CN112012753A - 基于异形延伸钢环的盾构机始发方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于异形延伸钢环的盾构机始发方法，其包括以下步骤：步骤一，开设平移通道和盾构始发井；步骤二，洞门加固；步骤三，盾构机下井、平移、转体；步骤四，安装异形延伸钢环和反力架，把异形延伸钢环的下半圆吊装到盾构井内，平移至始发位置后，先定位异形延伸钢环的中心线与待掘进线路中心线重合，只有再组装所述异形延伸钢环的上半圆；在盾构机的另一端安装反力架；其中所述异形延伸钢环为两端开口的筒状，其中与洞门连接的一端沿与所述异形延伸钢环轴线呈44度夹角的斜线切除部分以形成与所述洞门大致平行的连接端。本发明能够将待掘进洞门与盾构机的斜交面调整成与横向平移通道垂直的始发面，保证盾构机快速安全的完成始发。
Description
技术领域
本发明涉及一种盾构机施工方法。更具体地说，本发明涉及一种基于异形延伸钢环的盾构机始发方法。
背景技术
随着城市地下交通的发展，城市里地铁线路越来越多，相互交错分布。因此为后续的地铁施工带来了极大的困难。施工过程中经常会遇到设计路线上的水文地质状况复杂，可施工面积狭小等情况。当遇到区间隧道主要穿越地层为粉土层与卵石层，拱部地质为粉土和粉细砂；隧道附近有层间潜水的工况时，往往需要另外设置盾构始发井，并经历横向通道将盾构平移至待掘进洞门。由此，也会遇到待掘进洞门平面与平移横向通道呈斜面相交，如果按照常规的盾构始发方法进行始发的话，会发生盾构机刀盘一边已经开始切削土体，而另一边刀盘还没有切削土体，使得土体受力不均匀，尤其当土体背面，涌水涌沙时候，橡胶帘布起不到密封的作用。由此导致盾构机始发失败，施工人员安全也得不到保证。
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基于异形延伸钢环的盾构机始发方法，其能够将待掘进洞门与盾构机的斜交面调整成与横向平移通道垂直的始发面，保证盾构机快速安全的完成始发。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于异形延伸钢环的盾构机始发方法，其包括以下步骤：
步骤一，开设平移通道和盾构始发井，所述平移通道与待掘进线路呈42-45度夹角；所述盾构始发进位于平移通道内；
步骤二，洞门加固，在待掘进洞门的上方沿洞门轴向方向插入双排灌注管，然后通过所述灌注管进行注浆，注浆长度为沿隧道方向8-10m；
步骤三，盾构机下井、平移、转体，将盾构机通过盾构井放入平移通道内，将所述盾构机平移到达平移通道与待掘进线路斜交的地方，旋转盾构机，使其与待掘进线路的轴线重合；
步骤四，安装异形延伸钢环和反力架，把异形延伸钢环的下半圆吊装到盾构井内，平移至始发位置后，先定位异形延伸钢环的中心线与待掘进线路中心线重合，只有再组装所述异形延伸钢环的上半圆；在盾构机的另一端安装反力架；其中所述异形延伸钢环为两端开口的筒状，其中与洞门连接的一端沿与所述异形延伸钢环轴线呈44度夹角的斜线切除部分以形成与所述洞门大致平行的连接端；
步骤五，洞门初支凿除；
步骤六，安装负环、盾构机向前推进至刀盘面板贴近洞门一侧掌子面但不切削掌子面；
步骤七，向所述异形延伸钢环内填料，填料采用膨润土、粉煤灰砂浆混合料，通过试配让其强度和韧性的特性接近加固后的土体；
步骤八，盾构始发掘进，控制并实时调整盾构的推进速度、土仓压力以及注浆压力。
优选的是，所述异形钢套筒包括：筒体，其为两端开口的筒状结构，所述筒体沿轴向方向上具有第一端和第二端，所述第一端为圆形，所述第二端为椭圆形；所述第二端由所述筒体自其外切点出发沿一斜切线切除部分形成，所述斜切线与所述筒体轴向方向呈44度的夹角；所述外切点离所述第一端端面的距离为600-800mm；
以及底座，其安装在所述筒体底部并支撑所述筒体，所述底座包括第一底座和第二底座，其中，所述第二底座的一端为楔形以配合所述筒体的第二端。
优选的是，所述步骤四中异形延伸钢环的组装步骤为：
1)首先在基坑里确定待掘进线路中心线，异形延伸钢环定位时，要求异形延伸钢环中轴线与待掘进线路中心线两条控制线重合；
2)在地面上先把异形延伸钢环的下半圆吊装下放到盾构井内，平移至始发位置，使异形延伸钢环的轴线与事先确定好的待掘进线路中心线重合，分段点焊与洞门预埋钢环焊接，使其稳固，再依次吊装异形延伸钢环的上半圆；
3)安装完成后，连接螺栓按顺序紧固后需进行检查并复紧，对异形延伸钢环的筒体位置进行复测，检查与盾构机到达的中心线是否重合；
4)异形延伸钢环筒体通过弧形板焊接连接，焊缝沿钢环一圈内外侧满焊。
优选的是，所述步骤四还包括：
1)导轨安装，在异形延伸钢环筒体内安装2根钢轨，钢轨与始发架两侧钢轨齐头，钢轨两侧焊接7字板；靠近洞门端钢轨垫高20mm，钢轨之间铺砂并压实；
2)两侧斜撑加固，异形延伸钢环筒体的左右两侧及底部焊接H200型钢制的斜支撑，相邻斜支撑间距1.5m，防止盾构机掘进时钢环时候发生位移；
3)异形延伸钢环的第二端直接与洞门预埋钢环连接，第一端通过法兰与止水帘布相连，止水帘布安装后，再安装翻板；
4)安装反力架，其中所述反力架包括门式支撑环和反力环；
5)安装始发托架，所述始发托架为钢制榀结构，通过在混凝土底板上预埋钢板连接，并按照隧道中线及刀盘端比盾尾端高2cm的坡度对始发托架进行固定。
优选的是，所述步骤五中洞门初支破除前，对土体加固效果进行水平钻孔取样检查；加固效果达到要求后开始破除平移通道350mm厚初支结构，从上至下，分块破除，每块破除后可用素混凝土回喷。
优选的是，所述异形延伸钢环内还设置有两道钢丝刷，在两道钢丝刷之间安装有气囊密封，盾体进入异形延伸钢环内后，通过异形延伸钢环上预留1寸球阀往密封气囊中内充气，填充钢丝刷与盾体间空隙，保证止水、止浆效果。
优选的是，所述基于异形延伸钢环的盾构机始发方法还包括：当盾尾完全进入异形延伸钢环内后，调整异形延伸钢环尾部翻板，使翻板紧贴负环管片，并在翻板后部塞入海绵条，作为辅助密封措施；
盾尾通过两道钢丝刷后，及时通过异形延伸钢环的2寸球阀，进行同步注浆，注惰性浆液，填充钢环与管片间空隙，使负环管片及时安定。
本发明至少包括以下有益效果：本发明所述基于异形延伸钢环的盾构机始发方法根据施工工况，将始发用的钢套筒的一端根据始发洞门平面的斜面角度切除部分，从而可以将盾构机始发切割掌子面调整成与待掘进线路中心线垂直的垂直面。从而保证了始发安全性，避免在始发时，盾构机刀盘只能切割部分掌子面引起涌水涌沙时，无法保证盾构机的密封结构，导致始发失败，造成安全事故。为了提高异形延伸钢环的稳定性，本发明还对异形延伸钢环增加了斜支撑和底座等加固稳定的结构，同时在洞门口的上方进行加固，安装异形延伸钢环后优化其安装步骤，进一步确保洞门与异形延伸钢环的密封结构，以及异形延伸钢环与盾构机盾壳之间的密封结构，保证始发安全和成功率。本发明所述基于异形延伸钢环的盾构机始发方法实现了在复杂线路或者工况下，洞门与待掘进线路中心线不垂直时，也能通过平移，旋转盾构机，安装异形延伸钢环实现盾构机的顺利始发。为在工况和线路更加复杂的地区进行地铁建设奠定基础。
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为本发明其中一个实施例所述基于异形延伸钢环的盾构机始发方法的流程示意图；
图2为本发明其中一个实施例所述异形延伸钢环的结构示意图；
图3为本发明所述基于异形延伸钢环的盾构机始发方法的施工平面示意图；
图4为本发明其中一个实施例所述反力架的结构示意图。
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。
本发明所述基于异形延伸钢环的盾构机始发方法的施工路段的工况如下：本路段主要赋存有三层地下水，其类型分别为上层滞水、潜水和层间潜水。地下水详细情况如下：
上层滞水：含水层岩性主要为杂填土层、粉土填土层、粉土层，稳定水位标高为41.18～43.46m，水位埋深为5.2～7.4m。分布较不规律，且受绿化灌溉、降水等外部环境的影响较大。主要接受大气降水及地表水入渗、地下管道渗漏等方式补给，以向下垂直渗入补给潜水方式排泄。潜水：含水层岩性主要为粉土层、粉土层、细中砂层，稳定水位标高为32.78～36.00m，水位埋深为12.8～15.8m。主要接受地表水的垂直入渗、地下水侧向迳流、越流及“天窗”渗漏补给，并以地下迳流、越流为主要排泄方式。层间潜水：含水层岩性主要为卵石层、细中砂层、卵石层、细中砂层、细中砂层、卵石层，稳定水位标高为19.06～19.28m，水位埋深为29.3～29.6m。主要接受地下水侧向迳流、越流及“天窗”渗漏补给，并以地下迳流、越流及人工开采为主要排泄方式。
盾构始发洞门位置拱部位置细中砂层厚度为1.3～1.7m，拱部以下为粉质粘土层。基于该路段的水文水质状况，在该路段上不适宜设置盾构井以及出土井等工程设施。因此，本发明设置了与待掘进线路呈43度交叉的平移通道，并在平移通道内设置了盾构井和出土井等设施。
如图1和图3所示，本发明提供一种基于异形延伸钢环的盾构机始发方法，其包括以下步骤：
步骤一，开设平移通道100和盾构始发井，所述平移通道100与待掘进线路200呈42-45度夹角；所述盾构始发进位于平移通道100内；
步骤二，洞门加固，在待掘进洞门300的上方沿洞门轴向方向插入双排灌注管，然后通过所述灌注管进行注浆，注浆长度为沿隧道方向8-10m；形成洞门加固段301；
步骤三，盾构机400下井、平移、转体，将盾构机400通过盾构井放入平移通道100内，将所述盾构机400平移到达平移通道100与待掘进线路200斜交的地方，旋转盾构机400，使其与待掘进线路200的轴线重合；
步骤四，安装异形延伸钢环500和反力架600，把异形延伸钢环500的下半圆吊装到盾构井内，平移至始发位置后，先定位异形延伸钢环500的中心线与待掘进线路200中心线重合，只有再组装所述异形延伸钢环500的上半圆；在盾构机的另一端安装反力架600；其中所述异形延伸钢环500为两端开口的筒状，其中与待掘进洞门300连接的一端沿与所述异形延伸钢环500轴线呈44度夹角的斜线切除部分以形成与所述待掘进洞门300大致平行的连接端；
步骤五，洞门初支凿除；
步骤六，安装负环、盾构机400向前推进至刀盘面板贴近洞门一侧掌子面但不切削掌子面；
步骤七，向所述异形延伸钢环500内填料，填料采用膨润土、粉煤灰砂浆混合料，通过试配让其强度和韧性的特性接近加固后的土体501；所述土体501将待掘进洞门调整成与待掘进线路中心线垂直。
步骤八，盾构始发掘进，控制并实时调整盾构的推进速度、土仓压力以及注浆压力。
本发明所述基于异形延伸钢环的盾构机始发方法用于待掘进线路的洞门掌子面与待掘进线路中心线不垂直的工况，由于洞门掌子面存在一定斜度，如果按照常规的始发方法，盾构机刀盘在始发掘进时只能接触部分掌子面，极容易发生涌水涌沙的情况，而且一旦发生涌水涌沙，原来设置在钢套筒端部的止水帘布和翻板无法实现与盾构机的密封结构，最终导致始发失败，危及施工人员的安全。本发明所述基于异形延伸钢环的盾构机始发方法利用异形延伸钢环500设置在待掘进线路的洞门，将待掘进线路的洞门掌子面调整成与待掘进线路中心线垂直的垂直面，由此始发掘进时，可以保证密封结构稳定，防止涌水涌沙，提高施工安全性和效率。本发明所述异形延伸钢环500采用与原有待掘进线路洞门掌子面大致相同的角度或者稍大于原有待掘进线路洞门掌子面的倾斜角度，通过洞门预埋环板连接安装后，对所述异形延伸钢环500进行内部填充，填充浆料时可以根据周围土质状况以及盾构机实际工况调整土层压力等参数，可以更精确地调整始发土层参数以适应盾构机以及反力架的对应参数，从而提高始发成功率。
在其中一个实施例中，本发明所述基于异形延伸钢环的盾构机始发方法具体包括：
1，通过勘察地形，设置盾构始发竖井和出土井，并挖掘平移通道100将盾构始发竖井和出土井与待掘进线路200联通，所述平移通道100与待掘进线路200的夹角为43度，由此造成待掘进线路洞门300平面与待掘进线路200中心线呈43度夹角。
2，洞门加固，在始发端头也就是待掘进线路200洞门口采用大管棚和深孔注浆进行加固，其中，大管棚例如采用双排直径为219mm，相邻管间距例如为450mm，长度为8m～14.5m的注浆管。在洞门口的顶部沿平行于待掘进线路中心线的方向打入洞门口顶部。
深孔注浆：加固宽度例如为盾构隧道结构每侧3m，竖向加固范围例如为盾构隧道结构上下3m，沿隧道方向的长度例如为8m，加固后的土体应有良好的自立性，密封性和均质性。
3，盾构机400下井、平移、转体
在盾构竖井内组装始发基座，其中所述始发基座为榀结构的始发架，然后将盾构机400从盾构始发竖井下井放置始发基座上，沿着所述平移通道100开始平移。平移时，盾构机400通过焊接轮毂，沿着设置在平移通道100内的轨道平移到达平移通道100与待掘进线路200斜交的地方。之后，通过旋转平台旋转盾体，使盾体与待掘进线路200的轴线重合，推动盾体到达始发位置。
4，异形延伸钢环500及反力架600安装
4.1异形延伸钢环500安装
1)异形延伸钢环500定位，先确定待掘进线路中心线200和异形延伸钢环500的中心线。要求异形延伸钢环500的中心线与待掘进线路200中心线两条控制线重合。
2)如图2所示，在地面上先把异形延伸钢环500的下半圆501和底座502焊接后，吊装下放到盾构井内，平移至始发位置，分段点焊与设置在洞门内的预埋钢环焊接，使其稳固，再依次吊装异形延伸钢环的上半圆503。异形延伸钢环500各部分通过弧形板焊接连接，焊缝沿异形延伸钢环500整个圆周壁的内外侧满焊。
3)异形延伸钢环500安装完成后，按顺序将异形延伸钢环500的连接螺栓依次紧固后，进行检查并复紧，对异形延伸钢环500的位置进行复测，检查其与盾构机400到达的中心线是否重合。
4.2安装导轨
所述导轨504为设置在所述异形延伸钢环500底部内壁上的2根43公斤钢轨，所述导轨504两侧焊接7字板，所述导轨504位于始发基座上的轨道的延长线上。所述导轨504在靠近洞门端的位置垫高20mm。导轨之间铺砂并压实。从而能够保持盾构机始发时抬头的趋势。
4.3两侧斜撑加固
所述异形延伸钢环500外壁分别通过斜支撑505固定连接通道的顶壁和底面，所述斜支撑505例如10根，5根固定在顶壁上，另外5根固定在地面上，沿所述异形延伸钢环500轴线方向上所述斜支撑等间隔设置，间距例如为1.5m。通所述斜支撑505例如为H200型钢，由此可以防止盾构机掘进时钢环时候发生位移。
4.4安装密封组件(图中未示出)
所述密封组件包括钢丝刷、止水帘布、翻板和密封气囊，沿盾构机掘进方向上，所述异形延伸钢环的前端直接与洞门预埋钢环连接，后端通过法兰与止水帘布相连。止水帘布安装后，再安装翻板。翻板采用20mm的法兰连接。
异形延伸钢环500内的钢丝刷之间安装气囊密封，盾体进入异形延伸钢环500内后，通过异形延伸钢环500上预留1寸球阀往密封内充气，填充钢丝刷与盾体间空隙，保证止水、止浆效果；
盾尾完全进入异形延伸钢环500内后，调整异形延伸钢环500尾部止浆翻板，使翻板紧贴负环管片，并在翻板后部塞入海绵条，作为辅助密封措施；
盾尾通过异形延伸钢环500钢丝刷后，及时通过异形延伸钢环500的2寸球阀，进行同步注浆，注惰性浆液(膨润土、粉煤灰，不能有水泥)，填充钢环与管片间空隙，使负环管片及时安定。
4.5安装反力架600
如图4所示，反力架600总宽度例如为2.25m，由反力环601和支撑环602组成，反力环601和支撑环602均为钢制榀结构连接方式采用螺栓加焊接。钢结构采用HM 600*300mm或者HM 588*300mm型钢焊接而成，支撑环602为门式结构，上部和下部焊接八字斜撑结构内径宽例如为5.4m；反力环601为环形结构，内径例如为5.4m，两榀钢结构之间采用8道型钢焊接连接，均采用满焊。
4.6固定始发基座
通过在混凝土底板上预埋钢板连接固定所述始发基座，并按照待掘进线路中线及刀盘端比盾尾端高2cm的坡度对始发基座进行固定。
5，洞门初支凿除
在实行破除洞门前，对土体加固效果进行水平钻孔取样检查,同时对地下渗水情况进行判断，根据地下水的渗透情况做出是否进行二次注浆加固的决定。直至取芯检查试验报告合格才能进行洞门凿除施工。洞门加固效果检查内容包括：加固体强度；加固体整体性、均匀性；加固体中地下水含量情况。加固效果达到要求后开始破除平移通道350mm厚初支结构，从上至下，分块破除，每块破除后可用素混凝土回喷。
6，安装负环，刀盘推进至掌子面
所述异形延伸钢环500和反力架600安装完毕，盾构机400调试完成后，安装负环、盾构机400向前推进至刀盘面板贴近洞门一侧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。
7，异形延伸钢环的三角区填料
盾构机400向前推进至刀盘面板贴近洞门一侧掌子面后，向所述异形延伸钢环500内进行填料，填料采用膨润土、粉煤灰砂浆混合料，通过试配让其强度和韧性的特性接近加固后的土体。
8，始发节点验收
a、异形延伸钢环500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。
b、异形延伸钢环500与洞门环板连接处采用焊接，对内外两道焊缝的质量进行检查验收。
c、对异形延伸钢环500侧面斜撑的连接质量检查验收。
d、盾构始发掘进前进行对安装好的成套装置进行压力测试，压力测试合格后方能进行盾构始发掘进。
e、在进行异形延伸钢环500、反力架600和首环负环管片的定位时，要严格控制异形延伸钢环500、反力架600和负环的安装精度，确保盾构始发姿态与设计线路基本重合。
f、对异形延伸钢环500与洞门环板连接处和反力架安装好监测元件。
9，盾构始发掘进
9.1始发掘进参数控制
初始掘进为盾构施工中技术难度最大的环节之一，不可操之过急，要稳扎稳打。在初始掘进段内，对盾构的推进速度、土仓压力、注浆压力作相应的调整，指标为：
(1)推进速度：推进平均速度20mm/min，峰值不超过35mm/min；
(2)洞门封堵后上土仓压力：0.05～0.08Mpa，对每环的出土量必须做一个统计，绝对不允许每环出了多少土都不知道的现象；注意观察上土压与左右土压的差，如果下土压在差异较大，考虑土体的和易性，检查泡沫与泥浆的效果；
(3)千斤顶行程：每环的长度必须出够1800mm，可使得管片自由放入，不可以用拼装机强行插入壳体，以防止管片被碰坏；
(4)千斤顶压力：注意各区的千斤顶压力，尽量合理多选择千斤顶，否则对管片不利；
(5)推力：严格注意推力的变化，观察后背的变形，如果后背开焊，立即停止推进，并上报；推力控制在5000～15000KN。
(6)铰接：注意铰接角度的变化，由于初始掘进都在直线段始发，铰接千斤顶不用伸出，即铰接角度为0°，当铰接出现角度时，马上上报并检查原因，待处理完毕后才可进行掘进。
(7)回转角：推进时注意机体的回转角，当超过±0.1度时，立即调整刀盘的左右转，防止盾构的扭转较大；
(8)注浆压力：初始掘进时不能使注浆压力太高，否则会使洞口帘布破坏，但同时多检查管路，看是否由于堵塞引起的压力偏高；注浆压力控制0.1～0.3MPa
(9)注浆流量：不宜过大，否则会引起压力过高，对洞口的封闭不利，可采取长时间的注入不间断而流量调低的方法；可保持在A液50～80L/min左右，同时多注意每环掘进距离与注浆累计量的关系，看是否过多而引起漏浆、压力高等问题；
(10)注浆累计：为保证洞口处的密闭性(初始掘进洞口土体损失大)，开始+6环可以不限量，注够4.5m3时看压力是否上涨；如果压力一点没有上涨，可以再注；如果压力上涨明显，可以停止注浆，待推进时再注浆；但在拼装时必须停止同步注浆；
(11)浆液配比：由于材料的变化可能引起效果的变化，所以在日常的操作中必须进行实际的配比检查，可以根据实际情况再汇报完项目部后进行小的变动。
初始推进时的浆液配比为——水泥(Kg)：粉煤灰(Kg)：膨润土(Kg)：砂(Kg)：水(Kg)＝100：450：50：600：500；
(12)注浆泵：同步注浆完时必须冲洗，在交接班时必须保证管路的清洁；
(13)补注浆：根据地面监测的情况及同步注浆的效果决定补注浆的量,同时在补注浆时观察盾壳内的漏浆的情况及补注浆的压力决定补注浆的累计数量；
(14)泡沫累计：每环的量在2500～5000升左右；
(15)加泡沫效果检查：可以通过观察最后入电瓶车土斗的泥的形状，较为合适的渣土有成尖现象，始发时每环进行检查，当出现渣土像流体一样时，把信息反馈给司机，应作出相应的变化；
(16)螺旋输送机力矩：注意力矩的变化，防止大的卵石卡住螺旋输送机；
(17)螺旋输送机压力：在0.35～0.6MPa适宜；
(18)排土门开度：开到40～70％可满足推进，有黏土时应注意开度；
(19)刀盘具旋转速度：为了避免磨损过多，初始掘进时暂时调到尽量低速；
(20)刀盘力矩：通过控制尽量降低力矩,尽量控制在1500～4500KN-m；
(21)盾构姿势：避免产生大的纠偏，在纠偏时应循序渐进。
(22)注意观察土仓内土体温度和土仓压力、推进速度的变化，防止粘土层掘进土仓结“泥饼”。
在始发的地面布置较密的观测点，根据不同的掘进参数所对应的地面沉降值，总结和优化出相应的盾构掘进参数。
10，始发掘进
在始发掘进时，应注意防止盾构旋转、上抬。盾构始发时，正面加固土体强度较高，由于盾构与地层间无摩擦力，盾构易旋转，应加强盾构姿态控制，如发现盾构有较大转角，可采用大刀盘正反转的措施进行调整。盾构刚始发掘进时，掘进速度宜缓慢，刀盘切削土体可加水降低盾构正面压力，防止盾构上抬，同时加强后盾支撑观测，尽量完善后盾钢支撑。
在始发阶段，由于盾构推力小、地层较软，调整盾构姿态时，应增加盾构机下侧千斤顶的压力前推进，防止盾构低头。
始发初始掘进时，盾构处于始发台上，在始发台及盾构上焊接相对的防扭转装置，为盾构初始掘进提供反扭矩。
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 (7)
1.基于异形延伸钢环的盾构机始发方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，开设平移通道和盾构始发井，所述平移通道与待掘进线路呈42-45度夹角；所述盾构始发进位于平移通道内；
步骤二，洞门加固，在待掘进洞门的上方沿洞门轴向方向插入双排灌注管，然后通过所述灌注管进行注浆，注浆长度为沿隧道方向8-10m；
步骤三，盾构机下井、平移、转体，将盾构机通过盾构井放入平移通道内，将所述盾构机平移到达平移通道与待掘进线路斜交的地方，旋转盾构机，使其与待掘进线路的轴线重合；
步骤四，安装异形延伸钢环和反力架，把异形延伸钢环的下半圆吊装到盾构井内，平移至始发位置后，先定位异形延伸钢环的中心线与待掘进线路中心线重合，只有再组装所述异形延伸钢环的上半圆；在盾构机的另一端安装反力架；其中所述异形延伸钢环为两端开口的筒状，其中与洞门连接的一端沿与所述异形延伸钢环轴线呈44度夹角的斜线切除部分以形成与所述洞门大致平行的连接端；
步骤五，洞门初支凿除；
步骤六，安装负环、盾构机向前推进至刀盘面板贴近洞门一侧掌子面但不切削掌子面；
步骤七，向所述异形延伸钢环内填料，填料采用膨润土、粉煤灰砂浆混合料，通过试配让其强度和韧性的特性接近加固后的土体；
步骤八，盾构始发掘进，控制并实时调整盾构的推进速度、土仓压力以及注浆压力。
2.如权利要求1所述的基于异形延伸钢环的盾构机始发方法，其特征在于，所述异形钢套筒包括：筒体，其为两端开口的筒状结构，所述筒体沿轴向方向上具有第一端和第二端，所述第一端为圆形，所述第二端为椭圆形；所述第二端由所述筒体自其外切点出发沿一斜切线切除部分形成，所述斜切线与所述筒体轴向方向呈44度的夹角；所述外切点离所述第一端端面的距离为600-800mm；
以及底座，其安装在所述筒体底部并支撑所述筒体，所述底座包括第一底座和第二底座，其中，所述第二底座的一端为楔形以配合所述筒体的第二端。
3.如权利要求2所述的基于异形延伸钢环的盾构机始发方法，其特征在于，所述步骤四中异形延伸钢环的组装步骤为：
1)首先在基坑里确定待掘进线路中心线，异形延伸钢环定位时，要求异形延伸钢环中轴线与待掘进线路中心线两条控制线重合；
2)在地面上先把异形延伸钢环的下半圆吊装下放到盾构井内，平移至始发位置，使异形延伸钢环的轴线与事先确定好的待掘进线路中心线重合，分段点焊与洞门预埋钢环焊接，使其稳固，再依次吊装异形延伸钢环的上半圆；
3)安装完成后，连接螺栓按顺序紧固后需进行检查并复紧，对异形延伸钢环的筒体位置进行复测，检查与盾构机到达的中心线是否重合；
4)异形延伸钢环筒体通过弧形板焊接连接，焊缝沿钢环一圈内外侧满焊。
4.如权利要求3所述的基于异形延伸钢环的盾构机始发方法，其特征在于，所述步骤四还包括：
1)导轨安装，在异形延伸钢环筒体内安装2根钢轨，钢轨与始发架两侧钢轨齐头，钢轨两侧焊接7字板；靠近洞门端钢轨垫高20mm，钢轨之间铺砂并压实；
2)两侧斜撑加固，异形延伸钢环筒体的左右两侧及底部焊接H200型钢制的斜支撑，相邻斜支撑间距1.5m，防止盾构机掘进时钢环时候发生位移；
3)异形延伸钢环的第二端直接与洞门预埋钢环连接，第一端通过法兰与止水帘布相连，止水帘布安装后，再安装翻板；
4)安装反力架，其中所述反力架包括门式支撑环和反力环；
5)安装始发托架，所述始发托架为钢制榀结构，通过在混凝土底板上预埋钢板连接，并按照隧道中线及刀盘端比盾尾端高2cm的坡度对始发托架进行固定。
5.如权利要求1所述的基于异形延伸钢环的盾构机始发方法，其特征在于，所述步骤五中洞门初支破除前，对土体加固效果进行水平钻孔取样检查；加固效果达到要求后开始破除平移通道350mm厚初支结构，从上至下，分块破除，每块破除后可用素混凝土回喷。
6.如权利要求2所述的基于异形延伸钢环的盾构机始发方法，其特征在于，所述异形延伸钢环内还设置有两道钢丝刷，在两道钢丝刷之间安装有气囊密封，盾体进入异形延伸钢环内后，通过异形延伸钢环上预留1寸球阀往密封气囊中内充气，填充钢丝刷与盾体间空隙，保证止水、止浆效果。
7.如权利要求6所述的基于异形延伸钢环的盾构机始发方法，其特征在于，还包括：当盾尾完全进入所述异形延伸钢环内后，调整所述异形延伸钢环尾部翻板，使翻板紧贴负环管片，并在翻板后部塞入海绵条，作为辅助密封措施；
盾尾通过两道钢丝刷后，及时通过所述异形延伸钢环的2寸球阀，进行同步注浆，注惰性浆液，填充钢环与管片间空隙，使负环管片及时安定。
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| GR01 | Patent grant | ||
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