CN219932158U - 一种富水砂卵石地层盾构换刀加固结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种富水砂卵石地层盾构换刀加固结构，其包括设置在盾构隧道内的支护加固区，支护加固区通过多根插入盾构隧道内的钢板桩形成；支护加固区的俯视投影呈矩形结构，支护加固区的正视投影呈中间具有圆形缺口的“门”字形结构；盾构机刀盘位于圆形缺口内；支护加固区的顶部设置有多个袖阀管注浆孔，多个袖阀管注浆孔排列后的竖直投影呈矩形结构；盾构机刀盘的竖直投影位于呈矩形结构排列的多个袖阀管注浆孔范围内；每个袖阀管注浆孔的底端与盾构机刀盘顶部圆周外壁之间的间距大于3m；富水砂卵石地层盾构换刀加固结构可有效提高盾构机换刀位置四周地层的强度和稳定性，确保能够对盾构机刀盘进行常压换刀，降低安全风险。
Description
技术领域
本实用新型涉及盾构施工技术领域，具体为一种富水砂卵石地层盾构换刀加固结构。
背景技术
随着我国经济的高速发展，城市用地愈发紧张，开发地下空间已成为各大城市的发展趋势。地铁由于具有节省土地、节能、噪音小、干扰少和节约能源等优点，目前也得到了快速发展。城市地铁区间隧道多采用盾构机进行掘进施工。然而，盾构机刀盘在砂卵石地层长时间切削会产生严重磨损，为确保施工效率需及时更换。目前盾构换刀常用方法为带压换刀和常压换刀。
带压换刀工序繁多、工期长、费用大，换刀过程中易出现由压力消减导致的地面沉降塌陷等问题。另外，带压换刀操作人员需要在高压环境下工作，技术要求高，对操作人员身体伤害大、安全系数低。常压换刀施工快捷简便，但一般仅适用于掌子面前方地层稳定，而且地下水不发育的情况，适用地层范围有限。
实用新型内容
针对现有技术中的上述问题，本实用新型旨在提供一种富水砂卵石地层盾构换刀加固结构，解决了盾构机换刀位置四周地层不稳定，常压换刀安全风险高的问题。
为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下：
提供了一种富水砂卵石地层盾构换刀加固结构，其包括设置在盾构隧道内的支护加固区，支护加固区通过多根插入盾构隧道内的钢板桩形成，相连两根钢板桩的侧壁相互接触；
支护加固区的俯视投影呈矩形结构，支护加固区的正视投影呈中间具有圆形缺口的“门”字形结构；盾构机刀盘位于圆形缺口内；
支护加固区的顶部设置有多个袖阀管注浆孔，多个袖阀管注浆孔排列后的竖直投影呈矩形结构；盾构机刀盘的竖直投影位于呈矩形结构排列的多个袖阀管注浆孔范围内；
每个袖阀管注浆孔的底端与盾构机刀盘顶部圆周外壁之间的间距大于3m。
本实用新型的基本原理为：本实用新型中的一种富水砂卵石地层盾构换刀加固结构，通过在盾构隧道内设置有一个支护加固区，支护加固区即为盾构机盾构换刀位置；支护加固区相对于盾构隧道的土层形成隔离区，然后在通过多个袖阀管注浆孔向隔离区内注浆，浆液凝固后用于对隔离区内的土体进行加固，形成一个稳定的加固隔离区域；而盾构机在需要带压换刀时，将盾构机刀盘设置于支护加固区，进行换刀作业，由于支护加固区可以用于加固盾构隧道内的地层，可有效提高盾构机换刀位置四周地层的强度和稳定性，确保能够对盾构机刀盘进行常压换刀，可以避免出现盾构机刀盘在换刀过程中，因压力消减而导致地面沉降塌陷等情况的出现，降低了盾构机刀盘的换刀风险。
进一步地，支护加固区的顶部至少设置有一根管井，管井的底端穿过支护加固区与盾构隧道上拱部相接；每根管井内均匹配有一根抽水管。
管井的设置，用于预留有抽水通道，在支护加固区对应的盾构隧道段内部出现大量的地下水时，可以通过在管井内设置有一根抽水管，通过将抽水管与外部抽水装置连接，用于将盾构隧道的地下水抽出，疏排盾构换刀位置处的地下水，提高加固区地层强度，并防止盾构机刀盘换刀时突水。
进一步地，作为支护加固区具体尺寸的设置，具体地，在俯视投影方向上，支护加固区的四个边分别位于盾构机刀盘的前方、后方、左侧和右侧；支护加固区的四个边上的钢板桩与盾构机刀盘的前方、后方、左侧和右侧之间的间距均为3m。
进一步地，管井的数量为两根，两根管井以盾构隧道设计轴线对称设置；每根管井的直径均为0.3米。两根管井的设置，可以提高疏排盾构换刀位置处地下水的排水效率。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型中的一种富水砂卵石地层盾构换刀加固结构，通过在盾构隧道内设置有一个支护加固区，支护加固区即为盾构换刀位置；支护加固区通过多根插入盾构隧道内的钢板桩形成，钢板桩同时具有支护、防水和后续重复使用的作用；支护加固区内利用管井降水，并采用通过袖阀管注浆孔向支护加固区的土体进行注浆作业，可有效提高盾构机换刀位置四周地层的强度和稳定性，确保能够对盾构机刀盘进行常压换刀，降低安全风险。
附图说明
图1为一种富水砂卵石地层盾构换刀加固结构的俯视结构示意图。
图2为图1中A-A方向的剖面图。
图3为图1中B-B方向的剖面图。
图中：1、钢板桩；2、袖阀管注浆孔；3、管井；4、盾构机刀盘；5、盾构隧道设计轴线；6、盾构机；7、盾构隧道；8、地面；9、支护加固区。
具体实施方式
下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。
如图1～图3所示，本实用新型提供了一种富水砂卵石地层盾构换刀加固结构，其包括设置在盾构隧道7内的支护加固区9，支护加固区9通过多根插入盾构隧道7内的钢板桩1形成，相连两根钢板桩1的侧壁相互接触。
在本实施例中，可以通过40T履带吊车、配合振动锤及挖掘机施工，将钢板桩1从地面8打入盾构隧道7内。在钢板桩1施工中，要保证桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形，宜采用屏风式打入法。
支护加固区9的俯视投影呈矩形结构，具体地，在俯视投影方向上，所述支护加固区9的四个边分别位于所述盾构机刀盘4的前方、后方、左侧和右侧；支护加固区9的四个边上的钢板桩1与盾构机刀盘4的前方、后方、左侧和右侧之间的间距均为3m。
支护加固区9的正视投影呈中间具有圆形缺口的“门”字形结构；盾构机刀盘4位于圆形缺口内。
作为支护加固区9具体尺寸的设置，具体地，在俯视投影方向上，支护加固区9的四个边分别位于盾构机刀盘4的前方、后方、左侧和右侧；支护加固区9的四个边上的钢板桩1与盾构机刀盘4的前方、后方、左侧和右侧之间的间距均为3m。
支护加固区9的顶部设置有多个袖阀管注浆孔2，多个袖阀管注浆孔2排列后的竖直投影呈矩形结构；盾构机刀盘4的竖直投影位于呈矩形结构排列的多个袖阀管注浆孔2范围内。每个袖阀管注浆孔2的底端与盾构机刀盘4顶部圆周外壁之间的间距大于3m。
本实用新型中的一种富水砂卵石地层盾构换刀加固结构，通过在盾构隧道7内设置有一个支护加固区9，支护加固区9即为盾构机6的盾构换刀位置；支护加固区9相对于盾构隧道7的土层形成隔离区，然后在通过多个袖阀管注浆孔2向隔离区内注浆，浆液凝固后用于对隔离区内的土体进行加固，形成一个稳定的加固隔离区域；而盾构机6在需要带压换刀时，将盾构机刀盘4设置于支护加固区9，进行换刀作业，由于支护加固区9可以用于加固盾构隧道7内的地层，可有效提高盾构机6换刀位置四周地层的强度和稳定性，确保能够对盾构机刀盘4进行常压换刀，可以避免出现盾构机刀盘4在换刀过程中，因压力消减而导致地面8沉降塌陷等情况的出现，降低了盾构机刀盘4的换刀风险。
优选但不局限地，支护加固区9的顶部至少设置有一根管井3，管井3的底端穿过支护加固区9与盾构隧道7上拱部相接；每根管井3内均匹配有一根抽水管。
在本实施例中，管井3的数量为两根，两根管井3以盾构隧道设计轴线5对称设置；每根管井3的直径均为0.3米。两根管井3的设置，可以提高疏排盾构换刀位置处地下水的排水效率。
管井3的设置，用于预留有抽水通道，在支护加固区9对应的盾构隧道7段内部出现大量的地下水时，可以通过在管井3内设置有一根抽水管，通过将抽水管与外部抽水装置连接，用于将盾构隧道7的地下水抽出，疏排盾构换刀位置处的地下水，提高加固区地层强度，并防止盾构机刀盘4换刀时突水，然后将抽水管从管井3内抽出，最后才将盾构机刀盘4送入支护加固区9内。
Claims (5)
1.一种富水砂卵石地层盾构换刀加固结构，其特征在于，包括设置在盾构隧道内的支护加固区，所述支护加固区通过多根插入盾构隧道内的钢板桩形成，相连两根所述钢板桩的侧壁相互接触；
支护加固区的俯视投影呈矩形结构，支护加固区的正视投影呈中间具有圆形缺口的“门”字形结构；盾构机刀盘位于所述圆形缺口内；
支护加固区的顶部设置有多个袖阀管注浆孔，多个所述袖阀管注浆孔排列后的竖直投影呈矩形结构；盾构机刀盘的竖直投影位于呈矩形结构排列的多个袖阀管注浆孔范围内；
每个袖阀管注浆孔的底端与盾构机刀盘顶部圆周外壁之间的间距大于3m。
2.根据权利要求1所述的富水砂卵石地层盾构换刀加固结构，其特征在于，所述支护加固区的顶部至少设置有一根管井，所述管井的底端穿过支护加固区与盾构隧道上拱部相接。
3.根据权利要求2所述的富水砂卵石地层盾构换刀加固结构，其特征在于，每根所述管井内均匹配有一根抽水管。
4.根据权利要求3所述的富水砂卵石地层盾构换刀加固结构，其特征在于，在俯视投影方向上，所述支护加固区的四个边分别位于所述盾构机刀盘的前方、后方、左侧和右侧；支护加固区的四个边上的钢板桩与盾构机刀盘的前方、后方、左侧和右侧之间的间距均为3m。
5.根据权利要求4所述的富水砂卵石地层盾构换刀加固结构，其特征在于，所述管井的数量为两根，两根管井以盾构隧道设计轴线对称设置；每根管井的直径均为0.3米。
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