CN213597968U - 盾构隧道端头螺旋冻结板冻结加固结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种盾构隧道端头螺旋冻结板冻结加固结构，包括螺旋冻结板，螺旋冻结板包括壳体，壳体内由沿中心线设置的竖隔板分隔形成迂回低温冷媒介质循环回路，壳体上设置有分别与所述循环回路两端连通的进液口和出液口，进液口和出液口分别对应地与进液管和出液管连接。冷媒介质通过进液管从进液口流入螺旋冻结板的壳体内，从出液口通过出液管流出，在螺旋冻结板的壳体内形成循环的冷媒介质，在冻结壁的保护下盾构机顺利进出洞口。本实用新型具有节约工期、降低能耗施工实用性强、施工质量控制方便、加固效果特别是止水效果好且安全可靠等优点，具有较大的推广应用价值。

Description

盾构隧道端头螺旋冻结板冻结加固结构

技术领域

本实用新型涉及盾构机施工辅助设备技术领域，具体涉及一种盾构机隧道端头螺旋冻结板冻结加固结构。

背景技术

盾构隧道端头加固是盾构法施工中的关键环节，具有很大的工程施工风险。在盾构进出洞时，要先进行洞门区域的地下连续墙破除，并割除所有钢筋。洞门破除要求的时间非常紧，施工难度大。洞门破除后对加固体强度及密封性要求很高，加固效果不佳时，在洞门破除时极易出现盾构与洞门间隙涌泥涌砂及地表沉降现象，进而危及附近地下管线和建筑物的安全。为防止此类现象发生，必须选择合理的盾构隧道端头地层加固处理方案，以满足强度和抗渗性的要求。

在沿海软土地区，特别是盾构隧道端头地层为富含水砂层时，采用常规的化学加固手段很难达到工程要求，在化学加固后探孔时常常会发现有严重漏水漏砂现象。此时，为提高盾构隧道端头土体强度和充分止水，保证盾构进出洞安全，在富含水砂层端头如何选择地层加固方式是需要解决的技术问题。

为解决上述问题，中国专利CN 104790961 A 公开了一种盾构隧道端头垂直杯型冻结加固结构及方法，在盾构隧道端头工作井外侧的土体内布设“口”字形数列垂直冻结管，同时通过端头工作井内在布设垂直冻结管的土体下部设置水平冻结管，通过在垂直冻结管和水平冻结管内循环冷媒介质，能够在盾构隧道端头工作井外侧的土体中形成垂直杯型冻结壁加固体；中国专利CN 208024349 U公开了一种盾构隧道端头垂直冻结板冻结加固结构，但是，无论是采用垂直或水平冻结法，都存在多个冻结管的安装问题，通常需要一个一个钻孔，再一个一个下放冻结管，安装冻结系统时管路也十分繁琐，工期较长。因此急需一种新型的冻结加固结构来解决上述技术问题，为盾构机施工提供便利，提高施工效率并保障施工安全。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种盾构隧道端头螺旋冻结板冻结加固结构，通过在盾构隧道端头前的土体中埋设螺旋冻结板，或者在地连墙洞门位置靠近土体处预埋螺旋冻结板，并在螺旋冻结板内循环冷媒介质，最终在盾构隧道端头地层中形成垂直冻结壁加固体，达到节约工期、降低能耗、施工实用性强、施工质量控制方便、加固效果特别是止水效果好且安全可靠等突出优点。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

盾构隧道端头螺旋冻结板冻结加固结构，包括在盾构隧道端头地连墙前方的土体中设置的圆形槽，槽中放置螺旋冻结板，所述螺旋冻结板包括壳体，壳体正视呈螺旋状，壳体内设有隔板，隔板沿壳体中心线设置、且顶端呈L型向上弯折固定在壳体内侧顶端、尾端与壳体内侧尾端设有间隔；壳体顶端开有两个通孔分别为进液口和出液口，进液口和出液口分别位于隔板的左右两侧。

盾构隧道端头螺旋冻结板冻结加固结构，包括在盾构隧道端头地连墙中的洞门位置靠近前方的土体处预设的螺旋冻结板，所述螺旋冻结板包括壳体，壳体正视呈螺旋状，壳体内设有隔板，隔板沿壳体中心线设置、且顶端呈L型向上弯折固定在壳体内侧顶端、尾端与壳体内侧尾端设有间隔；壳体顶端开有两个通孔分别为进液口和出液口，进液口和出液口分别位于隔板的左右两侧。

所述壳体的两侧或贴近土体的一侧设有多个固定锚栓，固定锚栓沿盾构机推进方向横向设置，将装置整体固定在所需加固的土体处。

所述固定锚栓的侧面设有多个倒钩，进一步对装置整体的位置固定。

所述固定锚栓和倒钩均由塑料制成，避免影响盾构机施工进度。

所述壳体上侧设有多个起吊点，起吊点处设有吊环，吊环由塑料制成，便于对装置整体的运输和取出。

所述壳体和隔板由钢材制成。

所述壳体和隔板由塑料制成，冻结施工完成后无需将装置整体取出。

所述螺旋冻结板的厚度为100mm-500mm，保证在洞门处冻结足够厚的冻结壁，保障盾构机顺利进出洞门。

所述进液口和出液口处均固定有橡胶垫圈，保证两通孔处的密封性，不造成冷媒介质的浪费。

本实用新型通过在盾构隧道端头前的土体中埋设螺旋冻结板，或者在地连墙洞门位置靠近土体处预埋螺旋冻结板，通过在螺旋冻结板内循环冷媒介质，最终在盾构隧道端头地层中形成垂直冻结壁加固体，在垂直冻结壁的保护下盾构机顺利进出洞口。具有节约工期、降低能耗、施工实用性强、施工质量控制方便、加固效果特别是止水效果好且安全可靠等突出优点，具有较大的推广应用价值。

附图说明

图1是实施例1纵向剖面结构示意图；

图2是实施例2纵向剖面结构示意图；

图3是螺旋冻结板冻结加固横向剖面图；

图4是实施例1的平面图；

图5是实施例2的平面图；

图6是螺旋冻结板的结构平面图；

图7是螺旋冻结板的立面图；

图8是螺旋冻结板的立面剖面图；

其中：2.螺旋冻结板；3.地连墙；4.盾构机；5 .内衬；6.壳体；7.吊环；8.进液口；9.出液口；10.隔板；11.进液管；12.出液管；13.洞门。

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。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例1：

如图1、图3、图4、图6-图8所示，盾构隧道端头螺旋冻结板冻结加固结构，包括在盾构隧道端头地连墙3前方土体中设置的圆形槽，此处前方为沿盾构机掘进方向朝向洞口外侧的方向，槽中放置螺旋冻结板2，所述螺旋冻结板2包括壳体6，壳体6正视呈螺旋状，壳体6内设有隔板10，隔板10沿壳体6中心线设置、且顶端呈L型向上弯折固定在壳体6内侧顶端、尾端与壳体6内侧尾端设有间隔；壳体6顶端开有两个通孔，分别为进液口8和出液口9，进液口8和出液口9分别位于隔板10的左右两侧，且进液口8和出液口9处均固定有橡胶垫圈，保证两通孔处的密封性，不造成流经通孔的冷媒介质的浪费。壳体6靠近土体的一侧设有多个（5个-10个）固定锚栓，固定锚栓沿盾构机4推进方向横向设置，固定锚栓的侧面设有多个（6个-12个）倒钩，固定锚栓和倒钩均由塑料制成，将装置整体固定在所需加固的土体处，且不影响盾构机4的施工进度。壳体6上侧设有多个起吊点，起吊点处设有吊环7，吊环7由塑料制成，便于对装置整体的运输和从槽中取出。壳体6和隔板10由塑料或钢材制成，塑料可使用PVC、PPR、ABS或PE，当二者使用塑料时，冻结施工结束后无需将装置整体从槽中取出，盾构机4可以直接切削壳体6和隔板10，不会延误盾构机施工进度；但有些工地受条件限制，只能使用钢材，此时在冻结施工结束后，需将装置整体自槽中取出后再进行盾构机的施工作业。螺旋冻结板2的厚度可为100mm-500mm，通常设为200mm。当螺旋冻结板2布置在盾构隧道端头前的土体中时，其位置距离地连墙3边300mm-400mm，可保证最佳的冻结效果。

具体施工时，先在土体处开挖圆形槽，将装置整体固定在槽中，此时固定锚栓插入槽内侧的土体中，对装置整体进行加固，将进液管11和出液管12分别与进液口8和出液口9连接，将冷媒介质自进液管11注入，冷媒介质在隔板10的阻挡作用下，沿壳体6内循环后，经出液口9自出液管12流出，不断循环冷媒介质，将螺旋冻结板2周围的土体进行冻结。冻结完成后，若装置整体为塑料，无需取下；若装置整体为钢材，则需利用吊环7将装置整体自槽中取出，盾构机4在冻结壁的保护下顺利进出洞门13。

本实用新型通过在盾构隧道端头前的土体中埋设螺旋冻结板2，通过在螺旋冻结板2内循环冷媒介质，最终在盾构隧道端头地层中形成垂直冻结壁加固体，在冻结壁的保护下盾构机4顺利进出洞门13。

实施例2：

如图2、图3、图5、图6-图8所示，盾构隧道端头螺旋冻结板冻结加固结构，包括在盾构隧道端头地连墙中的洞门13靠近前方的土体处预设的螺旋冻结板2，此处前方为沿盾构机掘进方向朝向洞口外侧的方向，所述螺旋冻结板2包括壳体6，壳体6正视呈螺旋状，壳体6内设有隔板10，隔板10沿壳体6中心线设置、且顶端呈L型向上弯折固定在壳体6内侧顶端、尾端与壳体6内侧尾端设有间隔；壳体6顶端开有两个通孔，分别为进液口8和出液口9，进液口8和出液口9分别位于隔板10的左右两侧，且进液口8和出液口9处均固定有橡胶垫圈，保证两通孔处的密封性，不造成流经通孔的冷媒介质的浪费。壳体6的两侧设有多个（5个-10个）固定锚栓，固定锚栓沿盾构机4推进方向横向设置，固定锚栓的侧面设有多个（6个-12个）倒钩，固定锚栓和倒钩均由塑料制成，将装置整体固定在所需加固的土体处，且不影响盾构机4的施工进度。壳体6上侧设有多个起吊点，起吊点处设有吊环7，吊环7由塑料制成，便于对装置整体的运输和从槽中取出。壳体6和隔板10由塑料制成，塑料可使用PVC、PPR、ABS或PE，冻结施工结束后无需将装置整体从槽中取出，盾构机4可以直接切削壳体6和隔板10，不会延误盾构机施工进度。螺旋冻结板2的厚度可为100mm-500mm，通常设为200mm。当螺旋冻结板2布置在盾构隧道端头前的土体中时，其位置距离地连墙3边300mm-400mm，可保证最佳的冻结效果。

具体施工时，在盾构隧道端头地连墙3中预埋螺旋冻结板2，此时螺旋冻结板2两侧的固定锚栓插入土体中，对装置整体进行加固，将进液管11和出液管12分别与进液口8和出液口9连接，将冷媒介质自进液管11注入，冷媒介质在隔板10的阻挡作用下，沿壳体6内循环后，经出液口9自出液管12流出，不断循环冷媒介质，将螺旋冻结板2周围的土体进行冻结。冻结完成后，盾构机4在冻结壁的保护下顺利进出洞门13。

本实用新型通过在盾构隧道端头前的土体中埋设螺旋冻结板2，通过在螺旋冻结板2内循环冷媒介质，最终在盾构隧道端头地层中形成垂直冻结壁加固体，在冻结壁的保护下盾构机4顺利进出洞门13。

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的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种盾构隧道端头螺旋冻结板冻结加固结构，包括在盾构隧道端头地连墙前方的土体中设置的圆形槽，槽中放置螺旋冻结板，其特征是，所述螺旋冻结板包括壳体，壳体正视呈螺旋状，壳体内设有隔板，隔板沿壳体中心线设置、且顶端呈L型向上弯折固定在壳体内侧顶端、尾端与壳体内侧尾端设有间隔；壳体顶端开有两个通孔分别为进液口和出液口，进液口和出液口分别位于隔板的左右两侧。

2.如权利要求1所述的盾构隧道端头螺旋冻结板冻结加固结构，其特征是，所述壳体和隔板由钢材制成。

3.一种盾构隧道端头螺旋冻结板冻结加固结构，包括在盾构隧道端头地连墙中的洞门位置靠近前方的土体处预设的螺旋冻结板，其特征是，所述螺旋冻结板包括壳体，壳体正视呈螺旋状，壳体内设有隔板，隔板沿壳体中心线设置、且顶端呈L型向上弯折固定在壳体内侧顶端、尾端与壳体内侧尾端设有间隔；壳体顶端开有两个通孔分别为进液口和出液口，进液口和出液口分别位于隔板的左右两侧。

4.如权利要求1或3所述的盾构隧道端头螺旋冻结板冻结加固结构，其特征是，所述壳体的两侧或贴近土体的一侧设有多个固定锚栓，固定锚栓沿盾构机推进方向横向设置。

5.如权利要求4所述的盾构隧道端头螺旋冻结板冻结加固结构，其特征是，所述固定锚栓的侧面设有多个倒钩。

6.如权利要求5所述的盾构隧道端头螺旋冻结板冻结加固结构，其特征是，所述固定锚栓和倒钩均由塑料制成。

7.如权利要求1或3所述的盾构隧道端头螺旋冻结板冻结加固结构，其特征是，所述壳体上侧设有多个起吊点，起吊点处设有吊环，吊环由塑料制成。

8.如权利要求1或3所述的盾构隧道端头螺旋冻结板冻结加固结构，其特征是，所述壳体和隔板由塑料制成。

9.如权利要求1或3所述的盾构隧道端头螺旋冻结板冻结加固结构，其特征是，所述螺旋冻结板的厚度为100mm-500mm。

10.如权利要求1或3所述的盾构隧道端头螺旋冻结板冻结加固结构，其特征是，所述进液口和出液口处均固定有橡胶垫圈。

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