一種盾構隧道的施工裝置及施工方法
2023-12-10 05:51:06 1
一種盾構隧道的施工裝置及施工方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於隧道施工技術領域，具體涉及一種盾構隧道的施工裝置及施工方法。
【背景技術】
[0002]應用盾構機開挖隧道是隧道設計和施工的一種方法，該方法在我國應用日益廣泛。盾構機一般從明挖的基坑內出發，進入地層開挖掘進並同時施作隧道襯砌結構，最後到達隧道另一端的明挖基坑，形成貫通的隧道。盾構機在明挖基坑內切割基坑圍護結構進入土體(下稱「盾構始發」)的過程中，地層暴露並被擾動，地下水開始流失，極易引起塌方事故，並連帶引起地下管網和周邊建築物損壞，造成工程事故，現有的處理措施是將盾構始發端一定範圍的地層用水泥漿液加固改良，提高地層的穩定性，阻止地下水流失。
[0003]現有的地層加固方法受地下管網和地層性質影響較大，地下管網影響設備施工，特別是地下有既有隧道時，地層加固可能無法實施，迀改管網影響工期且造價很高甚至不可實現;地下水流動會稀釋水泥漿，從而影響加固效果，而且水泥漿改良後地層的穩定性難以判別，有些地層在未經擾動前較密實，水泥漿加固效果不明顯，但已經擾動的土體就極易崩解，此時很難及時有效地控制水土流失，這也是導致國內多起盾構始發事故的主要原因。
【發明內容】
[0004]本發明為了解決上述盾構機開挖隧道時，容易造成水土流失，擾動土體，導致盾構始發事故的技術問題，提供一種結構簡單可靠，方便操作可靠的盾構隧道的施工裝置及施工方法。
[0005]為了解決上述問題，本發明按以下技術方案予以實現的:
[0006]本發明所述盾構隧道的施工裝置，包括連接環板、鋼套筒、設置在鋼套筒內的混凝土管片、以及盾構系統，所述連接環板預埋在基坑圍護結構上;所述盾構系統包括盾殼;所述盾殼設置在所述鋼套筒與所述混凝土管片之間；
[0007]所述鋼套筒的端面與所述連接環板連接固定；
[0008]所述鋼套筒與所述盾殼之間、以及所述盾殼與所述混凝土管片之間均填充有防止水土流失的克泥效；
[0009]所述鋼套筒上設置有若干用於注入所述克泥效的注漿孔。
[0010]進一步地，所述鋼套筒包括相互配合形成圓柱狀的上鋼套筒和下鋼套筒;所述鋼套筒的底部設置有支撐架；
[0011]所述下鋼套筒的底部向外伸出有用於支撐鋼套筒的所述支撐架，所述上鋼套筒和下鋼套筒通過螺栓連接固定。
[0012]進一步地，所述鋼套筒的端面與所述連接環板焊接固定。
[0013]進一步地，所述盾構系統還包括推動盾構系統向前掘進的千斤頂，所述鋼套筒的末端設置有為所述千斤頂提供反力的反力架。
[0014]—種盾構隧道的施工方法，包括以下步驟:
[0015]S1、在施工基坑圍護結構時，預埋連接環板；
[0016]S2、在連接環板上連接鋼套筒，鋼套筒的端面與所述連接環板固定連接，所述鋼套筒上設置有若干注漿孔；
[0017]S3、將盾構系統設置在鋼套筒內，所述盾構系統包括盾殼；
[0018]S4、在盾殼內處於後部的位置拼裝混凝土管片；
[0019]S5、通過鋼套筒的注射孔，往鋼套筒與盾殼之間和在鋼套筒與混凝土管片之間的空隙注入防止水土流失的克泥效。
[0020]進一步地，在S5之後，還包括
[0021]S6、千斤頂推動盾構系統向前掘進，在鋼套筒的末端設置給千斤頂提供反力的反力架；
[0022]S7、隨著盾構系統的前進，在S4中拼裝的混凝土管片的基礎上增加混凝土管片；
[0023]S8、利用盾構系統的注漿器，往混凝土管片與隧道壁土體之間的空隙注入克泥效。
[0024]進一步地，所述鋼套筒包括相互配合形成圓柱狀的上鋼套筒和下鋼套筒；
[0025]所述下鋼套筒的底部設置有支撐架，所述上鋼套筒和下鋼套筒通過螺栓連接固定。
[0026]進一步地，所述S2中，鋼套筒的端面與所述連接環板通過焊接固定。
[0027]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0028]本發明通過在連基坑圍護結構上預埋的連接環板，用於固定鋼套筒的端面，起到支承鋼套筒的作用，並通過鋼套筒的注漿孔，給鋼套筒與盾殼、以及鋼套筒與混凝土管片之間的空隙注入克泥效，克泥效是一種粘性很高的膏狀物，不易被稀釋，固結快，且強度低，能有效封閉地下水土流失，避免了由於水土流失而引起土體擾動，從而引發盾構始發事故，而且施工方便，安全可靠。
[0029]在盾構系統掘進過程中，不斷拼裝混凝土管片，利用盾構系統的注漿器，在管片與隧道土體之間注入克泥效，有效控制地層變形，使得隧道更安全可靠。
【附圖說明】
[0030]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明，其中:
[0031 ]圖1是本發明所述盾構隧道施工裝置的結構示意圖；
[0032]圖2是本發明所述盾構隧道施工裝置的下鋼套筒的結構示意圖；
[0033]圖3是本發明所述盾構隧道施工裝置的掘進過程中補充克泥效的示意圖。
【具體實施方式】
[0034]以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用於說明和解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0035]如圖1?圖3所示，本發明所述盾構隧道施工裝置，包括連接環板2、鋼套筒3、設置在鋼套筒3內的混凝土管片5、以及盾構系統4，所述連接環板2預埋在基坑圍護結構I上;所述盾構系4包括盾殼41、千斤頂42和注漿器;所述盾構系統4設置在所述鋼套筒3內，所述混凝土管片5設置在所述盾殼5尾部位置;所述鋼套筒3的端面與所述連接環板2連接固定;本實施例中的連接環板2與所述鋼套筒3的端面通過焊接固定，但本發明不局限於採用焊接連接固定，也可以是通過螺栓、鉚釘等連接方式，將鋼套筒3與連接環板2連接固定。
[0036]所述鋼套筒3包括相互配合形成圓柱狀的上鋼套筒和下鋼套筒31;所述下鋼套筒31的底部設置有支撐架34;所述上鋼套筒和下鋼套筒的連接面上均設置有若干螺栓孔33，它們通過螺栓連接固定，或相鄰的鋼套筒3也通過螺栓貫穿端面的螺栓孔33連接固定。所述鋼套筒3上還設置有若干注漿孔32。
[0037]所述鋼套筒3與所述盾殼41之間，以及所述盾殼41與所述混凝土管片5之間均填充有防止水土流失的克泥效6。通過鋼套筒3的注漿孔32從外面往鋼套筒3內的空隙注入克泥效6。克泥效6是一種粘性很高的膏狀物，不易被稀釋，固結快且強度低，當盾構機掘進土體過程中，鋼套筒和克泥效有效封閉地下水土流失。
[0038]還包括用於給推動盾構系統4的千斤頂42提供反力的反力架7。千斤頂42向前推動盾構系統4移動，當盾構系統4前進的距離超過了千斤頂42的行程時，需要砌入混凝土管片5，使得千斤頂42能提供作用力推動盾構系統前進。盾構系統4的注入器給混凝土管片5與隧道土體之間的間隙61注入克泥效，有效地加固隧道表層土體。
[0039 ]本發明所述盾構隧道施工方法，包括以下步驟:
[0040]S1、在施工基坑圍護結構I時，預埋連接環板2。
[0041]S2、在連接環板2上連接鋼套筒3，鋼套筒3的端面與所述連接環板2通過焊接固定連接，所述鋼套筒3上設置有若干注漿孔32。
[0042]S3、將盾構系統4設置在鋼套筒內，所述盾構系統包括盾殼；
[0043]S4、在盾殼的尾端拼裝混凝土管片；
[0044]S5、通過鋼套筒3的注射孔32，往鋼套筒3與盾殼41之間和在鋼套筒3與混凝土管片5之間空隙注入防止水土流失的克泥效。
[0045]S6、千斤頂推動盾構系統向前掘進，在鋼套筒的末端設置給千斤頂提供反力的反力架；
[0046]S7、隨著盾構系統的前進，在S4中拼裝的混凝土管片的基礎上增加混凝土管片5;
[0047]S8、利用盾構系統4的注漿器，往混凝土管片與隧道壁土體之間空隙61注入克泥效
6ο
[0048]本實施例所述盾構隧道施工裝置的其它結構參見現有技術。
[0049]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，故凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
【主權項】
1.一種盾構隧道的施工裝置，其特徵在於:包括連接環板、鋼套筒、混凝土管片、盾構系統，所述連接環板預埋在基坑圍護結構上;所述盾構系統包括盾殼;所述混混土管片設置在所述鋼套筒內，所述盾殼設置在所述鋼套筒與所述混凝土管片之間； 所述鋼套筒的端面與所述連接環板連接固定； 所述鋼套筒與所述盾殼之間、以及所述盾殼與所述混凝土管片之間均填充有防止水土流失的克泥效； 所述鋼套筒上設置有若干用於注入所述克泥效的注漿孔。2.根據權利要求1所述盾構隧道的施工裝置，所述鋼套筒包括相互配合形成圓柱狀的上鋼套筒和下鋼套筒;所述鋼套筒的底部設置有支撐架； 所述下鋼套筒的底部向外伸出有用於支撐鋼套筒的所述支撐架，所述上鋼套筒和下鋼套筒通過螺栓連接固定。3.根據權利要求1所述盾構隧道的施工裝置，所述鋼套筒的端面與所述連接環板焊接固定。4.根據權利要求1至3任一項所述盾構隧道的施工裝置，所述盾構系統還包括推動盾構系統向前掘進的千斤頂，所述鋼套筒的末端設置有為所述千斤頂提供反力的反力架。5.一種盾構隧道的施工方法，其特徵在於:包括以下步驟: 51、在施工基坑圍護結構時，預埋連接環板； 52、在連接環板上連接鋼套筒，鋼套筒的端面與所述連接環板固定連接，所述鋼套筒上設置有若干注漿孔； 53、將盾構系統設置在鋼套筒內，所述盾構系統包括盾殼； 54、在盾殼內處於後部的位置拼裝混凝土管片； 55、通過鋼套筒的注射孔，往鋼套筒與盾殼之間和在鋼套筒與混凝土管片之間的空隙注入防止水土流失的克泥效。6.根據權利要求5所述盾構隧道的施工方法，在S5之後，還包括 56、千斤頂推動盾構系統向前掘進，在鋼套筒的末端設置給千斤頂提供反力的反力架； 57、隨著盾構系統的前進，在S4中拼裝的混凝土管片的基礎上增加混凝土管片； 58、利用盾構系統的注漿器，往混凝土管片與隧道壁土體之間的空隙注入克泥效。7.根據權利要求6所述盾構隧道的施工方法，所述鋼套筒包括相互配合形成圓柱狀的上鋼套筒和下鋼套筒； 所述下鋼套筒的底部設置有支撐架，所述上鋼套筒和下鋼套筒通過螺栓連接固定。8.根據權利要求7所述盾構隧道的施工方法，所述S2中，鋼套筒的端面與所述連接環板通過焊接固定。
【專利摘要】本發明公開了一種盾構隧道的施工裝置及施工方法，施工裝置包括連接環板、鋼套筒、設置在鋼套筒內的混凝土管片、以及盾構系統，所述連接環板預埋在基坑圍護結構上；所述盾構系統包括盾殼；所述盾殼設置在所述鋼套筒與所述混凝土管片之間；所述鋼套筒的端面與所述連接環板連接固定；所述鋼套筒與所述盾殼之間、以及所述盾殼與所述混凝土管片之間均填充有防止水土流失的克泥效；所述鋼套筒上設置有若干用於注入所述克泥效的注漿孔。本發明能有效封閉地下水土流失，避免了由於水土流失而引起土體擾動，從而引發盾構始發事故，而且施工方便，安全可靠。
【IPC分類】E21D9/06, E21D11/08, E21D11/38
【公開號】CN105715277
【申請號】CN201610089826
【發明人】丁先立, 趙德剛, 鄧劍榮, 項寶, 羅旭, 周前, 昝子卉, 李恆一, 張文奇, 劉春傑, 馮廷康
【申請人】廣州地鐵設計研究院有限公司