一种盾构水中接收装置的制作方法

1.本实用新型涉及隧道地下工程领域，具体涉及一种盾构法施工的取水隧道水中盾构设备接收装置及接收方法。


背景技术：

2.随着国民经济的发展，海水淡化工程、水电站工程、水厂工程的建设不断涌现，海底取水隧道、江底取水隧道等盾构法水下取水隧道工程日益增多。经过多年的发展，水下盾构法隧道技术不断成熟和完善，但取水隧道盾构水中接收、拆解问题仍是困扰工程建设的关键性技术难题。通常采用盾构法施工的隧道需在掘进起点和终点位置设置工作井，完成盾构的始发及接收、拆解。对于交通水下隧道，由两岸向海中施工，可设置地下拆解洞室完成盾构的接收及拆解，或者将对向掘进的盾构设备在掘进终点处进行盾体焊接，在盾体的保护下完成盾构的接收及拆解。但是，取水隧道与常规交通隧道区别较大，其是由水域单侧掘进至海中即完成隧道施工；因此，不具备设置工作井的条件，同时无法设置拆解洞室或者在盾体保护下，完成盾构的接收及拆解。
3.目前，针对取水隧道盾构施工过程中，盾构设备的水中接收及拆解，可采用的施工手段有限，且施工难度较大。现有技术采取水域填筑围堰手段，利用围堰作为工作平台，盾构设备由水底掘进至围堰平台后拆解。但水域围堰施工工程量巨大，投资较高，且会破坏水域生态环境；另外，新近填筑围堰体欠固结，盾构在新近填筑的围堰中掘进施工风险大。


技术实现要素：

4.基于现有取水隧道盾构施工过程中，盾构设备水中接收困难；以及以水域填筑围堰法为主要盾构接收方式中存在的施工工程量大、风险高的不足，本实用新型提供了一种盾构水中接收装置，该装置可以直接在陆地预制后，再浮运并安装至盾构设备掘进终点位置，继而解决了水域中无工作井条件下的盾构接收与拆解。
5.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种盾构水中接收装置，包括封闭式接收箱体，所述接收箱体内部设有可将箱体内腔分为第一腔体与第二腔体的隔墙；其中：
6.所述第一腔体内部呈中空状，腔体底壁上设有盾构空推导台，顶壁上设有取水头部安装接口，所述取水头部安装接口上设有临时封堵元件；
7.所述第二腔体内部填充设置低强度素混凝土；所述隔墙以及与隔墙相对的第二腔体侧壁上分别设置可供盾构设备掘进破除的封闭式洞门结构。
8.上述方案中，所述接收箱体为钢筋混凝土结构。
9.作为优选，设置于第二腔体侧壁以及隔墙上的封闭式洞门结构均呈环状，环状区域内洞门结构所用配筋为玻璃纤维筋。
10.作为进一步优选，设置于隔墙上的封闭式洞门结构的环状区域周边预埋环形止水帘布。
11.进一步地，所述第二腔体的纵向长度设置为大于盾构设备主机长度的3～5m。
12.进一步地，所述封闭式洞门结构的净空尺寸大于盾构设备的直径。
13.作为优选，设置于取水头部安装接口上的临时封堵元件为钢板。
14.本实用新型还提供了一种取水隧道盾构水中接收方法，具体包括以下步骤：
15.s1，预制上述技术方案中的盾构水中接收装置；
16.s2，在海(河)床指定位置开挖水下基槽，铺设垫层；
17.s3，将步骤s1施做完成的接收装置浮运指定位置，沉放在已开挖的基槽内，然后采用低强度水下混凝土对基槽进行回填处理；
18.s4，盾构设备由陆地段始发井始发，掘进破除接收装置一侧封闭式洞门结构，通过第二腔体，在破除隔墙前对管片背后进行二次补充注浆，封堵地下水；
19.s5，掘进破除隔墙上的封闭式洞门结构，盾构设备通过盾构空推导台空推至第一腔体，然后对管片背后进行二次补充注浆，封堵地下水；
20.s6，由后向前依次拆除盾构设备，拖回至陆地段始发井吊出；
21.s7，拆除接收装置第一腔体顶壁上设置的封堵钢板，在取水头部安装接口处安装取水头部结构。
22.作为优选，所述步骤s7之前，还包括如下步骤：拆除隔墙上的环形止水帘布以及第一腔体底壁上的盾构空推导台，并在取水隧道端部施工用于将隧道管片结构与接收装置相连接的环梁结构。
23.本实用新型同现有技术相比具有以下优点及效果：
24.1、本实用新型所述的接收装置整体呈封闭式，一侧腔体填充低强度素混凝土，用于平衡盾构掘进时的水土压力；另一侧腔体呈中空状，腔体顶壁设置取水头部安装接口及临时封堵单元，当盾构设备完成接收及拆解后，该侧腔体可作为取水头部使用，使得本实用新型所述的接收装置不仅有效解决了盾构设备在水域中的接收问题，同时解决了取水隧道取水头部的安装问题，直接降低了取水隧道的施工难度以及工程总体施工量。
25.2、在本实用新型所述的取水隧道盾构水中接收方法中，通过在陆地段直接预制封闭式的接收箱体，通过浮运、沉放的方式安装至盾构掘进终点位置；盾构设备掘进至接收箱体内部后，由后至前依次完成拆解工序，最后再运输至陆地段始发井吊出，继而实现取水隧道水中盾构机的接收及拆解，有效解决了现有取水隧道水域中无工作井条件下盾构设备的接收及拆解问题；同时，所述的接收箱体一侧腔体呈中空状，顶壁上设有临时封堵单元，当盾构设备完成接收及拆解后，拆除临时封堵单元，并安装取水头部结构，整体接收箱体可作为取水隧道的取水头部使用，在一定程度上，减少了工程施工量，节约了工程投资。
26.3、在本实用新型所述的取水隧道盾构水中接收方法中，当盾构设备完成接收及拆解后，通过在取水隧道的端部设置环梁结构将隧道管片结构与接收装置进行刚性连接，可以有效保证兼做取水头部结构的接收箱体与盾构隧道连接的可靠性。
27.4、本实用新型通过设置可以直接预制的接收装置完成盾构水中接收及拆解，既有效解决了水域中间无工作井条件下盾构设备的接收及拆解；同时，也避免了常规采取水域填筑围堰手段进行盾构接收时，对水域环境造成的破坏；且本实用新型所述的接收方法安全性高，施工难度低，接收装置完成盾构接收后可作为取水隧道取水头部使用，节约工程投资。
28.5、本实用新型所述的取水隧道盾构水下接收装置及接收方法适用性强，在水下软弱地层和岩石地层均有良好的适应性，对取水隧道等类似工程选线设计无限制。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本实用新型实施例所述盾构水中接收装置的结构示意图。
31.图2为本实用新型实施例所述盾构水中接收装置的剖面示意图。
32.图3为本实用新型实施例所述接收装置沉放安装示意图。
33.图4为本实用新型实施例所述盾构水中接收示意图。
34.图5为本实用新型实施例所述盾构水中竣工示意图。
35.标号说明：1、接收箱体；3、盾构空推导台；4、低强度素混凝土；5、取水头部安装接口；6、隔墙；7、环形区域；71、环形止水帘布；8、临时封堵元件；9、垫层；10、低强度水下混凝土；11、第一腔体；12、第二腔体；13、取水头部结构；14、始发井；15、环形冠梁；16、基槽。
具体实施方式
36.下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
37.实施例1：如图1至2所示，一种盾构水中接收装置，包括封闭式接收箱体1，所述接收箱体1内部设有可将箱体内腔分为第一腔体11与第二腔体12的隔墙6；其中：
38.所述第一腔体11内部呈中空状，腔体底壁上设有盾构空推导台3，所述盾构空推导台3可兼做箱体抗浮配重，所述第一腔体11的顶壁上设有取水头部安装接口5，所述取水头部安装接口5上设有临时封堵元件8；
39.所述第二腔体12内部填充设置低强度素混凝土4；所述隔墙6以及与隔墙6相对的第二腔体12侧壁上分别设置可供盾构设备掘进破除的封闭式洞门结构。
40.其中，如图1、2所示，本实施例1所述的盾构水中接收装置中，所述接收箱体1由钢筋混凝土制成，可在陆地段直接预制；所述临时封堵元件8为钢板；设置于隔墙6以及第二腔体侧壁上的封闭式洞门结构呈环状，环状区域7内洞门结构所用配筋为玻璃纤维筋；作为优选，设置于隔墙6上的封闭式洞门结构的环状区域7周边预埋环形止水帘布71。
41.进一步地，如图2所示，在本实施例1中，为了保证盾构设备可以顺利地由盾构隧道掘进至第二腔体12以及第一腔体11内部，所述第二腔体12侧壁以及隔墙6上封闭式洞门结构的内净空应设置为大于盾构设备的直径；同时，为了实现对取水隧道盾构管片背后进行注浆止水，所述第二腔体12的纵向长度(隧道掘进方向)应设置为大于盾构主机长度的3-5m。
42.实施例2：如图1至5所示，一种取水隧道盾构水中接收方法，包括以下步骤：
43.s1，在陆地段，预制实施例1所述的盾构水中接收装置；
44.s2，在海(河)床指定位置(即：盾构设备掘进终点位置)开挖水下基槽16，铺设垫层
9：
45.s3，如图3所示，将步骤s1施做完成的接收装置浮运指定位置，并沉放在已开挖的基槽16内，然后采用低强度水下混凝土10对基槽16进行回填处理；
46.s4，如图4所示，盾构设备由陆地段始发井14始发，施工水下盾构隧道，并掘进破除接收装置中第二腔体12侧壁上的封闭式洞门结构，进入第二腔体，在破除隔墙6前对管片背后进行二次补充注浆，封堵地下水；
47.s5，掘进破除隔墙6上的封闭式洞门结构，盾构设备通过盾构空推导台3空推至第一腔体11，然后对管片背后进行二次补充注浆，封堵地下水；
48.s6，由后向前依次拆除盾构设备，拖回至陆地段始发井14吊出；
49.s7，如图5所示，拆除接收箱体第一腔体11顶壁上设置的封堵钢板，在取水头部安装接口5处安装取水头部结构13，完成整个取水隧道的施工。
50.本实施例2所述的取水隧道盾构水中接收方法中，所述接收装置可以直接在陆地段预制并浮运沉放至盾构设备掘进终点位置，有效解决了现有取水隧道盾构设备由单侧掘进至海域中部时，水下工作井施建困难的问题；同时，当盾构设备完成接收以及拆解工序后，所述接收装置的第一腔体还可作为取水隧道的取水头部使用，继而有效减少了施工工程量，节约了工程投资。
51.实施例3：如图1至5所示，一种取水隧道盾构水中接收方法，与实施例2的区别在于，步骤s7之前还包括如下步骤：拆除隔墙6上的环形止水帘布71以及第一腔体底壁上的盾构空推导台3，并在盾构隧道端部施工用于将隧道管片结构与接收箱体1相连接的环梁结构15。其中，所述环梁结构15的设置，有效保证了兼做取水头部的接收箱体与盾构隧道连接的可靠性。
52.此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。