CN210530847U - 临近既有线路的盾构始发洞门止水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种临近既有线路的盾构始发洞门止水装置。所述止水装置包括设置在洞门口的预埋钢环、焊接在预埋钢环外端面的延长钢环、连接在延长钢环外端的短钢套筒和止水密封结构，所述短钢套筒通过法兰与延长钢环连接，所述止水密封结构包括第一道止水钢丝刷、第二道止水钢丝刷、第三道止水钢丝刷、橡胶帘布密封装置和设置在钢套筒外壁的两圈注浆孔，所述第一道止水钢丝刷设置在预埋钢环内，第二道止水钢丝刷和第三道止水钢丝刷设置在短钢套筒内，橡胶帘布密封装置安装在短钢套筒远离延长钢环的尾端，所述两圈注浆孔分别位于相邻两钢丝刷之间的区域。本实用新型确保了盾构始发时洞门密封不漏水，能够使土仓内快速建立起土压力，保证了盾构始发安全。

Description

临近既有线路的盾构始发洞门止水装置

技术领域

本实用新型涉及一种盾构隧道施工领域，特别涉及一种用于临近既有线路的盾构始发的确保盾构始发时洞门密封不漏水，土仓内快速建立起土压力的盾构始发洞门止水装置。

背景技术

盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道、衬砌、测量导向纠偏等功能。盾构机的始发和接收是盾构施工中最关键的环节，它对这个工程的成败起决定性作用。盾构始发，是指在盾构始发工作竖井内利用反力架和临时组装的负环管片等设备或设施，将处于始发基座上的盾构机推入端头加固土体，然后进入地层原状土区段，并沿着设计线路掘进的一系列作业过程。

在盾构机始发过程中，始发洞门的止水是相当重要的一环。在地质条件不佳的情况下，容易出现渗水、土体流失，基坑塌陷。目前对于止水主要采用地层加固配合洞圈止水的方式，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；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，但是针对一些地质复杂、隧道埋深大、临近既有地铁线路等工况下，其地层加固质量难以保证，特别是在遇到止水帷幕TRD无法施工的特殊情况下，就不能进行降水，所以现有的洞圈止水装置无法满足施工条件。

发明内容

本实用新型根据现有技术的不足，针对盾构始发临近既有地铁线路，其隧道埋深大，地层加固质量难以保证的情况下提供一种盾构始发洞门止水装置，该装置可以确保盾构始发时洞门密封不漏水，土仓内快速建立起土压力，保证盾构始发的安全。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案：所述一种临近既有地铁线路的盾构始发洞门止水装置，其特征在于：所述止水装置包括设置在洞门口的预埋钢环、焊接在预埋钢环外端面的延长钢环、连接在延长钢环外端的短钢套筒和止水密封结构，所述延长钢环的长度小于0.3m，所述短钢套筒通过法兰与延长钢环连接，所述止水密封结构包括第一道止水钢丝刷、第二道止水钢丝刷、第三道止水钢丝刷、橡胶帘布密封装置和设置在短钢套筒外壁的两圈注浆孔，所述第一道止水钢丝刷设置在预埋钢环内，第二道止水钢丝刷和第三道止水钢丝刷设置在钢套筒内，橡胶帘布密封装置安装在短钢套筒远离延长钢环的尾端，所述两圈注浆孔分别位于相邻两钢丝刷之间的区域，并在每个注浆孔处设有注浆球阀。

本实用新型较优的技术方案：所述延长钢环和短钢套筒均是由上半筒、下半筒和支撑底座组成，下半套筒与支撑底座焊接为一体，在延长钢环和短钢套筒的外周焊接厚度20～30mm、高度与100～150mm的横向筋板，在延长钢环和短钢套筒的连接端分别焊接有厚度为25～35mm的法兰连接板，并在延长钢环和短钢套筒连接面之间设有厚度为7～10mm的橡胶垫板。

本实用新型较优的技术方案：所述延长钢环的长度为0.2m，短钢套筒的长度为1～1.5m，且延长钢环和短钢套筒的内径相等；所述延长钢环和钢套筒耐压0.3Mpa。

本实用新型较优的技术方案：每圈注浆孔包括六个，分别位于3、9、11、1、5、7点位。

本实用新型较优的技术方案：所述橡胶帘布密封装置包括环形橡胶帘布和压设在橡胶帘布外的一圈翻折板，在短钢套筒的远离延长钢环的尾端设有环板，所述胶帘布的一端通过翻折板压紧固定在环板上，并在一圈翻折板上设有收紧钢丝绳。

本实用新型较优的技术方案：所述延长钢环与预埋钢环通过弧形钢板焊接，且焊缝沿延长钢环一圈内外侧满焊。

本实用新型较优的技术方案：所述延长钢环和短钢套筒的筒体采用厚度为20mm～30mm的Q345B钢板制成，延长钢环和短钢套筒之间采用M30、8.8级螺栓连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型包括预埋在洞门处的预埋钢环、外接延长钢环及短钢套筒，并在预埋钢环和外接短钢套筒内均设有钢丝密封刷，钢丝密封刷之间的位置设有注浆孔，外接短钢套筒的筒口设有防水橡胶帘布，通过多道止水钢丝密封刷和防水橡胶帘布再结合注浆，确保了盾构始发时洞门密封不漏水，能够使土仓内快速建立起土压力，保证了盾构始发安全。

附图说明

图1是本实用新型的剖面结构示意图；

图2是本实用新型短钢套筒的正面结构示意图；

图3是本实用新型短钢套筒的侧面结构示意图。

图中：1—预埋钢环，2—延长钢环，3—短钢套筒，3-1—上半筒，3-2—下半套筒，3-3—支撑底座，3-4—环板，4—第一道止水钢丝刷，5—第二道止水钢丝刷，6—第三道止水钢丝刷，7—橡胶帘布，8—翻折板，9—注浆孔，10—法兰连接板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。附图1至图3均为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本实用新型实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本实用新型的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合实施例对本实用新型进一步说明，实施例针对某地铁施工项目的某车站施工区域，该车站盾构区间于小里程端左DK18+721.848～DK18+741.080，对应17环～33环位置(右DK18+720.376～DK18+739.607，对应16环～32环)范围内距离左线17.27m(右线15.89m)位置下穿另一条既有已运营地铁隧道，该既有地铁线路的左线里程为ZDK18+115.383～ZDK18+137.966，右线里程为YDK18+116.048～YDK18+138.741，本施工项目与既有地铁隧道平面上基本正交，正交长度19.2m，下穿处本项目隧道顶部埋深21.54m，既有线隧道顶部埋深11.98m,两条隧道竖向净距3.36m，盾构始发端距既有线路车站最近约15.9m，即盾构始发15.89m即下穿既有线，再加上端头距离既有地铁线路太近，其很多加固结构无法施工，并采用了冷冻加固增加土体无侧限抗压强度，且止水帷幕TRD无法施工，不能进行降水，为了能够提前封堵洞门、建立土仓压力，采用了本实用新型中的盾构始发洞门止水装置进行止水装置，在原有的洞门口增加1.2米短钢套筒和密封止水结构，具体结构如图2和图3所示，其始发钢套筒分为两部分，一部分是焊接在预埋钢环1外端的延长钢环2，另一部是连接在延长钢环2外端的短钢套筒3，其延长钢环2长0.2m，短钢套筒3的长度为1m。盾构机始发时下部土压为0.19Mpa，短钢套筒设计耐压0.3Mpa，满足要求。钢板选择：Q345B，板厚δ＝20mm。所述延长钢环2和短钢套筒3的内径均为6.7m，与预埋钢环1的内径相同，延长钢环2和短钢套筒3均是由上半筒3-1、下半筒3-2和支撑底座3-3组成，下半套筒3-2与支撑底座3-3焊接为一体。上半筒3-1和下半筒3-2的筒体材料用20mm厚的钢板，筒体的外周焊接横向筋板以保证筒体刚度，筋板厚20mm，高120mm。延长钢环2和短钢套筒3之间的连接用法兰采用30mm厚的板，筒体之间均采用M30、8.8级螺栓连接，中间加8mm厚橡胶垫，筒体底座用20mm板，套筒中心到底部的距离为3900mm。

如图1所示，实施例中的止水密封结构包括第一道止水钢丝刷4、第二道止水钢丝刷5、第三道止水钢丝刷6、橡胶帘布密封装置和设置在短钢套筒3外壁的两圈注浆孔9，所述第一道止水钢丝刷4设置在预埋钢环1内，第二道止水钢丝刷5和第三道止水钢丝刷6设置在短钢套筒3内，橡胶帘布密封装置安装在短钢套筒3远离延长钢环2的尾端，所述两圈注浆孔9分别位于相邻两钢丝刷之间的区域，并在每个注浆孔9处设有注浆球阀。每圈注浆孔9包括六个，分别位于3、9、11、1、5、7点位。所述橡胶帘布密封装置包括环形橡胶帘布7和压设在橡胶帘布7外的一圈翻折板8，在钢套筒3的远离延长钢环2的尾端设有环板3-4，所述胶帘布7的一端通过翻折板8压紧固定在环板3-4上，并在一圈翻折板8上设有收紧钢丝绳。

本实用新型的延长钢环2和短钢套筒3在安装之前，首先在基坑里确定线路中心线，也就是短钢套筒的中心线，短钢套筒定位时，要求短钢套筒的中心线、线路中心线两条控制线重合。在地面将延长钢环2和短钢套筒3组成好，使整个短钢套筒的中心与事先确定好的线路中心线重合，向前移动短钢套筒与预埋洞门钢环焊接。短钢套筒与预埋钢环1通过弧形板焊接连接，焊缝沿短钢套筒一圈内外侧满焊。并在短钢套筒下方圆弧内避开钢丝刷的位置安装43钢轨，钢轨与始发架两侧钢轨齐头，钢轨两侧焊接7字板。为保持盾构机始发时抬头的趋势，靠近洞门端钢轨垫高20mm。短钢套筒安装好以后，其次安装始发架，然后安装盾构机主体，并与连接桥和后配套台车连接。并在两侧及底部需支撑牢固，防止盾构机掘进时箱体发生位移。在延长钢环2和短钢套筒3安装好完毕，盾构机向前推进前，在短钢套筒3及洞门钢环内焊接三道钢丝刷，短钢套筒3后端通过法兰与止水帘布7相连，止水帘布，安装后，再安装翻板8，翻板采用20mm的法兰连接。洞门破除过程中采取对底部钢丝刷采取包裹形式的保护措施，防止损坏。

当盾构机掘进至100环位置时，打开过渡环预留的观察孔阀门，观察有无出水，如有出水则通过球阀进行注双液浆，以及1-15环管片注入双液浆对洞门进行二次封堵至观察孔无出水为止。洞门封堵完以后，先拆除短钢套筒3的上半圆，再拆除延长钢环2的上半圆，最后拆除短钢套筒3的下半圆及延长钢环2的下半圆，其延长钢环2拆除时分段切割，并在在割除的过程中割一段就采用弧形钢板封一段管片与原洞门钢环的空隙。

以上所述，只是本实用新型的一个实施例，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，还可以做出若干变型和改进，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 (7)

1.一种临近既有线路的盾构始发洞门止水装置，其特征在于：所述止水装置包括设置在洞门口的预埋钢环(1)、焊接在预埋钢环(1)外端面的延长钢环(2)、连接在延长钢环(2)外端的短钢套筒(3)和止水密封结构，所述延长钢环(2)的长度小于0.3m，所述短钢套筒(3)通过法兰与延长钢环(2)连接，所述止水密封结构包括第一道止水钢丝刷(4)、第二道止水钢丝刷(5)、第三道止水钢丝刷(6)、橡胶帘布密封装置和设置在短钢套筒(3)外壁的两圈注浆孔(9)，所述第一道止水钢丝刷(4)设置在预埋钢环(1)内，第二道止水钢丝刷(5)和第三道止水钢丝刷(6)设置在短钢套筒(3)内，橡胶帘布密封装置安装在短钢套筒(3)远离延长钢环(2)的尾端，所述两圈注浆孔(9)分别位于相邻两钢丝刷之间的区域，并在每个注浆孔(9)处设有注浆球阀。

2.根据权利要求1所述的一种临近既有线路的盾构始发洞门止水装置，其特征在于：所述延长钢环(2)和短钢套筒(3)均是由上半筒(3-1)、下半筒(3-2)和支撑底座(3-3)组成，下半套筒(3-2)与支撑底座(3-3)焊接为一体，在延长钢环(2)和短钢套筒(3)的外周焊接厚度20～30mm、高度与100～150mm的横向筋板，在延长钢环(2)和短钢套筒(3)的连接端分别焊接有厚度为25～35mm的法兰连接板(10)，并在延长钢环(2)和短钢套筒(3)连接面之间设有厚度为7～10mm的橡胶垫板。

3.根据权利要求1或2所述的一种临近既有线路的盾构始发洞门止水装置，其特征在于：所述延长钢环(2)的长度为0.2m，短钢套筒(3)的长度为1～1.5m，且延长钢环(2)和短钢套筒(3)的内径相等；所述延长钢环(2)和短钢套筒(3)耐压0.3Mpa。

4.根据权利要求1或2所述的一种临近既有线路的盾构始发洞门止水装置，其特征在于：每圈注浆孔(9)包括六个，分别位于3、9、11、1、5、7点位。

5.根据权利要求1或2所述的一种临近既有线路的盾构始发洞门止水装置，其特征在于：所述橡胶帘布密封装置包括环形橡胶帘布(7)和压设在橡胶帘布(7)外的一圈翻折板(8)，在短钢套筒(3)的远离延长钢环(2)的尾端设有环板(3-4)，所述胶帘布(7)的一端通过翻折板(8)压紧固定在环板(3-4)上，并在一圈翻折板(8)上设有收紧钢丝绳。

6.根据权利要求1或2所述的一种临近既有线路的盾构始发洞门止水装置，其特征在于：所述延长钢环(2)与预埋钢环(1)通过弧形钢板焊接，且焊缝沿延长钢环一圈内外侧满焊。

7.根据权利要求2所述的一种临近既有线路的盾构始发洞门止水装置，其特征在于：所述延长钢环(2)和短钢套筒(3)的筒体采用厚度为20mm～30mm的Q345B钢板制成，延长钢环(2)和短钢套筒(3)之间采用M30、8.8级螺栓连接。

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