砂性土层盾构法地铁隧道始发洞门密封装置的制作方法

本发明涉及一种地铁隧道始发洞门，特别涉及一种砂性土层盾构法地铁隧道始发洞门密封装置及密封方法。

背景技术：

在盾构法地铁施工中，盾构机是从始发洞进入到开挖隧道中后进行掘进施工的，当盾构机头进入到始发洞门时，在盾构机外侧壁与开挖隧道的岩壁之间需要设置密封机构，达到掘进洞处于保压状态，同时保障盾构机在掘进施工时，掌子面土体及浆液不会泄露到始发洞门外；密封机构主要由环形帘布橡胶板、环形压板及折页板组成，环形帘布橡胶板固定在开挖隧道的始发洞门的门外环形外侧壁上，环形帘布橡胶板的内径小于洞门的直径，环形压板扣压在环形帘布橡胶板的外圈上，在环形压板的外侧面上沿外圆圆弧均布有折页板，多块折页板彼此拼接组成圆环状，该圆环的内圆直径大于环形帘布橡胶板的内圆的直径，但小于始发洞门的直径；当盾构机头从始发洞门外进入始发洞门时，盾构机外侧壁就将折页板向洞门内推入，使其呈折弯状，始发洞内侧岩壁、环形压板、折页板和盾构机外侧壁构成一个封闭的保压空间，当盾构机注浆后该空间也成为阻挡浆液向始发洞门外泄露的密闭屏障，当盾构机继续向前掘进时，该密闭空间也成为了阻挡前方土体向外泄露的密闭屏障。现有的始发洞门密封装置为单层帘设置形式，当盾构机在砂性土层始发时，由于砂性土层被扰动后极易出现失稳，造成土体坍塌，坍塌土体压力极大，造成单层帘的密封机构从始发洞门的门外环形外侧壁上脱落，冲出到始发井中，使整个盾构的密闭保压土体环境遭到破坏，直接诱发盾构隧道上方地面出现较大沉降。为了解决单层帘的密封机构抗压能力较弱的问题，中国专利公开号为cn105822312a，名称为：“一种地铁隧道工程中土压平衡盾构建压始发的施工方法”的技术方案，是在现有的洞门预埋钢环上加装弹簧板密闭环，在始发洞门的门外环形外侧壁上增加延伸环，在延伸环的外侧口上设置由环形帘布橡胶板、环形压板及折页板组成的密封装置，并在延伸环内添加油脂，使弹簧板密闭环、内添油脂和密封装置组成一个受力整体，共同承压洞内土体压力，这种结构是在单层帘的密封机构上增加了第二层弹簧板的密封结构，这种结构还必须在延伸环中填充油脂，才能起到密封的效果，存在成本高，弹簧板抗压能力弱，整个两层密闭装置形成一个整体固定在洞门上，这种双层密封装置不能根本上解决砂性土体盾构始发时，当发生较大土体坍塌时所产生的较大水土压力作用，整个两层密闭装置整体容易从洞门上整体脱落。

技术实现要素：

本发明提供了一种砂性土层盾构法地铁隧道始发洞门密封装置及密封方法，解决了砂性土体盾构始发时若掘进洞内发生较大土体坍塌洞门密封装置承压强度不够的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种砂性土层盾构法地铁隧道始发洞门的密封装置，包括始发洞门，在始发洞门的门洞外侧壁中设置有预埋钢环，在预埋钢环上等间隔弧度地固定安装有内双头螺栓，在内双头螺栓上安装有内帘布橡胶板，在内帘布橡胶板上安装有内环形压板，在内环形压板上安装有内折页板固定端，内折页板固定端通过内铰链与内折页板活动端铰接在一起，在内环形压板外圆的外侧扣接有钢套筒，钢套筒的内侧端与预埋钢环焊接连接在一起，在钢套筒的外侧端固定焊接有环形厚箸板，在环形厚箸板上等间隔弧度地固定安装有外双头螺栓，在外双头螺栓上安装有外帘布橡胶板，在外帘布橡胶板上安装有外环形压板，在外环形压板上安装有外折页板固定端，外折页板固定端通过外铰链与外折页板活动端铰接在一起。

钢套筒是由四块弧形板拼接而成的，钢套筒的长度为30-50厘米。

一种砂性土层盾构法地铁隧道始发洞门的密封方法，包括以下步骤：

第一步、在始发洞门的门洞外侧壁中预埋钢环上等间隔弧度地固定安装内双头螺栓，在内双头螺栓上安装内帘布橡胶板，在内帘布橡胶板上安装内环形压板，在内环形压板上安装内折页板固定端，内折页板固定端通过内铰链与内折页板活动端铰接在一起；

第二步、制作一个直径大于内环形压板外圆直径的钢套筒，钢套筒的长度为30-50厘米，该钢套筒是由四块弧形板拼接而成的；

第三步、先将下部弧形板焊接在始发洞门的预埋钢环下方的门洞外侧壁上，将左右两腰部弧形板焊接在始发洞门的预埋钢环的两腰外侧的门洞外侧壁上，将上部弧形板焊接在始发洞门的预埋钢环上方的门洞外侧壁上，将上、下、左、右四块环形钢板焊接在一起，组成整体钢套筒；

第四步、在钢套筒的外侧端上等间隔弧度地固定安装外双头螺栓，在外双头螺栓上安装外帘布橡胶板，在外帘布橡胶板上安装外环形压板，在外环形压板上安装外折页板固定端，外折页板固定端通过外铰链与外折页板活动端铰接在一起；

第五步、盾构机头从始发洞门的外侧向始发洞门内侧顶进时，盾构机头先将外折页板活动端向始发洞门内推入，外折页板活动端围绕外铰链向洞内摆动，外折页板活动端挤压外帘布橡胶板也向洞内摆动，使钢套筒内侧壁、盾构机头、外帘布橡胶板和外折页板活动端组成一个外侧密闭空间，盾构机头继续向前顶进，盾构机头将内折页板活动端向始发洞门内推入，内折页板活动端围绕内铰链向洞内摆动，内折页板活动端挤压内帘布橡胶板也向洞内摆动，使始发洞门内侧壁、盾构机头、内帘布橡胶板和内折页板活动端组成一个内侧密闭空间；

第六步、当盾构机头完全进入到始发洞门内后，盾构机进行同步注浆施工，注浆浆液被密封在内侧密闭空间内，当内侧密闭空间内的砂性土出现涌水涌沙时，若涌出的水土压力突破内侧密闭空间的内帘布橡胶板和内折页板活动端进入到外侧密闭空间中后，会被外侧密闭空间中的外帘布橡胶板和外折页板活动端所构成的外侧密闭空间进行二次密封阻挡。

本发明通过设置双层密封帘布形成了内、外两个密封密闭空间，可有效防止盾构始发施工过程中，当出现涌水涌沙现象时，坍塌土体压力，容易造成单层帘的密封机构从始发洞门的门外环形外侧壁上脱落，造成盾构密闭空间卸压，诱发地面塌陷现象的发生。当出现涌水涌沙现象时，两层保压阻挡机构可以有效控制水土的大量流失，提高了砂性土层中盾构始发的安全性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的双层密封帘布的结构示意图也是图1中的i-i剖视图；

图3是本发明的钢套筒8的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种砂性土层盾构法地铁隧道始发洞门的密封装置，包括始发洞门1，在始发洞门1的门洞外侧壁中设置有预埋钢环9，在预埋钢环9上等间隔弧度地固定安装有内双头螺栓10，在内双头螺栓10上安装有内帘布橡胶板11，在内帘布橡胶板11上安装有内环形压板12，在内环形压板12上安装有内折页板固定端13，内折页板固定端13通过内铰链15与内折页板活动端14铰接在一起，在内环形压板12外圆的外侧扣接有钢套筒8，钢套筒8的内侧端与预埋钢环9焊接连接在一起，在钢套筒8的外侧端固定焊接有环形厚箸板18，在环形厚箸板18上等间隔弧度地固定安装有外双头螺栓7，在外双头螺栓7上安装有外帘布橡胶板2，在外帘布橡胶板2上安装有外环形压板4，在外环形压板4上安装有外折页板固定端5，外折页板固定端5通过外铰链6与外折页板活动端3铰接在一起；本发明在传统的始发洞门口上固定设置的内帘布密闭机构上，通过在始发洞门口上设置延伸的钢套筒8，并在钢套筒8的外侧端口上设置第二道帘布密闭机构，也就是外帘布密闭机构，构成了掘进洞内的第二层保压防线，而且内帘布密闭机构与外帘布密闭机构是彼此独立设置，内帘布密闭机构的脱落不会影响到外帘布密闭机构。

钢套筒8是由四块弧形板拼接而成的，钢套筒8的长度为30-50厘米；分瓣式钢套筒结构降低了其安装的难度。

一种砂性土层盾构法地铁隧道始发洞门的密封方法，包括以下步骤：

第一步、在始发洞门1的门洞外侧壁中预埋钢环9上等间隔弧度地固定安装内双头螺栓10，在内双头螺栓10上安装内帘布橡胶板11，在内帘布橡胶板11上安装内环形压板12，在内环形压板12上安装内折页板固定端13，内折页板固定端13通过内铰链15与内折页板活动端14铰接在一起；

第二步、制作一个直径大于内环形压板12外圆直径的钢套筒8，钢套筒8的长度为30-50厘米，该钢套筒8是由四块弧形板拼接而成的；

第三步、先将下部弧形板焊接在始发洞门1的预埋钢环9下方的门洞外侧壁上，将左右两腰部弧形板焊接在始发洞门1的预埋钢环9的两腰外侧的门洞外侧壁上，将上部弧形板焊接在始发洞门的预埋钢环9上方的门洞外侧壁上，将上、下、左、右四块环形钢板焊接在一起，组成整体钢套筒8；

第四步、在钢套筒8的外侧端上等间隔弧度地固定安装外双头螺栓7，在外双头螺栓7上安装外帘布橡胶板2，在外帘布橡胶板2上安装外环形压板4，在外环形压板4上安装外折页板固定端5，外折页板固定端5通过外铰链6与外折页板活动端3铰接在一起；

第五步、盾构机头16从始发洞门1的外侧向始发洞门1内侧顶进时，盾构机头16先将外折页板活动端3向始发洞门1内推入，外折页板活动端3围绕外铰链6向洞内摆动，外折页板活动端3挤压外帘布橡胶板2也向洞内摆动，使钢套筒8内侧壁、盾构机头16、外帘布橡胶板2和外折页板活动端3组成一个外侧密闭空间，盾构机头6继续向前顶进，盾构机头16将内折页板活动端14向始发洞门1内推入，内折页板活动端14围绕内铰链15向洞内摆动，内折页板活动端14挤压内帘布橡胶板11也向洞内摆动，使始发洞门内侧壁17、盾构机头16、内帘布橡胶板11和内折页板活动端14组成一个内侧密闭空间；

第六步、当盾构机头16完全进入到始发洞门1内后，盾构机进行同步注浆施工，注浆浆液被密封在内侧密闭空间内，当内侧密闭空间内的砂性土出现涌水涌沙时，若涌出的水土压力突破内侧密闭空间的内帘布橡胶板11和内折页板活动端14进入到外侧密闭空间中后，会被外侧密闭空间中的外帘布橡胶板2和外折页板活动端3所构成的外侧密闭空间进行二次密封阻挡。