CN204783060U - 盾构机始发阶段的洞圈止水体系 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种盾构机始发阶段的洞圈止水体系，其特征在于，所述洞圈止水体系设于洞圈上，其包括三层密封结构：第一层密封结构包括单向铰链板及橡胶帘布；第二层密封结构包括内侧钢丝刷、外侧钢丝刷及油脂管路；第三层密封结构包括设于圆柱形钢筒体上的两排应急注浆通道，内排应急注浆通道的出口端设于内侧钢丝刷与混凝土结构墙之间，外排应急注浆通道的出口端设于外侧钢丝刷和橡胶帘布之间。在土体加固质量难以保证的情况下，本实用新型提供的洞圈止水体系克服了现有技术的不足，施工过程中可以根据实际工况分阶段投入使用，共同抵抗始发阶段水土的渗漏压力。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种止水体系，尤其涉及一种应用于盾构机始发阶段的洞圈止水体系。
背景技术
盾构法隧道始发时，需按设计高程及坡度切入始发洞门地层并向前推进，直至盾构机全部进入土体并完成洞门封堵的一系列作业。盾构机在不利地质条件下始发容易出现渗漏水、土体流失、基坑淹没等险情。目前较多地采用地层加固+洞圈止水装置的方式规避风险。通常地层加固采用注浆、深层搅拌桩、旋喷桩、冻结、降水以及多种工法的搭配，但在地质复杂、隧道埋深大等工况下的加固质量难以保证；洞圈止水装置一般由橡胶帘布与单向铰链板组成，始发时止水装置在高水土压力的作用下会产生外翻趋势甚至失效。因此现有始发阶段洞圈止水装置对地层加固质量要求严格，否则将使盾构始发风险达到不可控的程度。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种施工便捷的盾构机始发阶段洞圈止水体系。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种盾构机始发阶段的洞圈止水体系，所述洞圈包括平行于墙体的圆环钢板和垂直于墙体的圆柱形钢筒体，洞圈预埋在始发井混凝土结构墙上，其特征在于，所述洞圈止水体系设于洞圈上，其包括三层密封结构：
第一层密封结构包括单向铰链板及橡胶帘布，圆环钢板上设有定位螺母，螺栓由外向内依次穿过单向铰链板、橡胶帘布后，与圆环钢板上的定位螺母相配合，单向铰链板的上部与铰链焊接，下部通过栓销与铰链连接并可向内翻转；
第二层密封结构包括内侧钢丝刷、外侧钢丝刷及油脂管路，内侧钢丝刷、外侧钢丝刷呈圆环状固定于圆柱形钢筒体上，油脂管路的出口端设于内侧钢丝刷与外侧钢丝刷之间，油脂管路与盾构机压注盾尾油脂设备连通；
第三层密封结构包括设于圆柱形钢筒体上的两排应急注浆通道，内排应急注浆通道的出口端设于内侧钢丝刷与混凝土结构墙之间，外排应急注浆通道的出口端设于外侧钢丝刷和橡胶帘布之间。
优选地，所述第一层密封结构的单向铰链板为呈圆环状排列的扇形钢压板，橡胶帘布为胎膜加工成的圆环；始发时单向铰链板和橡胶帘布的翻转方向与盾构机前进方向一致。
优选地，所述第二层密封结构的油脂管路的出口端与圆柱形钢筒体采用塞焊连接；入口端与球阀一丝扣连接；中部设有止水钢板，止水钢板预埋于混凝土内。
优选地，所述第三层密封结构的应急注浆通道采用压注堵漏材料进行应急密封。
第一层密封结构由橡胶帘布和单向铰链板组成，单向铰链板通过螺栓将橡胶帘布固定在圆环板上。出始发井时第一层密封结构的翻转方向与盾构机前进方向一致，其柔性的橡胶帘布将盾构机外壳紧密环箍。在内侧有水土压力的情况下，刚性单向铰链板可有效阻止柔性橡胶帘布产生的外侧弹性鼓曲变形，进而防止橡胶帘布外翻，实现密封止水效果；
第二层密封结构由两道钢丝刷及预埋油脂管组成。两道钢丝刷设在圆柱形钢筒体内，间距150-250mm。两道钢丝刷间埋设4根油脂管路。外侧钢丝刷与第一层密封结构内翻的边界线相邻，即不妨碍第一层密封结构自由翻转。柔性的钢丝刷环箍着盾构机壳体或管片，并通过压注盾尾油脂填充建筑间隙，起到封堵水土渗漏通道的作用；
第三层密封结构为设置在圆柱形钢筒体内的两排应急注浆通道。内排应急注浆通道设在混凝土结构墙与内侧钢丝刷之间，外排应急注浆通道设在外侧钢丝刷与第一层密封结构之间，单排应急注浆孔环形范围内设有4处，可压注聚氨酯等堵漏材料进行应急封堵。
在土体加固质量难以保证的情况下，本实用新型提供的洞圈止水体系克服了现有技术的不足，三层密封结构均采取有效方式与洞圈进行连接，施工过程中可以根据实际工况分阶段投入使用，共同抵抗始发阶段水土的渗漏压力。
附图说明
图1为本实用新型提供的盾构机始发阶段洞圈止水体系的结构示意图；
图2为图1的侧视图；
图3为第一层密封结构示意图；
图4为第二层密封结构示意图；
图5为第三层密封结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例
如图1-5所示，为本实用新型提供的盾构机始发阶段洞圈止水体系的结构示意图，始发阶段盾构机4放置在基座9上，始发阶段的传力途径依次为盾构机4、管片3、反力装置2、混凝土结构墙1。洞圈5上共包括三层密封结构，其中第一层密封结构6由橡胶帘布20和单向铰链板19组成；第二层密封结构7由两道钢丝刷及预埋油脂管组成；第三层密封结构8由两排应急注浆通道组成。预埋油脂管和两排应急注浆通道的出口端位于洞圈5的顶部10、底部12、左侧11和右侧13。
所述的盾构机始发阶段的洞圈止水体系包括三层密封结构：
如图3所示，洞圈5预埋在混凝土结构墙1上，洞圈5包括平行于墙体的圆环钢板14和垂直于墙体的圆柱形钢筒体15。第一层密封结构6由单向铰链板19和橡胶帘布20组合而成，其中单向铰链板19为呈圆环状排列的扇形钢压板，橡胶帘布20为采用胎膜加工成整块的圆环。单向铰链板19的下部可以绕铰链18向洞圈5径向移动。单向铰链板19和橡胶帘布20留有螺栓孔，螺栓17穿过单向铰链板19、橡胶帘布20与圆环钢板14上的定位螺母16拧紧。始发时单向铰链板19和橡胶帘布20的翻转方向与盾构机前进方向相同，橡胶帘布20内侧有水土压力作用时会产生向外侧的弹性鼓曲变形，刚性单向铰链板19可防止橡胶帘布20外翻，实现密封止水作用。随着盾构机不断向前推进，橡胶帘布20由环箍盾构壳体状态21转变为环箍管片状态22。单向铰链板19的上部与铰链焊接，下部通过栓销与铰链连接并可向内翻转。
如图4所示，第二层密封结构7由内侧钢丝刷23、外侧钢丝刷24及油脂管路26组成。钢丝刷23和24间距为150-250mm，并在圆柱形钢筒体15的内侧分别焊接成圆环。外侧钢丝刷24与橡胶帘布20在盾构机外壳上的垂线25相邻，但不得进入单向铰链板19和橡胶帘布20自由翻转空间。无缝钢管油脂管路26的出口端设置在内侧钢丝刷23与外侧钢丝刷24之间，其管壁穿过圆柱形钢筒体15后塞焊28密实；入口端与球阀一29丝扣连接；中部设置两道止水钢板27后预埋与混凝土内。两个柔性的钢丝刷环箍着盾构机外壳或管片，并通过管路26压注盾尾油脂进行密封，油脂管路26与盾构机压注盾尾油脂设备连通。
如图5所示，第三层密封结构8为在圆柱形筒体15上的两排应急注浆通道，其中内排应急注浆通道出口端在内侧钢丝刷23与混凝土结构墙1之间，外排应急注浆通道出口端在外侧钢丝刷24和橡胶帘布20之间。应急注浆通道出口端由注浆管30的管壁和圆柱形钢筒体15通过塞焊28进行密封连接；入口端与球阀二31丝扣连接；中部设置两道止水钢板27后预埋与混凝土内。始发过程中，可以通过注浆通道压注聚氨酯等堵漏材料进行应急密封。
始发过程中，内部水土压力首先作用于第一层密封结构6；随后第二层密封结构7参与工作，尤其是盾尾油脂的注入可有效封堵盾构机4外壳与洞圈5之间的渗漏通道，减少渗漏压力而对第一层密封结构6形成保护；针对极其复杂的情况，可利用第三层密封结构8进行应急封堵。三层密封结构可根据实际工况分阶段实施止水密封，可确保盾构机安全始发。本止水体系刚柔并济、层次分明、针对性强、施工便捷，系统地解决了盾构机始发阶段洞圈的止水问题。
Claims (4)
1.一种盾构机始发阶段的洞圈止水体系，所述洞圈包括平行于墙体的圆环钢板(14)和垂直于墙体的圆柱形钢筒体(15)，洞圈预埋在始发井混凝土结构墙(1)上，其特征在于，所述洞圈止水体系设于洞圈上，其包括三层密封结构：
第一层密封结构(6)包括单向铰链板(19)及橡胶帘布(20)，圆环钢板(14)上设有定位螺母(16)，螺栓(17)由外向内依次穿过单向铰链板(19)、橡胶帘布(20)后，与圆环钢板(14)上的定位螺母(16)相配合，单向铰链板(19)的上部与铰链焊接，下部通过栓销与铰链连接并可向内翻转；
第二层密封结构(7)包括内侧钢丝刷(23)、外侧钢丝刷(24)及油脂管路(26)，内侧钢丝刷(23)、外侧钢丝刷(24)呈圆环状固定于圆柱形钢筒体(15)上，油脂管路(26)的出口端设于内侧钢丝刷(23)与外侧钢丝刷(24)之间，油脂管路(26)与盾构机压注盾尾油脂设备连通；
第三层密封结构(8)包括设于圆柱形钢筒体(15)上的两排应急注浆通道，内排应急注浆通道的出口端设于内侧钢丝刷(23)与混凝土结构墙(1)之间，外排应急注浆通道的出口端设于外侧钢丝刷(24)和橡胶帘布(20)之间。
2.如权利要求1所述的盾构机始发阶段的洞圈止水体系，其特征在于，所述第一层密封结构(6)的单向铰链板(19)为呈圆环状排列的扇形钢压板，橡胶帘布(20)为胎膜加工成的圆环；始发时单向铰链板(19)和橡胶帘布(20)的翻转方向与盾构机前进方向一致。
3.如权利要求1所述的盾构机始发阶段的洞圈止水体系，其特征在于，所述第二层密封结构(7)的油脂管路(26)的出口端与圆柱形钢筒体(15)采用塞焊(28)连接；入口端与球阀一(29)丝扣连接；中部设有止水钢板(27)，止水钢板(27)预埋于混凝土内。
4.如权利要求1所述的盾构机始发阶段的洞圈止水体系，其特征在于，所述第三层密封结构(8)的应急注浆通道采用压注堵漏材料进行应急密封。
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