盾構機無障礙始發的洞口結構的製作方法

2023-05-14 04:45:26 1

盾構機無障礙始發的洞口結構的製作方法
【專利摘要】一種盾構機無障礙始發的洞口結構，包括預留有盾構洞口的圍護結構層，在圍護結構層的內側設有樁牆體，在圍護結構層的外側裝有圍繞洞口的密封裝置。在密封裝置與圍護結構層之間安裝鋼套環，該鋼套環的內徑與洞口內徑相同。本實用新型的優點是：加設鋼套環可以實現盾構切削樁體時橡膠簾板和翻板離開刀盤的周邊刀，搭接到盾構前體上，並保證與周邊刀有足夠的安全距離，保證密封裝置的完好；由於增加了始髮長度，能夠使盾構機儘快建立土壓，利於掘進，不僅可以加快盾構的施工速度，而且極大提高了盾構始發的安全性；鋼套環可以在施工前根據設計要求提前製作，相比增加側牆厚度的方法節省了大量工作時間，同時鋼套環可以重複使用，大幅度降低工程成本。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及盾構隧道施工中盾構機始發處的洞口結構，可推廣至頂管機的始 發應用。 盾構機無障礙始發的洞口結構

【背景技術】
[0002] 目前盾構法隧道是國內外應用最為廣泛的一種隧道掘進方法，盾構法施工一般劃 分為三個階段，即盾構始發、正常掘進、接收。參見圖1和圖2,目前地鐵車站或盾構井10(位 於地面12以下）是盾構機始發與接收的必要條件，在盾構機8始發與到達及穿越前必須破 除洞口 15的端頭井圍護結構3內側的鋼筋混凝土樁牆體13(其對應於盾構機8前端的區域 14用玻璃纖維筋代替鋼筋)，在破除過程中存在較大的施工安全風險且工期較長，如破除後 的外側地層直接暴露，易出現湧水和坍塌，造成周圍地層沉降，甚至塌方，進而造成盾構無 法正常始發與接收等。如南京地鐵元通站，2007年工人在割除洞口處支護結構鋼筋時，土體 突然坍塌，發生湧水湧砂現象，造成地面嚴重變形塌陷，塌陷長度達150m ;該類事故不勝枚 舉，上海、長沙、天津等地區均出現過該類事故。尋求一種能利用盾構刀具直接切割的方法 是擺在工程技術人員面前的課題。玻璃纖維筋（Glass Fiber Reinforced Polymer Rebar), 簡稱GFRP，是一種玻璃纖維增強複合材料，由玻璃纖維和樹脂經熱融合而成，可加工成與鋼 筋一樣的形式與尺寸。與鋼筋相比，GFRP筋具有抗拉強度高、重量輕、可切割性好、抗腐蝕 性能好、熱傳導和電傳導能力低等優點，在很多情況下可以用來代替普通鋼筋。在盾構機8 穿過的區域14採用玻璃纖維筋局部替代鋼筋後，盾構機8可直接切割樁牆體，並建立土壓， 使盾構在少量端頭加固及不降水條件下安全始發施工。
[0003] 應用玻璃纖維筋局部替代鋼筋後盾構始發存在一些問題，參見圖2,盾構切削圍護 樁牆體14時，洞門密封機構的翻板5和橡膠簾板6仍搭接在周邊刀7上，周邊刀7會對翻 板5和橡膠簾板6造成破壞，直接影響密封裝置的密封效果。


【發明內容】

[0004] 本實用新型的目的是提供一種盾構機無障礙始發的洞口結構，以解決現有技術存 在的盾構機刀具損壞密封裝置而導致工程事故的問題。
[0005] 本實用新型的技術方案是：一種盾構機無障礙始發的洞口結構，包括預留有盾構 洞口的圍護結構層，在該圍護結構層的內側設有樁牆體，在圍護結構層的外側裝有圍繞洞 口的密封裝置，其特徵在於，在所述的密封裝置與圍護結構層之間安裝一鋼套環，該鋼套環 的內徑與洞口內徑相同。
[0006] 所述的鋼套環與圍護結構層之間設有墊板，三者之間採用螺栓連接。
[0007] 位於所述洞口處的樁牆體為易於切割的玻璃纖維筋混凝土結構，其他部分的樁牆 體為鋼筋混凝土結構。
[0008] 所述的鋼套環斷面形狀為矩形，採用厚度為20mm的優質鋼材製成；該鋼套環的軸 向長度為40(T800mm，應滿足橡膠簾板末端到周邊刀的安全距離不小於200mm ;徑向寬度為 200-500mm〇
[0009] 所述的密封裝置由橡膠簾板、圓環板、翻板及銷軸組成，在圓環板的內沿用銷軸連 接多個翻板，在翻板的內側裝有橡膠簾板。
[0010] 本實用新型有益效果是：加設鋼套環可以實現盾構切削樁體時橡膠簾板和翻板離 開刀盤的周邊刀，搭接到盾構前體上，並保證與周邊刀有足夠的安全距離，保證密封裝置的 完好；另外由於增加了始髮長度，能夠使盾構機儘快建立土壓，利於掘進，不僅可以加快盾 構的施工速度，而且極大提高了盾構始發的安全性；鋼套環可以在施工前根據設計要求提 前製作，相比增加側牆厚度的方法節省了大量工作時間，同時鋼套環可以重複使用，大幅度 降低工程成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1是現有盾構機始發處的洞口結構示意圖；
[0012] 圖2是圖1的局部放大圖(盾構機始發時破壞密封裝置的示意圖）；
[0013] 圖3是本實用新型盾構機無障礙始發的洞口結構的軸向剖視圖；
[0014] 圖4是本實用新型的鋼套環端面結構示意圖；
[0015] 圖5是本實用新型在使用時(盾構機始發）時的結構示意圖；
[0016] 圖6是本實用新型的鋼套環與圍護結構的另一種連接結構。

【具體實施方式】
[0017] 參見圖3-圖5,本實用新型一種盾構機無障礙始發的洞口結構，包括預留有盾構 洞口的圍護結構層3和設在其內側的樁牆體，位於所述洞口處的樁牆體為易於切割的玻璃 纖維筋混凝土結構14,其他部分的樁牆體為鋼筋混凝土結構13。在圍護結構層3的外側裝 有圍繞洞口 15的密封裝置，所述的密封裝置由橡膠簾板6、圓環板1、翻板5及銷軸組成，在 圓環板1的內沿用銷軸連接多個翻板5,在翻板5的內側裝有橡膠簾板6。
[0018] 在所述的密封裝置與圍護結構層3之間安裝一鋼套環2,該鋼套環2的內徑與洞口 15內徑相同（或接近)。
[0019] 所述的鋼套環2斷面形狀為矩形，採用厚度為20mm的優質鋼材製成；該鋼套環2 的軸向長度為40(T800mm，應滿足橡膠簾板6末端到盾構機8的周邊刀7的安全距離不小於 200mm ;鋼套環2的徑向寬度為200-500mm。在鋼套環2的端面中間設有沿圓周均布的多個 安裝孔21，安裝孔21的間距為50-100mm。
[0020] 所述的鋼套環2與圍護結構層之間設有墊板9,三者之間採用螺栓4連接。墊板9 和維護結構3上預留一周與鋼套環2上的安裝孔21對應的螺栓孔，通過螺栓4將鋼套環2、 墊板9與維護結構3連接固定。
[0021] 圖4中鋼套環2與圓環板1和墊板9分別採用長螺杆4穿過鋼套環2與維護結構 3固定連接。還可以採用圖6的固定方式，在鋼套環2的內側外沿設有外凸緣(類似法蘭)， 用螺栓11穿過該外凸緣與墊板9和維護機構3固定連接。
[0022] 本實用新型在使用時(參見圖5)，盾構機8進入鋼套環2後直接切割位於圍護結 構3內側的與鋼筋混凝土樁牆體13 -體的玻璃纖維筋混凝土區域14,使得盾構機8前端的 周邊刀7在轉動時離開了密封裝置，避免密封裝置的翻板5和橡膠簾板6的損壞。盾構機 8的周邊刀7進入鋼套環2後可直接切割樁牆體，並建立土壓，使盾構在少量端頭加固及不 降水條件下安全始發施工。
[0023] 本實用新型更具體的施工流程為：加工製作鋼套環2及墊板9 -安裝並固定墊板 -安裝鋼套環一安裝密封機構一檢查安裝質量一盾構無障礙始發一拆除鋼環及墊板並重 複利用。
【權利要求】
1. 一種盾構機無障礙始發的洞口結構，包括預留有盾構洞口的圍護結構層，在該圍護 結構層的內側設有樁牆體，在圍護結構層的外側裝有圍繞洞口的密封裝置，其特徵在於，在 所述的密封裝置與圍護結構層之間安裝一鋼套環，該鋼套環的內徑與洞口內徑相同。
2. 根據權利要求1所述的盾構機無障礙始發的洞口結構，其特徵在於，所述的鋼套環 與圍護結構層之間設有墊板，三者之間採用螺栓連接。
3. 根據權利要求1所述的盾構機無障礙始發的洞口結構，其特徵在於，位於所述洞口 處的樁牆體為易於切割的玻璃纖維筋混凝土結構，其他部分的樁牆體為鋼筋混凝土結構。
4. 根據權利要求1所述的盾構機無障礙始發的洞口結構，其特徵在於，所述的鋼套環 斷面形狀為矩形，採用厚度為20mm的優質鋼材製成；該鋼套環的軸向長度為40(T800mm,應 滿足橡膠簾板末端到周邊刀的安全距離不小於200mm ;徑向寬度為200-500mm。
5. 根據權利要求1所述的盾構機無障礙始發的洞口結構，其特徵在於，所述的密封裝 置由橡膠簾板、圓環板、翻板及銷軸組成，在圓環板的內沿用銷軸連接多個翻板，在翻板的 內側裝有橡膠簾板。
【文檔編號】E21D9/14GK203891893SQ201420292916
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月4日 優先權日:2014年6月4日
【發明者】劉軍, 餘樂, 王芳, 蔣華, 原海軍, 宋旱雲, 楊三資, 周洪 申請人:北京建築大學