能够防止产生横向扁变的盾构隧道管壁及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种能够防止产生横向扁变的盾构隧道管壁，包括管片，管片水平方向的外部设有抗变杆，抗变干包括混凝土主杆、浇筑在混凝土主杆一端的端面内的金属连接管和穿设在金属连接管内的连接柱，连接柱一体成型在管片的外周面上。还提供了一种盾构隧道管壁施工方法，在盾构机盾构隧道时在盾构机的外壳上设置作业孔，经过作业孔在盾构隧道壁部的泥土内形成桩孔，将混凝土注入桩孔内硬化而形成混凝土主杆，在混凝土主杆硬化前经作业孔将金属连接管穿设到混凝土主体内，将管片装配到盾构隧道内形成盾构隧道管壁的过程中时连接柱穿设到金属连接管内。本发明专利技术解决现有的在管壁上开孔连接抗变杆的方式所存在的容易导致隧道产生泄漏的问题。生泄漏的问题。生泄漏的问题。

【技术实现步骤摘要】
能够防止产生横向扁变的盾构隧道管壁及其施工方法


[0001]本申请涉及盾构隧道施工
，尤其涉及一种能够防止产生横向扁变的盾构隧道管壁及其施工法。

技术介绍

[0002]当地铁隧道建造在软土体区（尤其是淤泥质土）时，隧道上覆土无法形成“拱效应”，同时，地层能够提供给隧道管壁（构成隧道的轮廓的侧向抗力效应较弱，随着隧道埋深增大，隧道管壁会产生横向扁平变形（以下简称横向扁变）、即实现方向尺寸变短左右方向边长而有圆形边长一个椭圆形；为了解决此问题，本申请人的团队研究出了在管壁上开孔，然后通过高压注浆形成连接在管壁上的插入隧道壁内的泥土中的抗变杆。该方式的抗变杆由于需要在管壁上开口，而管壁开口的设置容易导致渗漏现象。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在提供一种能够防止产生横向扁变的盾构隧道管壁及其施工方法，用于解决现有的在管壁上开孔连接抗变杆的方式所存在的容易导致隧道产生泄漏的问题。
[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种能够防止产生横向扁变的盾构隧道管壁，包括若干沿隧道延伸方向对接在一起的圆形的管片，其特征在于，所述管片沿水平方向的两侧的外部设有若干沿管片的周向分布径向延伸的插入在盾构隧道壁部的泥土里的混凝土结构的抗变杆，所述抗变干包括混凝土主杆、浇筑在混凝土主杆一端的端面内的金属连接管和穿设在金属连接管内的连接柱，所述连接柱一体成型在管片的外周面上，所述金属连接管为远离管片的一端封闭的盲管结构。本专利技术中的抗变杆由于不需要在隧道管壁上开孔进行制作与安装，从而上端增加抗变杆后隧道管壁上不会产生连接孔，从而不好导致管壁的防水性能破坏。
[0005]一种盾构隧道管壁施工方法，其特征在于，在预制隧道管片时在管壁的外周面上一体成型连接柱，在盾构机盾构隧道时在盾构机的外壳上设置作业孔，经过所述作业孔在盾构隧道壁部的泥土内形成桩孔，将混凝土注入桩孔内硬化而形成混凝土主杆，在混凝土主杆硬化前经所述作业孔将金属连接管穿设到混凝土主体内且金属连接管的开口端外露，将管片装配到盾构隧道内形成盾构隧道管壁的过程中时连接柱穿设到金属连接管内。该施工方法，能够不在隧道管壁上开孔既能够形成连接在管壁外部的抗变杆。
[0006]作为优选，在作业孔内安装一根插入在盾构隧道壁部的泥土内的冷冻管，通过冰水机将盐水降温为0
°
以下后通过循环泵输送到所述冷冻管，盐水流过冷冻管时释放冷量给土体后回流回冰水机被再次降温，冷冻管释放冷量使得盾构隧道壁部的泥土冰冻硬化而形成包裹住冷冻管的硬化土层，给冷冻管加热而使得冷冻管和硬化土层之间脱开，取出冷冻管从而形成所述桩孔；所述冷冻管包括外管和穿设在外管内的内管，所述外管为导热材料制作而成，所述外管远离盾构机外壳的一端通过外端盖封闭住，外管同盾构机外壳连接的一端和内管之间设有同冰水机的出口端相连接的冷冻管部冰水进口，内管远离所述外端盖
的一端设有同冰水机的进口端相连接的冷冻管部冰水出口。该方法由于在拔出冷冻管形成桩孔和注浆时，桩孔的孔壁被冰冻硬化，从而能够避免由于软土地具有流动性，而导致冷冻管拔出后桩孔会产生封闭而导致注浆不能够完成的问题和注浆范围部可控的问题。
[0007]作为优选，所述冷冻管通过冷冻管伸出盾构机外壳机构驱动而插入到盾构隧道壁部的泥土内，所述外管为内螺纹管结构，所述外管的外周面上设有沿外管轴向延伸周向分布的若干止转沟槽，所述冷冻管伸出盾构机外壳机构包括螺纹管支撑座、转动连接在螺纹管支撑座上的外螺纹管、驱动外螺纹管转动的螺纹管转动机构和固定在盾构机外壳内的同作业孔对齐的连接套，外螺纹管设有光面段和位于光面段两端的两个阻止外螺纹管沿轴向移动的挡环，所述光面段转动穿设在螺纹管支撑座上，两个所述挡环挡在螺纹管支撑座的两侧，所述连接套设有能够一一对应地穿设到所述止转沟槽内的止转滑块；驱动冷冻管插入土体内的过程为：将外螺纹管螺纹连接在外管内，内管穿设在外螺纹管内，将冷冻管从盾构机外壳内部以设有外端盖的一端朝向作业孔的状态穿设到作业孔内，通过螺纹管转动机构驱动外螺纹管转动从而使得冷冻管输出盾构机外壳从而插入盾构机隧道壁部的泥土内。能够提高本专利技术插入冷冻管时的方便性。
[0008]作为优选，，所述连接套上设有若干沿连接套周向分布的螺栓过孔，作业孔的周围设有数量同螺栓过孔数量相同的螺纹孔，连接套通过若干螺栓一一对应地穿过所述螺栓过孔后一一对应地螺纹连接在所述螺纹孔内而固定在盾构机外壳内，所述螺栓过孔为沿连接套周向延伸的弧形孔，在通过冷冻管伸出盾构机外壳机构驱动冷冻管插入土体内的过程中通过转动连接套来使得止转滑块同止转沟槽对齐。当冷冻管有多段构成时，为了保证多段之间可靠密封的连接，可能会产生两端之间的止转沟槽对不齐的现象，产生通过转动连接套的位置来使得止转滑块能够插入止转沟槽内，否则对各段管之间的制作精度要求会很高，使得制作成本增加。
[0009]作为优选，所述内管为软性结构，所述外管包括若干依次连接在一起的管段，相邻的管段之间通过外螺纹连接管头连接在一起，相邻的管段之间通过密封圈密封连接在一起，相邻的管段的对接端的端面上设有端面部镜面层，相邻的管段的对接端的端面上设有沿外管周向延伸的密封圈安装环槽，所述密封圈位于所述密封圈安装环槽内，相邻的管段的对接端的端面抵接在一起；在通过冷冻管伸出盾构机外壳机构驱动冷冻管插入土体内的过程中，在一个分段插入盾构隧道壁部的泥土内后才将下一个分段同插入的分段连接在一起并插入盾构隧道壁部的泥土内。设计为多段沟槽，能够在冷冻管的长度大于盾构机外壳内部的空置空间时，冷冻管也能够被装配。装配时先推出最外端的一段，然后将第二段同最外端的一段连接在一起，将第二段也推出盾构机外壳，以此类推，而将冷冻管的各段连接在一起且安装到盾构机外壳外部。本技术方案，移动冷冻管时同土体之间的阻力小，内管设计为柔性管，使得长度长时不需要分段。
[0010]作为优选，所述密封圈为中空结构，所述密封圈的内部填充满水。冰冻时水结冰而产生膨胀，起到提高密封性的作用。
[0011]作为优选，所述外管为内螺纹管结构，所述外管的外周面为镜面结构，所述外管同盾构机外壳连接的一端还设有内端盖，所述内管为软性结构，所述内管为绝热材料制作而成；所述外端盖的内端面上设有外端盖部连接管头，所述外端盖部连接管头上设有若干过水孔，所述内端盖的端表面上设有内端盖部连接管头，内端盖部连接管头贯通内端盖的外
端面而构成所述冷冻管部冰水出口，所述内管的一端同外端盖部连接管头可拆卸固定在一起、另一端同内端盖部连接管头可拆卸固定在一起，所述冷冻管部冰水进口设置在所述内端盖上。能够降低降温冰冻土体时的效率。装配储存冷冻管时方便。
[0012]作为优选，所述外端盖内设有内腔，所述内腔设有连通外端盖部连接管头内部空间的进水孔，所述内腔设有若干贯通外端盖周面的径向滑孔，所述外管的内周面上设有若干沿外管周向分布径向延伸的同径向滑孔一一对应地对齐的外管部盲孔，外管部盲孔内设有外管部插销和驱动外管部插销插入径向滑孔内的外管部弹簧，外管部插销同径向滑孔密封滑动连接在一起本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能够防止产生横向扁变的盾构隧道管壁，包括若干沿隧道延伸方向对接在一起的圆形的管片，其特征在于，所述管片沿水平方向的两侧的外部设有若干沿管片的周向分布径向延伸的插入在盾构隧道壁部的泥土里的混凝土结构的抗变杆，所述抗变干包括混凝土主杆、浇筑在混凝土主杆一端的端面内的金属连接管和穿设在金属连接管内的连接柱，所述连接柱一体成型在管片的外周面上，所述金属连接管为远离管片的一端封闭的盲管结构。2.一种适用于权利要求1所述的能够防止产生横向扁变的盾构隧道管壁的盾构隧道管壁施工方法，其特征在于，在预制隧道管片时在管壁的外周面上一体成型连接柱，在盾构机盾构隧道时在盾构机的外壳上设置作业孔，经过所述作业孔在盾构隧道壁部的泥土内形成桩孔，将混凝土注入桩孔内硬化而形成混凝土主杆，在混凝土主杆硬化前经所述作业孔将金属连接管穿设到混凝土主体内且金属连接管的开口端外露，将管片装配到盾构隧道内形成盾构隧道管壁的过程中使连接柱穿设到金属连接管内。3.根据权利要求2所述的盾构隧道管壁施工方法，其特征在于，形成所述桩孔的方法为： 在作业孔内安装一根插入在盾构隧道壁部的泥土内的冷冻管，通过冰水机将盐水降温为0
°
以下后通过循环泵输送到所述冷冻管，盐水流过冷冻管时释放冷量给土体后回流回冰水机被再次降温，冷冻管释放冷量使得盾构隧道壁部的泥土冰冻硬化而形成包裹住冷冻管的硬化土层，给冷冻管加热而使得冷冻管和硬化土层之间脱开，取出冷冻管从而形成所述桩孔；所述冷冻管包括外管和穿设在外管内的内管，所述外管为导热材料制作而成，所述外管远离盾构机外壳的一端通过外端盖封闭住，外管同盾构机外壳连接的一端和内管之间设有同冰水机的出口端相连接的冷冻管部冰水进口，内管远离所述外端盖的一端设有同冰水机的进口端相连接的冷冻管部冰水出口。4.根据权利要求3所述的盾构隧道管壁施工方法，其特征在于，所述冷冻管通过冷冻管伸出盾构机外壳机构驱动而插入到盾构隧道壁部的泥土内，所述外管为内螺纹管结构，所述外管的外周面上设有沿外管轴向延伸周向分布的若干止转沟槽，所述冷冻管伸出盾构机外壳机构包括螺纹管支撑座、转动连接在螺纹管支撑座上的外螺纹管、驱动外螺纹管转动的螺纹管转动机构和固定在盾构机外壳内的同作业孔对齐的连接套，外螺纹管设有光面段和位于光面段两端的两个阻止外螺纹管沿轴向移动的挡环，所述光面段转动穿设在螺纹管支撑座上，两个所述挡环挡在螺纹管支撑座的两侧，所述连接套设有能够一一对应地穿设到所述止转沟槽内的止转滑块；驱动冷冻管插入土体内的过程为：将外螺纹管螺纹连接在外管内，内管穿设在外螺纹管内，将冷冻管从盾构机外壳内部以设有外端盖的一端朝向作业孔的状态穿设到作业孔内，通过螺纹管转动机构驱动外螺纹管转动从而使得冷冻管输出盾构机外壳从而插入盾构机隧道壁部的泥土内。5.根据权利要求4所述的盾构隧道管壁施工方法，其特征在于，所述连接套上设有若干沿连接套周向分布的螺栓过孔，作业孔的周围设有数量同螺栓过孔数量相同的螺纹孔，连接套通过若干螺栓一一对应地穿过所述螺栓过孔后一一对应地螺纹连接在所述螺纹孔内而固定在盾构机外壳内，所述螺栓过孔为沿连接套周向延伸的弧形孔，在通过冷冻管伸出盾构机外壳机构驱动冷冻管插入土体内的过程中通过转动连接套来使得止转滑块同止转沟槽对齐。6.根据权利要求4所述的盾构隧道管壁施工方法，其特征在于，所述内管为软性结...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘念武，胡新赞，程宝龙，吴俊，周婷，吴建宇，
申请(专利权)人：浙江江南工程管理股份有限公司，
类型：发明
国别省市：