一种盾构洞门的止砂结构制造技术

一种盾构洞门的止砂结构，包括盾构洞门的端头结构，在端头结构的内周面和外侧分别固定有钢圈和钢圈法兰盘，在该钢圈的内周面焊接有截面为矩形或梯形的止砂槽，在该止砂槽内填充有可透水材料；在该钢圈法兰盘外侧依次设有止水帘布、帘布压板和钢绞线，该止水帘布为与钢圈法兰盘同心设置的环形盘，内径小于钢圈法兰盘；该帘布压板有多块，并沿该止水帘布的圆周密布拼接组成，每一块该帘布压板设有固定孔并通过螺栓组件将过止水帘布与端头结构和钢圈法兰盘固定在一起；在所有帘布压板的外侧均与一根环形的钢绞线连接。本实用新型专利技术的优点是：止砂槽的设置与止水帘布联合作用，起到流水阻沙的作用，避免沙土的流失，确保盾构进出洞周围土体稳定性。

A Sand Stopping Structure for Shield Tunnel Gate

【技术实现步骤摘要】
一种盾构洞门的止砂结构
本技术涉及盾构法始发及接收阶段的结构，特别涉及一种盾构洞门的止砂结构。
技术介绍
目前盾构法隧道是国内外应用最为广泛的一种隧道掘进方法，盾构法施工总体上比其他方法安全、高效，已越来越广泛地应用于城市轨道交通、铁路、公路、市政基础设施等领域隧道工程的建设中。盾构法施工分为三个阶段：盾构始发、盾构掘进、盾构接收。其中始发与接收风险因素多、风险概率高，普遍存在土体坍塌、涌水涌砂、地下管线破裂等工程事故，且事故后果严重，安全问题较为突出。例如：国内某地铁工程盾构始发时，由于洞门顶部压板外翻，B板脱落，加之加固体质量不良，最终导致盾构盾尾进入洞门密封圈后，开始出现漏水现象，并导致地面硬化层开裂、下沉；上海地铁7号线某工程，盾构过中间风井始发，在盾构离开后，上行线隧道出现了洞口处左下角突发漏水的现象，导致了周边水土流失，进而使得隧道产生变形并出现局部破损。南京地铁某工程在富水粉细砂地层中进行盾构始发时，出现了两次流砂现象，地面下陷1.5m，并引起了管线破坏、房屋倒塌；杭州地铁某盾构区间，采用冷冻法加固，由于冻结体消融形成了漏水缝隙，导致了接收后透水、流砂事故；南京地铁某盾构区间，由于加固体开挖断面和盾构外壳之间的缝隙没有可靠的封堵，刀盘在破土后停顿了10余小时，没有完成全部接收封堵洞口工序，导致了盾构破除洞口后的涌水、涌砂事故发生；广州某水利工程，由于盾构接收段处于富水砂层，在承压水的影响下，导致盾构到达推出后发生了坍塌事故。总体上来说，既有的洞口密封技术在埋深较浅或盾构始发时尚能起到一定的作用，但在埋深较大或盾构接收时效果往往很不理想。专利技术内容本技术的目的就是提供一种盾构洞门的止砂结构，以解决现有技术存在的盾构始发和接收阶段存在较大安全隐患的问题。本技术的技术方案是：一种盾构洞门的止砂结构，包括盾构洞门的端头结构，在该端头结构的整个内周面和外侧分别固定有钢圈和与其外边连接的钢圈法兰盘，其特征在于，在该钢圈的内周面焊接有截面为矩形或梯形的止砂槽，在该止砂槽内填充有可透水材料；在该钢圈法兰盘外侧依次设有止水帘布、帘布压板和钢绞线，该止水帘布为与钢圈法兰盘同心设置的环形盘，内径小于钢圈法兰盘；该帘布压板有多块，并沿该止水帘布的圆周均布拼接组成，在相邻的该帘布压板之间留有间隙；每一块该帘布压板设有固定孔并通过螺栓组件将过止水帘布与端头结构和钢圈法兰盘固定在一起；在所有帘布压板的外侧均与一根环形的钢绞线连接。本技术的优点是：止砂槽的设置与止水帘布联合作用，起到流水阻沙的作用，避免沙土的流失，确保盾构进出洞周围土体稳定性。由于工作井洞圈直径与盾构外径存有一定的间隙。为增加盾构机接收的安全系数，盾构进洞及出洞前，安装橡胶帘布止水装置外，在洞圈内焊接止砂槽，为了缩小盾壳与洞圈的间隙、便于塞填海绵条从而防止盾构进洞及出洞时洞圈产生漏水、漏泥等问题，提高了盾构始发及接收安全性，降低地表沉降，保护地下管线。附图说明图1为本技术在应用时的整体结构剖视示意图；图2为图1的右视图；图3为图1中A处的放大图。附图标记说明：1、填充透水材料、2、橡胶止水帘布、3、止水钢板、4、钢绞线、5止砂槽、51、环形钢板，6、钢板角撑，7、螺栓组件，8、端头结构，9、钢圈，91、钢圈法兰盘，10、GFRP围护桩，11、接收基座，12、盾构机。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。采集图1-图3，本技术一种盾构洞门的止砂结构，包括盾构洞门的端头结构8，在该端头结构8的整个内周面和外侧分别固定有钢圈9和与其外边连接的钢圈法兰盘91，其特征在于，在该钢圈9的内周面焊接有截面为矩形或梯形的止砂槽5，在该止砂槽5内填充有可透水材料1；在该钢圈法兰盘91外侧依次设有止水帘布2、帘布压板3和钢绞线4，该止水帘布2为与钢圈法兰盘91同心设置的环形盘，内径小于钢圈法兰盘91；该帘布压板3有多块，并布满止水帘布2外侧全周，每一块该帘布压板3设有固定孔并通过螺栓组件7将过止水帘布2与端头结构8和钢圈法兰盘91固定在一起；在所有帘布压板3的外侧均与一根环形的钢绞线4连接。所述的止砂槽5采用两个相同的环形钢板51与所述的钢圈9组成，两个环形钢板51间隔设置，其外周边与钢圈9的内周面焊接。在两个环形钢板51面对洞外的一侧与钢圈9之间的角部焊接有三角形的钢板角撑6。所述的止砂槽5的外侧与外侧止水帘布2的距离至少为100mm。所述的可透水材料1采用透水性好并且能过滤水中极大多数的砂土的材料，包括海绵或过滤棉；或在止砂槽5的下部填充砾石（约占止砂槽5一周的1/3，以砾石不会滚出为准），其他部分填充海绵或过滤棉。如果全部采用砾石，则需要用丝网将止砂槽5的槽口封住。确保填充的可透水材料1在止砂槽5中塞紧密，防止盾构机12外壳通过止砂槽5的时候带出，从而影响整体密闭性。止砂槽5的截面尺寸可根据现场洞门钢圈9与盾构机外径间隙所确定，高度一般为1.3倍间隙，这样既能保证盾构顺利通过，还能使填充材料紧贴盾构外壳保证密封效果。在此实施例中止砂槽5宽20cm，高20cm。止砂槽5位置与止水帘布2的距离为100mm以上，防止止水帘布2倾倒接触到止砂槽5内填充的可透水材料1，避免影响止水帘布2的密封性。用钢绞线4把每个帘布压板3串连起来，并箍紧钢绞线，使其能连成为一个整体。为确保盾构机12能紧密贴合止砂槽5，帘布压板3能顺利外翻，帘布压板3为矩形钢板，长为25cm宽为15cm，钢板与钢板之间间距为5cm。止砂槽5的两个环形钢板51的厚度为3mm，其与洞门钢圈9的角焊缝高应不小于5mm；钢板角撑6为等腰三角形，直角边长为100mm，采用厚度为10mm的钢板。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盾构洞门的止砂结构，包括盾构洞门的端头结构（8），在该端头结构（8）的整个内周面和外侧分别固定有钢圈（9）和与其外边连接的钢圈法兰盘（91），其特征在于，在该钢圈（9）的内周面焊接有截面为矩形或梯形的止砂槽（5），在该止砂槽（5）内填充有可透水材料（1）；在该钢圈法兰盘（91）外侧依次设有止水帘布（2）、帘布压板（3）和钢绞线（4），该止水帘布（2）为与钢圈法兰盘（91）同心设置的环形盘，内径小于钢圈法兰盘（91）；该帘布压板（3）有多块，并沿该止水帘布（2）的圆周均布拼接组成；相邻的该帘布压板（3）之间留有间隙；每一块该帘布压板（3）设有固定孔并通过螺栓组件（7）将过止水帘布（2）与端头结构（8）和钢圈法兰盘（91）固定在一起；在所有帘布压板（3）的外侧均与一根环形的钢绞线（4）连接。

【技术特征摘要】
1.一种盾构洞门的止砂结构，包括盾构洞门的端头结构（8），在该端头结构（8）的整个内周面和外侧分别固定有钢圈（9）和与其外边连接的钢圈法兰盘（91），其特征在于，在该钢圈（9）的内周面焊接有截面为矩形或梯形的止砂槽（5），在该止砂槽（5）内填充有可透水材料（1）；在该钢圈法兰盘（91）外侧依次设有止水帘布（2）、帘布压板（3）和钢绞线（4），该止水帘布（2）为与钢圈法兰盘（91）同心设置的环形盘，内径小于钢圈法兰盘（91）；该帘布压板（3）有多块，并沿该止水帘布（2）的圆周均布拼接组成；相邻的该帘布压板（3）之间留有间隙；每一块该帘布压板（3）设有固定孔并通过螺栓组件（7）将过止水帘布（2）与端头结构（8）和钢圈法兰盘（91）固定在一起；在所有帘布压板（3）的外侧均与一根环形的钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈金刚，刘军，刘春光，李旸，宋晶晶，刘东峰，韩旭，潘娜娜，郭军利，张贺，
申请(专利权)人：北京住总集团有限责任公司，北京建筑大学，
类型：新型
国别省市：北京,11