CN208073482U - 一种盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置及施工结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置及施工结构，钢套筒装置包括洞门钢环、钢套筒、预应力支撑、反力架以及后靠支撑，洞门钢环用于预埋在洞门的混凝土中；钢套筒包括通过依次法兰连接的过渡段、钢套筒筒体以及后端盖；过渡段能够与洞门钢环固定连接，后端盖将钢套筒的一端封闭；钢套筒筒体上设有进料口；反力架的一侧通过预应力支撑与后端盖连接、另一侧连接有后靠支撑；后靠支撑的另一端用于支撑在接收工作井的井壁上。本实用新型采用特制的钢套筒转换成“密闭式”接收方式，从而在顶管洞门破除后建立起土压平衡的环境，可以有效地避免顶管机头破除洞门过程中，因为泥水渗漏或掌子面上部失稳而导致地面下沉或塌方的安全隐患。

Description

一种盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置及施工结构

技术领域

本实用新型涉及矩形顶管施工装置领域，具体涉及盾构式矩形顶管法施工领域中的一种到达接收装置。

背景技术

以往的矩形顶管到达接收采用洞门止水装置（双层橡胶帘布板+双层折页板），敞开式进行接收。该洞门止水装置（双层橡胶帘布板+双层折页板），由于在地下水较丰富的砂质地层中，矩形顶管到达破除洞门后，洞门密封一般很难抵抗得住地下水压力，一旦地下水击穿洞门密封，致使洞门密封失效，地下水将夹杂地层中的砂土涌出，极易导致地层中的水土流失，造成地面塌陷，从而对地面的道路或其他构筑物造成威胁。

发明内容

本实用新型的目的针对传统的洞门止水装置存在工艺上的缺陷，提出一种新型的接收装置，将现有的顶管到达“敞开式”的接收方式，采用改成特制的钢套筒转换成“密闭式”接收方式，从而在顶管洞门破除后建立起土压平衡的环境，可以有效地避免顶管机头破除洞门过程中，因为泥水渗漏或掌子面上部失稳而导致地面下沉或塌方的安全隐患。

本实用新型通过以下技术方案实现：

本实用新型之一是提供一种盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置，包括洞门钢环、钢套筒、预应力支撑、反力架以及后靠支撑，其中：

所述洞门钢环用于预埋在洞门的混凝土中；

所述钢套筒包括依次通过法兰连接的过渡段、钢套筒筒体以及后端盖；所述过渡段能够与所述洞门钢环固定连接，所述后端盖将钢套筒的一端封闭；所述钢套筒筒体上设有进料口；

所述反力架的一侧通过预应力支撑与后端盖连接、另一侧连接有后靠支撑；

所述后靠支撑的另一端用于支撑在接收工作井的井壁上。

进一步的，所述钢套筒筒体由多段轴向布置且依次通过轴向法兰连接组成。

进一步的，每段钢套筒筒体均包括上部、下部且二者通过径向法兰连接组成。

进一步的，所述洞门钢环由预埋钢环板和Φ16锚筋组成，所述Φ16钢筋能够锚入混凝土结构中。

进一步的，所述过渡段与所述洞门钢环之间连接方式为焊接。

进一步的，所述钢套筒筒体材质为Q345B，内部板材厚度取40㎜，外部采用十字型筋板加强，在十字型筋板外部整体塞焊一层厚度为20㎜的Q345B板。

进一步的，所述预应力支撑为多根预紧力支撑钢筒。

进一步的，所述法兰连接中均在连接端面上安装O型圈密封，并通过安装定位销轴采用高强度紧固螺栓紧固。

本实用新型之二是提供一种基于上述盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置建立的施工结构，包括接收工作井以及盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置，其中：

所述接收工作井的四周由混凝土浇筑而成且一侧设有洞门；

所述盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置前端的洞门钢环预埋在洞门的混凝土中、后端的后靠支撑支撑布置在接收工作井一侧的井壁上并将整个钢套筒装置与洞门压紧；

所述盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置的钢套筒筒体内的底部浇筑有砂浆基座，所述砂浆基座上部的空间内填充渣土。

进一步的，所述砂浆基座的厚度为15cm。

本实用新型的实施效果：与传统的顶管到达“敞开式”的接收工艺相比，本实用新型有以下显著优点：

（1）本实用新型改进了现有的矩形顶管接收方式的设计理念，保证顶管机进洞“破”洞门时，立即进入钢套筒，使原本“敞开式”进洞转换成“密闭式”进洞，避免了顶管“破”洞门进洞时水土流失的重大安全隐患。

（2）本实用新型钢套筒装置接收是在密闭钢套筒内进行矩形顶管接收，通过在钢套筒内建立密闭的空间和内部填充物提供平衡掌子面的水土压力来保证施工安全，使矩形顶管破除洞门前即已建立了水土平衡的环境，刀盘出围护结构后等同于矩形顶管常规掘进，从而避免了顶管机破除洞门过程中因为渗漏、或掌子面上部失稳而出现塌方的隐患。

（3）本实用新型钢套筒装置构造简单，生产加工方便，安装便利，适用于盾构法施工的矩形综合管廊和地下通道。

（4）本实用新型钢套筒装置可以重复周转使用，具有节约资源的优点。

综上所述，一种盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置具有防止矩形顶管出洞时泥水流失造成地面塌陷等提高安全性的优点，构造简单、生产加工难度不大，安装便利等优点，应用于地下通道、城市综合管廊等矩形盾构的施工，既能保证矩形盾构机接收的安全，又能够节约资源、施工工艺简单，具有比较高的推广和利用价值。

附图说明

图1是钢套筒接收总体安装使用示意图；

图2是钢套筒后端盖示意图；

图中：1、接收主体结构；2、矩形顶管机；3、已成型隧道；4、过渡段；5、上下对接法兰；6、钢套筒筒体；7、前后对接法兰；8、进料口；9、后端盖； 10、预紧力支撑钢筒；11、反力架；12、后靠支撑。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的实施方式作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

参见图1-2，一种盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置，包括洞门钢环、钢套筒、预紧力支撑钢筒10、反力架11以及后靠支撑12，其中：洞门钢环用于预埋在洞门的混凝土中；钢套筒包括依次通过法兰连接的过渡段4（过渡法兰板装置）、钢套筒筒体6以及后端盖9；过渡段4能够与洞门钢环固定连接，连接方式为焊接；后端盖9将钢套筒6的一端封闭；钢套筒筒体6上设有进料口8（兼人员进出功能）；反力架11用来提供后靠支撑的反力，其一侧通过多根预紧力支撑钢筒10与后端盖9连接、另一侧连接有后靠支撑12；后靠支撑12的另一端用于支撑在接收工作井的井壁上。

洞门钢环由预埋钢环板和Φ16锚筋组成，Φ16钢筋能够锚入混凝土结构中；钢套筒筒体6由多段轴向布置且依次通过轴向法兰（即前后对接法兰7）连接组成；每段钢套筒筒体6均包括上部、下部且二者通过径向法兰（即上下对接法兰5）连接组成。钢套筒筒体6材质为Q345B，内部板材厚度取40㎜，外部采用十字型筋板加强，在十字型筋板外部整体塞焊一层厚度为20㎜的Q345B板。上述各个法兰连接中均在连接端面上安装O型圈密封，并通过安装定位销轴（用于环向螺栓定位用）采用高强度紧固螺栓紧固。

上述盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置的安装过程如下：

1、洞门钢环预埋：顶管接收洞门浇筑混凝土时，将洞门钢环预埋在浇筑的混凝土侧墙内。

2、洞门钢环与过渡板预连接：基梁浇筑完毕后，吊入过渡段4（过渡法兰板装置），并将其依次点焊固定在洞门钢环上。

3、钢套筒筒体安装：（1）安装第一节（钢套筒筒体由距洞门距离分为第一、二、三节） 钢套筒筒体6下部，使钢套筒筒体6的中心与事先确认好的洞门的中心线重合，保持法兰连接面平整，安装O型圈并涂抹端面密封胶，安装定位销轴，进而安装第二、三节钢套筒筒体6下部，前后对接法兰7采用高强度紧固螺栓固定。（2）将下半部连接好以后，再将第 1节钢套筒筒体6上半部与下半部分通过上下对接法兰5连接，重复上述步骤，依次将第 2、3节钢套筒筒体6上半块连接，并将各个连接螺栓紧固。

4、后端盖安装：钢套筒筒体6安装完毕后，吊入后端盖9，安装O型圈并涂抹端面密封胶，安装定位销轴，前后对接法兰7采用高强度紧固螺栓将后端盖紧固。

5、反力架及后靠支撑安装：后端盖9安装完毕后，进行预紧力支撑钢筒10、反力架11及后靠支撑12的安装，为保证其口字型筋板中心位置与后端盖9上预紧力支撑钢筒10中心对齐安装，预紧力支撑钢筒10、反力架11标高与中心位置应力确保准确。

6、施加过渡法兰预紧力：将钢套筒筒体6端面法兰与过渡段4法兰对齐，后端盖9与反力架11之间均匀安放千斤顶，采用千斤顶给过渡段4（过渡法兰装置）施加预紧力，预压过程中应注意检查反力架11是否松动，钢套筒筒体6连接螺栓是否松动，出现异常及时采取措施。确认过渡段4（过渡法兰装置）紧固压紧洞门钢环后，并对过渡法兰装置满焊。

7、连接过渡法兰及筒体：过渡段4（过渡法兰装置）及其加强筋板焊接完毕后，将钢套筒筒体6安装到位，并用销轴定位，螺栓连接过渡段4（过渡法兰装置）与钢套筒筒体6，再次用千斤顶装置对钢套筒筒体6及预加法兰施加预紧力，进而安装预紧力钢筒支撑10，用以支撑洞门预加反力，撤销千斤顶装置。

利用进料口在钢套筒底部范围内浇筑15cm厚的砂浆基座，然后向钢套筒内填改良后的渣土，建立起土压平衡的环境；当矩形顶管直接掘进至钢套筒内，顶管机完全进洞后在隧道内进行管节壁后径向注浆，待浆液凝固后，依次拆解钢套筒和矩形顶管并吊出，完成矩形顶管到达施工。

除本说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

本实用新型并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置，其特征在于，包括洞门钢环、钢套筒、预应力支撑、反力架以及后靠支撑，其中：

所述洞门钢环用于预埋在洞门的混凝土中；

所述钢套筒包括依次通过法兰连接的过渡段、钢套筒筒体以及后端盖；所述过渡段能够与所述洞门钢环固定连接，所述后端盖将钢套筒的一端封闭；所述钢套筒筒体上设有进料口；

所述反力架的一侧通过预应力支撑与后端盖连接、另一侧连接有后靠支撑；

所述后靠支撑的另一端用于支撑在接收工作井的井壁上。

2.根据权利要求1所述的盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置，其特征在于，所述钢套筒筒体由多段轴向布置且依次通过轴向法兰连接组成。

3.根据权利要求2所述的盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置，其特征在于，每段钢套筒筒体均包括上部、下部且二者通过径向法兰连接组成。

4.根据权利要求1所述的盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置，其特征在于，所述洞门钢环由预埋钢环板和Φ16锚筋组成，所述Φ16钢筋能够锚入混凝土结构中。

5.根据权利要求1所述的盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置，其特征在于，所述过渡段与所述洞门钢环之间连接方式为焊接。

6.根据权利要求1所述的盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置，其特征在于，所述钢套筒筒体材质为Q345B，内部板材厚度取40㎜，外部采用十字型筋板加强，在十字型筋板外部整体塞焊一层厚度为20㎜的Q345B板。

7.根据权利要求1所述的盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置，其特征在于，所述预应力支撑为多根预紧力支撑钢筒。

8.根据权利要求1-7任一项所述的盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置，其特征在于，所述法兰连接中均在连接端面上安装O型圈密封，并通过安装定位销轴采用高强度紧固螺栓紧固。

9.一种基于权利要求1-8任一项所述盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置建立的施工结构，其特征在于，包括接收工作井以及盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置，其中：

所述接收工作井的四周由混凝土浇筑而成且一侧设有洞门；

所述盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置前端的洞门钢环预埋在洞门的混凝土中、后端的后靠支撑支撑布置在接收工作井一侧的井壁上并将整个钢套筒装置与洞门压紧；

所述盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置的钢套筒筒体内的底部浇筑有砂浆基座，所述砂浆基座上部的空间内填充渣土。

10.根据权利要求9所述的施工结构，其特征在于，所述砂浆基座的厚度为15cm。