一種盾構機始發(fā)階段的洞圈止水體系的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種止水體系，尤其涉及一種應用于盾構機始發(fā)階段的洞圈止水體系O
【背景技術】
[0002]盾構法隧道始發(fā)時，需按設計高程及坡度切入始發(fā)洞門地層并向前推進，直至盾構機全部進入土體并完成洞門封堵的一系列作業(yè)。盾構機在不利地質條件下始發(fā)容易出現(xiàn)滲漏水、土體流失、基坑淹沒等險情。目前較多地采用地層加固+洞圈止水裝置的方式規(guī)避風險。通常地層加固采用注漿、深層攪拌粧、旋噴粧、凍結、降水以及多種工法的搭配，但在地質復雜、隧道埋深大等工況下的加固質量難以保證；洞圈止水裝置一般由橡膠簾布與單向鉸鏈板組成，始發(fā)時止水裝置在高水土壓力的作用下會產生外翻趨勢甚至失效。因此現(xiàn)有始發(fā)階段洞圈止水裝置對地層加固質量要求嚴格，否則將使盾構始發(fā)風險達到不可控的程度。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種施工便捷的盾構機始發(fā)階段洞圈止水體系。
[0004]為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是提供一種盾構機始發(fā)階段的洞圈止水體系，所述洞圈包括平行于墻體的圓環(huán)鋼板和垂直于墻體的圓柱形鋼筒體，洞圈預埋在始發(fā)井混凝土結構墻上，其特征在于，所述洞圈止水體系設于洞圈上，其包括三層密封結構:
[0005]第一層密封結構包括單向鉸鏈板及橡膠簾布，圓環(huán)鋼板上設有定位螺母，螺栓由外向內依次穿過單向鉸鏈板、橡膠簾布后，與圓環(huán)鋼板上的定位螺母相配合，單向鉸鏈板的上部與鉸鏈焊接，下部通過栓銷與鉸鏈連接并可向內翻轉；
[0006]第二層密封結構包括內側鋼絲刷、外側鋼絲刷及油脂管路，內側鋼絲刷、外側鋼絲刷呈圓環(huán)狀固定于圓柱形鋼筒體上，油脂管路的出口端設于內側鋼絲刷與外側鋼絲刷之間，油脂管路與盾構機壓注盾尾油脂設備連通；
[0007]第三層密封結構包括設于圓柱形鋼筒體上的兩排應急注漿通道，內排應急注漿通道的出口端設于內側鋼絲刷與混凝土結構墻之間，外排應急注漿通道的出口端設于外側鋼絲刷和橡膠簾布之間。
[0008]優(yōu)選地，所述第一層密封結構的單向鉸鏈板為呈圓環(huán)狀排列的扇形鋼壓板，橡膠簾布為胎膜加工成的圓環(huán)；始發(fā)時單向鉸鏈板和橡膠簾布的翻轉方向與盾構機前進方向一致。
[0009]優(yōu)選地，所述第二層密封結構的油脂管路的出口端與圓柱形鋼筒體采用塞焊連接；入口端與球閥一絲扣連接；中部設有止水鋼板，止水鋼板預埋于混凝土內。
[0010]優(yōu)選地，所述第三層密封結構的應急注漿通道采用壓注堵漏材料進行應急密封。
[0011]第一層密封結構由橡膠簾布和單向鉸鏈板組成，單向鉸鏈板通過螺栓將橡膠簾布固定在圓環(huán)板上。出始發(fā)井時第一層密封結構的翻轉方向與盾構機前進方向一致，其柔性的橡膠簾布將盾構機外殼緊密環(huán)箍。在內側有水土壓力的情況下，剛性單向鉸鏈板可有效阻止柔性橡膠簾布產生的外側彈性鼓曲變形，進而防止橡膠簾布外翻，實現(xiàn)密封止水效果;
[0012]第二層密封結構由兩道鋼絲刷及預埋油脂管組成。兩道鋼絲刷設在圓柱形鋼筒體內，間距150-250mm。兩道鋼絲刷間埋設4根油脂管路。外側鋼絲刷與第一層密封結構內翻的邊界線相鄰，即不妨礙第一層密封結構自由翻轉。柔性的鋼絲刷環(huán)箍著盾構機殼體或管片，并通過壓注盾尾油脂填充建筑間隙，起到封堵水土滲漏通道的作用；
[0013]第三層密封結構為設置在圓柱形鋼筒體內的兩排應急注漿通道。內排應急注漿通道設在混凝土結構墻與內側鋼絲刷之間，外排應急注漿通道設在外側鋼絲刷與第一層密封結構之間，單排應急注漿孔環(huán)形范圍內設有4處，可壓注聚氨酯等堵漏材料進行應急封堵。
[0014]在土體加固質量難以保證的情況下，本發(fā)明提供的洞圈止水體系克服了現(xiàn)有技術的不足，三層密封結構均采取有效方式與洞圈進行連接，施工過程中可以根據(jù)實際工況分階段投入使用，共同抵抗始發(fā)階段水土的滲漏壓力。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明提供的盾構機始發(fā)階段洞圈止水體系的結構示意圖；
[0016]圖2為圖1的側視圖；
[0017]圖3為第一層密封結構示意圖；
[0018]圖4為第二層密封結構示意圖；
[0019]圖5為第三層密封結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
[0021]實施例
[0022]如圖1-5所示，為本發(fā)明提供的盾構機始發(fā)階段洞圈止水體系的結構示意圖，始發(fā)階段盾構機4放置在基座9上，始發(fā)階段的傳力途徑依次為盾構機4、管片3、反力裝置2、混凝土結構墻I。洞圈5上共包括三層密封結構，其中第一層密封結構6由橡膠簾布20和單向鉸鏈板19組成；第二層密封結構7由兩道鋼絲刷及預埋油脂管組成；第三層密封結構8由兩排應急注漿通道組成。預埋油脂管和兩排應急注漿通道的出口端位于洞圈5的頂部10、底部12、左側11和右側13。
[0023]所述的盾構機始發(fā)階段的洞圈止水體系包括三層密封結構:
[0024]如圖3所示，洞圈5預埋在混凝土結構墻I上，洞圈5包括平行于墻體的圓環(huán)鋼板14和垂直于墻體的圓柱形鋼筒體15。第一層密封結構6由單向鉸鏈板19和橡膠簾布20組合而成，其中單向鉸鏈板19為呈圓環(huán)狀排列的扇形鋼壓板，橡膠簾布20為采用胎膜加工成整塊的圓環(huán)。單向鉸鏈板19的下部可以繞鉸鏈18向洞圈5徑向移動。單向鉸鏈板19和橡膠簾布20留有螺栓孔，螺栓17穿過單向鉸鏈板19、橡膠簾布20與圓環(huán)鋼板14上的定位螺母16擰緊。始發(fā)時單向鉸鏈板19和橡膠簾布20的翻轉方向與盾構機前進方向相同，橡膠簾布20內側有水土壓力作用時會產生向外側的彈性鼓曲變形，剛性單向鉸鏈板19可防止橡膠簾布20外翻，實現(xiàn)密封止水作用。隨著盾構機不斷向前推進，橡膠簾布20由環(huán)箍盾構殼體狀態(tài)21轉變?yōu)榄h(huán)箍管片狀態(tài)22。單向鉸鏈板19的上部與鉸鏈焊接，下部通過栓銷與鉸鏈連接并可向內翻轉。
[0025]如圖4所示，第二層密封結構7由內側鋼絲刷23、外側鋼絲刷24及油脂管路26組成。鋼絲刷23和24間距為150-250mm，并在圓柱形鋼筒體15的內側分別焊接成圓環(huán)。外側鋼絲刷24與橡膠簾布20在盾構機外殼上的垂線25相鄰，但不得進入單向鉸鏈板19和橡膠簾布20自由翻轉空間。無縫鋼管油脂管路26的出口端設置在內側鋼絲刷23與外側鋼絲刷24之間，其管壁穿過圓柱形鋼筒體15后塞焊28密實；入口端與球閥一 29絲扣連接；中部設置兩道止水鋼板27后預埋與混凝土內。兩個柔性的鋼絲刷環(huán)箍著盾構機外殼或管片，并通過管路26壓注盾尾油脂進行密封，油脂管路26與盾構機壓注盾尾油脂設備連通。
[0026]如圖5所示，第三層密封結構8為在圓柱形筒體15上的兩排應急注漿通道，其中內排應急注漿通道出口端在內側鋼絲刷23與混凝土結構墻I之間，外排應急注漿通道出口端在外側鋼絲刷24和橡膠簾布20之間。應急注漿通道出口端由注漿管30的管壁和圓柱形鋼筒體15通過塞焊28進行密封連接；入口端與球閥二 31絲扣連接；中部設置兩道止水鋼板27后預埋與混凝土內。始發(fā)過程中，可以通過注漿通道壓注聚氨酯等堵漏材料進行應急1?'封。
[0027]始發(fā)過程中，內部水土壓力首先作用于第一層密封結構6 ;隨后第二層密封結構7參與工作，尤其是盾尾油脂的注入可有效封堵盾構機4外殼與洞圈5之間的滲漏通道，減少滲漏壓力而對第一層密封結構6形成保護；針對極其復雜的情況，可利用第三層密封結構8進行應急封堵。三層密封結構可根據(jù)實際工況分階段實施止水密封，可確保盾構機安全始發(fā)。本止水體系剛柔并濟、層次分明、針對性強、施工便捷，系統(tǒng)地解決了盾構機始發(fā)階段洞圈的止水問題。
【主權項】
1.一種盾構機始發(fā)階段的洞圈止水體系，所述洞圈包括平行于墻體的圓環(huán)鋼板(14)和垂直于墻體的圓柱形鋼筒體(15)，洞圈預埋在始發(fā)井混凝土結構墻(I)上，其特征在于，所述洞圈止水體系設于洞圈上，其包括三層密封結構: 第一層密封結構(6)包括單向鉸鏈板(19)及橡膠簾布(20)，圓環(huán)鋼板(14)上設有定位螺母(16)，螺栓(17)由外向內依次穿過單向鉸鏈板(19)、橡膠簾布(20)后，與圓環(huán)鋼板(14)上的定位螺母(16)相配合，單向鉸鏈板(19)的上部與鉸鏈焊接，下部通過栓銷與鉸鏈連接并可向內翻轉； 第二層密封結構(7)包括內側鋼絲刷(23)、外側鋼絲刷(24)及油脂管路(26)，內側鋼絲刷(23)、外側鋼絲刷(24)呈圓環(huán)狀固定于圓柱形鋼筒體(15)上，油脂管路(26)的出口端設于內側鋼絲刷(23)與外側鋼絲刷(24)之間，油脂管路(26)與盾構機壓注盾尾油脂設備連通； 第三層密封結構(8)包括設于圓柱形鋼筒體(15)上的兩排應急注漿通道，內排應急注漿通道的出口端設于內側鋼絲刷(23)與混凝土結構墻(I)之間，外排應急注漿通道的出口端設于外側鋼絲刷(24)和橡膠簾布(20)之間。
2.如權利要求1所述的盾構機始發(fā)階段的洞圈止水體系，其特征在于，所述第一層密封結構出)的單向鉸鏈板(19)為呈圓環(huán)狀排列的扇形鋼壓板，橡膠簾布(20)為胎膜加工成的圓環(huán)；始發(fā)時單向鉸鏈板(19)和橡膠簾布(20)的翻轉方向與盾構機前進方向一致。
3.如權利要求1所述的盾構機始發(fā)階段的洞圈止水體系，其特征在于，所述第二層密封結構(7)的油脂管路(26)的出口端與圓柱形鋼筒體(15)采用塞焊(28)連接；入口端與球閥一(29)絲扣連接；中部設有止水鋼板(27)，止水鋼板(27)預埋于混凝土內。
4.如權利要求1所述的盾構機始發(fā)階段的洞圈止水體系，其特征在于，所述第三層密封結構(8)的應急注漿通道采用壓注堵漏材料進行應急密封。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種盾構機始發(fā)階段的洞圈止水體系，其特征在于，所述洞圈止水體系設于洞圈上，其包括三層密封結構：第一層密封結構包括單向鉸鏈板及橡膠簾布；第二層密封結構包括內側鋼絲刷、外側鋼絲刷及油脂管路；第三層密封結構包括設于圓柱形鋼簡體上的兩排應急注漿通道，內排應急注漿通道的出口端設于內側鋼絲刷與混凝土結構墻之間，外排應急注漿通道的出口端設于外側鋼絲刷和橡膠簾布之間。在土體加固質量難以保證的情況下，本發(fā)明提供的洞圈止水體系克服了現(xiàn)有技術的不足，施工過程中可以根據(jù)實際工況分階段投入使用，共同抵抗始發(fā)階段水土的滲漏壓力。
【IPC分類】E21D11-38
【公開號】CN104847383
【申請?zhí)枴緾N201510278060
【發(fā)明人】徐征杰
【申請人】上海綠地建設(集團)有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月27日