一种土压平衡盾构机平衡始发用钢套箱的制作方法
【专利摘要】一种土压平衡盾构机平衡始发用钢套箱，钢套箱是由连接筒体和止水环两部分组成的圆筒体，筒体内径大于盾构机的盾体外径；连接筒体一端直接与洞门的钢环环向焊接；另一端与止水环连接，止水环内设有逆向止水装置，末端设有末端封板。在土压平衡盾构机始发前在洞门钢环上安装本实用新型的钢套箱。盾构机刀盘进入洞门，但还未始发掘进时，盾体即被钢套箱环抱，形成环向腔体，通过向腔内注入油脂等实现始发时的逆向止水，建立起主动的密封压力。通过钢套箱的这一逆向止水压力来平衡洞门处的水土压力，从而实现土压平衡盾构机的平衡始发。
【专利说明】一种土压平衡盾构机平衡始发用钢套箱
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种建筑施工设备，特别是一种土压平衡盾构机平衡始发用钢套箱。
【背景技术】
[0002]盾构法是暗挖隧道的专用机械在地面以下建造隧道的一种施工方法。随着我国城市轨道交通工程的飞跃发展，盾构法被广泛应用，盾构技术也得到较大的突破性发展，尤其是应用最为广泛的土压平衡盾构。同时，盾构施工事故也随之增多，特别是盾构始发阶段事故发生概率较高。盾构始发是指盾构机从盾构工作井开始掘进的施工过程。
[0003]盾构始发施工阶段是指从破除洞门、盾构初始推进到盾构掘进、管片拼装、壁厚注浆、渣土运输等全工序展开前的施工阶段。该阶段较难控制风险主要来源于初始掘进时盾体与洞门形成的洞圈空隙处的涌水、涌砂，为此而在洞门预埋钢环上安装折页式密封压板及橡胶帘布密封装置，该装置在承受来自洞门内水土压力时而被动的受压密封。但由于该洞圈密封装置自身承压能力有限、若干个折页压板单元不能有一个薄弱环节，且施工中受盾构出洞姿态及洞门钢环实圆度等影响，盾构始发出洞时往往不能完全密封而出现涌水、涌砂险情，严重时会导致始发端头地面的塌方。
[0004]为保证土压平衡盾构始发安全，在盾构始发前，应对端头土体进行地基加固。加固区长度应大于盾构机长度，使盾构可安全掘进至建立土压平衡。但地铁盾构施工中，常受地面交通、管线及建构物限制，地基加固区长度小于盾构机长度，或加固质量受到影响，这也是盾构始发常出现险情的一个原因。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是针对上述问题，提出一种土压平衡盾构机平衡始发用钢套箱，可以避免盾构始发掘进时洞圈涌水、涌砂，有效的保证盾构及工作井基坑的安全。
[0006]本实用新型的技术方案是:
[0007]—种土压平衡盾构机平衡始发用钢套箱，钢套箱是由连接筒体和止水环两部分组成的圆筒体，筒体内径大于盾构机的盾体外径；连接筒体一端直接与洞门的钢环环向焊接；另一端与止水环连接，止水环内设有逆向止水装置，末端设有末端封板。
[0008]本实用新型的钢套箱固定在洞门钢环外，钢套箱与洞门钢环同心、同轴线。
[0009]本实用新型的钢套箱上设有第一油脂注入孔、第二油脂注入孔和浆液注入孔。
[0010]本实用新型的末端封板通过条形销孔固定在止水环末端，条形销孔长度大于盾体与负环管片的外径差。
[0011]本实用新型的负环管片为地铁隧道支撑的混凝土圆形结构。
[0012]本实用新型的逆向止水装置为两组具有一定间隔的钢丝刷。
[0013]本实用新型的有益效果:
[0014]在土压平衡盾构机始发前在洞门钢环上安装本实用新型的钢套箱。盾构机刀盘进入洞门，但还未始发掘进时，盾体即被钢套箱环抱，形成环向腔体，通过向腔内注入油脂等实现始发时的逆向止水，建立起主动的密封压力。通过钢套箱的这一逆向止水压力来平衡洞门处的水土压力，从而实现土压平衡盾构机的平衡始发。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型结构布置示意图。
[0016]图2是本实用新型盾构机刀盘抵入洞门掌子面示意图。
[0017]图3是本实用新型盾构始发前节点图。
[0018]图4是本实用新型盾构始发后节点图。
[0019]其中:
[0020]1、盾构机；2、负环管片；3、始发反力支撑系统；4、始发基座；5、洞门；6、钢套箱；
7、折页式帘布橡胶临时密封装置；8、内层围护结构；9、剩余外层围护结构；10、盾构井端墙；11、掌子面；12、浆液注入孔；13、第一油脂注入孔；14、第二油脂注入孔；15、末端封板；16、逆向止水装置。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0022]一种土压平衡盾构机平衡始发用钢套箱，钢套箱6是由连接筒体和止水环两部分组成的圆筒体，筒体内径大于盾构机I的盾体外径；连接筒体一端直接与洞门5的钢环环向焊接；另一端与止水环连接，止水环内设有逆向止水装置16，逆向止水装置16为两组具有一定间隔的钢丝刷，止水环末端设有末端封板15,末端封板15通过条形销孔固定在止水环末端，条形销孔长度大于盾体与负环管片2的外径差。
[0023]本实用新型的钢套箱6固定在洞门钢环外，钢套箱6与洞门钢环同心、同轴线；钢套箱上设有第一油脂注入孔13、第二油脂注入孔14和浆液注入孔12。
[0024]具体施工时:
[0025]如图1所示，
[0026]I)按正常工艺在始发基座4上进行盾构机I组装、调试及始发反力支撑系统3安装；
[0027]2)始发端头地基加固达到洞门凿除的要求后，洞门内围护结构第一次凿除，凿除洞门内层围护结构8，剩余外层围护结构9 ；
[0028]3)洞门5上安装折页式帘布橡胶临时密封装置7及始发钢套箱6 ；
[0029]4)钢套箱6及洞门5内安装始发导轨，以使盾构机I沿设计轨迹推进；向钢套箱6内逆向止水装置16手涂油脂；
[0030]5)洞门5内围护结构第二次凿除，凿除外层围护结构9及洞门内其它构件，确认洞门内不存在刀盘不可切削的构件；
[0031]接着，如图2所示，
[0032]6)负环管片2拼装，盾构机I推进，盾体进入钢套箱6，盾构机I刀盘抵至洞门5内掌子面11;
[0033]如图2、3所示，[0034]7)安装、固定钢套箱6的末端封板15，通过第一油脂注入孔13及第二油脂注入孔14向钢套箱6的逆向止水装置16内压住满密封油脂；
[0035]8)通过浆液注入孔12向盾构机I的刀盘及钢套箱6的连接筒体管路上注水，进行始发钢套箱6的密性试验，检查盾构机I盾体与钢套箱6间腔体的密闭性能；
[0036]9)密性试验合格后，排除试验用水；
[0037]10)启动盾构机1，盾构机I开始掘进，同时，持续向钢套箱6内压住油脂、向连接筒体内注入惰性止水浆液，维持钢套箱6的止水环内压力不小于刀盘面水土压力；
[0038]如图4所示:
[0039]11)盾构机I盾尾完全进入钢套箱6后，收紧并固定好末端封板15于负环管片2上;
[0040]12)盾构机I盾尾进入洞门5圈后,开启盾构机I盾尾同步注衆，盾构始发完成。
[0041]本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
【权利要求】
1.一种土压平衡盾构机平衡始发用钢套箱，其特征在于钢套箱(6)是由连接筒体和止水环两部分组成的圆筒体，筒体内径大于盾构机(I)的盾体外径；连接筒体一端直接与洞门(5)的钢环环向焊接；另一端与止水环连接，止水环内设有逆向止水装置(16)，末端设有末端封板(15)。
2.根据权利要求1所述的土压平衡盾构机平衡始发用钢套箱，其特征在于钢套箱(6)固定在洞门钢环外，钢套箱(6)与洞门钢环同心、同轴线。
3.根据权利要求1所述的土压平衡盾构机平衡始发用钢套箱，其特征在于钢套箱上设有第一油脂注入孔(13)、第二油脂注入孔(14)和浆液注入孔(12)。
4.根据权利要求1所述的土压平衡盾构机平衡始发用钢套箱，其特征在于末端封板(15)通过条形销孔固定在止水环末端，条形销孔长度大于盾体与负环管片(2)的外径差。
5.根据权利要求4所述的土压平衡盾构机平衡始发用钢套箱，其特征在于负环管片(2)为地铁隧道支撑的混凝土圆形结构。
6.根据权利要求1所述的土压平衡盾构机平衡始发用钢套箱，其特征在于逆向止水装置(16)为两组具有一定间隔的钢丝刷。
【文档编号】E21D9/08GK203783589SQ201420171629
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2014年4月10日
【发明者】张细宝, 刘志刚, 陈世君, 江欢 申请人:中铁五局（集团）有限公司