浆袋(7)内部空间隔离的密封线，密封线包括沿环向砂浆袋（7）长向设置的横向密封线以及端部设置的纵向密封线。
9.根据权利要求7或8所述的一种利用短套筒进行盾构始发的施工方法，其特征在于：砂浆的水灰比为0.7，且砂浆中骨料采用质量百分比为30%的水泥和70%的粉煤灰混合而成；砂浆需满足的标准是：灌注完成后，1天的强度大于2Mpa,28天的强度大于20Mpa。
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