CN209145606U - 一种盾构接收加固结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种盾构接收加固结构。所述加固结构包括钢套筒、钢套筒支架、填充在钢套筒内的填料和反力架，所述钢套筒为一端敞开，另一端密封的圆柱形钢套筒，在其敞开端面开设有多个用于与预埋在盾构接收端洞口的洞门钢环板连接的螺栓孔，在其上部开设有填料孔；所述钢套筒支架底部焊接在预埋在盾构接收端洞口底板上的支架固定钢板上，钢套筒固定在钢套筒支架上，其敞开端面通过螺栓与预埋在盾构接收端洞口的洞门钢环板固定连接，所述反力架固定安装在钢套筒的密封端。本实用新型结构简单、施工方便，降低了盾构接收时可能发生的涌水涌砂乃至端头土体坍塌的可能性。

Description

一种盾构接收加固结构

技术领域

本实用新型涉及在较短的端头加固区域进行盾构接收施工，具体是一种通过提前凿除洞门位置处的围护结构，并通过螺栓将短钢筒与预埋洞门钢环进行连接，并在短钢筒内充填填充料，从而营造一种盾构机出端头加固以后继续保压掘进的一种盾构接收加固结构。

背景技术

随着城市地铁施工的快速发展，盾构接收条件越来越苛刻，能够提供给盾构接收的场地越来越小，端头加固施工的区域越来越短，无法满足盾体完全进入端头加固接收的要求，在盾构出洞的过程中存在较大的安全风险，尤其是在富水的细砂地层中进行盾构接收，易导致水土流失，造成周边管线及建(构)物的损坏，因此如何在较短的加固区域内顺利的进行盾构接收施工成为首要解决的难题。以某市区间盾构接收为例，区间盾构接收位于富水的细砂地层，端头加固长度为8000mm，盾构机盾体长度8980mm，端头加固区域外侧1m的位置存在1条斜交于盾构隧道的D2400的顶管污水管道，该管道为通往某污水处理厂的主进水管道，担负着周边209平方公里污水收集和输送任务，日均流量约40万m3/天，污水管道与新建盾构隧道左线净距2470mm，右线净距为2510mm。由于盾体不能完全进入端头加固，盾尾无法做到密封，存在水土通过盾体背侧流入基坑，导致污水管损坏的风险，接收时必须采取有效的措施使盾尾进入加固体，完成盾尾注浆密封，确保污水管的安全。

发明内容

本实用新型根据现有技术的不足，提供一种工作井内置短钢筒盾构接收的加固结构，该加固结构可以让盾体进入加固体，在盾尾注入双液浆进行密封处理，规避了盾构接收时盾体无法全部进入加固体造成涌水涌沙的风险，避免了地表沉降和污水管损坏的风险。

本实用新型提供的技术方案为：所述一种盾构接收加固结构，其特征在于：所述加固结构包括钢套筒、钢套筒支架、填充在钢套筒内的填料和反力架，所述钢套筒为一端敞开，另一端密封的圆柱形钢套筒，在其敞开端面开设有多个用于与预埋在盾构接收端洞口的预埋钢环板连接的螺栓孔，在其上部开设有填料孔；所述钢套筒支架底部焊接在预埋在盾构接收端洞口底板上的支架固定钢板上，钢套筒固定在钢套筒支架上，其敞开端面通过螺栓与预埋在盾构接收端洞口的预埋钢环板固定连接，所述反力架固定安装在钢套筒的密封端。

本实用新型进一步的技术方案：所述钢套筒是由上、下半套筒组成，上、下半套筒通过螺栓连接，并在钢套筒的密封端面设有多个球阀；所述钢套筒内的填料分两次填充而成，其下半套筒内的填料在下半套筒安装到钢套筒支架上，且上半套筒未安装时直接进行填充；所述上半套筒内的填料是在上、下半套筒连接好之后，从填料孔进行填充。

本实用新型较优的技术方案：所述钢套筒的内径与预埋钢环板的内径相同，且在钢套筒的敞口端设有与预埋钢环板相匹配的连接环板，并在连接环板和预埋钢环板上对应开设有多个连接螺栓孔，且多个连接螺栓孔等距分布；所述钢套筒通过其连接环板与预埋钢环板对接，并通过螺栓连接，在连接环板与预埋钢环板之间设有橡胶垫环。

本实用新型较优的技术方案：所述钢套筒支架是由多个工字钢支撑座和圆弧形托架组成，多个工字钢支撑座等距分布在圆弧形托架的下方。

本实用新型较优的技术方案：所述反力架是由基准环、基准环立柱和反力支撑杆组成，所述基准环置于钢套筒的密封端面，其基准环立柱下端与预埋在底板内的预埋钢板焊接，反力支撑杆设有多根，均呈倾斜状，其上端与基准环立柱焊接，下端与预埋在底板内的预埋钢板焊接。

本实用新型较优的技术方案：所述预埋钢环板是由多块弧形环板拼接而成，在其环板内侧焊接有加固槽钢。

本实用新型较优的技术方案：所述钢套筒采用厚度20mm的钢板焊接而成，其长度为1.2-2m，在其外壁均匀焊接有多个加强肋板；所述填料孔设置在钢套筒正上方的位置，其填料孔采用尺寸500mm×500mm方形填料孔。

本实用新型较优的技术方案：所述填料下半套筒内的填料采用与盾构机穿越地层相同的材料和细砂进行填充，上半套筒内的填料采用填装细砂和砂浆进行填充而成。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型通过在盾构接收端设置钢套筒延伸接收端加固长度，且钢套筒通过钢套筒支架架设与预埋钢环板完全对应，且钢套筒尺寸的设计与洞门预留钢环板匹配，安装、拆卸方便，并利用反力架给钢套筒提供支撑力；

(2)在钢套筒与预埋钢环板之间安装橡胶垫片，橡胶垫片的尺寸与预留预埋钢环板相匹配，避免了因短钢筒与预埋钢环板连接不紧密，造成漏水；

(3)在钢套筒上安装多个的球阀，可以用来观察渗漏水情况，能够直观反映渗漏水；

(4)在钢套筒顶部预留500mm×500mm的预留孔，用来进行填料施工，填料采用盾构掘进出的渣土进行充填，待充填完毕后，在填入坍落度较大的砂浆，确保充填密实。

本实用新型通过提前凿除洞门位置处的围护结构，并通过螺栓将短钢筒与预埋洞门钢环进行连接，并在短钢筒内充填填充料，从而营造一种盾构机出端头加固结构，以后继续保压掘进，，降低了盾构接收时可能发生的涌水涌砂乃至端头土体坍塌的可能性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图，

图2是图1中A向示意图；

图3是本实用新型钢套筒的正面示意图；

图4是本实用新型钢套筒密封端面示意图；

图5本实用新型钢套筒的俯视图；

图6本实用新型钢套筒支架剖面图；

图7是下半套筒安装到套筒支架上的结构示意图；

图8是上、下半套筒均安装到套筒支架上的结构示意图；

图9是反力架的正面结构示意图；

图10是本实用新型具体安装示意图。

图中：1—预埋钢环板，2—钢套筒，2-1—螺栓孔，2-2—填料孔，2-3、 2-4—上、下半套筒，2-5—连接环板，2-6—加强肋板，3—钢套筒支架， 3-1—工字钢支撑座，3-2—圆弧形托架，4—填料，5—反力架，5-1—基准环，5-2—基准环立柱，5-3—反力支撑杆，6—支架固定钢板，7—预埋钢板,8—球阀，9—填料管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。如图1至图5所示的一种盾构接收加固结构，包括钢套筒2、钢套筒支架3、填充在钢套筒2内的填料和反力架5，所述钢套筒2是由上、下半套筒2-3、2-4组成为一端敞开，另一端密封的圆柱形钢套筒，所述钢套筒2的上、下半套筒2-3、2-4 通过螺栓密封连接，在其敞开端面设有与预埋钢环板1相匹配的连接环板2-5，并在连接环板2-5和预埋钢环板1上对应开设有多个连接螺栓孔2-1，且多个连接螺栓孔2-1等距分布。如图10所示，所述钢套筒支架3底部焊接在预埋在盾构接收端洞口底板上的支架固定钢板6上，钢套筒2固定在钢套筒支架3上，所述钢套筒2的内径与预埋钢环板1的内径相同，钢套筒2的敞口端通过其连接环板2-5与预埋钢环板1对接，并通过螺栓连接，为了增加其密封效果，在连接环板2-5与预埋钢环板1之间设有橡胶垫环，在钢套筒2的密封端面设有多个球阀8；可以用来观察渗漏水情况，能够直观反映渗漏水。在钢套筒2的上部开设有填料孔2-2。所述反力架5固定安装在钢套筒2的密封端。

本实用新型的填料4分两次填充而成，其下半套筒2-4内的填料在下半套筒2-4安装到钢套筒支架3后直接填装，先填装与盾构机穿越地层相同的材料，然后再用细砂进行填充；所述上半套筒2-3内的填料是在上、下半套筒2-3、2-4连接好之后，从填料孔2-2进行填充，先填装细砂，然后采用砂浆进行填充。

如图6所示，所述钢套筒支架3是由多个工字钢支撑座3-1和圆弧形托架3-2组成，多个工字钢支撑座3-1等距分布在圆弧形托架3-2的下方。如图1和图9所示，所述反力架5是由基准环5-1、基准环立柱5-3和反力支撑杆5-2组成，所述基准环5-1置于钢套筒2的密封端面，其基准环立柱5-3下端与预埋在底板内的预埋钢板7焊接，反力支撑杆5-2设有多根，均呈倾斜状，其上端与基准环立柱5-3焊接，下端与预埋在底板内的预埋钢板焊接。

为了方便运输安装，所述预埋钢环板1是由多块弧形环板拼接而成，在其环板内侧焊接有加固槽钢。所述钢套筒2采用厚度20mm的钢板焊接而成，其长度为1.2-2m，在其外壁均匀焊接有多个加强肋板2-5；所述填料孔2-2 设置在钢套筒2正上方的位置，其填料孔2-2采用尺寸500mm×500mm方形填料孔。钢套筒1的具体尺寸按照预埋钢环板的尺寸、端头加固长度和盾构机盾体的长度确定。

下面结合实施例对本实用新型的具体施工进行说明，实施例以某地铁站盾构接收为例，由于区间盾构机盾体长8.98m，端头加固区域长8m，在端头加固区域外侧有一个DN2400污水管，在盾构接收时，由于加固区段较短，当刀盘抵达洞门时，盾尾未进入加固体，无法保证盾尾后面注浆止水效果，需提供盾构机向工作井内继续掘进条件，完成盾尾进入加固体后的盾尾密封，采用本实用新型的加固结构接收，为盾构机继续向前掘进提供条件。

首先针对实施例中实测洞门尺寸加工钢套筒2，所述加工钢套筒2加工尺寸与预埋预埋钢环板相匹配，采用螺栓连接，安装拆卸方便；根据实测洞门中心尺寸，加工加工钢套筒支架3，避免底板施工误差，造成加工钢套筒2，安装困难。其钢套筒2具体结构如图2至图5所示，加工材料均为 20mm厚的钢板，钢套筒一端封闭，另一端敞开；其钢套筒严格按照设计图纸要求，委托有资质的单位进行预埋钢环板的加工，预埋钢环板内径6.7m，长0.8m，每隔5°预留直径为22mm的螺栓孔，为确保运输方便，将洞门钢环分成3部分，为防止运输和存放的过程中发生椭变，在环板内部焊接槽钢进行加固；在底板施工时根据短钢筒的尺寸，在距离端墙位置每隔10cm 预埋2块700mm×400mm的两块20mm厚的钢板，两块钢板中心间距为6.2m；确定短钢筒的长度为1.5m，内径6.7m，每隔5°预留直径20mm的螺栓孔，为确保吊装运输方便，将短钢筒分成上下两部分，其中在上半部分预留 500mm×500mm的填料孔。为确保在填料的过程中，短钢筒不发生变形，在短钢筒上每隔500mm，焊接100mm的加强肋板。整个短钢筒由厚度为20mm 的钢板焊接加工而成。

所述钢套筒支架3的结构如图6所示，加工材料为20mm钢板和32C的工字钢，将钢板加工成圆弧形钢套筒托架，然后在其底部焊接工字钢支架，每隔0.5m焊接2公分的缀板，其中工字钢底座长6.2m，工字钢立柱长度分 4种类型0.86m、0.95m、1.24m、1.8m、2.94m，圆弧形底托弧长7.923m。

其具体步骤如下：

(1)钢套筒支架3安装，在施工位置安装钢套筒支架3，钢套筒支架3 安装时应与底板预埋钢板7焊接牢固；

(2)安装下半套筒2-2，下半套筒2-2制作时在其未封闭的一侧留有螺栓孔，螺栓孔的大小与间距同洞门钢环，将下半套筒2-2用50t的汽车吊吊装至加固好的托加上，用千斤顶调整上下高度，当调整到位后，用M20 的螺栓固定钢套筒，螺栓采用气动扳手拧紧，其安装好之后如7所示；

(3)安装上半套筒2-1，上半套筒2-1与下半套筒2-2之间通过M20螺栓连接，在上半部分顶部开500mm×50mm的方孔，并在上面焊接φ200的钢管，钢管升至地面，供后期填料，上半部分安装步骤与下半部分安装相同，安装完毕后应严格检查安装质量，如图8所示；

(4)反力架的安装，通过在钢套筒封闭端设置基准环5-1，以确保钢套筒受力均匀，在基准环北侧设置反力支撑杆5-3给钢套筒2提供反力，基准环立柱5-3与底板预埋钢板焊接牢固，在立柱侧面安装4根3拼40a工字钢，工字钢底部与预埋钢板焊接牢固，如图1所示；

(5)填料与渗漏检查，刚套筒填料分两次，第一次填料为安装加固完下半部分后，开始进行填料，填料采用与盾构机穿越地层相同的材料，采用细砂进行填充，填充高度为半圆下500mm；第二次填料时为确保填料的密实性，分两部分进行填料，第一步：通过输送孔直接进行填装细砂；第二步当填装至距离顶部300mm时，进行商品砂浆填充，填充的过程中通过顶部的球阀孔检查填充状态，以确保充填密实；

检查短钢筒的渗漏情况时，从填料孔注入清水，当清水注至从上方球阀孔流出时停止注入，静置12h，并派专人进行渗漏水观察，当短钢筒底部及侧边无水流出时，满足要求。

以上所述，只是本实用新型的一个实施例，以上所述实施例仅表达了本，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种盾构接收加固结构，其特征在于：所述加固结构包括钢套筒(2)、钢套筒支架(3)、填充在钢套筒(2)内的填料(4)和反力架(5)，所述钢套筒(2)为一端敞开，另一端密封的圆柱形钢套筒，在其敞开端面开设有多个用于与预埋在盾构接收端洞口的预埋钢环板(1)连接的螺栓孔(2-1)，在其上部开设有填料孔(2-2)；所述钢套筒支架(3)底部焊接在预埋在盾构接收端洞口底板上的支架固定钢板(6)上，钢套筒(2)固定在钢套筒支架(3)上，其敞开端面通过螺栓与预埋在盾构接收端洞口的预埋钢环板(1)固定连接，所述反力架(5)固定安装在钢套筒(2)的密封端。

2.根据权利要求1所述的一种盾构接收加固结构，其特征在于：所述钢套筒(2)是由上、下半套筒(2-3、2-4)组成，上、下半套筒(2-3、2-4)通过螺栓密封连接，并在钢套筒(2)的密封端面设有多个球阀(8)；所述钢套筒(2)内的填料分两次填充而成，其下半套筒(2-4)内的填料在下半套筒(2-4)安装到钢套筒支架(3)上，且上半套筒(2-3)未安装时直接进行填充；所述上半套筒(2-3)内的填料是在上、下半套筒(2-3、2-4)连接好之后，从填料孔(2-2)进行填充。

3.根据权利要求1或2所述的一种盾构接收加固结构，其特征在于：所述钢套筒(2)的内径与预埋钢环板(1)的内径相同，且在钢套筒(2)的敞口端设有与预埋钢环板(1)相匹配的连接环板(2-5)，并在连接环板(2-5)和预埋钢环板(1)上对应开设有多个连接螺栓孔(2-1)，且多个连接螺栓孔(2-1)等距分布；所述钢套筒(2)通过其连接环板(2-5)与预埋钢环板(1)对接，并通过螺栓连接，在连接环板(2-5)与预埋钢环板(1)之间设有橡胶垫环。

4.根据权利要求1或2所述的一种盾构接收加固结构，其特征在于：所述钢套筒支架(3)是由多个工字钢支撑座(3-1)和圆弧形托架(3-2)组成，多个工字钢支撑座(3-1)等距分布在圆弧形托架(3-2)的下方。

5.根据权利要求1或2所述的一种盾构接收加固结构，其特征在于：所述反力架(5)是由基准环(5-1)、基准环立柱(5-3)和反力支撑杆(5-2)组成，所述基准环(5-1)置于钢套筒(2)的密封端面，其基准环立柱(5-3)下端与预埋在底板内的预埋钢板(7)焊接，反力支撑杆(5-2)设有多根，均呈倾斜状，其上端与基准环立柱(5-3)焊接，下端与预埋在底板内的预埋钢板焊接。

6.根据权利要求1或2所述的一种盾构接收加固结构，其特征在于：所述预埋钢环板(1)是由多块弧形环板拼接而成，在其环板内侧焊接有加固槽钢。

7.根据权利要求1或2所述的一种盾构接收加固结构，其特征在于：所述钢套筒(2)采用厚度20mm的钢板焊接而成，其长度为1.2-2m，在其外壁均匀焊接有多个加强肋板(2-6)；所述填料孔(2-2)设置在钢套筒(2)正上方的位置，其填料孔(2-2)采用尺寸500mm×500mm方形填料孔。

8.根据权利要求2所述的一种盾构接收加固结构，其特征在于：所述填料(4)下半套筒(2-4)内的填料采用与盾构机穿越地层相同的材料和细砂进行填充，上半套筒(2-3)内的填料采用填装细砂和砂浆进行填充而成。