CN205206847U - 盾构进出洞洞门环形冻结密封止水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种盾构进出洞洞门环形冻结密封止水装置，包括在盾构隧道端头工作井内洞门处的地下连续墙中埋入两根环形冻结管，所述冻结管与液氮供液管和排气管连通，且液氮供液管和排气管均向外延伸至盾构隧道外部的地面。凿除洞门地下连续墙后，在地下连续墙中间开凿环形槽，两根环形冻结管埋设其中。本实用新型封堵能力强、堵漏见效快、适应范围广，其能够在盾构进出洞时针对各类土层不同大小的孔隙进行止水堵漏，能够用于各类土层中盾构进出洞施工时对洞圈与盾构机之间空隙的密封堵漏。本实用新型特别适用于具有承压水的含水地层盾构进出洞施工中(盾构进出洞时，承压水沿着盾构机外壳与槽壁之间的空隙进入工作井)。

Description

盾构进出洞洞门环形冻结密封止水装置

技术领域

本实用新型涉及一种土建技术，尤其是一种盾构进出洞洞门环形冻结密封止水装置。

背景技术

盾构进出洞施工技术涉及到工作井封门的设计、封门外土体的加固、盾构机械性能及导向系统精度等，是盾构隧道施工的难题。例如，在盾构出洞时，存在着诸多危险工况，包括：封门拆除、盾构主机位于加固区内、盾构机机头离开加固区、盾构设备整体离开加固区等。即使是盾构机械先进、地下工程相当发达的日本和德国，施工人员也因盾构进出洞无绝对把握而担心害怕。因此，确保盾构以正确的姿态顺利进出洞，防止出现坍塌等事故是盾构隧道施工的关键工序。该工序施工技术的优劣将直接影响到建成后地铁隧道的轴线质量、进出洞口处环境保护的成效及工程施工的成败。

对于泥水平衡盾构机的进出洞而言，洞口建筑空隙的密封是个关键问题，如不妥善解决，将会引起洞口渗漏、地表下沉而产生不可设想的后果。盾构在进出洞过程中，洞口与盾构壳体将形成环形的建筑空隙。为防止进出洞时泥水从洞门外通过此建筑空隙大量窜入井内而影响工作井和盾构内的施工，必须在洞口处设置性能良好的密封止水装置，确保初始泥水平衡的正确建立和施工安全。

目前，盾构进出洞洞门间隙密封通常采用的方法是单向饺链板加“帘布橡胶板”的技术，前提是施工中必须保证“帘布橡胶板”不向井内翻出。“帘布橡胶板”是盾构机或顶管机在始发或结束推进时使用的一种临时止水止土密封装置，其形状根据掘进设备外形来决定，有圆形、方形和矩形，该装置安装在洞门圈内，它的构造由钢套环、环肋挡板、饺链扇形板、帘布橡胶板(橡胶大法兰板)、压板等组成，并设有若干根注浆管，其功能为：当洞门封堵墙凿除后，盾构机破土切削开始推进，切削下来的渣土或泥浆(送入土仓，泥浆和渣士混合)在掘进机壳体外部能被该密封装置有效地阻挡而避免外流或外溢，从而将土仓内土压或泥水压力保持在设定的压力值之内，以防止正面土体坍塌和地面沉降。上述方法是依靠“帘布橡胶板”的紧固及单向饺接板的保护来防止洞外土体向井内流失，但这无法彻底阻止带压泥水的渗漏，从而导致盾构机切口的压力平衡难以建立，因此单一的密封装置仍然难以避免渗漏情况的发生。

目前，在密封装置失效条件下一般采取的措施是：当洞口发生渗漏而较难封住时采用埋管引流封堵，由引流管压入注浆浆液以完成洞门间隙的封堵。但是采用这种方法仍然存在如下缺点：由于注浆浆液在泥水中易被稀释，致使其封堵能力大为下降，并且该浆液的初凝需要一定时间，因此该方法见效较慢，从而容易导致地面沉降、变形较大等不良后果。

发明内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种盾构进出洞洞门环形冻结密封止水装置，该装置封堵能力强、堵漏见效快，能够在盾构进出洞时针对各类土层不同大小的孔隙进行止水堵漏。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种盾构进出洞洞门环形冻结密封止水装置，包括在盾构隧道端头工作井内洞门处的地下连续墙中埋入两根环形冻结管，所述冻结管与液氮供液管和排气管连通，且液氮供液管和排气管均向外延伸至盾构隧道外部的地面。

凿除洞门地下连续墙后，在地下连续墙中间开凿环形槽，两根环形冻结管埋设其中。

所述两根环形冻结管可在浇筑地下连续墙时事先预埋在相应位置。

所述环形冻结管材质采用低碳无缝钢管。

所述环形冻结管材质采用PVC、PPR、ABS或PE塑料管。

所述两根环形冻结管之间有间隙。

所述环形冻结管的中心圈直径比洞门直径大0.3m-0.4m。

工作井内的液氮供液管和排气管采用低碳无缝钢管作为固定管，每隔4-5m焊接一道螺纹钢，螺纹钢长度为50cm，作用为固定液氮供液管和排气管。

所述固定管间隔4-5m用钢筋焊接与地下连续墙固定，引出到地面。

所述液氮供液管用铁丝及扎丝同螺纹钢进行捆绑连接固定。

安装环形冻结管时设置有不少于6个测温点，测温点沿环形冻结管环形面位置上均布，测温点处设置测温计，并通过测温线引出。

本实用新型通过在盾构隧道端头工作井内洞门处的地下连续墙中埋入2环环形冻结管，当洞口与盾构壳体之间的环形建筑空隙发生渗漏时，进行环形管液氮冻结，可达到快速彻底的密封止水目的。

当洞门围护结构采用直接切削材料时，如玻璃纤维钢筋混凝土、竹筋混凝土等，这样盾构机可直接切削洞门，此时，2环环形冻结管可在浇筑地下连续墙时事先预埋在相应位置。

本实用新型封堵能力强、堵漏见效快、适应范围广，其能够在盾构进出洞时针对各类土层不同大小的孔隙进行止水堵漏，能够用于各类土层中盾构进出洞施工时对洞圈与盾构机之间空隙的密封堵漏。本实用新型特别适用于具有承压水的含水地层盾构进出洞施工中(盾构进出洞时，承压水沿着盾构机外壳与槽壁之间的空隙进入工作井)。

附图说明

图1是实施例1即开挖洞门前预埋冻结管的纵向剖面图；

图2是本实用新型的横向剖面图；

图3是本实用新型中的平面图；

图4是实施例2即开挖洞门后埋设冻结管的纵向剖面图；

图5是本实用新型的盾构进出洞施工工艺流程图；

其中1.盾构机，2.地下连续墙，3.环形冻结管，4.内衬，5.液氮供液管和排气管，6.洞门。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1：

如图1-图3所示，盾构进出洞洞门环形冻结密封止水装置，包括在盾构隧道端头工作井内洞门处的地下连续墙2中埋入两根环形冻结管3，两根环形冻结管3之间有间隙。所述冻结管3与液氮供液管和排气管5连通，且液氮供液管和排气管5均向外延伸至盾构隧道外部的地面。

两根环形冻结管3在浇筑地下连续墙2时事先预埋在相应位置。液氮供液管和排气管5一并预埋，与内衬4有一定距离，液氮供液管和排气管5是直接在地连墙里布设，固定在地连墙中的钢筋笼上，引出到地面。

环形冻结管3材质采用低碳无缝钢管或者采用PVC、PPR、ABS或PE塑料管。环形冻结管3的中心圈直径比洞门6直径大0.3m-0.4m。

安装环形冻结管3时设置有不少于6个测温点，测温点沿环形冻结管环形面位置上均布，测温点处设置测温计，并通过测温线引出。

实施例2：

如图2-图4所示，盾构进出洞洞门环形冻结密封止水装置，包括在盾构隧道端头工作井内洞门处的地下连续墙2中埋入两根环形冻结管3，两根环形冻结管3之间有间隙。所述冻结管3与液氮供液管和排气管5连通，且液氮供液管和排气管5均向外延伸至盾构隧道外部的地面。

凿除洞门地下连续墙2后，在地下连续墙2中间开凿环形槽，两根环形冻结管3埋设其中。液氮供液管和排气管5穿过内衬4埋设。

环形冻结管3材质采用低碳无缝钢管或者采用PVC、PPR、ABS或PE塑料管。环形冻结管3的中心圈直径比洞门6直径大0.3m-0.4m。

工作井内的液氮供液管和排气管5采用低碳无缝钢管作为固定管，每隔4-5m焊接一道螺纹钢，螺纹钢长度为50cm，作用为固定液氮供液管和排气管。固定管间隔4-5m用钢筋焊接与地下连续墙2固定，引出到地面。液氮供液管用铁丝及扎丝同螺纹钢进行捆绑连接固定。

安装环形冻结管3时设置有不少于6个测温点，测温点沿环形冻结管环形面位置上均布，测温点处设置测温计，并通过测温线引出。

如图5所示，本实用新型特别适用于具有承压水的含水地层盾构进出洞施工中(盾构进出洞时，承压水沿着盾构机外壳与槽壁之间的空隙进入工作井)。具体工艺为：

一、工艺流程

洞门埋设环形冻结密封止水装置的盾构进出洞施工工艺流程如下：施工准备→端头土体加固→洞圈放样→基座安装→水平探孔→进出洞条件验收→洞门混凝土凿除→环形冻结管安装(也可预埋)→环形冻结管保护及后续混凝土凿除→盾构进出洞→环形冻结管液氮冻结→弧形钢板焊接洞圈密封。具体流程如图5所示。

二、环形冻结管的安装

凿除洞门地下连续墙2后，在地下连续墙2中间开凿20cm宽×lOcm深的环形槽，两环环形冻结管液氮管路埋设其中，管路材质采用低碳无缝钢管，环形冻结管3在地面预制，中心圈直径大于洞门6直径0.3m-0.4m。工作井内的液氮供液管和排气管5宜采用低碳无缝钢管作为固定管，每隔4-5m焊接一道螺纹钢，螺纹钢长度为50cm，作用为固定供液管和排气管。无缝钢管间隔4-5m用钢筋焊接与地下连续墙2固定，引出到地面。液氮管路用12#铁丝及扎丝同螺纹钢进行捆绑连接固定。槽壁内的环形液氮冻结管3安装完毕后，使用双快水泥进行表面保护处理。安装后及时进行试验，保证冻结管在后序施工中不受破坏，确保盾构进出洞时能正常使用。

安装工作由专业冻结队实施，冻结管3的开槽工作由洞门凿除队伍进行，在凿除地下连续墙2的过程中进行。液氮环形冻结管3安装采用“两进两出，一主一备”的原则。

三、液氮冻结监测

为准确掌握冻结温度场变化情况，在安装液氮环形冻结管3时设置测温点(不少于6个)，测温点沿液氮环形冻结管3环形面位置上均布，其测温数据将作为盾构进出洞是否满足掘进条件的依据。同时测温计和测温线做好固定防护，避免在盾构掘进过程中损坏。液氮供用车设直在地面，利用供液管将液氮接至冻结工作面，进行冻结。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型保护范围以内。

Claims (10)

1.一种盾构进出洞洞门环形冻结密封止水装置，其特征是，包括在盾构隧道端头工作井内洞门处的地下连续墙中埋入两根环形冻结管，所述冻结管与液氮供液管和排气管连通，且液氮供液管和排气管均向外延伸至盾构隧道外部的地面。

2.如权利要求1所述的盾构进出洞洞门环形冻结密封止水装置，其特征是，凿除洞门地下连续墙后，在地下连续墙中间开凿环形槽，两根环形冻结管埋设其中。

3.如权利要求1所述的盾构进出洞洞门环形冻结密封止水装置，其特征是，所述两根环形冻结管在浇筑地下连续墙时事先预埋在相应位置。

4.如权利要求1所述的盾构进出洞洞门环形冻结密封止水装置，其特征是，所述环形冻结管材质采用低碳无缝钢管、PVC、PPR、ABS或PE塑料管。

5.如权利要求1所述的盾构进出洞洞门环形冻结密封止水装置，其特征是，所述两根环形冻结管之间有间隙。

6.如权利要求1所述的盾构进出洞洞门环形冻结密封止水装置，其特征是，所述环形冻结管的中心圈直径比洞门直径大0.3m-0.4m。

7.如权利要求1所述的盾构进出洞洞门环形冻结密封止水装置，其特征是，工作井内的液氮供液管和排气管采用低碳无缝钢管作为固定管，每隔4-5m焊接一道螺纹钢，螺纹钢长度为50cm，作用为固定液氮供液管和排气管。

8.如权利要求7所述的盾构进出洞洞门环形冻结密封止水装置，其特征是，所述固定管间隔4-5m用钢筋焊接与地下连续墙固定，引出到地面。

9.如权利要求7所述的盾构进出洞洞门环形冻结密封止水装置，其特征是，所述液氮供液管用铁丝及扎丝同螺纹钢进行捆绑连接固定。

10.如权利要求1所述的盾构进出洞洞门环形冻结密封止水装置，其特征是，安装环形冻结管时设置有不少于6个测温点，测温点沿环形冻结管环形面位置上均布，测温点处设置测温计，并通过测温线引出。