盾構機無障礙始發(fā)的洞口結構的制作方法
【專利摘要】一種盾構機無障礙始發(fā)的洞口結構，包括預留有盾構洞口的圍護結構層，在圍護結構層的內(nèi)側設有樁墻體，在圍護結構層的外側裝有圍繞洞口的密封裝置。在密封裝置與圍護結構層之間安裝鋼套環(huán)，該鋼套環(huán)的內(nèi)徑與洞口內(nèi)徑相同。本實用新型的優(yōu)點是：加設鋼套環(huán)可以實現(xiàn)盾構切削樁體時橡膠簾板和翻板離開刀盤的周邊刀，搭接到盾構前體上，并保證與周邊刀有足夠的安全距離，保證密封裝置的完好；由于增加了始發(fā)長度，能夠使盾構機盡快建立土壓，利于掘進，不僅可以加快盾構的施工速度，而且極大提高了盾構始發(fā)的安全性；鋼套環(huán)可以在施工前根據(jù)設計要求提前制作，相比增加側墻厚度的方法節(jié)省了大量工作時間，同時鋼套環(huán)可以重復使用，大幅度降低工程成本。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及盾構隧道施工中盾構機始發(fā)處的洞口結構，可推廣至頂管機的始 發(fā)應用。 盾構機無障礙始發(fā)的洞口結構
【背景技術】
[0002] 目前盾構法隧道是國內(nèi)外應用最為廣泛的一種隧道掘進方法，盾構法施工一般劃 分為三個階段，即盾構始發(fā)、正常掘進、接收。參見圖1和圖2,目前地鐵車站或盾構井10(位 于地面12以下）是盾構機始發(fā)與接收的必要條件，在盾構機8始發(fā)與到達及穿越前必須破 除洞口 15的端頭井圍護結構3內(nèi)側的鋼筋混凝土樁墻體13(其對應于盾構機8前端的區(qū)域 14用玻璃纖維筋代替鋼筋)，在破除過程中存在較大的施工安全風險且工期較長，如破除后 的外側地層直接暴露，易出現(xiàn)涌水和坍塌，造成周圍地層沉降，甚至塌方，進而造成盾構無 法正常始發(fā)與接收等。如南京地鐵元通站，2007年工人在割除洞口處支護結構鋼筋時，土體 突然坍塌，發(fā)生涌水涌砂現(xiàn)象，造成地面嚴重變形塌陷，塌陷長度達150m ;該類事故不勝枚 舉，上海、長沙、天津等地區(qū)均出現(xiàn)過該類事故。尋求一種能利用盾構刀具直接切割的方法 是擺在工程技術人員面前的課題。玻璃纖維筋（Glass Fiber Reinforced Polymer Rebar), 簡稱GFRP，是一種玻璃纖維增強復合材料，由玻璃纖維和樹脂經(jīng)熱融合而成，可加工成與鋼 筋一樣的形式與尺寸。與鋼筋相比，GFRP筋具有抗拉強度高、重量輕、可切割性好、抗腐蝕 性能好、熱傳導和電傳導能力低等優(yōu)點，在很多情況下可以用來代替普通鋼筋。在盾構機8 穿過的區(qū)域14采用玻璃纖維筋局部替代鋼筋后，盾構機8可直接切割樁墻體，并建立土壓， 使盾構在少量端頭加固及不降水條件下安全始發(fā)施工。
[0003] 應用玻璃纖維筋局部替代鋼筋后盾構始發(fā)存在一些問題，參見圖2,盾構切削圍護 樁墻體14時，洞門密封機構的翻板5和橡膠簾板6仍搭接在周邊刀7上，周邊刀7會對翻 板5和橡膠簾板6造成破壞，直接影響密封裝置的密封效果。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本實用新型的目的是提供一種盾構機無障礙始發(fā)的洞口結構，以解決現(xiàn)有技術存 在的盾構機刀具損壞密封裝置而導致工程事故的問題。
[0005] 本實用新型的技術方案是：一種盾構機無障礙始發(fā)的洞口結構，包括預留有盾構 洞口的圍護結構層，在該圍護結構層的內(nèi)側設有樁墻體，在圍護結構層的外側裝有圍繞洞 口的密封裝置，其特征在于，在所述的密封裝置與圍護結構層之間安裝一鋼套環(huán)，該鋼套環(huán) 的內(nèi)徑與洞口內(nèi)徑相同。
[0006] 所述的鋼套環(huán)與圍護結構層之間設有墊板，三者之間采用螺栓連接。
[0007] 位于所述洞口處的樁墻體為易于切割的玻璃纖維筋混凝土結構，其他部分的樁墻 體為鋼筋混凝土結構。
[0008] 所述的鋼套環(huán)斷面形狀為矩形，采用厚度為20mm的優(yōu)質(zhì)鋼材制成；該鋼套環(huán)的軸 向長度為40(T800mm，應滿足橡膠簾板末端到周邊刀的安全距離不小于200mm ;徑向寬度為 200-500mm〇
[0009] 所述的密封裝置由橡膠簾板、圓環(huán)板、翻板及銷軸組成，在圓環(huán)板的內(nèi)沿用銷軸連 接多個翻板，在翻板的內(nèi)側裝有橡膠簾板。
[0010] 本實用新型有益效果是：加設鋼套環(huán)可以實現(xiàn)盾構切削樁體時橡膠簾板和翻板離 開刀盤的周邊刀，搭接到盾構前體上，并保證與周邊刀有足夠的安全距離，保證密封裝置的 完好；另外由于增加了始發(fā)長度，能夠使盾構機盡快建立土壓，利于掘進，不僅可以加快盾 構的施工速度，而且極大提高了盾構始發(fā)的安全性；鋼套環(huán)可以在施工前根據(jù)設計要求提 前制作，相比增加側墻厚度的方法節(jié)省了大量工作時間，同時鋼套環(huán)可以重復使用，大幅度 降低工程成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011] 圖1是現(xiàn)有盾構機始發(fā)處的洞口結構示意圖；
[0012] 圖2是圖1的局部放大圖(盾構機始發(fā)時破壞密封裝置的示意圖）；
[0013] 圖3是本實用新型盾構機無障礙始發(fā)的洞口結構的軸向剖視圖；
[0014] 圖4是本實用新型的鋼套環(huán)端面結構示意圖；
[0015] 圖5是本實用新型在使用時(盾構機始發(fā)）時的結構示意圖；
[0016] 圖6是本實用新型的鋼套環(huán)與圍護結構的另一種連接結構。
【具體實施方式】
[0017] 參見圖3-圖5,本實用新型一種盾構機無障礙始發(fā)的洞口結構，包括預留有盾構 洞口的圍護結構層3和設在其內(nèi)側的樁墻體，位于所述洞口處的樁墻體為易于切割的玻璃 纖維筋混凝土結構14,其他部分的樁墻體為鋼筋混凝土結構13。在圍護結構層3的外側裝 有圍繞洞口 15的密封裝置，所述的密封裝置由橡膠簾板6、圓環(huán)板1、翻板5及銷軸組成，在 圓環(huán)板1的內(nèi)沿用銷軸連接多個翻板5,在翻板5的內(nèi)側裝有橡膠簾板6。
[0018] 在所述的密封裝置與圍護結構層3之間安裝一鋼套環(huán)2,該鋼套環(huán)2的內(nèi)徑與洞口 15內(nèi)徑相同（或接近)。
[0019] 所述的鋼套環(huán)2斷面形狀為矩形，采用厚度為20mm的優(yōu)質(zhì)鋼材制成；該鋼套環(huán)2 的軸向長度為40(T800mm，應滿足橡膠簾板6末端到盾構機8的周邊刀7的安全距離不小于 200mm ;鋼套環(huán)2的徑向寬度為200-500mm。在鋼套環(huán)2的端面中間設有沿圓周均布的多個 安裝孔21，安裝孔21的間距為50-100mm。
[0020] 所述的鋼套環(huán)2與圍護結構層之間設有墊板9,三者之間采用螺栓4連接。墊板9 和維護結構3上預留一周與鋼套環(huán)2上的安裝孔21對應的螺栓孔，通過螺栓4將鋼套環(huán)2、 墊板9與維護結構3連接固定。
[0021] 圖4中鋼套環(huán)2與圓環(huán)板1和墊板9分別采用長螺桿4穿過鋼套環(huán)2與維護結構 3固定連接。還可以采用圖6的固定方式，在鋼套環(huán)2的內(nèi)側外沿設有外凸緣(類似法蘭)， 用螺栓11穿過該外凸緣與墊板9和維護機構3固定連接。
[0022] 本實用新型在使用時(參見圖5)，盾構機8進入鋼套環(huán)2后直接切割位于圍護結 構3內(nèi)側的與鋼筋混凝土樁墻體13 -體的玻璃纖維筋混凝土區(qū)域14,使得盾構機8前端的 周邊刀7在轉動時離開了密封裝置，避免密封裝置的翻板5和橡膠簾板6的損壞。盾構機 8的周邊刀7進入鋼套環(huán)2后可直接切割樁墻體，并建立土壓，使盾構在少量端頭加固及不 降水條件下安全始發(fā)施工。
[0023] 本實用新型更具體的施工流程為：加工制作鋼套環(huán)2及墊板9 -安裝并固定墊板 -安裝鋼套環(huán)一安裝密封機構一檢查安裝質(zhì)量一盾構無障礙始發(fā)一拆除鋼環(huán)及墊板并重 復利用。
【權利要求】
1. 一種盾構機無障礙始發(fā)的洞口結構，包括預留有盾構洞口的圍護結構層，在該圍護 結構層的內(nèi)側設有樁墻體，在圍護結構層的外側裝有圍繞洞口的密封裝置，其特征在于，在 所述的密封裝置與圍護結構層之間安裝一鋼套環(huán)，該鋼套環(huán)的內(nèi)徑與洞口內(nèi)徑相同。
2. 根據(jù)權利要求1所述的盾構機無障礙始發(fā)的洞口結構，其特征在于，所述的鋼套環(huán) 與圍護結構層之間設有墊板，三者之間采用螺栓連接。
3. 根據(jù)權利要求1所述的盾構機無障礙始發(fā)的洞口結構，其特征在于，位于所述洞口 處的樁墻體為易于切割的玻璃纖維筋混凝土結構，其他部分的樁墻體為鋼筋混凝土結構。
4. 根據(jù)權利要求1所述的盾構機無障礙始發(fā)的洞口結構，其特征在于，所述的鋼套環(huán) 斷面形狀為矩形，采用厚度為20mm的優(yōu)質(zhì)鋼材制成；該鋼套環(huán)的軸向長度為40(T800mm,應 滿足橡膠簾板末端到周邊刀的安全距離不小于200mm ;徑向寬度為200-500mm。
5. 根據(jù)權利要求1所述的盾構機無障礙始發(fā)的洞口結構，其特征在于，所述的密封裝 置由橡膠簾板、圓環(huán)板、翻板及銷軸組成，在圓環(huán)板的內(nèi)沿用銷軸連接多個翻板，在翻板的 內(nèi)側裝有橡膠簾板。
【文檔編號】E21D9/14GK203891893SQ201420292916
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月4日 優(yōu)先權日:2014年6月4日
【發(fā)明者】劉軍, 余樂, 王芳, 蔣華, 原海軍, 宋旱云, 楊三資, 周洪 申請人:北京建筑大學