可調位置的盾構洞門密封裝置及其偏心安裝方法與流程
2023-04-30 02:09:42 1
本發明涉及盾構隧道施工設備技術領域，特別是一種安裝在盾構洞門口處的洞門密封裝置及其安裝方法。
背景技術：
在地鐵隧道施工中，常常分為兩個主要階段，第一是車站（豎井）施工階段，第二是隧道施工階段。受兩個階段設計、施工等因素的影響，工藝轉換時有時存在前一工序未周全考慮後一階段施工的需求，或前一階段施工誤差需要後一階段的措施來彌補。這一點在隧道採用盾構法施工始發接收階段經常遇到，主要有結構施工完成後，盾構洞門尺寸或位置與設計不一致、曲線始發洞門施工時未考慮始發時洞門需偏移的因素、車站結構未考慮盾構後配套臺車空間需求導致盾構始發時需要偏角度始發等情況，這些情況如果不處理，則可能造成盾構隧道始發段水平偏差過大。
上述盾構施工問題，常用的處理方法是通過洞門的實際位置，通過設計人員微調始發線路，或破除一側洞門加厚另一側洞門的方法進行處理。這些方法處理時間長、成本高、施工風險大。所以基於以上描述，亟需一種新的方法以解決現有技術中存在的不能快速解決洞門位置不準的問題。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種可調位置的盾構洞門密封裝置及其偏心安裝方法，要解決盾構隧道始發段水平偏差過大時，常用的處理方法時間長、成本高、施工風險大的技術問題。
為實現上述目的，本發明採用如下技術方案：
一種可調位置的盾構洞門密封裝置，安裝在盾構洞門外，其特徵在於，包括：
鋼套筒，所述鋼套筒包括有圓鋼筒，焊接連接在圓鋼筒其中一端的洞門端連接鋼板，焊接連接在圓鋼筒另一端的端頭密封鋼板，焊接連接在圓鋼筒外側面上的鋼骨架，以及焊接連接在圓鋼筒外側面上、並且與圓鋼筒的內側相連通的注漿管。
接縫密封連接結構，所述接縫密封連接結構包括預埋在盾構洞門處的結構中的預埋件，將洞門端連接鋼板壓在預埋件上的壓板，穿過壓板並將壓板固定連接在預埋件上的連接螺栓a，以及夾在預埋件與洞門端連接鋼板之間的洞門端密封圈。
盾構密封連接結構，所述盾構密封連接結構包括依次設在端頭密封鋼板外側的密封橡膠板、弧形壓板和翻板，以及將密封橡膠板、弧形壓板和翻板連接到端頭密封鋼板上的連接螺栓b。
所述鋼骨架由焊接在鋼筒外側面上的環向肋板和縱向肋板組成。
所述圓鋼筒由三塊弧形鋼板拼接而成。
所述壓板包括壓的厚壓塊和壓在洞門端連接鋼板上的薄壓塊，厚壓塊和薄壓塊為一體結構在預埋件上，並且厚壓塊上設有與連接螺栓a配合的連接螺栓孔。
所述鋼套筒通過鋼支撐支撐在結構底板上。
所述預埋件為預埋鋼板。
一種可調位置的盾構洞門密封裝置的偏心安裝方法，其特徵在於步驟如下：
步驟一、測量出洞門實際型心，放樣出始發設計中心，計算出洞門實際型心與始發設計中心之間的距離，當洞門實際型心與始發設計中心之間的距離＞30mm時，進行下一步。
步驟二、根據始發設計中心放樣出洞門安裝輪廓線。
步驟三、根據洞門安裝輪廓線，對預埋件和預埋件上的安裝孔進行後期處理，以保證密封裝置能準確安裝，處理方法為，將原洞門範圍內部分用補充鋼板向內補齊，並重新製作新的安裝孔，即在預埋件上沿安裝輪廓加焊補充鋼板，並在預埋件上和補充鋼板上沿安裝輪廓外放一個壓板安裝距離重新製作新的安裝孔，然後將連接螺栓a插入新的安裝孔中，周邊焊滿固定，預埋件上原先設置的安裝孔廢棄。
步驟四、粘貼洞門端密封圈，同時地面完成可調位置的盾構洞門密封裝置其他部件的組裝。
步驟五、安裝可調位置的盾構洞門密封裝置及其他部件，固定擰緊，檢查效果。
所述步驟三中，用氣割在預埋件和補充鋼板上割出新的安裝孔。
所述步驟三中，當安裝孔的設置位置超出預埋件和補充鋼板範圍時，直接在結構上打連接螺栓a固定。
所述步驟五中，可調位置的盾構洞門密封裝置其他部件的具體安裝步驟如下；步驟1、將鋼套筒在地面拼裝好，測量橢圓度，測量洞門端連接鋼板、端頭密封鋼板的平整度；步驟2、用連接螺栓b將密封橡膠板、弧形壓板和翻板安裝在所述鋼套筒上；步驟3、將鋼套筒下井對位，用壓板和連接螺栓a安裝在洞門上，檢查各密封嚴實性，對不平整的接縫，注密封膠水密封。
與現有技術相比本發明具有以下特點和有益效果：
本發明可以有效密封盾構洞門，又可以矯正或調整洞門偏移量，使得盾構出洞姿態更加靈活。
本發明所述方法在偏差值一定範圍內可避免調整始發段隧道線路，可以輕鬆的將洞門通過延長的形式向需要的方向偏移一定的距離，可快速調正洞門中心的特性。也就是說，本發明可以在盾構始發洞門與需求不一致時，利用刀盤與洞門間的三維關係特徵，在一定範圍內調整洞門中心位置，使得盾構能夠沿著密封帘布的中心推進進入洞門。
本發明利用盾構密封帘布與盾構機中心必須基本在同一軸線上的要求，以及盾構機與洞門之間本身考慮有帘布保護間隙的特點，利用本發明將密封帘布斷面與洞門斷面在空間上拉開一定距離，使得盾構與原結構洞門的關聯關係需求變為盾構與本發明之間的關聯關係需求，使得盾構機與洞門之間的間隙變為可變量，大大的減小了洞門施工偏差所引起的處理難度。
本發明結合了玻璃纖維筋洞門圍護結構的特點，是一個可靈活調整位置的洞門密封裝置，其在採用玻璃纖維筋圍護結構工藝的配合下，可以省去盾構始發洞門破除的工藝，有效避開了洞門調整過程中的結構破壞，保證了預埋件的穩定和牢靠性，減小了風險，縮短了工期，節約了成本，提高了始發安全性。
本發明所述裝置可以使盾構機提前進入密封狀態，可縮短盾構始發端頭加固體的縱向範圍（即縮短端頭加固長度），節約成本。並且由於本發明中的接縫密封連接結構中的洞門端連接鋼板不採用開孔形式連接，而採用壓板連接，有效將連接板變窄（夠壓板壓緊即可），使得在最小工作量處理洞門預埋件的情況下，本發明與預埋件之間存在較多的可移動性。
本發明所述裝置還可以通過外圍注漿封堵洞門，提高始發洞門密封安全性。
本發明所述裝置還具有加工方便、經濟適用效益高、靈活安全可周轉重複使用的特性。
本發明所述裝置中的鋼套筒利用鋼結構將洞門延長，結合洞門玻璃纖維筋的圍護結構工藝，可以省去盾構洞門破除的工作和風險，可以重複利用節約成本。
本發明所述裝置將洞門延長，可以使得盾構機盾尾提前進入洞門，進入全密封狀態，可以減少端頭地基加固長度，節約成本。
附圖說明
下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。
圖1是本發明的結構示意圖。
圖2是圖1中a處的放大示意圖。
圖3是圖1中b處的放大示意圖。
圖4是圖1中a-a剖面的示意圖。
圖5是圖4中c處的放大示意圖。
圖6是翻板的示意圖。
圖7是壓板的結構主視示意圖。
圖8是圖7的左視示意圖。
圖9是本發明所述方法步驟一的示意圖。
圖10是本發明所述方法步驟二的示意圖。
圖11是本發明所述方法步驟三的示意圖。
圖12是本發明所述方法步驟四的示意圖。
圖13是本發明所述方法步驟五的示意圖。
附圖標記：1－洞門端連接鋼板、2－端頭密封鋼板、3－環向肋板、4－縱向肋板、5－圓鋼筒、6－連接螺栓a、7－注漿管、8－壓板、8.1－厚壓塊、8.2－薄壓塊、8.3－連接螺栓孔、9－洞門端密封圈、10－密封橡膠板、11－翻板、12－弧形壓板、13－連接螺栓b、14－預埋件、15－結構、16－鋼支撐、17－結構底板、18－始發設計中心、19－洞門實際型心、20－洞門安裝輪廓線、21－補充鋼板、22－安裝孔、23－可調位置的盾構洞門密封裝置、24－接頭板、25－密封膠墊。
具體實施方式
實施例參見圖1-6所示，這種可調位置的盾構洞門密封裝置，安裝在盾構洞門外，包括：
鋼套筒，所述鋼套筒包括有圓鋼筒5，焊接連接在圓鋼筒5其中一端的洞門端連接鋼板1，焊接連接在圓鋼筒5另一端的端頭密封鋼板2，焊接連接在圓鋼筒5外側面上的鋼骨架，以及焊接連接在圓鋼筒5外側面上、並且與圓鋼筒5的內側相連通的注漿管7，所述注漿管7使用前由油脂和球閥封堵，保持使用時的可用性，所述注漿管能通過地面注入速凝漿液迅速填充空間達到洞門密封效果，所述球閥必須與外接注漿設備管路接頭配套。
參見圖4、圖5，所述圓鋼筒5由三塊弧形鋼板拼接而成，即圓鋼筒5均分為三塊弧形鋼板，三塊弧形鋼板端頭設置接頭板24，通過螺栓進行連接，接頭板中間用密封膠墊25進行密封。圓鋼筒5的直徑應與洞門一致，長度應滿足刀盤起轉的最小長度要求。
所述鋼套筒應具有足夠的剛度，因此，在圓鋼筒5外側面上設有鋼骨架，鋼骨架由焊接在鋼筒5外側面上的環向肋板3和縱向肋板4組成。
接縫密封連接結構，所述接縫密封連接結構包括預埋在盾構洞門處的結構15中的預埋件14，將洞門端連接鋼板1壓在預埋件14上的壓板8，穿過壓板8並將壓板8固定連接在預埋件14上的連接螺栓a6，以及夾在預埋件14與洞門端連接鋼板1之間的洞門端密封圈9。所述洞門端密封圈9應具備足夠的張力和強度，安裝應平整無破損。所述預埋件14優選為預埋鋼板。
參見圖7、圖8，所述壓板8包括壓的厚壓塊8.1和壓在洞門端連接鋼板1上的薄壓塊8.2，厚壓塊8.1和薄壓塊8.2為一體結構在預埋件14上，並且厚壓塊8.1上設有與連接螺栓a6配合的連接螺栓孔8.3。
所述鋼套筒用壓板8壓接在預埋件14（即洞門預埋鋼板）上，壓板8可調位置應滿足洞門偏移需求量。作為補充，洞門偏移方向的對邊預埋件應該用補充鋼板向內加寬。
盾構密封連接結構，所述盾構密封連接結構包括依次設在端頭密封鋼板2外側的密封橡膠板10、弧形壓板12和翻板11，以及將密封橡膠板10、弧形壓板12和翻板11連接到端頭密封鋼板2上的連接螺栓b13。所述密封橡膠板10應具備足夠的張力和強度，安裝應平整無破損。所述翻板11應有效壓緊密封橡膠板10，防止鬆動。
作為優選,所述密封橡膠板10應與所述鋼套筒安裝面緊貼密實，密封橡膠板10的長度、厚度、彈性及開孔位置應與端頭密封鋼板2一致。
作為優選，弧形壓板12應與端頭密封鋼板2的弧度、開孔一致，環內接縫長度不大於30mm。
作為優選,所述翻板11應具備適中的長度，翻板11中的合頁銷應有足夠的連接長度和靈活性，所述翻板11應利用連接螺栓b13固定牢靠，所述連接螺栓b13應逐個檢查復緊。
可調位置的盾構洞門密封裝置23的下部應現場設置支撐改善結構懸臂環境，防止盾構施工過程盾構機重力造成所述密封裝置變形或破壞，以保證結構密封的完整性，比如可參見圖1，所述鋼套筒5通過鋼支撐16支撐在結構底板17上。作為優選,鋼支撐16的材料為h20型鋼、鍍鋅鋼管和/或φ20mm螺紋鋼。
可調位置的盾構洞門密封裝置中的各個構件在工廠內加工，成品在現場用螺栓連接。
所述鋼套筒和所述盾構密封連接結構在地面整體拼裝成型；安裝前對洞門口的預埋件14加寬（即圖9-13中所示的焊接補充鋼板21）、調控工作已經完成，安裝的外輪廓線控制點已經放樣標識；所述洞門端密封圈9在安裝前已粘貼在預埋件14上；所述鋼套筒和拼裝好的盾構密封連接結構整體吊裝安裝與所述的輪廓控制點對齊；所述鋼套筒用壓板8和連接螺栓a6壓緊固定在預埋件14上；所述鋼套筒安裝後下部應增加鋼支撐支撐在結構底版上。
所述鋼套筒通過壓板8與洞門口的預埋件14連接，在一定偏差範圍內，可以忽略預埋件14安裝的偏差和橢變，可以在壓板8與洞門端連接鋼板1的中間空隙範圍內調整鋼套筒位置以改變洞門的中線位置，使得洞門中心與盾構始發軸線一致或更接近一致。
所述接縫密封連接結構和盾構密封連接結構的所有連接應具有足夠的強度、接縫密封連接結構和盾構密封連接結構的所有接頭應具有良好的密封性，以滿足盾構施工的壓力環境需要。
參見圖9-13，這種可調位置的盾構洞門密封裝置的偏心安裝方法，其特徵在於步驟如下：
參見圖9，步驟一、測量出洞門實際型心19，放樣出始發設計中心18，計算出洞門實際型心19與始發設計中心18之間的距離h，當h＞30mm時，進行下一步；
參見圖10，步驟二、根據始發設計中心18放樣出洞門安裝輪廓線20；
參見圖11，步驟三、根據洞門安裝輪廓線20，對預埋件14和預埋件上的安裝孔進行後期處理，以保證密封裝置能準確安裝，處理方法為，將原洞門範圍內部分用補充鋼板21向內補齊，並重新製作新的安裝孔22，即在預埋件14上沿安裝輪廓加焊補充鋼板21，並在預埋件14上和補充鋼板21上沿安裝輪廓外放一個壓板安裝距離重新製作新的安裝孔22（用氣割在預埋件14和補充鋼板21上割出新的安裝孔22），然後將連接螺栓a插入新的安裝孔22中，周邊焊滿固定，預埋件上原先設置的安裝孔廢棄；當安裝孔的設置位置超出預埋件14和補充鋼板21範圍的話，直接在結構15上打連接螺栓a6固定。
步驟四、粘貼洞門端密封圈9，同時地面完成可調位置的盾構洞門密封裝置其他部件的組裝；
步驟五、安裝可調位置的盾構洞門密封裝置23及其他部件，固定擰緊，檢查效果。
參見圖12，步驟四、粘貼洞門端密封圈9，同時地面完成可調位置的盾構洞門密封裝置其他部件的組裝；
參見圖13，步驟五、安裝可調位置的盾構洞門密封裝置其他部件，固定擰緊，檢查效果。
所述步驟五中，可調位置的盾構洞門密封裝置其他部件的具體安裝步驟如下：
步驟1、將鋼套筒在地面拼裝好，測量橢圓度，測量洞門端連接鋼板1、端頭密封鋼板2的平整度，三塊弧形鋼板拼接時，接縫內（即接頭板24中間）應按要求安裝有密封膠墊25，螺栓應緊固，三塊弧形鋼板拼接成圓環（即拼接成鋼套筒）後，應焊接防變形拉杆。
步驟2、用連接螺栓b13將密封橡膠板10、弧形壓板12和翻板11安裝在所述鋼套筒上。
步驟3、將鋼套筒下井對位，用壓板8和連接螺栓a6安裝在洞門上，檢查各密封嚴實性，對不平整的接縫，注密封膠水密封。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。