CN206957717U - 盾构到达接收微型钢套筒 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种盾构到达接收微型钢套筒，解决了弧形钢套筒端盖后方连接的反力架在受力过程中易出现打滑现象进而导致受力的不均匀，且盾构机盾尾刷与翻板之间没有注脂形成的加强密封圈，可能会诱发盾构出洞门后管片壁后涌水涌沙的问题，包括筒体、端盖和端盖反力筒，筒体的一端连接有支撑型钢，支撑型钢一端连接有端盖，端盖为弧形密封盖体，端盖的外侧连接有端盖反力筒，筒体包括结构对称的上半套筒和下半套筒，上半套筒和下半套筒通过法兰连接构成整圆，上半套筒上部设置有若干注浆管和注脂管，下半套筒底部连接有托架。本实用新型结构简单，设计合理，从根本上解决了盾构出洞门后管片壁后涌水涌沙的问题，便于大范围推广使用。

Description

盾构到达接收微型钢套筒

技术领域

本实用新型涉及盾构施工技术领域，具体为一种盾构到达接收微型钢套筒。

背景技术

盾构到达是盾构施工中的重大风险控制点，当到达端头地层条件较差时，为了保证到达施工安全，常规做法是预先采用搅拌桩、旋喷桩甚至采用化学浆加固法、冻结法及竖井加气法等对到达端头进行加固处理，但此类方法成本高，而且加固质量难以得到保证，存在较大的风险。随着技术进一步提升，逐渐通过设计接收钢套筒的方案进行解决，但传统的钢套筒主要为一体式设计，不仅加工困难而且运输与吊装成本过高。

专利CN205778886U公开了一种盾构接收用密封钢套筒，包括与盾构机对应的钢套筒本体以及与该钢套筒本体固定连接的后端盖，钢套筒本体包括位于底部并依次连接的若干套筒组件一，套筒组件一的前后两侧对称连接有套筒组件二，套筒组件二均固定连接有套筒组件三，并且套筒组件一、套筒组件二和套筒组件三共同构成了一个整圆，套筒组件三上均布有若干注浆孔。此实用新型由多个组件拼接而成，便于制造，生产成本低，运输时可以拆开分别运输，节约了大量的成本。但钢套筒端盖呈弧形设置，容易导致后方反力架在受力过程中出现打滑现象，进而导致受力的不均匀；同时，盾构机盾尾刷与翻板之间没有注脂形成的加强密封圈，可能会诱发盾构出洞门后管片壁后涌水涌沙现象。

发明内容

本实用新型为了解决弧形钢套筒端盖后方连接的反力架在受力过程中易出现打滑现象进而导致受力的不均匀，且盾构机盾尾刷与翻板之间没有注脂形成的加强密封圈，可能会诱发盾构出洞门后管片壁后涌水涌沙的问题，提供了一种盾构到达接收微型钢套筒。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种盾构到达接收微型钢套筒，包括筒体、端盖和端盖反力筒，筒体的一端连接有支撑型钢，支撑型钢一端连接有端盖，端盖为弧形密封盖体，端盖的外侧连接有端盖反力筒，筒体包括结构对称的上半套筒和下半套筒，上半套筒和下半套筒通过法兰连接构成整圆，上半套筒上部设置有若干注浆管和注脂管，下半套筒底部连接有托架。

上半套筒和下半套筒的外侧分别沿半圆周9°角设置有纵向加强筋板。均匀角度设置的纵向加强筋板使整个钢套筒的径向受力能力得到进一步加强。

端盖由 30mm钢板整体冲压后焊接成整体。端盖由冠球盖和平面环板组成，冠球盖和平面环板材料用 30mm钢板，后盖边缘法兰与钢套筒端头法兰采用M27的8．8级高强度螺栓连接。冠球盖用 30mm钢板整体冲压焊接成形，后盖平面环板与冠球盖外缘内外焊接成整体。

支撑型钢在端盖内侧沿其弧面成圈设置。沿端盖内侧成圈设置的支撑型钢，对端盖起到了支撑效果，可有效减缓四周土体对端盖和筒体的挤压。

注浆管的数量为四，注浆管与上半套筒成45°设置。

注脂管的数量为四，注脂管与上半套筒成90°设置。

端盖反力筒为筒体结构，一端与端盖连接，另一端固定有反力架。端盖反力筒设置在端盖和反力架之间，可以有效防止在受力过程中反力架与端盖发生打滑，进而导致受力不均的情况发生。

端盖下部设置有泄压孔，泄压孔连接有泄压装置，泄压装置包括泄压阀和压力表。当筒体内的泥水混合物不断增多导致筒体内部压力增大时，可以通过设置在端盖外侧的泄压装置来降低筒体内压力。

本实用新型具有如下优势：将筒体分成上半套筒和下半套筒组合而成，便于加工制造，且运输成本低，相比常规的接收套筒，筒体的长度设置短，便于安装；同时在端盖和反力架之间增加了端盖反力筒，使得弧形钢套筒端盖后方连接的反力架在受力过程中避免了打滑现象，使得整个套筒受力更加均匀；在上半套筒上设置有注脂管，使得盾构机盾尾刷与翻板之间增加了注脂形成的加强密封圈，从根本上解决了盾构出洞门后管片壁后涌水涌沙的问题。本使用新型结构简单，设计合理，便于大范围推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意侧视图；

图3为本实用新型的下半套筒示意图；

图4为本实用新型的端盖示意图；

图5为本实用新型的施工工艺流程。

图中：1- 上半套筒，2-下半套筒，3-端盖，4-托架，5-支撑型钢，6-注脂管，7-注浆管，8-纵向加强筋板，9-法兰，10-泄压孔，11-泄压装置。

具体实施方式

结合图1—图5对本实用新型做进一步说明，一种盾构到达接收微型钢套筒，包括筒体、端盖3和端盖反力筒，筒体的一端连接有支撑型钢5，支撑型钢5一端连接有端盖3，端盖3为弧形密封盖体，端盖3的外侧连接有端盖反力筒，筒体包括结构对称的上半套筒1和下半套筒2，上半套筒1和下半套筒2通过法兰9连接构成整圆，上半套筒1上部设置有若干注浆管7和注脂管6，下半套筒2底部连接有托架4。

上半套筒1和下半套筒2的外侧分别沿半圆周9°角设置有纵向加强筋板8；

端盖3由 30mm钢板整体冲压后焊接成整体；支撑型钢5在端盖3内侧沿其弧面成圈设置；注浆管7的数量为四，注浆管7与上半套筒1成45°设置；注脂管6的数量为四，注脂管6与上半套筒1成90°设置；端盖反力筒为筒体结构，一端与端盖3连接，另一端固定有反力架；端盖3下部设置有泄压孔10，泄压孔10连接有泄压装置11，泄压装置11包括泄压阀和泄压表。

由图5可知，盾构到达接收微型钢套筒现场施工顺序：破除接收洞门被水面保护层、割除外层钢筋，在洞门预埋钢环上安装连接钢套筒螺栓，测量定位套筒安装轴线及标高，吊装“微型套筒下”进行安装，吊装“上半套筒1”与“下半套筒2”并用高强螺栓连接牢固，盾尾刷及橡胶帘布、扇形压板安装，安装弧形端盖3及端盖反力筒，在钢套筒上部安装注浆管7和注脂管6，并分别连接注浆球阀、油脂注入球阀管，盾构机掘进至密闭套筒，合适时机注入油脂与单液惰性浆液，检验降水及封堵效果，封板拆除。具体的：

①外层钢筋割除

由于洞门连续墙迎水面为玻璃纤维筋被水面为钢筋，泥水盾构在接收过程中需把外层钢筋剥除，然后再安装微型套筒。

②预埋钢环安装螺栓

为了把钢套筒牢固的固定在洞门钢环上，在安装钢套筒前先在钢环上安装高强螺栓，外侧通过焊接与洞门钢环连接。

③安装钢套筒

钢套筒运至现场后，经测量定位轴线及确认安装标高，采用吊车吊装就位，先吊装下半套筒2并安装就位且与洞门钢环连接，再吊装上半套筒1通过法兰9与下半套筒2连接牢固，然后调整位置。

④安装密封装置

钢套筒安装完成后，安装盾尾刷及橡胶帘布、扇形压板。

⑤首先将弧形端盖3与端盖反力筒连接成一个整体，安装端盖反力筒及弧形端盖3同样采用吊车吊装就位，对准端盖反力筒与套筒法兰螺栓孔，连接螺栓。

⑥反力支撑安装、加固

在端盖反力筒的3点、6点、9点、12点钟位置安装4根φ300mm的无缝钢管作为反力架支撑。

⑦阀体安装

为了保证钢套筒内部填充的密封性，预先在钢套筒外侧安装注浆球阀与注脂球阀。

⑧油脂灌注

盾构前盾通过翻版后通过注脂管向微型套筒内注入盾尾油脂，使盾尾刷由橡胶帘布之间充填密实油脂，形成一道密封圈。

⑨盾构机壁后注浆

根据预先计算的里程参数，当盾构机刀盘穿过素砼地连墙后以常压推进，刀盘到达距弧形端板前10cm处停机。待管片拖出盾尾后通过微型套筒注浆管注入单液浆有效的填充管片壁后间隙，再通过盾构机的注浆系统，压注双液水泥浆填充管片外弧面与素墙形成的环形漏水通道。

⑩效果检验

当盾构机刀盘掘进至封板前方30mm处停机，利用盾构机的排浆泵把开挖仓和气垫仓的泥浆全部抽完，然后在封板底部开孔，检验开挖仓内含水量，通过水量大小判断加固区降水效果，观察过程要持续1小时以上，如果没有水流或水量很小，便可以进行下道工序。如果水量较大，可以开启加固区降水井抽水，直到水流或水量变小，再开始下道工序。

⑪封板拆除

吊车就位后，由上至下依次拆除封板固定螺栓，吊车吊装封板放在指定位置，完成短套筒接收。

盾构机在后续上托架的过程中，会扰动加固体土体，所以随着盾体的移动，在管片脱出盾尾后要及时进行压注水泥浆，保证管片外侧填充密实。

实施例：

盾构到达接收微型钢套筒由筒体、端盖反力筒及端盖3三大部分组成。

筒体部分长1770mm，内径 6660mm。筒体分上下两个半套筒，上半套筒1与下半套筒2配做。

上半套筒1用 30mm厚的Q235钢板制作，其外周焊接19块纵向加强筋板8以保证筒体刚度，筋板厚20mm，沿半圆周9°角均布。上半套筒1的端头上两侧均焊接有法兰9，法兰9用30mm厚的Q235钢板，法兰9共开有48个φ30孔，钻孔时需要与下半套筒配钻，与支撑型钢连接的端面法兰共60个φ30孔，沿半圆周均匀布设，孔距为178.53mm，均采用8.8级高强度螺栓连接，螺栓型号M27X100，螺杆长度：100mm，中间加 3mm厚橡胶垫。

在上半部套筒上部各设计了4个注脂管6和注浆管7，其中注浆管7与壳体成45°角布设，注脂管6与壳体成直角布设，如有必要可在现场增加。管径和球阀均采用2“管径。

“下半套筒”筒体用 30mm厚的Q235钢板，筒体的外周焊接19块纵向加强筋板8以保证筒体刚度，筋板厚20mm，沿半圆周9°角均布。下半套筒的端头两端均焊接有法兰9，法兰9用30mm厚的Q235钢板，法兰共48个φ30孔，钻孔时需要与下半套筒配钻，前端面法兰共60个φ30半圆周均匀布设，孔距为178.53mm，均采用8.8级高强度螺栓连接，螺栓直径M27X100，螺杆长度：100mm。

在下半套筒2底部焊接有托架4，托架4的承力板用3块 30mm厚Q235钢板，钢板尺寸为1600mm×1200mm,在套筒中心位置处、左右对称2500mm布置。承力板与下半套筒2以及托架4间用20mm厚Q235钢焊接成一个整体。

端盖3由冠球盖和平面环板组成，冠球盖和平面环板材料用 30mm钢板，后盖边缘法兰与钢套筒端头法兰采用M27的8．8级高强度螺栓连接。冠球盖用 30mm钢板整体冲压焊接成形，后盖平面环板与冠球盖外缘内外焊接成整体。制作完工要在球盖内侧加焊型钢或钢管井子玄，防止变形。

端盖反力筒的制作，分别由内径为φ6000mm、φ6640mm、宽为500mm的两个钢环与内径为φ5800mm、外径为φ7000mm的前后法兰焊接成一个钢筒整体。

为了保证盾体出洞门进入微型套筒后更佳有效的密封，在微型套筒距离洞门钢环80cm处沿着微型套筒圆周焊接一圈盾尾刷，尾刷的尾部向外侧。在微型套筒的凹槽腔内靠近洞门一侧均布60个φ30mm的螺栓孔，在安装好微型套筒后在套筒凹槽内安装洞门橡胶帘布，套筒橡胶密封采用双层设计，两块橡胶密封组装时必须错缝安装，以保证帘布之间的密封效果。

在帘布橡胶外侧安装洞门钢制密封翻版，当盾体通过翻板及帘布橡胶后，翻板及帘布橡胶有效的搭接在盾体的外侧，与盾尾刷一起搭接成两道密封圈，通过注脂管注入充足的油脂充填在尾刷与翻板之间，形成一道牢固并且密闭性良好的密封圈，当盾构机盾尾进入到微型套筒的尾刷部位后，管片拖出盾尾的同时在外侧通过微型套筒的注浆管向洞门处管片壁厚加注单液惰性浆液，在盾构机盾尾即将脱出套筒密封盾尾刷或脱出后立即加注双液浆，在最短的时间内填充管片壁后间隙，有效的防止盾构出洞门后管片壁后涌水涌沙现场，给施工安全带来了很大的保障，其注浆量根据实际的密封情况进行控制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的技术人员对前述实施例所记载的技术方案进行修改，包括对本实用新型的部分或全部技术特征进行等同替换，其相应技术方案的本质并不脱离本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种盾构到达接收微型钢套筒，包括筒体、端盖（3）和端盖反力筒，其特征在于：筒体的一端连接有支撑型钢（5），支撑型钢（5）一端连接有端盖（3），端盖（3）为弧形密封盖体，端盖（3）的外侧连接有端盖反力筒，筒体包括结构对称的上半套筒（1）和下半套筒（2），上半套筒（1）和下半套筒（2）通过法兰（9）连接构成整圆，上半套筒（1）上部设置有若干注浆管（7）和注脂管（6），下半套筒（2）底部连接有托架（4）。

2.根据权利要求1所述的盾构到达接收微型钢套筒，其特征在于： 上半套筒（1）和下半套筒（2）的外侧分别沿半圆周9°角设置有纵向加强筋板（8）。

3.根据权利要求1所述的盾构到达接收微型钢套筒，其特征在于：端盖（3）由 30mm钢板整体冲压后焊接成而成。

4.根据权利要求1或3所述的盾构到达接收微型钢套筒，其特征在于：支撑型钢（5）在端盖（3）内侧沿其弧面成圈设置。

5.根据权利要求1所述的盾构到达接收微型钢套筒，其特征在于：注浆管（7）的数量为四，注浆管（7）与上半套筒（1）成45°设置。

6.根据权利要求1所述的盾构到达接收微型钢套筒，其特征在于：注脂管（6）的数量为四，注脂管（6）与上半套筒（1）成90°设置。

7.根据权利要求1所述的盾构到达接收微型钢套筒，其特征在于：端盖反力筒为筒体结构，一端与端盖（3）连接，另一端固定有反力架。

8.根据权利要求1所述的盾构到达接收微型钢套筒，其特征在于：端盖（3）下部设置有泄压孔（10），泄压孔（10）连接有泄压装置（11），泄压装置（11）包括泄压阀和压力表。