盾构地下对接结构及施工方法与流程

本发明涉及一种盾构结构及施工方法，尤其涉及一种盾构地下对接结构及施工方法，属于盾构施工技术领域。

背景技术：

在城市中盾构隧道常沿道路布设，然而城市道路地面交通情况复杂，地下管线密集。目前盾构隧道有向长距离、大深度化的方向发展。当单条盾构隧道过长时从单侧掘进会面临掘进效率低下、工期长的问题，因此需在盾构线路中部设置工作井，但想在道路上布置用于盾构施工的工作井会面临大量地下管线的改迁及交通疏导工作。为此本发明提供一种将盾构机从两端始发，在中间无工作井直接对接的结构及施工方法。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，本发明提供一种盾构地下对接结构，该结构无需设置工作井，对接地点不受地面、地质及地下管线的影响，并且是在钢制插入环的保护下进行，能安全可靠地进行施工作业。

同时，本发明提供一种盾构地下对接结构的施工方法，该施工方法能大大节约施工成本和缩短工期，对周边的环境影响小，由于全程采用地下作业，对地面的交通及构筑物没有影响。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

盾构地下对接结构，包括在同一掘进线路两端相向掘进的两台盾构机，两所述盾构机的相对面均设置有可径向伸缩刀盘，两所述可径向伸缩刀盘的相背面均连有驱动部件；

一台所述盾构机的盾壳内表面设置有插入环室，所述插入环室前端设置有第一密封件，所述插入环室内设置有插入环，所述插入环的末端与千斤顶相连；

另一台所述盾构机的盾壳内表面设置有与所述插入环室相对应的接收环室，所述接收环室内设置有第二密封件。

所述第一密封件包括两道唇式密封圈，所述插入环穿过所述密封圈，所述插入环与所述插入环室的下表面之间设置有导向环。

所述接收环室为一个环槽，所述环槽内设置有所述第二密封件，所述第二密封件为环形多孔的密封垫。

所述可径向伸缩刀盘包括刀盘外圈，所述刀盘外圈的直径与所述盾壳的直径相同且所述刀盘外圈与所述盾壳同心设置；所述刀盘外圈内设置有若干可伸缩辐条，所述可伸缩辐条包括呈辐射状的空心的辐条外壳，所述辐条外壳的每一个辐条空腔内均设置有伸缩辐杆，所述伸缩辐杆的自由端通过连接件连于所述刀盘外圈的内表面或者与所述刀盘外圈相分离。

所述连接件与所述刀盘外圈的接触面上设置有用于与所述刀盘外圈相连的插接件。插接件包括设置于所述刀盘外圈内表面的凸起和设置在所述连接件上的插孔，所述凸起与所述插孔相适配。

所述插入环的前端为斜口。

所述插入环为钢制。

所述千斤顶为液压千斤顶。

盾构地下对接结构的施工方法，包括以下步骤：

s01，两台相向而行的所述盾构机到达指定对接位置时，停止掘进；

s02，所述可径向伸缩刀盘缩至极限位置，使所述连接件与所述刀盘外圈相分离；

s03，开启所述千斤顶，将所述插入环插入到另一台所述盾构机的接收环室内，形成对接环；

s04，清除所述对接环及所述盾构机内的渣土；

s05，在所述对接环处，用钢板沿所述插入环一周做焊接，将两台所述盾构机做整体接合；

s06，拆除两台所述盾构机除盾壳外的所有零部件；

s07，在所述盾壳内表面浇筑二衬混凝土，将两段隧道连成一个整体。

s06中，拆除方法包括割除。

本发明具有以下有益效果：

1、对接地点不受地面、地质及地下管线的影响，可以自由的选择。

2、本施工方法是在钢制的插入环的保护下进行，能安全可靠地进行施工作业。

3、本发明对周边的环境影响小，由于全程采用地下作业，对地面的交通及构筑物没有影响。

4、本发明采用的对接作业无需进行地质改良工作，且不需施作工作井，能大大节约施工成本和缩短工期。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中可径向伸缩刀盘径向伸出时的结构示意图；

图3为本发明中可径向伸缩刀盘径向收缩时的结构示意图；

图4为本发明中插入环室的结构示意图；

图5为本发明中接收环室的结构示意图；

图6为本发明中两台盾构机对接时的结构示意图；

图7为本发明中两台盾构机对接形成一个隧道整体时的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本实施例公开了一种盾构地下对接结构，包括在同一掘进线路两端相向掘进的两台盾构机1，两所述盾构机1的相对面均设置有可径向伸缩刀盘2，两所述可径向伸缩刀盘2的相背面（该相背面位于盾构机1内部）均连有驱动部件3，驱动部件3可为液压马达。

一台所述盾构机1的盾壳内表面设置有插入环室5，所述插入环室5前端设置有第一密封件6，所述插入环室5内设置有插入环7，所述插入环7的末端与千斤顶8相连；

另一台所述盾构机1的盾壳内表面设置有与所述插入环室5相对应的接收环室9，所述接收环室9内设置有第二密封件10。

本实施例的两台盾构机1在同一掘进线路上两侧相向掘进，两台盾构机1的盾壳上均设置有盾构推进千斤顶20，在到达指定的对接位置时，将两台盾构机1的可径向伸缩刀盘2外径缩小，然后将一台盾构机1内藏的插入环7插入到另一台盾构机1的接收环室9内，使两台盾构机1机械的结合为一体。再人工清除对接室内部的渣土及盾构机1内部的零部件后浇筑二衬混凝土19，使隧道形成一个整体。

本实施例中，可径向伸缩刀盘2的具体结构如图2~图3所示，所述可径向伸缩刀盘2包括刀盘外圈12，所述刀盘外圈12的直径与所述盾壳的直径相同且所述刀盘外圈12与所述盾壳同心设置；所述刀盘外圈12内设置有若干可伸缩辐条13，所述可伸缩辐条13包括呈辐射状的空心的辐条外壳14，所述辐条外壳14的每一个辐条空腔15内均设置有伸缩辐杆16，所述伸缩辐杆16的自由端通过连接件17连于所述刀盘外圈12的内表面或者与所述刀盘外圈12相分离。

所述连接件17与所述刀盘外圈12的接触面上设置有用于与所述刀盘外圈12相连的插接件。

插接件包括设置于所述刀盘外圈12内表面的凸起和设置在所述连接件17上的插孔，所述凸起与所述插孔相适配。由于可径向伸缩刀盘2为径向伸缩，故插接件不会影响其径向伸缩，并且可保证可径向伸缩刀盘2径向伸出时，连接件17与刀盘外圈12的连接强度，从而保证可径向伸缩刀盘2的正常使用。

本实施例的两台盾构机1均采用的是可伸缩辐条式刀盘，在两台盾构机1到达指定的对接位置时，盾构机1的辐条（即伸缩辐杆16）收缩，刀盘外圈12丢弃，为插入环7腾出空间。

如图4所示，所述第一密封件6包括两道唇式密封圈，所述插入环7穿过所述密封圈，所述插入环7与所述插入环室5的下表面之间设置有导向环11。所述插入环7为钢制。

本实施例的插入环室5的具体结构为：插入环室5前端内外圈采用两道唇式密封来防止盾构机1漏水，并且在插入环室5的内圈安装一个导向环11用于支承插入环7，插入环7的后端使用液压千斤顶将插入环7顶出，插入环7的前端做成斜口状以减小顶进阻力。

如图5所示，所述接收环室9为一个环槽，所述环槽内设置有所述第二密封件10，所述第二密封件10为环形多孔的密封垫。

本实施例的接收环室9的具体结构为：接收环室9是将一个环形多孔的密封垫安装在另一台盾构机1前端的环槽上，当插入环7顶到环形多孔的密封垫上时，起到密封防漏的效果，该密封垫为多孔的设计，目的是增大密封垫的收缩量，能够起到更好的密封效果。

如图6~图7所示，本实施例公开了一种盾构地下对接结构的施工方法，包括以下步骤：

s01，两台相向而行的盾构机1到达指定对接位置时，停止掘进；

s02，将所述可径向伸缩刀盘2收缩至极限位置，极限位置即为伸缩辐杆16完全缩回辐条空腔15时的位置；使所述连接件17与所述刀盘外圈12相分离，为插入环7腾出空间；

s03，开启所述千斤顶8，将所述插入环7插入到另一台所述盾构机1的接收环室9内，形成对接环，用钢制的插入环7来抵抗外界的水土压力；

s04，人工清除对接环及盾构机1内的渣土；

s05，在所述对接环处，用钢板沿所述插入环7一周做焊接，将两台所述盾构机1做整体接合，进一步提高插入环7抵抗外界水土压力的能力；

s06，拆除（割除）两台所述盾构机1除盾壳外的所有零部件；

s07，在所述盾壳内表面浇筑二衬混凝土19，将两段隧道连成一个整体。

本实施例的盾构地下对接结构及施工方法，具有以下优点：

1、对接地点不受地面、地质及地下管线的影响，可以自由的选择。

2、本施工方法是在钢制的插入环的保护下进行，能安全可靠地进行施工作业。

3、本实施例对周边的环境影响小，由于全程采用地下作业，对地面的交通及构筑物没有影响。

4、本实施例的对接作业无需进行地质改良工作，且不需施作工作井，能大大节约施工成本和缩短工期。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。