一種土壓平衡盾構(gòu)機平衡始發(fā)的施工方法
【專利摘要】一種土壓平衡盾構(gòu)機平衡始發(fā)的施工方法，在土壓平衡盾構(gòu)機始發(fā)前在洞門鋼環(huán)上安裝了鋼套箱。盾構(gòu)機刀盤進入洞門，但還未始發(fā)掘進時，盾體即被鋼套箱環(huán)抱，形成環(huán)向腔體，通過向腔內(nèi)注入油脂等實現(xiàn)始發(fā)時的逆向止水，建立起主動的密封壓力。通過鋼套箱的這一逆向止水壓力來平衡洞門處的水土壓力，從而實現(xiàn)土壓平衡盾構(gòu)機的平衡始發(fā)。
【專利說明】一種土壓平衡盾構(gòu)機平衡始發(fā)的施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑施工方法，特別是涉及一種土壓平衡盾構(gòu)機平衡始發(fā)的施工方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]盾構(gòu)法是暗挖隧道的專用機械在地面以下建造隧道的一種施工方法。隨著我國城市軌道交通工程的飛躍發(fā)展，盾構(gòu)法被廣泛應(yīng)用，盾構(gòu)技術(shù)也得到較大的突破性發(fā)展，尤其是應(yīng)用最為廣泛的土壓平衡盾構(gòu)。同時，盾構(gòu)施工事故也隨之增多，特別是盾構(gòu)始發(fā)階段事故發(fā)生概率較高。盾構(gòu)始發(fā)是指盾構(gòu)機從盾構(gòu)工作井開始掘進的施工過程。
[0004]盾構(gòu)始發(fā)施工階段是指從破除洞門、盾構(gòu)初始推進到盾構(gòu)掘進、管片拼裝、壁厚注漿、渣土運輸?shù)热ば蛘归_前的施工階段。該階段較難控制風(fēng)險主要來源于初始掘進時盾體與洞門形成的洞圈空隙處的涌水、涌砂，為此而在洞門預(yù)埋鋼環(huán)上安裝折頁式密封壓板及橡膠簾布密封裝置，該裝置在承受來自洞門內(nèi)水土壓力時而被動的受壓密封。但由于該洞圈密封裝置自身承壓能力有限、若干個折頁壓板單元不能有一個薄弱環(huán)節(jié)，且施工中受盾構(gòu)出洞姿態(tài)及洞門鋼環(huán)實圓度等影響，盾構(gòu)始發(fā)出洞時往往不能完全密封而出現(xiàn)涌水、涌砂險情，嚴重時會導(dǎo)致始發(fā)端頭地面的塌方。
[0005]為保證土壓平衡盾構(gòu)始發(fā)安全，在盾構(gòu)始發(fā)前，應(yīng)對端頭土體進行地基加固。加固區(qū)長度應(yīng)大于盾構(gòu)機長度，使盾構(gòu)可安全掘進至建立土壓平衡。但地鐵盾構(gòu)施工中，常受地面交通、管線及建構(gòu)物限制，地基加固區(qū)長度小于盾構(gòu)機長度，或加固質(zhì)量受到影響，這也是盾構(gòu)始發(fā)常出現(xiàn)險情的一個原因。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對上述問題，提出一種土壓平衡盾構(gòu)機平衡始發(fā)的方法，可以避免盾構(gòu)始發(fā)掘進時洞圈涌水、涌砂，有效的保證盾構(gòu)及工作井基坑的安全。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種土壓平衡盾構(gòu)機平衡始發(fā)的施工方法，盾構(gòu)平衡始發(fā)的施工方法包括以下步驟:
(1)、在洞門鋼環(huán)上安裝折頁式簾布橡膠臨時密封裝置及鋼套箱；所述鋼套箱是由連接筒體和止水環(huán)兩部分組成的圓筒體，筒體內(nèi)徑大于盾體外徑；連接筒體一端直接與洞門鋼環(huán)環(huán)向?qū)訚M焊；另一端與止水環(huán)連接，止水環(huán)內(nèi)設(shè)有逆向止水裝置，末端設(shè)有末端封板；
(2)、在鋼套箱及洞門內(nèi)進行始發(fā)導(dǎo)軌安裝，對鋼套箱內(nèi)逆向止水裝置進行手涂油脂；
(3)、鑿除洞門內(nèi)的圍護結(jié)構(gòu)，確認洞門內(nèi)不存在刀盤不可切削的構(gòu)件；
(4)、進行負環(huán)管片拼裝，推進盾構(gòu)機，盾體進入鋼套箱，盾構(gòu)機的刀盤抵至洞門掌子面，盾構(gòu)機停止前進；
(5)、在鋼套箱的止水環(huán)末端安裝、固定末端封板，向鋼套箱的逆向止水裝置內(nèi)壓住滿密封油脂；
(6)、啟動盾構(gòu)機，盾構(gòu)機開始掘進，同時，持續(xù)向鋼套箱內(nèi)壓住油脂、向連接筒體內(nèi)注入惰性止水漿液，維持止水環(huán)內(nèi)壓力不小于刀盤面水土壓力；
(7)、盾尾完全進入鋼套箱后，收緊并固定好末端封板于負環(huán)管片上；
(8)、盾尾進入洞門圈后，開啟盾尾同步注漿，盾構(gòu)始發(fā)完成。
[0009]本發(fā)明的步驟(I)中，鋼套箱固定在洞門鋼環(huán)外，鋼套箱與洞門鋼環(huán)同心、同軸線；盾構(gòu)機始發(fā)掘進時，先穿過鋼套箱，鋼套箱內(nèi)部逆向止水密封裝置壓于盾體外周上；盾構(gòu)機穿過鋼套箱后，負環(huán)管片推出盾尾，鋼套箱內(nèi)部逆向止水裝置自動壓緊于負環(huán)管片外周。
[0010]本發(fā)明的步驟(I)之前還包括:對盾構(gòu)設(shè)備進行組裝、調(diào)試及始發(fā)反力支撐系統(tǒng)安裝；對始發(fā)端頭的地基進行加固，達到洞門鑿除的要求后，對洞門內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)進行第一次鑿除，剩余外層鋼筋及混凝土。
[0011]本發(fā)明的步驟(5)和(6)之間還包括:向盾構(gòu)機刀盤及鋼套箱連接筒體上管路注水，進行鋼套箱密性試驗，檢查盾體與鋼套箱間腔體的密閉性能，試驗完成后，排除試驗用水。
[0012]本發(fā)明的鋼套箱上設(shè)有第一油脂注入孔、第二油脂注入孔和漿液注入孔；末端封板通過條形銷孔固定在止水環(huán)末端，條形銷孔長度大于盾體與負環(huán)管片的外徑差，用以封堵盾體、負環(huán)管片與鋼套箱的環(huán)向間隙。
[0013]本發(fā)明的負環(huán)管片為地鐵隧道支撐的混凝土圓形結(jié)構(gòu)。
[0014]本發(fā)明的盾構(gòu)出洞時，采用了油脂和惰性止水漿液的填充進行洞圈密封。
[0015]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明在土壓平衡盾構(gòu)機始發(fā)前在洞門鋼環(huán)上安裝了鋼套箱。盾構(gòu)機刀盤進入洞門，但還未始發(fā)掘進時，盾體即被鋼套箱環(huán)抱，形成環(huán)向腔體，通過向腔內(nèi)注入油脂等實現(xiàn)始發(fā)時的逆向止水，建立起主動的密封壓力。通過鋼套箱的這一逆向止水壓力來平衡洞門處的水土壓力，從而實現(xiàn)土壓平衡盾構(gòu)機的平衡始發(fā)。
[0016]【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)布置示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明盾構(gòu)機刀盤抵入洞門掌子面示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明盾構(gòu)始發(fā)前節(jié)點圖。
[0020]圖4是本發(fā)明盾構(gòu)始發(fā)后節(jié)點圖。
[0021]其中:
1、盾構(gòu)機；2、負環(huán)管片；3、始發(fā)反力支撐系統(tǒng)；4、始發(fā)基座；5、洞門；6、鋼套箱；7、折頁式簾布橡膠臨時密封裝置；8、內(nèi)層圍護結(jié)構(gòu)；9、剩余外層圍護結(jié)構(gòu)；10、盾構(gòu)井端墻；11、掌子面；12、漿液注入孔；13、第一油脂注入孔；14、第二油脂注入孔；15、末端封板；16、逆向止水裝置。
[0022]
【具體實施方式】[0023]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0024]如圖1所示，一種土壓平衡盾構(gòu)機平衡始發(fā)的施工方法，
O按正常工藝進行盾構(gòu)機I組裝、調(diào)試及始發(fā)反力支撐系統(tǒng)3安裝；
2)始發(fā)端頭地基加固達到洞門鑿除的要求后，洞門內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)第一次鑿除，鑿除洞門內(nèi)層圍護結(jié)構(gòu)8，剩余外層圍護結(jié)構(gòu)9 ；
3)洞門5上安裝折頁式簾布橡膠臨時密封裝置7及鋼套箱6；
4)鋼套箱6及洞門5內(nèi)安裝始發(fā)導(dǎo)軌，以使盾構(gòu)機I沿設(shè)計軌跡推進；向鋼套箱6內(nèi)逆向止水裝置16手涂油脂；
5)洞門內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)8第二次鑿除，鑿除外層圍護結(jié)構(gòu)9及洞門內(nèi)其它構(gòu)件，確認洞門內(nèi)不存在刀盤不可切削的構(gòu)件；
接著，如圖2所示，
6)負環(huán)管片2拼裝，盾構(gòu)機I推進，盾體進入鋼套箱6，盾構(gòu)機I刀盤抵至洞門5內(nèi)掌子面11 ;
如圖2、3所示，
7)安裝、固定鋼套箱6的末端封板15，通過第一油脂注入孔13及第二油脂注入孔14向鋼套箱6的逆向止水裝置16內(nèi)壓住滿密封油脂；
8)通過漿液注入孔12向盾構(gòu)機I的刀盤及鋼套箱6的連接筒體管路上注水，進行鋼套箱6的密性試驗，檢查盾構(gòu)機I盾體與鋼套箱6間腔體的密閉性能；
9)S性試驗合格后，排除試驗用水；
10)啟動盾構(gòu)機1，盾構(gòu)機I開始掘進，同時，持續(xù)向鋼套箱6內(nèi)壓住油脂、向連接筒體內(nèi)注入惰性止水漿液，維持鋼套箱6的止水環(huán)內(nèi)壓力不小于刀盤面水土壓力；
如圖4所示:
11)盾構(gòu)機I盾尾完全進入鋼套箱6后，收緊并固定好末端封板15于負環(huán)管片2上；
12)盾構(gòu)機I盾尾進入洞門5圈后，開啟盾構(gòu)機I盾尾同步注漿，盾構(gòu)始發(fā)完成。
[0025]本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種土壓平衡盾構(gòu)機平衡始發(fā)的施工方法，其特征在于盾構(gòu)平衡始發(fā)的施工方法包括以下步驟: (1)、在洞門(5)的鋼環(huán)上安裝折頁式簾布橡膠臨時密封裝置(7)及鋼套箱(6);所述鋼套箱(6)是由連接筒體和止水環(huán)兩部分組成的圓筒體，筒體內(nèi)徑大于盾構(gòu)機(I)的盾體外徑；連接筒體一端直接與洞門鋼環(huán)環(huán)向?qū)訚M焊；另一端與止水環(huán)連接，止水環(huán)內(nèi)設(shè)有逆向止水裝置(16)； (2)、在鋼套箱(6)及洞門內(nèi)進行始發(fā)導(dǎo)軌安裝，對鋼套箱(6)內(nèi)逆向止水裝置(16)進行手涂油脂； (3)、鑿除洞門內(nèi)層圍護結(jié)構(gòu)(8)，確認洞門內(nèi)不存在刀盤不可切削的構(gòu)件； (4)、進行負環(huán)管片(2)拼裝，推進盾構(gòu)機(1)，盾體進入鋼套箱(6)，盾構(gòu)機(I)的刀盤抵至洞門掌子面(11)，盾構(gòu)機(I)停止前進； (5 )、在鋼套箱(6 )的止水環(huán)末端安裝、固定末端封板(15 )，向鋼套箱(6 )的逆向止水裝置(16)內(nèi)壓住滿密封油脂； (6)、啟動盾構(gòu)機(1)，盾構(gòu)機(I)開始掘進，同時，持續(xù)向鋼套箱(6)內(nèi)壓住油脂、向連接筒體內(nèi)注入惰性止水漿液，維持止水環(huán)內(nèi)壓力不小于刀盤面水土壓力； (7)、盾尾完全進入鋼套箱(6)后，收緊并固定好末端封板于負環(huán)管片(2)上； (8)、盾尾進入洞門圈后，開啟盾尾同步注漿，盾構(gòu)始發(fā)完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壓平衡盾構(gòu)機平衡始發(fā)的施工方法，其特征在于步驟(1)中，鋼套箱(6)固定在洞門鋼環(huán)外，鋼套箱(6)與洞門鋼環(huán)同心、同軸線；盾構(gòu)機(I)始發(fā)掘進時，先穿過鋼套箱(6)，鋼套箱(6)內(nèi)部逆向止水裝置(16)壓于盾體外周上；盾構(gòu)機(I)穿過鋼套箱后，負環(huán)管片(2)推出盾尾，鋼套箱內(nèi)部逆向止水裝置(16)自動壓緊于負環(huán)管片(2)外周。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壓平衡盾構(gòu)機平衡始發(fā)的施工方法，其特征在于:步驟(1)之前還包括:對盾構(gòu)設(shè)備進行組裝、調(diào)試及始發(fā)反力支撐系統(tǒng)安裝；對始發(fā)端頭的地基進行加固，達到洞門鑿除的要求后，對洞門內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)(8)進行第一次鑿除，剩余外層鋼筋及混凝土。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壓平衡盾構(gòu)機平衡始發(fā)的施工方法，其特征在于:步驟(5)和(6)之間還包括:向盾構(gòu)機(I)的刀盤及鋼套箱(6)內(nèi)連接筒體的管路上注水，進行鋼套箱(6)密性試驗，檢查盾體與鋼套箱(6)間腔體的密閉性能，試驗完成后，排除試驗用水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的土壓平衡盾構(gòu)機平衡始發(fā)的施工方法，其特征在于:鋼套箱(6)上設(shè)有第一油脂注入孔(13)、第二油脂注入孔(14)和漿液注入孔(12);末端封板通過條形銷孔固定在止水環(huán)末端，條形銷孔長度大于盾體與負環(huán)管片(2)的外徑差，用以封堵盾體、負環(huán)管片(2)與鋼套箱(6)的環(huán)向間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的土壓平衡盾構(gòu)機平衡始發(fā)的施工方法，其特征在于:負環(huán)管片(2)為地鐵隧道支撐的混凝土圓形結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的土壓平衡盾構(gòu)機平衡始發(fā)的施工方法，其特征在于:盾構(gòu)出洞時，采用了油脂和惰性止水漿液的填充進行洞圈密封。
【文檔編號】E21D9/06GK103899324SQ201410142038
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】張細寶, 劉志剛, 陳世君, 江歡 申請人:中鐵五局（集團）有限公司