一种盾构始发和到达洞门密封综合系统的制作方法

1.本实用新型涉及盾构法隧道施工的技术领域，尤其是一种盾构始发和到达洞门密封综合系统。


背景技术：

2.在越来越多的城市地铁交通建设中，盾构法因施工速度快，对地上建构筑物影响较小而应用广泛。盾构在正常掘进时是风险容易控制，但在盾构的始发和到达接收阶段风险较高，盾构始发是盾构机利用反力架及负环管片等设备或设施，将处于始发托架上的盾构机推入加固体，然后进入地层原状土区段，并沿着设计线路掘进的一系列作业过程。盾构到达是盾构机完成区间隧道的施工后，在保持周围土体稳定的同时，沿着路线推出到接收井的贯通阶段。但在高富水复杂地质条件下，若端头加固质量不好极易发生洞门涌水涌沙，从而直接影响盾构的正常始发和到达接收。目前，在地面空间限制或周边风险较大无法进行端头加固时，往往采用水平加固的方法。但因加固体工艺和费用限制，以及地下水过于丰富，盾构的始发和到达接收仍然存在较大风险。为了解决盾构始发和到达洞门的涌水问题，在盾构施工中对于洞门密封处理便是不可或缺的一个环节，对于盾构能否顺利始发和接收着至关重要的作用。
3.现有常规的洞门密封法是采用折页翻板和帘布橡胶结构形式的密封装置。而且在实际使用过程中，由于帘布橡胶的柔软性，无法与盾构机的盾壳之间完全紧密贴合密封，故无法完全封闭洞门涌水，而若在洞门处注浆时，因注浆压力不均匀，也不可避免地存在漏浆现象。当涌水较大或时间较长时，则容易引发重大安全事故。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种盾构始发和到达洞门密封综合系统，通过在盾构洞门处设置预埋洞门环和密封装置，实现了对盾构洞门的密封。
5.本实用新型目的实现由以下技术方案完成：
6.一种盾构始发和到达洞门密封综合系统，其特征在于：包括安装在盾构洞门处的预埋洞门环和密封装置，所述密封装置包括环状刚性密封构件和环形柔性密封构件，所述环状刚性密封构件包括同所述预埋洞门环的外环板连接的第一环形钢板、预埋于管片环内的第二环形钢板、两端分别同所述第一环形钢板和所述第二环形钢板连接的第三环形钢板以及设于所述第一环形钢板、所述第二环形钢板、所述第三环形钢板间的填充层，所述第三环形钢板上设有若干注浆管；所述环形柔性密封构件包括环形橡胶帘布和帘布压板，所述环形橡胶帘布的一端在所述帘布压板的挤压下设于所述预埋洞门环的外环板上且所述环形橡胶帘布该端同所述第一环形钢板贴合，所述环形橡胶帘布的另一端安装在所述第二环形钢板上。
7.所述管片环内预埋有第四环形钢板，所述第四环形钢板经环形密封连接钢板同所述预埋洞门环的内环板连接。
8.所述第二环形钢板外侧与所述第三环形钢板外侧间设有支撑筋板。
9.所述帘布压板由固定压板与活动压板铰接而成。
10.所述环形橡胶帘布和所述帘布压板通过预埋螺母和固定螺栓同所述预埋洞门环的外环板连接。
11.所述注浆管经注浆球阀同注浆设备连接。
12.本实用新型的优点是：确保了盾构管片与洞门之间的密封效果，确保了盾构管片与预埋洞门环的密封效果，而且整个密封结构简单、成本较低，并可以完全将浆液密封，密封效果好。
附图说明
13.图1为本实用新型密封综合系统的整体平面示意图；
14.图2为图1中a的局部放大图；
15.图3是图1中b-b剖面图；
16.图4是本实用新型第一环形钢板和第三环形钢板的结构示意图；
17.图5是本实用新型第四环形钢板的结构示意图；
18.图6是本实用新型中盾构机进洞后的示意图；
19.图7是本实用新型中零环拆除后的示意图；
20.图8是本实用新型中盾构机出洞后的示意图；
21.图9是本实用新型中接收环拆除后的示意图。
具体实施方式
22.以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
23.如图1-9所示，图中标记1-15分别表示为: 预埋洞门环1、第一环形钢板2、第二环形钢板3、第三环形钢板4、注浆管5、注浆球阀6、环形橡胶帘布7、帘布压板8、预埋螺母9、固定螺栓10、第四环形钢板11、环形密封连接钢板12、车站端墙13、支撑筋板14、填充层15。
24.实施例：如图1-9所示，本实施例涉及一种盾构始发和到达洞门密封综合系统，用于盾构始发和到达洞门的密封，其主要包括安装在盾构洞门处的预埋洞门环1和密封装置，预埋洞门环1设于车站端墙13内，密封装置包括环状刚性密封构件和环形柔性密封构件，环状刚性密封构件由第一环形钢板2、第二环形钢板3、第三环形钢板4以及填充层15组成，其中，第一环形钢板2的一端同预埋洞门环1的外环板焊接、其另一端向外延伸，第二环形钢板3预埋于零环和接收环内，第三环形钢板4的两端分别同第一环形钢板2和第二环形钢板3焊接。环形柔性密封构件由环形橡胶帘布7和帘布压板8组成，其中，环形橡胶帘布7由三段组成，帘布压板8由固定压板与活动压板铰接而成，通过调节活动压板与固定压板的角度，可以调节环形橡胶帘布7的第一段与环形橡胶帘布7的第二段的角度，具体地，环形橡胶帘布7的一端（第一段）在帘布压板8（固定压板）的挤压下设于预埋洞门环1的外环板上且环形橡胶帘布7该端同第一环形钢板2贴合，环形橡胶帘布7的另一端（第三段）安装在第二环形钢板3上。第一环形钢板2、第二环形钢板3、第三环形钢板4以及环形橡胶帘布7可形成封闭空间，填充层15设于该空间内。
25.如图1-3所示，第三环形钢板4上设有若干注浆管5，注浆管5经注浆球阀6同注浆设备连接。注浆设备通过注浆管5往第一环形钢板2、第二环形钢板3、第三环形钢板4以及环形橡胶帘布7形成的封闭空间内注入注浆材料（水泥砂浆或聚氨酯），可形成填充层15。
26.如图3所示，环形橡胶帘布7和帘布压板8通过预埋螺母9和固定螺栓10同预埋洞门环1的外环板连接，用于固定环形橡胶帘布7和帘布压板8，其中，预埋螺母9设于车站端墙13内。第二环形钢板3外侧与第三环形钢板4外侧间设有支撑筋板14，用于加强第二环形钢板3与第三环形钢板4的连接。
27.如图3和图5所示，在壹环和最后环内预埋第四环形钢板11，第四环形钢板11经环形密封连接钢板12同预埋洞门环1的内环板连接，并且环形密封连接钢板12同第四环形钢板11、预埋洞门环1的内环板间均为焊接。
28.本实施例中，第一环形钢板2、第二环形钢板3、第三环形钢板4、第四环形钢板11以及环形密封连接钢板12均可由若干弧形钢板拼接而成。
29.如图1-9所示，本实施例还具有以下施工方法：
30.1、在盾构管片预制时，在零环和接收环预埋第二环形钢板3，在壹环和最后环端面预埋第四环形钢板11。
31.2、在盾构机始发前，在洞门外的预埋洞门环1的外环板上安装环状柔性密封构件和第一环形钢板2。盾构机进入或掘出洞门前，提前进行洞门破除，要求洞门破除至完全暴露出内层钢筋，本实施例中，第一环形钢板2仅安装上部4/5圆。盾构机穿越环形柔性密封构件后，在盾构机盾尾拖出零环，然后将第一环形钢板2焊接在预埋洞门环1的外环板外侧端面，安装第三环形钢板4和支撑筋板14，同时使用注浆管5填充注浆材料（水泥砂浆或聚氨酯）。
32.3、盾构机继续前进，在盾构拆除负环和吊出始发托架后，对盾构井渣土清理完成，安装第一环形钢板2下部1/5圆，并安装第三环形钢板4和支撑筋板14，同时使用注浆管5填充注浆材料（水泥砂浆或聚氨酯）。
33.4、盾构机再次继续前进，当盾构机的刀盘到达始发洞门后，将渣土清理完后，安装整环的第一环形钢板2，同时安装第三环形钢板4和支撑筋板14，其安装方式与始发的安装方式相同。
34.5、环状刚性密封构件安装好之后，盾构机的盾体开始通过洞门，在经过环状柔性密封构件时，盾体与预埋洞门环1之间通过环状柔性密封构件形成第一道密封。当盾构机的盾尾拖出接收环后，端面距离外置洞门环外部剩余30-50cm时，在盾构机盾尾与第一环形钢板2之间焊接第三环形钢板4进行第二道密封。
35.6、在第二道密封完成之后，采用水泥砂浆或聚氨酯材料，将管片外部间隙充分注浆密实，待浆液凝结后，将盾构机推出外置洞门。
36.7、盾构掘进完成，拆除零环和接收环后，采用环形密封连接钢板12封堵第四环形钢板11和预埋洞门环1之间空隙，连接方式采用焊接，环形密封连接钢板12安装完成可以进行隧道洞门环梁施工。
37.此外，在步骤2中，第三环形钢板4上设有多个带注浆球阀6的注浆管5，在盾构机穿越后，有流水时，通过第二道密封进行封堵，在注浆封堵完成后，关闭阀门。在步骤2、步骤3和步骤7中安装好的第四环形钢板11其外径等于车站预埋钢环内径，其内径小于管片外径
且大于管片内径，其宽度大于壹环（最后环）外径与预埋洞门环1内径空隙差10cm以上，且与盾构管片形成密封整体，在盾构始发和接收期间保证洞门安全，同时在零环和接收环拆除后，保证洞门环梁密闭，形成密封系统，进而保证洞门环梁施工安全。
38.虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。