一种洞门结构及破除方法与流程

本发明涉及联络通道施工，特别是指一种洞门结构及破除方法。

背景技术：

1、机械法联络通道施工是目前联络通道施工领域的新工艺，该工法的洞门破除技术采用的是锥形刀盘在套筒内等封闭条件下切削管片，并将管片内采用的玻璃纤维筋、混凝土材料等碎屑通过螺机排出，完成洞门管片的破除作业。然而，在机械法联络通道破洞门施工流程中，经常面临着以下问题：破除正线隧道管片时工作效率极低，掘进速度低于1mm/min，严重影响施工工效；采用的性能相近的、可切削的玻璃纤维筋，在刀盘顶进过程中难以被完全切割，将导致洞门破除慢、螺机堵塞等状况；即使在软岩地层中掘进时，由于洞门结构的强度较大，联络通道掘进机仍需要使用“滚刀+刮刀”的刀盘设计，极大地增加了工程成本。

2、公开号为cn 109339819 a的专利公开了一种盾构联络通道施工中可快速破除的复合管片及破除方法，采用硫磺混凝土和可切削玻璃纤维筋制作正线隧道中处在联络通道洞门以内的洞门内硫磺混凝土衬砌，将洞门内硫磺混凝土衬砌与正线隧道中处在联络通道洞门以外的洞门外钢格栅通过浇筑预制成一体化的复合管片；在复合管片的洞门内硫磺混凝土衬砌中预埋有可通电发热的电热丝。电热丝通电后软化硫磺混凝土，使洞门位置的混凝土变得疏松，以便于进行洞门破除，但是在洞门位置存在玻璃纤维筋和钢格栅构件，在洞门破除时仍然存在较大难度，并且玻璃纤维筋会对盾构机的输送螺机造成堵塞，影响盾构机的正常运行，降低洞门破除效率。

技术实现思路

1、本发明提出一种洞门结构及破除方法，解决了现有技术中洞门部分破除后容易堵塞盾构机输送螺机、影响盾构机正常运行的问题。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种洞门结构，包括洞门组件，洞门组件上设有可拆卸的洞门主筋，洞门主筋的端部伸出洞门组件的侧边。洞门主筋为钢筋或钢绞线等其他骨架结构，在进行洞门破除时可将洞门组件内的洞门主筋抽出，降低洞门组件结构强度，抽出洞门主筋的洞门组件被盾构机破除后不会对盾构机的输送螺机造成堵塞，保证盾构机的正常使用，保证洞门破除效率。

4、所述洞门组件包括洞门混凝土结构，洞门混凝土结构上设有热塑性结构体，洞门主筋与热塑性结构体相配合设置。洞门混凝土结构与常规盾构法洞门的混凝土材料一致，在洞门破除前，可将热塑性结构体加热为软塑或流塑状态，然后将洞门主筋拔出，有效解决洞门结构切削破除困难的问题；洞门主筋拔出后洞门混凝土结构仍然能够对地层应力起到一定的支撑作用，保证施工的安全性。

5、所述热塑性结构体包括设置在洞门混凝土结构上的隔离装置，洞门主筋穿设在隔离装置内，隔离装置内设有热塑性混凝土结构，热塑性混凝土结构内设有加热装置。加热装置通电后对热塑性混凝土结构进行加热，使其软化，方便将洞门主筋从热塑性混凝土结构内抽出。

6、所述洞门组件上还设有固定主筋，固定主筋嵌设在混凝土结构内。采用固定主筋和可拆卸的洞门主筋结合方式作为洞门混凝土结构的钢结构骨架，可在掘进机支撑装置未能提供较好的支撑力的条件下，抽拉钢筋后仍能短暂保持洞门结构在掘进前的稳定状态。在前期掘进及支护阶段，洞门主筋能够发挥其受力作用，在未进行洞门破除时，也能保证其在隧道内的受力结构的安全、稳定。

7、所述洞门组件侧边连接有与洞门组件相匹配的衬砌组件，衬砌组件上设有灌注孔，洞门主筋从灌注孔伸出衬砌组件，洞门主筋的端部设有与衬砌组件配合的固定结构。洞门组件和衬砌组件采用一体浇筑的方式制作成型。在管片预制期间，通过灌注孔灌注热塑性混凝土，将内部的洞门主筋及加热装置完全握裹于热塑性混凝土中，并通过固定装置将洞门主筋固定在衬砌组件的内壁上。

8、所述固定结构包括设置在洞门主筋端部的螺纹结构，螺纹结构上连接有螺母。热塑性混凝土灌注后降温凝固，拧紧螺母后保证洞门主筋与洞门混凝土结构的锚固效果，使洞门组件在自身重力及地层载荷的作用下与衬砌组件不会发生脱离，保证管片在安装使用时洞门组件和衬砌组件的相对位置稳定。

9、所述洞门组件与衬砌组件之间设有洞门板，洞门板上设有预留孔洞，洞门主筋穿过预留孔洞。洞门组件破除后，洞门板能够保证衬砌组件的结构稳定，进而保证施工的安全性；预留孔洞便于洞门主筋的安装。

10、所述洞门板为弧形板或平面板，多个洞门板拼接形成环形结构。其中环形结构为圆形或矩形，环形结构为洞门结构提供支撑，保证洞门组件破除后洞门结构的稳定性。

11、所述衬砌组件包括衬砌混凝土结构和嵌设在衬砌混凝土结构内的衬砌主筋，衬砌主筋的端部伸出衬砌混凝土结构与洞门板固定连接。衬砌主筋作为衬砌组件的钢骨架结构，衬砌主筋的端部与洞门板焊接连接形成一个整体的钢筋骨架，进而将洞门板与衬砌组件牢固连接；同时衬砌主筋不伸入洞门组件，不会影响洞门组件的破除和切削作业。

12、所述洞门组件或衬砌组件上设有螺栓孔和吊装孔。螺栓孔主要用于相邻管片之间的连接；吊装孔穿透管片混凝土结构，可用于管片的吊运及拼装等作业，吊装孔在管片吊运及安装完成后，可作为注浆孔使用，通过注浆孔对管片及地层间的连接部分进行注浆加固，增强施工的安全性及防水性。

13、一种洞门结构的破除方法，在洞门破除时，先将加热装置与能源装置连接，加热装置吸收能量后对热塑性混凝土结构加热升温，使热塑性混凝土结构软化，然后将洞门主筋从灌注孔处抽出，然后顶进盾构机刀盘对洞门组件进行破除。加热装置通电加热能够将热塑性混凝土结构进行软化，方便将洞门主筋快速抽出，极大地降低洞门结构强度，减少需切削的钢筋量，更有利于掘进机对洞门结构的切削、破除、顶进作业，在减少刀盘磨损的同时，大幅缩短施工工期。

14、本发明产生的有益效果是：在进行洞门破除时可先将洞门组件内的洞门主筋抽出，降低洞门组件结构强度，并且抽出洞门主筋的洞门组件被盾构机破除后不会对盾构机的输送螺机造成堵塞，保证盾构机的正常使用，保证洞门破除效率。

15、同时可采用固定主筋和可拆卸的洞门主筋结合方式作为洞门混凝土结构的钢结构骨架，抽出洞门主筋的洞门组件整体结构不会发生改变，仍然具有一定强度，能够临时支撑地层压力，降低洞门破除时的施工风险，降低施工的安全隐患。在前期掘进及支护阶段，洞门主筋能够发挥其受力作用，在未进行洞门破除时，也能保证其在隧道内的受力结构的安全、稳定。

16、抽出洞门主筋后的洞门组件更容易破碎，可降低刀盘中滚刀磨损，甚至可仅使用刮刀完成软土地层中联络通道的开挖掘进作业，可大幅降低施工成本；衬砌组件内的衬砌主筋焊接在洞门板上，不侵入洞门组件部分，可节约钢筋消耗，增强洞门结构强度，更便于洞门组件的破除与切削。

17、与现有技术相比，采用这种洞门结构，可通过热插拔装置快速拔出洞门的主筋结构，极大地降低洞门结构强度，减少需切削的钢筋量，更有利于掘进机对洞门结构的切削、破除、顶进作业，在减少刀盘磨损的同时，大幅缩短施工工期；解决了现有技术中联络通道掘进机设备由于直接切削洞门结构强度较大的钢筋混凝土结构，造成的刀盘磨损大、掘进效率低、螺机堵塞多等问题，因此，本方案在保证联络通道施工前主隧道内部安全的基础上，使得联络通道洞门破除的效率更高、施工更为经济、安全。

18、另外，所述洞门结构可以为联络通道、盾构始发井或盾构接收井等位置的洞门结构，即所述洞门破除方法适用于上述各个位置洞门结构的破除。