CN116146223A - 一种隧道工程盾构始发机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道工程盾构始发机，包括预埋钢壳、可拆钢壳和复合密封装置，所述预埋钢壳和至少一层的所述可拆钢壳对应一致地顺序密封对接，所述可拆钢壳由数个弧形的环块首尾连接构成，所述预埋钢壳和所述可拆钢壳的内壁上均设置有沿周向延伸成环形的所述复合密封装置，所述复合密封装置包括层叠的外层保护膜、膨胀囊体、内层保护膜和柔性密封板，所述复合密封装置在两侧通过螺栓穿过所述柔性密封板、内层保护膜、膨胀囊体和外层保护膜固连在所述预埋钢壳或所述可拆钢壳，所述外层保护膜位于筒壁和所述膨胀囊体之间，所述内层保护膜位于所述膨胀囊体和所述柔性密封板之间。其提高盾构始发的安全性，同时降低盾构工程的工程造价，提升效率。
Description
技术领域
本发明涉及隧道工程盾构机技术领域，特别是涉及一种隧道工程盾构始发机。
背景技术
在城市地铁施工中经常会因场地或地层条件限制，不能实施端头加固或端头加固效果便不能满足盾构始发要求，因此，如何安全、实用、经济地进行盾构始发，是盾构工程中十分重要的环节。
传统施工方法中，往往在盾构始发前对端头土体进行加固，加固的目的主要有两个方面：一方面是提高洞门挡墙后土体的强度和稳定性，防止盾构破墙后土体失稳，造成地层变形引发地面沉降甚至塌陷；另一方面是加固后的土体在洞口一定范围内可以形成有效的止水帷幕，以免洞门打开后地下水从洞口渗入工作井内，尤其是在地下水位高、渗透性较大的砂性土层中，如果土层中地下水损失较多也会造成地面沉降。
目前，盾构始发端头加固的形式主要包括注浆加固、旋喷加固、搅拌桩加固以及冷冻法加固等，但是实际工程中，地层结构往往比较复杂，目前各种加固工艺和加固体检测手段具有一定的局限性，端头加固的效果不能完全保证，盾构始发风险尚不能完全控制，未能很好地满足始发要求。
发明内容
本发明的目的是：提供一种能取代地层加固的隧道工程盾构始发机，通过机械结构解决盾构始发问题，同时提高效率，降低工程造价。
一种隧道工程盾构始发机，包括预埋钢壳、可拆钢壳和复合密封装置，所述预埋钢壳和至少一层的所述可拆钢壳对应一致地顺序密封对接，所述可拆钢壳由数个弧形的环块首尾连接构成，所述预埋钢壳和所述可拆钢壳的内壁上均设置有沿周向延伸成环形的所述复合密封装置，所述复合密封装置包括层叠的外层保护膜、膨胀囊体、内层保护膜和柔性密封板，所述复合密封装置在两侧通过螺栓穿过所述柔性密封板、内层保护膜、膨胀囊体和外层保护膜固连在所述预埋钢壳或所述可拆钢壳，所述外层保护膜位于筒壁和所述膨胀囊体之间，所述内层保护膜位于所述膨胀囊体和所述柔性密封板之间。
作为本发明的优选方案，所述柔性密封板有双向两层，且表层的所述柔性密封板只在一则穿过螺栓进行连接。
作为本发明的优选方案，所述膨胀囊体为充气或充水囊体，所述内层保护膜比所述外层保护膜厚。
作为本发明的优选方案，所述可拆钢壳的底部安装在支承座上，所述支承座通过千斤顶设置在基座上，所述千斤顶左右各一地分布在所述支承座的底部两侧。
作为本发明的优选方案，所述可拆钢壳的环块包括位于上半部左右对称的左半圆环块、右半圆环块，以及位于下半部的底半圆环块。
作为本发明的优选方案，所述可拆钢壳和所述预埋钢壳两者的端部均设置有法兰，所述可拆钢壳和所述预埋钢壳通过法兰穿过螺栓连接，可拆钢壳的外壁上还环向等距分布地设置有垂直于法兰的肋板。
作为本发明的优选方案，所述预埋钢壳的外壁安装有注浆管，所述预埋钢壳设置有与所述注浆管连接的注浆孔。
作为本发明的优选方案，所述可拆钢壳设置有注油脂孔。
本发明实施例一种隧道工程盾构始发机与现有技术相比，其有益效果在于：预埋钢壳固定在端头土体中，后端连接至少一层的可拆钢壳，盾构机即可在钢壳内进行始发，利用膨胀囊体充填膨胀从而环形地密封抵接盾构机的外壁，从而保证设备的密封效果，并且不受端头地层的影响，具有较好的通过性，施工后可拆钢壳即可与预埋钢壳分离，并分拆开成各个环块，从而能重复使用又便于装拆，因此不但提高了洞门挡墙后土体的强度和稳定性，防止盾构破墙后土体失稳，避免洞门打开后地下水从洞口渗入工作井内，还能显著地降低盾构工程的造价和成本，并提高效率，解决了盾构始发面临的问题，提高盾构始发的安全性，同时降低盾构工程的工程造价，提升工程效率，并得到更好的经济效益。
附图说明
图1是本发明一种实施例的施工结构剖视图；
图2是本发明实施例中密封装置的周向视角剖视图；
图3是本发明实施例中可拆钢壳的结构示意图；
图4是本发明实施例中预埋钢壳和可拆钢壳的连接结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，应当理解的是，除非另有明确的规定和限定，本发明中采用术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，还需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的机或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
参考图1－4，本发明实施例的一种隧道工程盾构始发机，包括预埋钢壳1、可拆钢壳2和复合密封装置3，所述预埋钢壳1和至少一层的所述可拆钢壳2对应一致地顺序密封对接，所述可拆钢壳2由数个弧形的环块首尾连接构成，所述预埋钢壳1和所述可拆钢壳2的内壁上均设置有沿周向延伸成环形的所述复合密封装置3，所述复合密封装置3包括层叠的外层保护膜31、膨胀囊体32、内层保护膜33和柔性密封板34，所述复合密封装置3在两侧通过螺栓穿过所述柔性密封板34、内层保护膜33、膨胀囊体32和外层保护膜31固连在所述预埋钢壳1或所述可拆钢壳2，所述外层保护膜31位于筒壁和所述膨胀囊体32之间，所述内层保护膜33位于所述膨胀囊体32和所述柔性密封板34之间，预埋钢壳1固定在端头土体中，后端连接至少一层的可拆钢壳2，盾构机即可在钢壳内进行始发，利用膨胀囊体32充填膨胀从而环形地密封抵接盾构机的外壁，从而保证设备的密封效果，并且不受端头地层的影响，具有较好的通过性，施工后可拆钢壳2即可与预埋钢壳1分离，并分拆开成各个环块，从而能重复使用又便于装拆，因此不但提高了洞门挡墙后土体的强度和稳定性，防止盾构破墙后土体失稳，避免洞门打开后地下水从洞口渗入工作井内，还能显著地降低盾构工程的造价和成本，并提高效率。
参考图2，示例性的，所述柔性密封板34有双向两层，且表层的所述柔性密封板34只在一则穿过螺栓进行连接，因此表层的柔性密封板34在膨胀囊体32充填膨胀后具有更多的移位从而更好地密封抵接盾构机，同时内层的柔性密封板34与表层的柔性密封板34形成双层密封，并且不影响膨胀囊体32膨胀和收缩，确保具有相应的柔性，另外通过外层保护膜31和内层保护膜33的夹接包裹能很好地保护膨胀囊体32。
参考图2，示例性的，所述膨胀囊体32为充气或充水囊体，所述内层保护膜33比所述外层保护膜31厚，当盾构机的外壳通过柔性密封板34传递抵接力，以及膨胀囊体32的膨胀收缩，都能通过更厚的内层保护膜33进行保护，优选地内层保护膜33和外层保护膜31均为橡胶膜，具有很好的弹性和韧性。
参考图3，示例性的，所述可拆钢壳2的底部安装在支承座4上，所述支承座4通过千斤顶5设置在基座6上，所述千斤顶5左右各一地分布在所述支承座4的底部两侧，通过千斤顶5能便捷地承托和调整可拆钢壳2的位置，实现精准定位，从而让可拆钢壳2和预埋钢壳1对接时更易操作，优选地基座采用砼基座已提供坚实的支撑。
参考图3和4，示例性的，所述可拆钢壳2的环块包括位于上半部左右对称的左半圆环块21、右半圆环块22，以及位于下半部的底半圆环块23，所述左半圆环块21、右半圆环块22和底半圆环块23通过螺栓紧固连接并在连接面之间设置有密封垫，既便于组合拼装，又具有很好地密封性和牢固性。
参考图1和4，示例性的，所述可拆钢壳2和所述预埋钢壳1两者的端部均设置有法兰，所述可拆钢壳2和所述预埋钢壳1通过法兰穿过螺栓连接，可拆钢壳2的外壁上还环向等距分布地设置有垂直于法兰的肋板24，且法兰之间设置有密封垫，因此可拆钢壳2利用法兰可延伸连接一个又一个的可拆钢壳2，同时肋板24既确保可拆钢壳2的结构强度，也很好地支撑法兰确保连接牢固，优选地所述可拆钢壳2和所述预埋钢壳1均为钢钢壳。
参考图1，示例性的，所述预埋钢壳1的外壁安装有注浆管11，所述预埋钢壳1设置有与所述注浆管11连接的注浆孔12，施工时便能通过注浆管11从外往内方便地进行注浆操作，优选地注浆管11和注浆孔12环向等距分布有四至十二个。
参考图1，示例性的，所述可拆钢壳2设置有注油脂孔25，在施工时通过注油脂孔25便能将油脂注入，优选地注油脂孔25环向等距分布有四至十二个。
综上，本发明实施例具有以下技术特点：
(1)适用各种地质条件下盾构始发工程中，采用机械装置替代端头加固的施工工法保证盾构始发的安全；
(2)该机械装置可靠性强适用性高，可重复利用，具有较高经济价值及实用价值；
(3)特殊的止水装置由预埋钢钢壳、可拆卸钢钢壳、柔性密封板、膨胀囊体等组成，其密封止水效果好，应用灵活。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种隧道工程盾构始发机，其特征在于：包括预埋钢壳、可拆钢壳和复合密封装置，所述预埋钢壳和至少一层的所述可拆钢壳对应一致地顺序密封对接，所述可拆钢壳由数个弧形的环块首尾连接构成，所述预埋钢壳和所述可拆钢壳的内壁上均设置有沿周向延伸成环形的所述复合密封装置，所述复合密封装置包括层叠的外层保护膜、膨胀囊体、内层保护膜和柔性密封板，所述复合密封装置在两侧通过螺栓穿过所述柔性密封板、内层保护膜、膨胀囊体和外层保护膜固连在所述预埋钢壳或所述可拆钢壳，所述外层保护膜位于筒壁和所述膨胀囊体之间，所述内层保护膜位于所述膨胀囊体和所述柔性密封板之间。
2.根据权利要求1所述的一种隧道工程盾构始发机，其特征在于：所述柔性密封板有双向两层，且表层的所述柔性密封板只在一则穿过螺栓进行连接。
3.根据权利要求1所述的一种隧道工程盾构始发机，其特征在于：所述膨胀囊体为充气或充水囊体，所述内层保护膜比所述外层保护膜厚。
4.根据权利要求1－3任一所述的一种隧道工程盾构始发机，其特征在于：所述可拆钢壳的底部安装在支承座上，所述支承座通过千斤顶设置在基座上，所述千斤顶左右各一地分布在所述支承座的底部两侧。
5.根据权利要求1－3任一所述的一种隧道工程盾构始发机，其特征在于：所述可拆钢壳的环块包括位于上半部左右对称的左半圆环块、右半圆环块，以及位于下半部的底半圆环块。
6.根据权利要求1－3任一所述的一种隧道工程盾构始发机，其特征在于：所述可拆钢壳和所述预埋钢壳两者的端部均设置有法兰，所述可拆钢壳和所述预埋钢壳通过法兰穿过螺栓连接，可拆钢壳的外壁上还环向等距分布地设置有垂直于法兰的肋板。
7.根据权利要求1－3任一所述的一种隧道工程盾构始发机，其特征在于：所述预埋钢壳的外壁安装有注浆管，所述预埋钢壳设置有与所述注浆管连接的注浆孔。
8.根据权利要求1－3任一所述的一种隧道工程盾构始发机，其特征在于：所述可拆钢壳设置有注油脂孔。
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