專利名稱：盾構(gòu)掘進過程中更換尾刷的裝置及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種盾構(gòu)設(shè)備的維修裝置和維修方法，特別是一種在隧道施工過程中盾構(gòu)機尾部密封鋼絲刷更換的施工方法，屬于隧道施工工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國城市建設(shè)的發(fā)展，地下軌道交通工程日益增多，隧道的盾構(gòu)推進距離也越來越長，但由于盾構(gòu)機在經(jīng)過長距離連續(xù)推進或由于手涂油脂涂抹質(zhì)量、首次油脂填充量、同步注漿壓力控制、同步油脂注入控制及盾尾間隙等質(zhì)量控制不到位或操作不當(dāng)因素， 可能導(dǎo)致盾構(gòu)兩道盾尾刷間腔體內(nèi)進入壁后注漿漿液，固化后引起尾刷的異常磨損，壽命大大縮短，從而導(dǎo)致盾尾密封失效。為了保證盾構(gòu)推進工作的順利進行與安全，就必須對受損的尾刷進行更換施工?，F(xiàn)有的尾刷更換方法有將尾刷后部管片固定，前部管片拆除后更換尾刷，換好后再將前部管片重新拼裝。此方法更換過程復(fù)雜，施工時間長，施工成本高，還需要設(shè)置特定的前部管片。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種盾構(gòu)掘進過程中更換尾刷的裝置及其施工方法，要解決現(xiàn)有的尾刷更換過程中需要設(shè)置特定的尾刷前部管片，在更換過程中需將前部管片拆除， 更換完畢后還需將前部管片重新拼裝，施工過程復(fù)雜，施工成本高的技術(shù)問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種盾構(gòu)掘進過程中更換尾刷的裝置，設(shè)置在盾尾刷位置，包括間隙調(diào)整管片環(huán)、 隔離管片環(huán)、支撐結(jié)構(gòu)和千斤頂，所述間隙調(diào)整管片環(huán)和隔離管片環(huán)拼接，其拼接縫位于第二道盾尾刷之后，所述間隙調(diào)整管片環(huán)背面通過其上的吊裝孔A灌注有止水化學(xué)漿，所述支撐結(jié)構(gòu)位于隔離管片環(huán)內(nèi)，其為支撐型鋼和隔離管片環(huán)上的吊裝螺栓焊接成的內(nèi)接多邊形，所述隔離管片環(huán)與間隙調(diào)整管片環(huán)背離面通過鋼絲繩與千斤頂連接。所述鋼絲繩穿間隙調(diào)整管片環(huán)上的吊裝孔B，其兩端通過卡環(huán)卡固在千斤頂上。一種采用上述盾構(gòu)掘進過程中更換尾刷的裝置的盾構(gòu)掘進過程中更換尾刷的施工方法，步驟如下
步驟一，調(diào)整盾構(gòu)機姿態(tài)及盾尾間隙，并拼裝間隙調(diào)整管片環(huán)； 步驟二，向盾尾和盾構(gòu)機土倉內(nèi)注入潤滑隔水性漿液； 步驟三，盾尾均勻間隙焊接不少于5根墊鐵條，并拼裝隔離管片環(huán)； 步驟四，將間隙調(diào)整管片環(huán)與隔離管片環(huán)的接縫推進至第二道盾尾刷之后； 步驟五，在隔離管片環(huán)的吊裝螺栓之間焊接支撐型鋼，形成支撐結(jié)構(gòu)使隔離管片環(huán)保持其原有的橢圓度；
步驟六，從間隙調(diào)整管片環(huán)的吊裝孔A向其背后注入止水化學(xué)漿進行封堵，并固定間隙調(diào)整管片環(huán)；
步驟七，盾構(gòu)機上下左右均勻選取三至四個伸縮速度一致的千斤頂，采用同樣長度
3的鋼絲繩將隔離管片環(huán)固定于千斤頂上，均勻，緩慢的將隔離管片環(huán)拉至第一道盾尾刷露出；
步驟八，將第一道盾尾刷和第二道盾尾刷切除更換成新的，并涂抹盾尾油脂； 步驟九，隔離管片環(huán)向后推與間隙調(diào)整管片環(huán)連接，并在隔離管片環(huán)和間隙調(diào)整管片環(huán)上分別穿上環(huán)向螺栓；
步驟十，拆除隔離管片環(huán)內(nèi)的支撐型鋼，盾構(gòu)機恢復(fù)正常施工。所述墊鐵條為長度不小于1. 5m，直徑或高度> 30mm的圓鋼、槽鋼或方鋼。所述步驟六中，在對間隙調(diào)整管片環(huán)進行固定的同時，對間隙調(diào)整管片環(huán)之前的至少10個管片環(huán)進行二次加強補漿。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下特點和有益效果
本發(fā)明所述的盾尾刷更換的施工方法通過從盾尾間隙調(diào)整環(huán)管片的吊裝孔向管片背后注入化學(xué)漿對盾尾進行封堵止水注漿，可快速、有效的解決盾尾密封問題，避免因注漿量及注漿壓力不足、地下水流失嚴(yán)重而引發(fā)的地面過大沉降、隧道內(nèi)涌水等事故的發(fā)生。尤其適用于低水壓環(huán)境下的盾尾刷更換。本發(fā)明通過采用盾構(gòu)機千斤頂進行整環(huán)管片的推拉過程中完成了盾尾刷的更換， 充分利用盾構(gòu)施工中的現(xiàn)有機械，所需輔助措施少，僅為支撐隔離管片環(huán)的內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)，因所以本發(fā)明具有操作簡單、成本低的優(yōu)點。本發(fā)明通過在隔離管片環(huán)內(nèi)設(shè)置內(nèi)接的多邊形支撐結(jié)構(gòu)，確保了隔離管片環(huán)的橢圓度，保證的施工過程中管片環(huán)的整體性和安全性。本發(fā)明隔離管片環(huán)由于是整環(huán)拉出，遇緊急情況，可整環(huán)推回，從而有效保證施工安全。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于多種情況下盾構(gòu)掘進過程中由于盾尾密封失效后需及時更換尾刷的盾構(gòu)施工尤其是適用于低水壓環(huán)境下的盾尾刷更換。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖IA-A剖視圖。圖3是間隔調(diào)整管片環(huán)注漿示意圖。圖4是墊鐵布置示意圖。圖5是本發(fā)明施工方法流程圖。附圖標(biāo)記1 一間隙調(diào)整管片環(huán)、2 —隔離管片環(huán)、3 —墊鐵條、4 一第二道盾尾刷、 5 —吊裝孔、6 —止水化學(xué)漿、7 —支撐型鋼、8 —吊裝螺栓、9 一千斤頂、10 —鋼絲繩、11 —第一道盾尾刷、12 —卡環(huán)、13 —吊裝孔A、14 一吊裝孔B。
具體實施例方式實施例參見圖1 圖3所示，一種盾構(gòu)掘進過程中更換尾刷的裝置，設(shè)置在盾尾刷位置，包括間隙調(diào)整管片環(huán)1、隔離管片環(huán)2、支撐結(jié)構(gòu)和千斤頂，所述間隙調(diào)整管片環(huán)1和隔離管片環(huán)2拼接，其拼接縫位于第二道盾尾刷4之后，所述間隙調(diào)整管片環(huán)1背面通過其
4上的吊裝孔A13灌注有止水化學(xué)漿6，所述支撐結(jié)構(gòu)位于隔離管片環(huán)2內(nèi)，其為支撐型鋼7 和隔離管片環(huán)2上的吊裝螺栓8焊接成的內(nèi)接多邊形，所述隔離管片環(huán)2與間隙調(diào)整管片環(huán)1背離面通過鋼絲繩10與千斤頂9連接。所述鋼絲繩穿間隙調(diào)整管片環(huán)上的吊裝孔B14，其兩端通過卡環(huán)12卡固在千斤頂 9上。一種采用上述盾構(gòu)掘進過程中更換尾刷的裝置的更換尾刷施工方法，參見圖4 圖5，步驟如下
步驟一，調(diào)整盾構(gòu)機姿態(tài)及盾尾間隙，并拼裝間隙調(diào)整管片環(huán)1 ； 步驟二，向盾尾和盾構(gòu)機土倉內(nèi)注入潤滑隔水性漿液，使盾構(gòu)機土倉內(nèi)土壓平衡，確保盾構(gòu)機前方土體穩(wěn)定；
步驟三，在盾尾殼體水平腰線及以下的盾尾均勻間隙焊接不少于5根墊鐵條3，并拼裝隔離管片環(huán)2 ；
步驟四，將間隙調(diào)整管片環(huán)1與隔離管片環(huán)2的接縫推進至第二道盾尾刷4之后； 步驟五，在隔離管片環(huán)2的吊裝螺栓8之間焊接支撐型鋼7，形成支撐結(jié)構(gòu)使隔離管片環(huán)2保持其原有的橢圓度；
步驟六，從間隙調(diào)整管片環(huán)1的吊裝孔A13向其背后注入止水化學(xué)漿6進行封堵，并固定間隙調(diào)整管片環(huán)1 ；
步驟七，盾構(gòu)機上下左右均勻選取三至四個伸縮速度一致的千斤頂9，采用同樣長度的鋼絲繩10將隔離管片環(huán)2固定于千斤頂9上，均勻，緩慢的將隔離管片環(huán)2拉至第一道盾尾刷11露出；
步驟八，將第一道盾尾刷11和第二道盾尾刷4切除更換成新的，并涂抹盾尾油脂； 步驟九，隔離管片環(huán)2向后推與間隙調(diào)整管片環(huán)1連接，并在隔離管片環(huán)2和間隙調(diào)整管片環(huán)1上分別穿上環(huán)向螺栓；
步驟十，拆除隔離管片環(huán)2內(nèi)的支撐型鋼7，盾構(gòu)機恢復(fù)正常施工。所述墊鐵條3為長度不小于1. 5m，直徑或高度≥ 30mm的圓鋼、槽鋼或方鋼。所述步驟六中，在對間隙調(diào)整管片環(huán)1進行固定的同時，對間隙調(diào)整管片環(huán)1之前的至少10個管片環(huán)進行二次加強補漿。
權(quán)利要求
1.一種盾構(gòu)掘進過程中更換尾刷的裝置，設(shè)置在盾尾刷位置，包括間隙調(diào)整管片環(huán) (1)、隔離管片環(huán)(2)、支撐結(jié)構(gòu)和千斤頂，其特征在于所述間隙調(diào)整管片環(huán)(1)和隔離管片環(huán)(2)拼接，其拼接縫位于第二道盾尾刷(4)之后，所述間隙調(diào)整管片環(huán)(1)背面通過其上的吊裝孔A (13)灌注有止水化學(xué)漿(6)，所述支撐結(jié)構(gòu)位于隔離管片環(huán)(2)內(nèi)，其為支撐型鋼(7)和隔離管片環(huán)(2)上的吊裝螺栓(8)焊接成的內(nèi)接多邊形，所述隔離管片環(huán)(2)與間隙調(diào)整管片環(huán)(1)背離面通過鋼絲繩(10)與千斤頂(9)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述盾構(gòu)掘進過程中更換尾刷的裝置，其特征在于所述鋼絲繩穿間隙調(diào)整管片環(huán)上的吊裝孔B (14)，其兩端通過卡環(huán)(12)卡固在千斤頂(9)上。
3.一種盾構(gòu)掘進過程中更換尾刷的施工方法，其特征在于采用權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)掘進過程中更換尾刷的裝置，步驟如下步驟一，調(diào)整盾構(gòu)機姿態(tài)及盾尾間隙，并拼裝間隙調(diào)整管片環(huán)(1)；步驟二，向盾尾和盾構(gòu)機土倉內(nèi)注入潤滑隔水性漿液；步驟三，盾尾均勻間隙焊接不少于5根墊鐵條(3)，并拼裝隔離管片環(huán)(2)；步驟四，將間隙調(diào)整管片環(huán)(1)與隔離管片環(huán)(2)的接縫推進至第二道盾尾刷(4)之后；步驟五，在隔離管片環(huán)(2)的吊裝螺栓(8)之間焊接支撐型鋼(7)，形成支撐結(jié)構(gòu)使隔離管片環(huán)(2)保持其原有的橢圓度；步驟六，從間隙調(diào)整管片環(huán)(1)的吊裝孔A (13)向其背后注入止水化學(xué)漿(6)進行封堵，并固定間隙調(diào)整管片環(huán)(1);步驟七，盾構(gòu)機上下左右均勻選取三至四個伸縮速度一致的千斤頂(9)，采用同樣長度的鋼絲繩(10)將隔離管片環(huán)(2)固定于千斤頂(9)上，均勻，緩慢的將隔離管片環(huán)(2)拉至第一道盾尾刷(11)露出；步驟八，將第一道盾尾刷(11)和第二道盾尾刷(4)切除更換成新的，并涂抹盾尾油脂； 步驟九，隔離管片環(huán)(2)向后推與間隙調(diào)整管片環(huán)(1)連接，并在隔離管片環(huán)(2)和間隙調(diào)整管片環(huán)(1)上分別穿上環(huán)向螺栓；步驟十，拆除隔離管片環(huán)(2)內(nèi)的支撐型鋼(7)，盾構(gòu)機恢復(fù)正常施工。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的盾構(gòu)掘進過程中更換尾刷的施工方法，其特征在于所述墊鐵條(3)為長度不小于1. 5m，直徑或高度> 30mm的圓鋼、槽鋼或方鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的盾構(gòu)掘進過程中更換尾刷的施工方法，其特征在于所述步驟六中，在對間隙調(diào)整管片環(huán)(1)進行固定的同時，對間隙調(diào)整管片環(huán)(1)之前的至少10個管片環(huán)進行二次加強補漿。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種盾構(gòu)掘進過程中更換尾刷的裝置及其施工方法，所述裝置包括間隙調(diào)整管片環(huán)、隔離管片環(huán)、支撐結(jié)構(gòu)和千斤頂，所述間隙調(diào)整管片環(huán)和隔離管片環(huán)拼接，其拼接縫位于第二道盾尾刷之后，所述間隙調(diào)整管片環(huán)背面通過其上的吊裝孔A灌注有止水化學(xué)漿，所述支撐結(jié)構(gòu)位于隔離管片環(huán)內(nèi)，所述隔離管片環(huán)與間隙調(diào)整管片環(huán)背離面通過鋼絲繩與千斤頂連接。所述方法通過將盾尾刷后的間隙調(diào)整管片環(huán)固定，與盾尾刷重合隔離管片環(huán)通過盾構(gòu)機上的千斤頂拉離，更換盾尾刷之后又通過千斤頂將其復(fù)位。本發(fā)明所述更換尾刷裝置結(jié)構(gòu)簡單，輔助措施少，施工方法簡便易行，安全可靠成本低?？蓮V泛應(yīng)用于盾構(gòu)施工過程中尤其是低水壓環(huán)境下的盾尾刷的更換。
文檔編號E21D9/06GK102155237SQ20111006925
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者于守海, 李鐘 , 楊榮, 梅靜, 油新華, 王立軍, 石紅兵, 羅澤華, 薛剛, 鄧美龍, 郝本峰, 錢洪福, 黃常波 申請人:中國建筑一局(集團)有限公司, 中建市政建設(shè)有限公司