一种坡面基坑条件下盾构钢护筒接收结构的制作方法

本实用新型属于盾构隧道工程技术领域，更具体地，涉及一种坡面基坑条件下盾构钢护筒接收结构。

背景技术：

随着我国城市化进程的推进，人口规模和车流量在各个城市中均急剧增加，使得城市交通的压力越来越大。为节约土地资源，大型地下通道隧道和轨道交通等工程建设相应的进入高速发展阶段。对于隧道建设而言，盾构隧道占据着重要位置。请参阅图1及图2，现有技术中的盾构隧道1的接收端设置为矩形的盾构接收井4，所述盾构接收井4为钢筋混凝土结构。盾构机2穿过待破除洞门3后的到达断面为一竖直平面。所述盾构机1到达所述到达断面时，其刀盘推力较为均衡。如图1所示，所述盾构机1破除所述待破除洞门3时可以较快的通过。。

而在盾构接收端是放坡开挖的基坑时，盾构到达端面是一个斜坡，如图2所示，，如采用既有的盾构直接推进穿越坡面技术方案时，存在以下问题：1.盾构临近及通过坡面掘进时刀盘前方土体厚度不均，存在浅覆土及无覆土掘进，刀盘受力不均，易扰动坡面，造成边坡失稳；2.盾构在穿越坡面的过程中刀盘需克服上下推力不均，掘进工效较低，长时间慢速掘进对坡面稳定更不利；3.由于随着盾构机刀盘与基坑坡面的距离逐步减小，盾构机的推力也逐步减小，此时，在盾构机尾部的管片衬砌可能由于推力不足而无法压紧接缝防水用的密封垫，从而影响运营期的防水性能。

专利CN205805555公开了一种坡面基坑条件下的盾构接收结构：包括基坑边坡及形成在所述基坑边坡上的反压堆土，所述反压堆土沿所述盾构机的行进方向的长度大于所述盾构机自身的长度，其沿垂直于自身长度方向的厚度大于所述盾构机的开挖高度。上述这种技术方案虽然能够解决坡面基坑条件下的盾构接收问题，但是堆土土方量会非常大，且堆土密实度难以保证，盾构进入堆土中的掘进数据和控制特性难以及时获取，容易引起盾构进入堆土中掘进时的开挖面平衡控制和盾构本身姿态失控问题，同时，当坡面基坑外施工场地有限时，可用堆土空间无法满足盾构自身长度，很难按照堆土方案实施盾构接收。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供一种本技术方案通过在坡面处设置钢护筒进行盾构接收，在保持坡面稳定，不减小盾构推力的情况下，保证盾尾管片衬砌环间密封垫顶紧后拼装后的防水性能。仅需提供钢护筒施工空间即可完成盾构接收，减少了工程造价。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种坡面基坑条件下盾构钢护筒接收结构，包括盾构机、钢护筒底座、钢护筒和反力架；

所述钢护筒设在接收端基坑坡面上，所述钢护筒包括筒体和后盖，所述筒体为圆环形钢管，所述后盖为圆弧形钢板，所述圆环形钢管和所述圆弧形钢板共同构成一端开口一端封闭结构，所述开口的一端水平插入所述接收端基坑坡面一定深度；

所述钢护筒底部设有钢护筒底座，所述反力架一端固定在所述钢护筒的封闭结构上，另一端固定在所述钢护筒底座上。

进一步地,所述钢护筒的直径大于所述盾构机的直径，用于容纳所述盾构机在所述钢护筒内掘进，所述钢护筒的长度满足所述盾构机在所述钢护筒内推进时，所述盾构机的盾尾能顺利通过所述基坑坡面。

进一步地，所述反力架采用钢管或型钢制备而成，用于所述钢护筒的斜向支撑。

进一步地，所述钢护筒底座采用混凝土或钢结构制备而成，用于防止所述钢护筒被盾构机推动。

进一步地，所述钢护筒内充填泥浆并加压或充填密实土体。

进一步地，所述筒体和所述后盖之间设有密封垫，用于保证所述钢护筒的密封性。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，本实用新型的基于坡面基坑条件下盾构钢护筒接收结构具有的主要技术效果如下：

(1)本实用新型一种坡面基坑条件下盾构钢护筒接收结构，通过在盾构接收端基坑坡面设置钢护筒，保证了盾构推力作用下基坑边坡的稳定性，也保证盾尾管片衬砌环间密封垫顶紧后拼装后的防水性能，且钢护筒能分节安装，便捷高效。

(2)本实用新型一种坡面基坑条件下盾构钢护筒接收结构，本专利通过在钢护筒内填料并加压，防止盾构推进过程中刀盘受力不均匀及推力损失，确保盾构机安全、高效地完成到达接收。

(3)本实用新型一种坡面基坑条件下盾构钢护筒接收结构，与坡面外堆土反压相比，本专利设置钢护筒，减少土方运输和堆积，避免堆土压实度不足造成盾构掘进中的施工安全隐患，且施工占地面积较少，环境影响较小。

附图说明

图1为现有盾构接收技术示意图；

图2为现有的坡面基坑条件下的盾构常规接收示意图；

图3为本实用新型较佳实施例坡面基坑条件下盾构接收示意图。

所有附图中，同一个附图标记表示相同的结构与零件，其中：1—已拼装完成盾构隧道；2—盾构机；3—待破除洞门；4—盾构接收井；5—盾构接收端基坑坡面；6—钢护筒底座；7—钢护筒；8—反力架。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图2为现有的坡面基坑条件下的盾构常规接收示意图。图3为本实用新型较佳实施例坡面基坑条件下盾构接收示意图。如图2和图3所示，本实用新型较佳实施例坡面基坑条件下的盾构接收结构，其适用于铁路隧道、地铁隧道、公路隧道等隧道工程。所述盾构接收结构包括盾构机2、钢护筒底座6、钢护筒7和反力架8。

所述钢护筒7设在所述盾构接收端基坑坡面5上，所述钢护筒7为一端开口一端封闭结构，所述开口端水平插入盾构接收端基坑坡面5一定深度；所述钢护筒包括筒体和后盖，所述筒体可拆分成多个部分，所述后盖与所述筒体之间设有密封垫，以保证装置密封性；所述钢护筒7的直径略大于盾构机2的直径，便于盾构机2在钢护筒7内完成作业；所述钢护筒7的长度应满足所述盾构机2在所述钢护筒内推进时，盾构机的盾尾能顺利通过坡面位置。

所述封闭端设有反力架8，用于保证钢护筒7平衡稳定性。所述反力架8为钢管或型钢用于竖向斜撑，所述反力架8一端连接钢护筒7后盖，并通过焊接固定，另一端与钢护筒底座6连接，所述钢护筒底座6为混凝土或钢结构，用于为钢护筒7提供反力，防止钢护筒7被盾构机推动。

所述钢护筒6填充有填料，加压并保压，保证所述钢护筒7内填料压力与坡体内水土压力相近，所述钢护筒内填料并加压后应能保证在所述盾构机2到达前及接收时，推力作用下边坡保持稳定。根据盾构类型钢护筒7内可填充不同填料，泥水盾构，钢护筒内充填泥浆并加压；土压盾构，钢护筒内充填密实土体。

所述盾构机2包括检测组件及控制器，所述检测组件检测到所述盾构机2的姿态信息(如刀盘受力情况，盾构机运行距离、位置)并将所述姿态信息传输给所述控制器，所述控制器根据所述姿态信息控制所述盾构机2进行相应动作，如停机。

工作时，在盾构机2到达盾构接收端基坑坡面5之前，在原有接收端基坑坡面上施工制作混凝土或钢结构的钢护筒底座6，并预埋用于固定钢护筒7的型钢。然后分节安装钢护筒7，先安装所述钢护筒7的筒体，后安装后盖，护筒连接好后，在钢护筒7后盖端部设置反力架8；对所述钢护筒6内进行填料、加压并保压，保证所述钢护筒7内填料压力与坡体内水土压力相近，所述盾构机2掘进直至其推出所述盾构接收端基坑坡面5，所述盾构机2推出所述盾构接收端基坑坡面5后即停机，所述钢护筒7泄压并拆除钢护筒上半部分，并将所述钢护筒7内的填料排出，随之拆卸所述钢护筒7，将所述盾构机2进行拆机解体并运至隧道外，拆除剩余钢护筒7及基座6，完成全部盾构接收工作。

采用本实用新型的基于坡面基坑条件下盾构钢护筒接收结构，所述盾构钢护筒接收方法通过在盾构接收端基坑坡面设置钢护筒，保证了盾构推力作用下基坑边坡的稳定性，钢护筒内填料并加压，防止盾构推进过程中刀盘受力不均匀及推力损失，确保盾构机安全、高效地完成到达接收。所述盾构机安全通过所述基坑边坡后，即可拆解钢护筒和盾构。所述盾构机接收方法简单方便、易于操作、安全可靠。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。