CN112814717A - 一种适用于水下盾构隧道锚托装置的使用方法 - Google Patents

一种适用于水下盾构隧道锚托装置的使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于水下盾构隧道锚托装置的使用方法。它包括以下步骤：步骤a：在隧道管片的管片吊装孔处钻孔，贯通隧道管片；步骤b：在管片吊装孔处安装注浆锚杆，使注浆锚杆进入岩土体；步骤c：安装适用于水下盾构隧道锚托装置的螺旋托盘和密封圈；步骤d：将适用于水下盾构隧道锚托装置的密封垫及螺母安装在注浆锚杆上；步骤e：对注浆锚杆进行注浆操作；步骤f：注浆效果达到后，拆除适用于水下盾构隧道的锚托装置，进行回收。本发明可以使管片、锚杆、锚托装置三者成为一个有机整体，在二次注浆过程中将隧道内部作业区域与外部高水压区域进行有效阻隔，规避修复管片涌水、渗水过程中的风险，操作简便，使用成本低，可回收使用。

Description

一种适用于水下盾构隧道锚托装置的使用方法
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域，更具体地说它是一种适用于水下盾构隧道锚托装置的使用方法。
背景技术
在土木工程领域经常采用盾构隧道方式穿越江、河、湖、海，对于穿越江、河、湖、海的水下盾构隧道，会面临高水压情况。盾构隧道在掘进过程中采用盾构机进行管片拼装，并保持盾尾同步注浆。但水下隧道涌水、漏水仍是一个非常普遍的问题。管片渗漏水，常规的处理方式是进行二次注浆，即在管片吊装孔处进行钻孔，采用中空注浆锚杆进行注浆止水。但对于水下隧道，由于高外水压的存在，采用常规的二次注浆会使隧道外高水压区域与隧道内工作区域连通，面临外水突然涌入、浆液无法注入等问题，严重时甚至会导致管片开裂、损坏、江水灌入等重大风险。对于水下隧道，防止管片涌水、漏水，控制修复渗漏水过程的风险需高度重视。
因此，开发一种防止水下隧道的管片涌水、漏水，控制修复渗漏水的装置的使用方法很有必要。
发明内容
本发明的目的是为了一种适用于水下盾构隧道锚托装置的使用方法，使管片、锚杆、锚托装置三者成为一个有机整体，在二次注浆过程中将隧道内部作业区域与外部高水压区域进行有效阻隔，防止水下隧道的管片涌水、漏水，规避修复管片涌水、渗水过程中的风险，操作简单、灵活，使用成本低，实用性强，可回收使用。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种适用于水下盾构隧道锚托装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤a：在隧道管片的管片吊装孔处钻孔，贯通隧道管片；
步骤b：在管片吊装孔处安装注浆锚杆，使注浆锚杆进入岩土体；
步骤c：安装适用于水下盾构隧道锚托装置的螺旋托盘和密封圈，使螺旋托盘与管片吊装孔紧密相连，并固定注浆锚杆，将密封圈压密；
步骤d：将适用于水下盾构隧道锚托装置的密封垫及螺母安装在注浆锚杆上，通过螺母将密封垫与螺旋托盘压密，形成完整的止水系统；
步骤e：对注浆锚杆进行注浆操作；
步骤f：注浆效果达到后，拆除适用于水下盾构隧道的锚托装置，进行回收。
在上述技术方案中，所述的适用于水下盾构隧道的锚托装置，包括螺旋托盘、密封圈、密封垫和螺母；
螺旋托盘呈倒T形结构；密封圈套在螺旋托盘上；
螺母位于螺旋托盘下方；密封垫设置在螺旋托盘与螺母之间；
螺旋托盘、密封圈、密封垫和螺母上均设置锚杆孔。
在上述技术方案中，锚杆孔包括第一锚杆孔、第二锚杆孔、第三锚杆孔和第四锚杆孔；
第一锚杆孔、第二锚杆孔、第三锚杆孔和第四锚杆孔自上而下依次叠置设置、且均为通孔结构；
第一锚杆孔大于第二锚杆孔的孔径；
第二锚杆孔、第三锚杆孔和第四锚杆孔的孔径相等、且中心点重合。
在上述技术方案中，第一锚杆孔、第二锚杆孔、第三锚杆孔和第四锚杆孔的内壁均设置波形内螺纹；
内螺纹与注浆锚杆外壁设置的波形外螺纹相匹配。
在上述技术方案中，所述螺旋托盘包括底盘、竖向环板、螺旋层和半螺旋层；
竖向环板位于底盘外侧，螺旋层位于竖向环板外侧，半螺旋层位于螺旋层外侧；底盘、竖向环板、螺旋层、半螺旋层内侧在底盘的投影中心点重合；
底盘、竖向环板、螺旋层和半螺旋层相互呈刚性连接；
第一锚杆孔设置在竖向环板中部；第二锚杆孔设置在底盘中部；第三锚杆孔设置在密封垫中部；第四锚杆孔设置在螺母中部。
在上述技术方案中，螺旋层和半螺旋层均与管片吊装孔相匹配。
在上述技术方案中，所述的底盘呈圆板状；底盘外径为60～85mm。
在上述技术方案中，密封垫为环形结构；密封垫厚度为3～10mm，采用水膨性止水橡胶止水材料。
在上述技术方案中，密封圈为环形结构；密封圈厚度为2～8mm，采用水膨性止水橡胶止水材料。
在上述技术方案中，螺旋层、半螺旋层的螺纹公称直径均为50～70mm。
本发明具有如下优点：
(1)本发明的锚托装置位于吊装孔处，利用吊装孔自身的螺旋管使锚托装置与管片紧密贴合，为注浆堵水提供基本工作面；通过密封圈阻止地下水、浆液从管片与螺旋托盘之间喷涌、渗漏；通过螺母将密封垫波形内螺纹与锚杆外螺纹压密咬合，阻止地下水、浆液沿着锚杆外壁渗漏；
(2)在过江隧道中，遇到渗水、涌水等情况必须采用二次注浆手段修复时，采用本发明可以使管片、锚杆、锚托装置三者成为一个有机整体，在二次注浆过程中将隧道内部作业区域与外部高水压区域进行有效阻隔，规避修复过程中的风险；利用本发明可以有效克服水下隧道二次注浆过程中的涌水、涌浆等问题，可以规避涌水导致的管片开裂、损坏、江水灌入等风险；
(3)本发明操作简单、灵活，使用成本低，实用性强，可回收使用。
附图说明
图1为本发明的工作结构示意图。
图2为本发明中的适用于水下盾构隧道锚托装置的结构示意图。
图1中的A表示管片外侧/高水压区；B表示管片内侧。
图中1-螺旋托盘,1.1-底盘，1.2-竖向环板，1.3-螺旋层，1.4-半螺旋层，2-密封圈,3-密封垫,4-螺母，5-隧道管片,6-管片吊装孔，7-注浆锚杆，8-锚杆孔，8.1-第一锚杆孔，8.2-第二锚杆孔，8.3-第三锚杆孔，8.4-第四锚杆孔，9-波形内螺纹，10-波形外螺纹。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点更加清楚和容易理解。
参阅附图可知：一种适用于水下盾构隧道锚托装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤a：在水下隧道渗水部位，在隧道管片5的管片吊装孔6处钻孔，贯通隧道管片5；
步骤b：在管片吊装孔6处安装注浆锚杆7，使注浆锚杆7进入岩土体；
步骤c：安装适用于水下盾构隧道锚托装置的螺旋托盘1和密封圈2，使螺旋托盘1与管片吊装孔6紧密相连，并固定注浆锚杆7，将密封圈2压密，防止水和浆液从密封圈2处渗漏；
步骤d：将适用于水下盾构隧道锚托装置的密封垫3及螺母4安装在注浆锚杆7上，通过螺母4将密封垫3与螺旋托盘1压密，形成完整的止水系统；
步骤e：对注浆锚杆7进行注浆等操作，达到止水目的；
步骤f：注浆止水效果达到后，拆除适用于水下盾构隧道的锚托装置，进行回收。
进一步地，所述的适用于水下盾构隧道的锚托装置，包括螺旋托盘1、密封圈2、密封垫3和螺母4；
螺旋托盘1呈倒T形结构；螺旋托盘1位于隧道管片5的管片吊装孔6处，注浆锚杆7穿过螺旋托盘1、且固定在螺旋托盘1上；
密封圈2套在螺旋托盘1上；密封圈2位于衬砌管片吊装孔与螺旋托盘1之间，起密封作用，防止衬砌管片吊装孔与螺旋托盘1之间漏水；
螺母4位于螺旋托盘1下方，螺母4将注浆锚杆7锁紧在螺旋托盘1上；
密封垫3位于螺旋托盘1与螺母4之间，起密封作用，防止螺旋托盘1与螺母4之间漏水；
螺旋托盘1、密封圈2、密封垫3和螺母4上均设置锚杆孔8(如图1、图2所示)；注浆锚杆7穿过锚杆孔8紧密连接螺旋托盘1、密封圈2、密封垫3和螺母4；
螺旋托盘1、密封圈2、密封垫3和螺母4与管片吊装孔6、注浆锚杆7形成一个完整的止水系统，将隧道内部作业区域与外部高水压区域进行有效阻隔，规避修复过程中的涌水、涌浆等问题，可以规避涌水导致的管片开裂、损坏、江水灌入等风险。
进一步地，锚杆孔8包括第一锚杆孔8.1、第二锚杆孔8.2、第三锚杆孔8.3和第四锚杆孔8.4；
第一锚杆孔8.1、第二锚杆孔8.2、第三锚杆孔8.3和第四锚杆孔8.4自上而下依次叠置设置、且均为通孔结构；
第一锚杆孔8.1大于第二锚杆孔8.2的孔径；便于锚杆穿过，便于操作，且便于竖向环板1.2、螺旋层1.3和半螺旋层1.4与管片吊装孔配套，节省材料和成本；
第二锚杆孔8.2、第三锚杆孔8.3和第四锚杆孔8.4的孔径相等、且中心点重合；注浆锚杆7自上而下依次穿过第一锚杆孔8.1、第二锚杆孔8.2、第三锚杆孔8.3和第四锚杆孔8.4(如图1、图2所示)，紧密连接螺旋托盘1、密封圈2、密封垫3和螺母4，形成止水系统。
进一步地，第一锚杆孔8.1、第二锚杆孔8.2、第三锚杆孔8.3和第四锚杆孔8.4的内壁均设置波形内螺纹9；
内螺纹9与注浆锚杆7外壁设置的波形外螺纹10相匹配，注浆锚杆7与第一锚杆孔8.1、第二锚杆孔8.2、第三锚杆孔8.3和第四锚杆孔8.4通过螺纹连接，便于紧密连接螺旋托盘1、密封圈2、密封垫3和螺母4，防止松动和漏水。
进一步地，所述螺旋托盘1包括底盘1.1、竖向环板1.2、螺旋层1.3和半螺旋层1.4；
竖向环板1.2位于底盘1.1外侧，螺旋层1.3位于竖向环板1.2外侧，半螺旋层1.4位于螺旋层1.3外侧；底盘1.1、竖向环板1.2、螺旋层1.3、半螺旋层1.4内侧在底盘1.1的投影中心点重合，保证结构稳定性；
底盘1.1、竖向环板1.2、螺旋层1.3和半螺旋层1.4相互呈刚性连接(即，竖向环板1.2分别与底盘1.1、螺旋层1.3和半螺旋层1.4和呈刚性连接，螺旋层1.3与半螺旋层1.4呈刚性连接)；
第一锚杆孔8.1设置在竖向环板1.2中心；第二锚杆孔8.2设置在底盘1.1中心；第三锚杆孔8.3设置在密封垫3中心；第四锚杆孔8.4设置在螺母4中心。
进一步地，螺旋层1.3和半螺旋层1.4均与管片吊装孔6相匹配(如图1、图2所示)，便于螺旋托盘1上的螺旋层1.3和半螺旋层1.4均与管片吊装孔6紧密连接，进行局部止水，防止松动和漏水。
进一步地，所述的底盘1.1呈圆板状；底盘1.1外径为80mm；底盘1.1的结构与管片吊装孔6的结构相配合、且紧密封堵管片吊装孔6，进行局部止水，防止漏水。
进一步地，密封垫3为环形结构；密封垫3厚度为5mm；密封垫3采用水膨性止水橡胶止水材料；密封垫3用于密封底盘1.1与螺母4，防止漏水。
进一步地，密封圈2为环形结构；密封圈2厚度为3mm；密封圈2采用水膨性止水橡胶止水材料；密封圈2用于密封管片吊装孔6与底盘1.1，防止漏水。
进一步地，螺旋层1.3、半螺旋层1.4的螺纹公称直径均为54mm。
其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (9)

1.一种适用于水下盾构隧道锚托装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤a：在隧道管片(5)的管片吊装孔(6)处钻孔，贯通隧道管片(5)；
步骤b：在管片吊装孔(6)处安装注浆锚杆(7)，使注浆锚杆(7)进入岩土体；
步骤c：安装适用于水下盾构隧道锚托装置的螺旋托盘(1)和密封圈(2)，使螺旋托盘(1)与管片吊装孔(6)紧密相连，并固定注浆锚杆(7)，将密封圈(2)压密；
步骤d：将适用于水下盾构隧道锚托装置的密封垫(3)及螺母(4)安装在注浆锚杆(7)上，通过螺母(4)将密封垫(3)与螺旋托盘(1)压密，形成完整的止水系统；
步骤e：对注浆锚杆(7)进行注浆操作；
步骤f：注浆效果达到后，拆除适用于水下盾构隧道的锚托装置，进行回收。
2.根据权利要求1所述的适用于水下盾构隧道锚托装置的使用方法，其特征在于：所述的适用于水下盾构隧道的锚托装置，包括螺旋托盘(1)、密封圈(2)、密封垫(3)和螺母(4)；
螺旋托盘(1)呈倒T形结构；密封圈(2)套在螺旋托盘(1)上；
螺母(4)位于螺旋托盘(1)下方；密封垫(3)设置在螺旋托盘(1)与螺母(4)之间；
螺旋托盘(1)、密封圈(2)、密封垫(3)和螺母(4)上均设置锚杆孔(8)。
3.根据权利要求2所述的适用于水下盾构隧道锚托装置的使用方法，其特征在于：锚杆孔(8)包括第一锚杆孔(8.1)、第二锚杆孔(8.2)、第三锚杆孔(8.3)和第四锚杆孔(8.4)；
第一锚杆孔(8.1)、第二锚杆孔(8.2)、第三锚杆孔(8.3)和第四锚杆孔(8.4)自上而下依次叠置设置、且均为通孔结构；
第一锚杆孔(8.1)大于第二锚杆孔(8.2)的孔径；
第二锚杆孔(8.2)、第三锚杆孔(8.3)和第四锚杆孔(8.4)的孔径相等、且中心点重合。
4.根据权利要求3所述的适用于水下盾构隧道锚托装置的使用方法，其特征在于：第二锚杆孔(8.2)、第三锚杆孔(8.3)和第四锚杆孔(8.4)的内壁均设置波形内螺纹(9)；
内螺纹(9)与注浆锚杆(7)外壁设置的波形外螺纹(10)相匹配。
5.根据权利要求4所述的适用于水下盾构隧道锚托装置的使用方法，其特征在于：所述螺旋托盘(1)包括底盘(1.1)、竖向环板(1.2)、螺旋层(1.3)和半螺旋层(1.4)；
竖向环板(1.2)位于底盘(1.1)外侧，螺旋层(1.3)位于竖向环板(1.2)外侧，半螺旋层(1.4)位于螺旋层(1.3)外侧；底盘(1.1)、竖向环板(1.2)、螺旋层(1.3)、半螺旋层(1.4)内侧在底盘(1.1)的投影中心点重合；
底盘(1.1)、竖向环板(1.2)、螺旋层(1.3)和半螺旋层(1.4)相互呈刚性连接；
第一锚杆孔(8.1)设置在竖向环板(1.2)中部；第二锚杆孔(8.2)设置在底盘(1.1)中部；第三锚杆孔(8.3)设置在密封垫(3)中部；第四锚杆孔(8.4)设置在螺母(4)中部。
6.根据权利要求5所述的适用于水下盾构隧道锚托装置的使用方法，其特征在于：螺旋层(1.3)和半螺旋层(1.4)均与管片吊装孔(6)相匹配。
7.根据权利要求6所述的适用于水下盾构隧道锚托装置的使用方法，其特征在于：所述的底盘(1.1)呈圆板状；底盘(1.1)外径为60～85mm。
8.根据权利要求7所述的适用于水下盾构隧道锚托装置的使用方法，其特征在于：密封垫(3)为环形结构；密封垫(3)厚度为3～10mm，采用水膨性止水橡胶止水材料；
密封圈(2)为环形结构；密封圈(2)厚度为2～8mm,采用水膨性止水橡胶止水材料。
9.根据权利要求8所述的适用于水下盾构隧道锚托装置的使用方法，其特征在于：螺旋层(1.3)、半螺旋层(1.4)的螺纹公称直径均为50～70mm。
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