CN109931068A - 用于承压富水含砂层中盾构进洞的双层钢板夹芯止水装置 - Google Patents
用于承压富水含砂层中盾构进洞的双层钢板夹芯止水装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于承压富水含砂层中盾构进洞的双层钢板夹芯止水装置，包括：两道环形钢板、高密海绵，所述两道环形钢板焊接在洞门钢圈内侧，形成一道槽沟，槽沟中放入高密海绵。所述环形钢板上沿内弧侧每隔200mm顺直径方向切割长160mm、宽3mm的长缝，前后两道环形钢板上的长缝相互错开，并呈梅花型布置。所述两道环形钢板垂直于洞门钢圈的内侧，并用三角支撑钢板在洞口方向加以固定。本发明的使用很好地封堵了洞门洞圈与盾构机之间的空隙，有效地防止了盾构机在进洞过程中地下水及流砂沿盾构机外壳渗漏的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种盾构进洞时的止水装置，尤其涉及一种适用于承压富水含砂层中盾构进洞的止水装置。
背景技术
城市轨道交通建设常用盾构法施工，近年来随着轨道交通的飞速发展，车站的深度越来越深，不可避免会碰到承压富水的砂性土层，通常的进洞工艺在承压富水层中不能够达到预期的止水效果，最常见的风险就是洞口处的涌水涌砂。
针对在承压富水砂层中盾构机进洞所存在的风险，本发明有效地对地下水和流砂进行封堵，降低盾构机进洞过程中的施工风险，防止进洞过程中发生涌水、涌砂事件。
发明内容
为了解决承压富水砂层中盾构机进洞地下水或流砂从盾构机壳体与洞门钢圈的间隙中涌入工作井的问题，本发明是要提供一种用于承压富水含砂层中盾构进洞的双层钢板夹芯止水装置。
为解决上述问题，本发明的技术方案是：一种用于承压富水含砂层中盾构进洞的双层钢板夹芯止水装置，包括：两道环形钢板、高密海绵，所述两道环形钢板焊接在洞门钢圈内侧，形成一道槽沟，槽沟中放入高密海绵。
进一步，所述环形钢板上沿内弧侧每隔200mm顺直径方向切割长160mm、宽3mm的长缝，前后两道环形钢板上的长缝相互错开，并呈梅花型布置。
进一步，所述两道环形钢板垂直于洞门钢圈的内侧，并用三角支撑钢板3在洞口方向加以固定。
进一步，所述三角支撑钢板由腰长为100mm的等腰直角三角钢板制作而成。
进一步，所述高密海绵的宽度大于盾构机壳体与洞门钢圈之间间隙的宽度，厚度与两道环形钢板间距相等。
本发明的有益效果是：
本发明采用两道环形钢板间距200mm垂直于洞门钢圈焊接在洞门钢圈内侧，形成一道槽沟。环形钢板在焊接前进行加工，钢板宽度稍大于盾构机壳体与洞门钢圈之间间隙的宽度，可保证止水装置可以完全封堵盾构机壳体与洞门钢圈之间的间隙。在环形钢板上沿内弧侧每隔200mm顺直径方向切割长160mm、宽3mm的长缝，可保证盾构机能够顺利通过钢板。前后两道止水钢板上的长缝相互错开，呈梅花型布置，可避免两道钢板上的长缝对齐而形成水流通道的问题。
在两道环形钢板中间填充高密海绵。所述高密海绵宽度稍大于盾构机壳体与洞门钢圈之间间隙的宽度，厚度与两道钢板间距相等，可以保证止水装置可以将盾构机壳体与洞门钢圈之间的间隙填充密实。当盾构机穿过所述装置时，环形钢板和高密海绵受到挤压，使得盾构机壳体与洞门钢圈之间间隙被进一步填充密实。
本发明的用于承压富水含砂层中盾构进洞的双层钢板夹芯止水装置，盾构机进洞过程中在洞门钢圈内侧垂直焊接双层钢板夹芯止水装置，有效地对地下水和流砂进行封堵，降低盾构机进洞过程中的施工风险，防止进洞过程中发生涌水、涌砂事件，保证了施工的质量与安全。
附图说明
图1是盾构机穿越止水装置前的示意图；
图2是盾构机穿越止水装置后的示意图；
图3是止水装置纵向剖面图；
图4是环形钢板局部及长缝梅花型布置图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施，进一步阐述本发明。
本发明应用于上海轨道交通线盾构区间盾构进洞施工。盾构在某站北端头井进行接收，盾构接收位置大部分位于⑤1j灰色粉砂层，洞门下部1.3m进入⑤2灰色粉砂层。沿线地下水主要有赋存浅部土层中的潜水和赋存于⑤1j+⑤2及⑦层的承压水。影响盾构进洞的承压水主要为⑤1j+⑤2层微承压水及⑦层承压 水，该区域承压水与微承压水含水层连通。
本发明提供一种适用于承压富水含砂层中盾构进洞的双层钢板夹芯止水装置。如图1至图4所示，止水装置涉及到两道环形钢板1、高密海绵2、三角支撑钢板3，环形钢板1上沿内弧侧顺直径方向切割有长缝4。
盾构机6直径为6760mm，洞门钢圈5内径为7100mm，中间有340mm间隙。当盾构机6掘进至冻结加固区外，开始凿除洞门。为减少工期，在凿除洞门同时焊接环形钢板1。如图3所示，环形钢板1规格为宽400mm、厚5mm，两道环形钢板1之间间距为200mm。为保证盾构机6能够顺利通过环形钢板1，如图4所示，在环形钢板1上沿内弧侧每隔200mm顺直径方向切割长160mm、宽3mm的长缝4，使得盾构机6通过时环形钢板1可以弯折。前后两道止水钢板1上的长缝4相互错开，呈梅花型布置，避免两道钢板1上的长缝4对齐而形成水流通道的问题。
两道环形钢板1焊接完成后，在洞口方向用直角三角钢板3对环形钢板1加以支撑固定。如图3所示，所述直角三角形钢板2两腰分别焊接在洞门钢5和环形钢板1上。直角三角形钢板3规格为腰长100mm、板厚5mm。
两道环形钢板1焊接完成后，在两道环形钢板1之间填入高密海绵2。高密海绵2规格为宽350mm，厚200mm，以保证止水装置可以将盾构机壳体与洞门钢圈5之间的间隙填充密实。高密海绵2填充完成后，所述止水装置加工完成。
由于环形钢板1和高密海绵2的宽度均大于盾构机6与洞门钢圈5之间间隙的宽度，故当盾构机6穿越所述止水装置时，环形钢板1与高密海绵2受到盾构机6的挤压，使得盾构机6与洞门钢圈5之间间隙被进一步填充密实，止水效果进一步提高。
通过对本发明的安装与应用，上海轨道交通线两路站盾构区间盾构进洞顺利完成。在施工过程中，本发明止水效果显著，没有发生涌水、涌砂事件，确保了施工质量与安全。
Claims (5)
1.一种用于承压富水含砂层中盾构进洞的双层钢板夹芯止水装置，包括：两道环形钢板(1)、高密海绵(2)，其特征在于：所述两道环形钢板(1)焊接在洞门钢圈(5)内侧，形成一道槽沟，槽沟中放入高密海绵(2)。
2.根据权利要求1所述的用于承压富水含砂层中盾构进洞的双层钢板夹芯止水装置，其特征在于：所述环形钢板(1)上沿内弧侧每隔200mm顺直径方向切割长160mm、宽3mm的长缝(4)，前后两道环形钢板(1)上的长缝(4)相互错开，并呈梅花型布置。
3.根据权利要求1所述的用于承压富水含砂层中盾构进洞的双层钢板夹芯止水装置，其特征在于：所述两道环形钢板(1)垂直于洞门钢圈(5)的内侧，并用三角支撑钢板(3)在洞口方向加以固定。
4.根据权利要求3所述的用于承压富水含砂层中盾构进洞的双层钢板夹芯止水装置，其特征在于：所述三角支撑钢板(3)由腰长为100mm的等腰直角三角钢板制作而成。
5.根据权利要求1所述的用于承压富水含砂层中盾构进洞的双层钢板夹芯止水装置，其特征在于：所述高密海绵(2)的宽度大于盾构机壳体与洞门钢圈(5)之间间隙的宽度，厚度与两道环形钢板(1)间距相等。
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