一种富水砂层不加固泥水盾构活塞式密封接收装置的制造方法

文档序号:10949598阅读:555来源:国知局
一种富水砂层不加固泥水盾构活塞式密封接收装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型泥水盾构隧道施工技术领域,为了解决现有富水砂层加固效果差、成本大、工序复杂,泥水盾构接收止水帘布密封失效、风险大等难题,提供了一种富水砂层不加固泥水盾构活塞式密封接收装置,包括钢板桩和围护桩钢环,围护桩钢环与钢板桩垂直连接形成π字型结构,两组围护桩钢环之间插入式连接有活塞钢环端盖板,活塞钢环端盖板与围护桩钢环之间的空间区域内设有弹性钢板刷和环状注浆管。利用该装置可将泥水盾构在富水砂层中接收过程中的不可控因素转变为可控因素,在富水砂层端头不加固的条件下,不需要盾构直接破除围护桩,杜绝了泥水盾构接收时喷水涌砂,较好地控制了盾构接收风险。
【专利说明】
一种富水砂层不加固泥水盾构活塞式密封接收装置
技术领域
[0001]本实用新型泥水盾构隧道施工技术领域,具体涉及一种富水砂层不加固泥水盾构活塞式密封接收装置。
【背景技术】
[0002]我国盾构法隧道施工得到迅速发展,特别是复杂富水砂层采用泥水盾构施工已成功运用,但在泥水盾构接收中常因加固缺陷无法破除围护粧接收,有时人工破除围护粧时发生涌水使接收端成型隧道破坏。即使配置玻璃纤维筋也因姿态导致止水帘布无法整体与盾体密贴导致喷水涌砂事件发生,特别是到盘破除围护结构瞬间盾体四周土体地层突然损失,最终造成涌砂塌陷,严重的是端头砂土涌入始发井并淹埋了盾构机,造成整条线和盾构机报废。富水砂卵石地层泥水盾构接收安全事故已经成为盾构施工安全事故之首。
[0003]目前富水砂层泥水盾构接收主要是先进行接收端头加固,再在接收洞门外安设一道折板式橡胶止水帘布进行接收,但无论采用何种加固也无法满足加固效果,大多采取灌水或冷冻等补救措施进行辅助接收。即使采取辅助措施后止水帘布仍然涌水涌砂,轻者导致接收端头下沉超限,地面构筑物损坏,重者造成盾构掩埋或隧道报废,接收是盾构施工最后风险最大的工序,关系到盾构施工的成败。到目前没有一种能满足富水砂层加固后泥水盾构安全接收的装置。更不用说富水砂层不加固泥水盾构全接收的装置。

【发明内容】

[0004]本实用新型为了解决现有富水砂层加固效果差、成本大、工序复杂,泥水盾构接收止水帘布密封失效、风险大等难题,提供了一种富水砂层不加固泥水盾构活塞式密封接收
目.ο
[0005]本实用新型采用如下技术方案:
[0006]—种富水砂层不加固泥水盾构活塞式密封接收装置,包括钢板粧和围护粧钢环,围护粧钢环与钢板粧垂直连接形成字型结构,两组围护粧钢环之间插入式连接有活塞钢环端盖板,活塞钢环端盖板与围护粧钢环之间的空间区域内设有弹性钢板刷和环状注浆管。
[0007]所述活塞钢环端盖板外设有固定螺杆。
[0008]所述活塞钢环端盖板上开有观察孔。
[0009]施工时首先是在车站主体施工完后接收洞门围护粧外施工自制U型钢板临时换撑洞门土体,人工破除洞门处围护粧后,在其位置焊接钢环,并在钢环内安装特制止水钢板刷和环状注浆管;然后利用洞门外螺杆把特制接收钢环端盖板顶入围护粧钢环内,使钢板刷形成内翻和活塞式接收钢环;其次是从接收钢环端盖板上观察孔吹填拌有4%水泥的细沙填充钢环端盖板与钢板粧之间空隙后拔出钢板,并从地面进行压实处理;最后当盾构刀盘进入内翻式钢板刷后从洞门注浆孔内注入聚氨酯封堵开挖面与盾体之间缝隙和水,再利用泥水盾构循环系统顶推接收钢环盖板做活塞运动,且受螺杆形程限制,当快离开洞门环时通过前端封闭钢板预留闸阀观察钢板刷无渗水后拆除活塞钢盖板,并使盾体前移同时进行同步注浆,当盾尾离开洞门后结束盾构接收。
[0010]本实用新型充分利用钢板挡住洞门外土体破除围护粧,焊接钢环和安装钢板刷、环向注浆管后,利用洞门螺杆把接收钢环端盖板顶入围护粧位置,并从钢环端盖板上观察孔吹入改良沙土填充其空隙,实现盾构在封闭土体空间不需要破除围护粧就进入接收钢环内;然后是当刀盘进入接收钢环后从洞门外注浆孔注聚氨酯对盾体和开挖面之间砂和水进行封堵,松开螺母后利用盾构泥水压力使接收钢环端盖板做活塞运动,前移盾构同时限制钢环不能脱离洞门;其次是从接收钢环端盖板观察孔内观察盾体与钢板刷之间无渗水后,拆除接收钢环端盖板接续前移盾体;最后是盾尾离开钢板刷之前进行同步注浆再次进行开挖面与管片之间空隙封堵,盾尾离开最后一环管片后,钢板刷后自然靠在管片上堵塞后部浆液,杜绝传统盾构接收盾尾离开止水环同步将液流失现象。从而消除富水砂卵石地层盾构接收风险。
[0011]利用该装置实现了富水砂层不加固泥水盾构接收时无渗水,杜绝了泥水盾构接收安全事故发生,风险可控;取消了所有补救措施,大大简化泥水盾构接收工艺,具有工艺简单、技术先进、实用性强等优点,填补了我国富水砂层泥水盾构活塞式密封接收技术的空白,取得了良好的经济效益和社会效益。
[0012]采用该装置成功地完成了沈阳地铁9号线7标曹仲站左右线富水沙层泥水盾构接收,同时推广到沈阳地铁10号线下穿浑河青年路站的泥水盾构接收中,取得了良好的效果,填补了我国富水沙层不加固泥水盾构接收技术的空白,取得了良好的经济效益和社会效益。本装置不仅适用于所有泥水盾构隧道掘进接收,同样适合于土压盾构接收。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的平面示意图;
[0014]图2为图1的A-A剖视图;
[0015]图中:1-钻孔粧;2-车站主体结构;3-钢板粧;4-富水砂层;5-围护粧钢环;6_弹性钢板刷;7-环状注浆管;8-预留注浆孔;9-活塞钢环端盖板;10-固定螺杆;11-观察孔;12-改良回填土。
【具体实施方式】
[0016]结合附图,对本实用新型的【具体实施方式】作进一步说明:
[0017]如图1、2所示的富水砂层不加固泥水盾构活塞式密封接收装置,包含在钻孔粧I夕卜施工钢板粧3后凿除洞门处钻孔粧1,焊接围护粧钢环5后在其内安装弹性钢板刷6和环状注浆管7,环状注浆管7和洞门预留注浆孔8相连接;还包含从洞门安装活塞钢环端盖板9及其观察孔11,并由固定螺杆10固定在围护粧钢环5内,并从活塞钢环端盖板9上观察孔11吹填改良回填土12,拔出钢板粧3。
[0018]具体实施过程如下:
[0019]步骤一、钢板刷及环向注浆管安装洞门环围护粧凿除
[0020]A、车站主体2施工完后在洞门钻孔粧I外施工钢板粧3临时挡住富水砂层4;B、启动车站开挖降水系统后采用人工凿除洞门处钻孔粧I ;C、在已凿除钻孔粧钢筋上焊接与围护粧宽度一样的围护粧钢环5,然后安设环形弹性钢板刷6和环形注浆管7;D、把围护粧处钢环5与主体预埋钢板焊接成整体。
[0021]步骤二、吹填改良土
[0022]A、把加工好的活塞端盖板9放入主体钢环内,利用洞门环外螺杆10把端盖板9顶入围护粧钢环5内;B、在端盖板观察孔11内吹填改良土12; C、拔出钢板粧3,并对端头土体进行压密处理。
[0023]步骤三、泥水盾构接收
[0024]A、盾构掘刀盘进入围护粧钢环5后,从洞门外预留注浆孔8内注入聚氨酯浆液堵塞盾体与土体四周空隙;B、松开固定螺杆10,调试好泥水压力,利用泥水把活塞端盖板9顶到洞门外固定位置;C、从端盖板观察孔11卸压,并检查盾体与弹性钢板刷6之间无渗水后,拆除活塞端盖板9使盾体前移;D、当盾尾离开环向注浆管后,停止盾体前移,再次从预留注浆孔8内注聚氨酯堵塞管片与开挖面逐渐空隙和水;E、缓慢前移盾体,并启动同步注浆,当盾尾快离开弹性钢板刷6时,停止盾体前移,检查同步注浆填满弹性钢板刷6与环向注浆管7后快速前移盾体离开最后一环管片。
[0025]该泥水盾构活塞式接收装置用于沈阳地铁9号线7标曹仲站左右线泥水盾构接收,该站接收端头为砂层,地下水丰富,围护粧配有钢筋,端头未加固。采用该装置进行盾构接收实现无渗水,地面沉降远小于规范要求。该装置已推广到沈阳地铁10号线青年路站左右线泥水盾构接收工程中,同样确保临近浑河端头接收无渗水。实践证明该装置实用性强,填补了我国富水砂卵石地层不加固泥水盾构活塞式接收钢环技术的空白,推广前景好。
【主权项】
1.一种富水砂层不加固泥水盾构活塞式密封接收装置,其特征在于:包括钢板粧(3)和围护粧钢环(5 ),围护粧钢环(5 )与钢板粧(3 )垂直连接形成字型结构,两组围护粧钢环(5 )之间插入式连接有活塞钢环端盖板(9 ),活塞钢环端盖板(9 )与围护粧钢环(5 )之间的空间区域内设有弹性钢板刷(6)和环状注浆管(7)。2.根据权利要求1所述的富水砂层不加固泥水盾构活塞式密封接收装置,其特征在于:所述活塞钢环端盖板(9)外设有固定螺杆(10)。3.根据权利要求2所述的富水砂层不加固泥水盾构活塞式密封接收装置,其特征在于:所述活塞钢环端盖板(9)上开有观察孔(11)。
【文档编号】E21D9/08GK205638463SQ201620343222
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】安鸿斌, 王宗勇, 常鑫, 武明静, 赵香萍, 李晓, 刘文俊
【申请人】中铁十二局集团有限公司, 中铁十二局集团第二工程有限公司
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