用于盾构部分始发且洞门渗漏时的套筒装置及其施工方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于盾构部分始发且洞门渗漏时的套筒装置，所述盾构放置于始发托架上，所述始发托架放置于底部混凝土板上，在盾构部分始发时，盾尾已拼装一环或多环辅助管片，所述套筒装置包括套筒本体，所述套筒本体将盾构、辅助管片和始发托架包裹起来，所述套筒本体前端与洞门密封连接，所述套筒本体尾部与辅助管片密封连接，所述套筒本体底部与底部混凝土板密封连接，所述套筒本体顶部和底部适当位置设有一个或多个注浆口，在所述套筒本体中前部一位置处两侧设有稳定柱。本发明专利技术还涉及上述套筒装置的施工方法。该套筒装置施工灵活方便，安全可靠，可避免重大的安全事故和经济损失。

【技术实现步骤摘要】
用于盾构部分始发且洞门渗漏时的套筒装置及其施工方法
本专利技术属于地铁隧道工程
，涉及一种盾构始发的施工装置及施工方法,更具体地，涉及一种用于盾构部分始发且洞门渗漏时的套筒装置及其施工方法。
技术介绍
盾构是一种使用盾构法的隧道掘进机，其已被广泛应用于地下轨道交通隧道的开挖。盾构始发是指盾构从组装调试到盾构完全进入区间隧道并完成试掘进为止的施工过程。盾构始发时，水土容易从盾构外壳和洞门之间的空隙渗漏。为防止洞门处水土流失和尽快建立土压平衡，通常在洞门处采用止水帘布等密封装置进行密封。然而，由于土体性质、施工质量、施工管理以及其它各种不可控因素，可能会出现盾构已经部分始发而洞门出现渗漏的情况，较为严重时，会出现涌水涌土、盾构被淹、端头井垮塌，甚至出现严重的人身安全事故。在洞门出现水土渗漏时，盾构无法后退，而强行继续始发推进风险极大。这种情况下，尽快采用安全可靠的密封装置和施工方法，成为解决问题的关键。套筒法是一种较新的技术，目前已有采用套筒法进行盾构始发的报道。这种技术通常采用钢套筒，钢套筒前端与洞门预埋的钢环连接，盾构安装在钢套筒内，然后在钢套筒内灌入充填物，盾构按照正常掘进注浆，确保内外水土平衡，外部水土不流失。在盾构已经部分始发，而通常的密封装置效果不佳，洞门出现水土渗漏时，无法再采用上述的常规钢套筒，例如，常规钢套筒无法将原有始发托架密闭在内。在这种情况下，需要采用可以灵活施工的密封装置，使得盾构始发安全可靠。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于盾构部分始发且洞门渗漏时的套筒装置及其施工方法，可以灵活施工，安全可靠。本专利技术所采用的技术方案为：一种用于盾构部分始发且洞门渗漏时的套筒装置，所述盾构放置于始发托架上，所述始发托架放置于底部混凝土板上，在盾构部分始发时，盾尾已拼装一环或多环辅助管片，所述套筒装置包括套筒本体，所述套筒本体将盾构、辅助管片和始发托架包裹起来，所述套筒本体前端与洞门密封连接，所述套筒本体尾部与辅助管片密封连接，所述套筒本体底部与底部混凝土板密封连接，所述套筒本体顶部和底部适当位置设有一个或多个注浆口，所述注浆口可用于向套筒本体内注水进行密封性检查，也可用于向套筒本体内注浆，所述套筒本体中前部一位置处的两侧设有稳定柱，所述稳定柱起到稳定所述套筒本体的作用。优选地，所述套筒本体采用内外层薄钢板夹中间钢筋混凝土的形式。优选地，所述稳定柱采用钢筋混凝土与所述套筒本体一体浇筑。优选地，所述稳定柱设置偶数个，对称设置于所述套筒本体两侧。作为对上述技术方案的改进，所述套筒本体前端内层薄钢板与洞门预埋钢板满焊连接进行密封，所述套筒本体前端钢筋混凝土与洞门混凝土墙体通过植入钢筋浇筑进行密封，所述套筒本体尾部与辅助管片之间通过管片壁后注浆进行密封，所述套筒本体底部与底部混凝土板通过植入钢筋浇筑成一体进行密封。优选地，所述套筒本体前端钢筋混凝土与洞门去除保护层且打毛的混凝土墙体通过适当的植入钢筋方式浇筑连接，所述套筒本体尾部与靠反力架的最后一环辅助管片直接浇筑相接，所述套筒本体尾部与辅助管片之间的空隙由管片壁后注浆进行密封，所述套筒本体底部与去除保护层且打毛的底部混凝土板通过适当的植入钢筋方式浇筑连接。作为对上述技术方案的改进，所述注浆口设置有阀门和压力表。作为对上述技术方案的改进，所述稳定柱下部与底部混凝土板通过适当的植入钢筋方式浇筑连接，所述稳定柱上部与顶部混凝土板通过适当的植入钢筋方式浇筑连接。进一步，所述稳定柱下部与去除保护层且打毛的底部混凝土板通过适当的植入钢筋方式浇筑连接，所述稳定柱上部与去除保护层且打毛的顶部混凝土板通过适当的植入钢筋方式浇筑连接。本专利技术还提供了一种用于盾构部分始发且洞门渗漏时利用上述套筒装置的施工方法，包括以下步骤：步骤1，对盾构部分始发且洞门渗漏时盾构外壳和洞门之间的空隙进行堵漏，对盾构外壳和洞门之间的空隙进行堵漏通过注入适当的遇水膨胀材料来实现；步骤2，对底部混凝土板和顶部混凝土板欲连接套筒本体和稳定柱的位置，去除保护层，露出主筋；同样对洞门处欲连接套筒本体的位置，去除保护层，露出主筋；步骤3，在盾构和已拼接的辅助管片周身适当位置粘贴木块，用于支撑套筒本体的内层薄钢板，内层薄钢板可以按左下、右下和上半部三大块通过满焊拼接而成；内层薄钢板下部与混凝土板已露出的主筋进行焊接；套筒本体前端内层薄钢板与洞门预埋钢环满焊连接；套筒本体尾部内层薄钢板延伸至靠反力架的最后一环辅助管片适当位置处并在此处收口，使得套筒本体能与最后一环辅助管片直接浇筑相接；内层薄钢板顶部和底部适当部位留有若干圆形小孔，小孔处安装带阀门和压力表的环形注浆口，内层薄钢板与环形注浆口通过满焊连接；内层薄钢板的焊接质量要保证，可以起到第一道防水密封作用；步骤4，在内层薄钢板外部制作适当的套筒本体钢筋笼，套筒本体钢筋笼在适当部位与内层薄钢板焊接；套筒本体钢筋笼底部与底部混凝土板的主筋以一定的方式搭接并焊接牢固；稳定柱处的钢筋笼两端分别与底部混凝土板和顶部混凝土板的主筋以一定的方式搭接并焊接牢固；步骤5，在稳定柱两侧，外层薄钢板可以按左下、右下、上半部三大块进行拼接；稳定柱两侧，先拼接左下和右下的外层薄钢板，外层薄钢板与钢筋笼在适当部位进行焊接，内外层薄钢板同时起到浇筑混凝土用的模板作用；外层薄钢板在底部与内层薄钢板相对应的地方留有环形注浆口的小孔，与环形注浆口满焊连接；在稳定柱处，架立合适的模板以方便混凝土浇筑；在洞门处，可以通过架立合适的模板来扩大套筒本体的浇筑范围来提高洞门处的密封效果；步骤6，在已经准备好的套筒本体的下半部分空间内浇筑性能良好的抗渗混凝土，振捣密实，也可加入适量早强剂来提高混凝土的早期强度，缩短套筒本体的制作时间；此处套筒本体下半部分与稳定柱下半部分的连通空间视为同一空间，进而一体浇筑；步骤7，将上半部的外层薄钢板与已安装好的下半部外层薄钢板焊接，将上半部的外层薄钢板在适当部位与钢筋笼焊接，外层薄钢板在顶部留有环形注浆口的小孔，与环形注浆口满焊连接；从稳定柱的开口处，向套筒本体的上半部分和稳定柱本身空间浇筑抗渗混凝土；抗渗混凝土的浇筑质量要保证，可以起到第二道防水密封作用；步骤8，待抗渗混凝土达到一定的强度后，从已拼接的辅助管片注浆口，向辅助管片与套筒本体间的空隙注入双液浆，进一步密封套筒本体尾部；步骤9，通过套筒本体的下部注浆口向套筒本体内部注入水，至加满水后，逐步增加水压力至设计值，稳定一段时间；若水压力在设计压力下能维持设定的足够长时间，说明密封性能满足要求；否则应对密封不良处加强密封性能；密封性检查合格后，将水通过下部注浆口抽出；步骤10，通过上下的注浆口，将套筒本体与盾构之间的空隙用浆液填满；步骤11，进行盾构的正常始发掘进，完成始发；步骤12，待隧道建设完成或者成形隧道管片握裹力能满足盾构推进千斤顶推力要求，且隧道前段的注浆隔水帷幕效果良好时，可以进行套筒装置的拆除。借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：套筒本体的内层薄钢板和抗渗混凝土提供了两道防水密封层，套筒本体与洞门、盾尾辅助管片、底部混凝土板的密封性能良好；混凝土套筒本体和稳定柱的刚度大、稳定性能好；混凝土适应现有盾构始发体系和状态的能力强，施工灵活方便；这为盾构部分始发且洞门渗漏的紧急本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于盾构部分始发且洞门渗漏时的套筒装置，所述盾构放置于始发托架上，所述始发托架放置于底部混凝土板上，在盾构部分始发时，盾尾已拼装一环或多环辅助管片，其特征在于：所述套筒装置包括套筒本体，所述套筒本体将盾构、辅助管片和始发托架包裹起来，所述套筒本体前端与洞门密封连接，所述套筒本体尾部与辅助管片密封连接，所述套筒本体底部与底部混凝土板密封连接，所述套筒本体顶部和底部适当位置设有一个或多个注浆口，在所述套筒本体中前部一位置处的两侧设有稳定柱。

【技术特征摘要】
1.一种用于盾构部分始发且洞门渗漏时的套筒装置，所述盾构放置于始发托架上，所述始发托架放置于底部混凝土板上，在盾构部分始发时，盾尾已拼装一环或多环辅助管片，其特征在于：所述套筒装置包括套筒本体，所述套筒本体将盾构、辅助管片和始发托架包裹起来，所述套筒本体前端与洞门密封连接，所述套筒本体尾部与辅助管片密封连接，所述套筒本体底部与底部混凝土板密封连接，所述套筒本体顶部和底部适当位置设有一个或多个注浆口，在所述套筒本体中前部一位置处的两侧设有稳定柱。2.根据权利要求1所述的一种用于盾构部分始发且洞门渗漏时的套筒装置，其特征在于：所述套筒本体采用内外层薄钢板夹中间钢筋混凝土的形式。3.根据权利要求1所述的一种用于盾构部分始发且洞门渗漏时的套筒装置，其特征在于：所述稳定柱采用钢筋混凝土与所述套筒本体一体浇筑。4.根据权利要求1所述的一种用于盾构部分始发且洞门渗漏时的套筒装置，其特征在于：所述稳定柱设置偶数个，对称设置于所述套筒本体两侧。5.根据权利要求1所述的一种用于盾构部分始发且洞门渗漏时的套筒装置，其特征在于：所述套筒本体前端内层薄钢板与洞门预埋钢板满焊连接进行密封，所述套筒本体前端钢筋混凝土与洞门混凝土墙体通过植入钢筋浇筑进行密封，所述套筒本体尾部与辅助管片之间通过管片壁后注浆进行密封，所述套筒本体底部与底部混凝土板通过植入钢筋浇筑成一体进行密封。6.根据权利要求1所述的一种用于盾构部分始发且洞门渗漏时的套筒装置，其特征在于：所述注浆口设置有阀门和压力表。7.根据权利要求1所述的一种用于盾构部分始发且洞门渗漏时的套筒装置，其特征在于：所述稳定柱下部与底部混凝土板通过适当的植入钢筋方式浇筑连接，所述稳定柱上部与顶部混凝土板通过适当的植入钢筋方式浇筑连接。8.一种利用根据权利要求1-7中任一项所述的用于盾构部分始发且洞门渗漏时的套筒装置的施工方法，所述盾构放置于始发托架上，所述始发托架放置于底部混凝土板上，在盾构部分始发时，所述盾尾已拼装一环或多环辅助管片，其特征在于，包括以下施工步骤：步骤1，对盾构外壳和洞门之间的空隙进行堵漏；步骤2，对底部混凝土板和顶部混凝土板欲连接套筒本体和稳定柱的位置，去除保护层，露出主筋；同样对洞门处欲连接套筒本体的位置，去除保护层，露出主筋；步骤3，在盾构和辅助管片周身架立套筒本体的内层薄钢板，内层薄钢板下部与底部混凝土板已露出的主...

【专利技术属性】
技术研发人员：江建洪，冯建光，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32