一种控制盾构隧道管片上浮的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种控制盾构隧道管片上浮的装置及方法，包括囊袋筒、囊袋、筒盖、内置筒；囊袋筒顶部敞口，底部设有一个孔，且底部与筒盖配合，在通盖上设有堵头；所述的囊袋储存在囊袋筒中，并且囊袋的开口端固定在囊袋筒的底部，在囊袋内设置有一个内置筒，内置筒底部和顶部均敞口，内置筒插装在囊袋筒的底部的孔中，且内置筒与囊袋筒同轴设置，在筒盖上设有堵头。堵头。堵头。

【技术实现步骤摘要】
一种控制盾构隧道管片上浮的装置及方法


[0001]本专利技术属于地下工程施工
，具体是涉及一种控制盾构隧道管片上浮的装置及方法。

技术介绍

[0002]近年来盾构法应用越来越广泛，尤其是在过江隧道和城市地铁中。但是盾构隧道也出现了很多问题，施工阶段管片脱离盾尾后，容易出现上浮现象，可能会引起管片错台与破损、环间螺栓剪断，渗漏水等安全事故的发生，严重影响隧道成型质量。控制管片上浮为隧道施工的重要一环，也是影响隧道成型质量的重要因素。
[0003]目前，专利技术人发现，在盾构隧道施工的过程中，当管片上浮时一般采用选择合适的浆液、控制盾构机的姿态、采用恰当是注浆方法等，这些处理措施在实施工程中加大了施工强度和精细度，对施工人员的素质要求较高，并且对控制管片上浮的效果不明显。
[0004]在专利202110755608.5中公开了一种防止管片上浮的壁后缓冲囊袋装置及其施工方法，该专利利用壁后缓冲囊袋装置，向管片外侧的囊袋体中充入高压气体，充气完成之后，再进行盾尾空隙的同步注浆，此时囊袋体受到气压作用的膨胀，接触到外侧围岩后给予管片相应的反力，来抵消地下水和浆液所产生的上浮力，管片上浮得到有效控制之后，再对囊袋进行注浆，对囊袋进行填充，施工完成。在其整个的施工过程中，主要是通过设置在管片外侧的高压囊袋与围压的接触，从而起到对盾构管片上浮控制的目的。
[0005]该方法存在以下问题：
[0006]1.该专利中提及的壁后缓冲囊袋装置，是通过管片上开设的孔洞实现安装，这种在管片上打孔发方式进行安装会破坏力管片结构的完整性，虽对管片受力可能影响不大，但对管片的防水会产生较大的不利影响，造成隧道渗漏水；
[0007]2、该专利所提及的壁后缓冲囊袋装置需要在一环管片每一块(标准块、邻接块及封顶块)上进行安装，安装数量多，施工繁冗。
[0008]3、从该专利的示意图中可看出，每个缓冲囊袋装置的尺寸都比较小，可能在管片外侧和囊袋贴合处产生应力集中，从而可能造成管片的结构性破坏。
[0009]4、专利提及要向囊袋体中充入高压气体，还要与外侧的围岩相接触、挤压，因此容易造成囊袋爆炸，对管片结构和施工人员生命安全产生威胁。

技术实现思路

[0010]针对现有技术存在的不足，本专利技术提供的是一种简单易安装、施工简便、最大程度上减小对管片的破坏，适用性强的控制管片上浮的方法，可以减少施工工人的施工强度，缩短施工时间，保证管片的完整性，同时可以有效地预防和控制管片的上浮。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0012]第一方面，本专利技术的实施例提供了一种控制盾构隧道管片上浮的装置，包括囊袋筒、囊袋、筒盖、内置筒；所述的囊袋筒顶部敞口，底部设有一个孔，且底部与筒盖配合，在通
盖上设有堵头；所述的囊袋储存在囊袋筒中，并且囊袋的开口端固定在囊袋筒的底部，在囊袋内设置有一个内置筒，内置筒底部和顶部均敞口，内置筒插装在囊袋筒的底部的孔中，且内置筒与囊袋筒同轴设置，在筒盖上设有堵头。
[0013]作为进一步的技术方案，所述的筒盖还可以与注浆转换接头相连。
[0014]作为进一步的技术方案，还包括辅助装置，所述的辅助装置由竖杆和横杆组成，所述的竖杆和横杆之间过弹性件相连。
[0015]作为进一步的技术方案，所述囊袋包括圆弧形囊袋以及设置在圆弧形囊袋中心且沿着其圆弧形囊袋径向分布的柱形囊袋，柱形囊袋与圆弧形囊袋相连通。
[0016]作为进一步的技术方案，所述的柱形囊袋的敞口端通过热熔的方式固定在囊袋筒底部，且与囊袋筒底部的孔连通。
[0017]作为进一步的技术方案，所述的囊袋筒直径略小于管片二次注浆孔的直径。
[0018]作为进一步的技术方案，所述的囊袋筒的一侧设有向囊袋内充气的充气口。
[0019]作为进一步的技术方案，所述筒盖中与堵头配合的孔为注浆转换接头的连接口，或者充气接头的连接口。
[0020]作为进一步的技术方案，所述圆弧形囊袋在管片周长方向约占整个管片周长的1/6～1/4。
[0021]第二方面，本专利技术还提供了利用所述的控制盾构隧道管片上浮的装置进行上浮控制的方法，如下：
[0022]在盾构管片安装后，打开上部管片的二次注浆孔，将囊袋筒的上部安装到注浆孔中固定好；再将充气泵连接到气密芯对气囊进行充气，当气囊难以伸展时，取下圆堵头，将辅助装置伸出至盾尾空隙中弹出横杆，上下移动并旋转横杆，重复此操作至气囊完全伸展；待充气完成之后撤下充气泵，取出辅助装置，取下环堵头连同内置筒；再将注浆转换接头安装到囊袋筒下端，注浆管连接到转换接头进行注浆，注浆完成之后，取出囊袋筒并切断与其连接的气囊柱，施工完成。
[0023]上述本专利技术的实施例的有益效果如下：
[0024]1、本专利技术的囊袋装置是在不改变现有管片结构的基础上提出的，主要利用管片上的二次注浆孔进行施工，二次注浆孔是管片的既有构件。在安装囊袋时不会造成管片的破坏。
[0025]2、本专利技术所提及的囊袋，向其中充气只是为了使囊袋在管片与围岩之间展开，对其进行注浆操作时，会对其放气，使得浆液能顺利注入其中，囊袋的作用仅仅是为了限制注浆浆液的无序流动而设置的。
[0026]3、囊袋中充入的气体不需要较大气压，仅仅使囊袋能够展开即可，故安全隐患较小。
[0027]4、本专利技术的所提到的囊袋在管片外部展开之后，在管片周长方向约占整个管片周长的1/6～1/4,囊袋的直径控制在一环到两环管片宽度之间，大大的改善了应力集中问题。
[0028]5、由于囊袋的面积较大，且是靠囊袋内硬化的浆体其主要作用，故囊袋的设置位置可根据现场实际的管片顶部二次注浆孔的位置灵活调节，
附图说明
[0029]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0030]图1是现有技术中控制盾构隧道管片上浮的方法；
[0031]图2是本专利技术中控制盾构隧道管片上浮的方法；
[0032]图3是本专利技术在使用状态的示意图；
[0033]图4本专利技术提出的控制盾构隧道管片上浮的装置的结构示意图；
[0034]图5是本专利技术公开的注浆转换接口机构示意图；
[0035]图6(a)注浆前安装囊袋筒示意图；
[0036]图6(b)气囊在盾尾空隙中的展开示意图；
[0037]图6(c)盾构壁后注浆完成的示意图；
[0038]图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。
[0039]1囊袋，2囊筒，3筒盖，4内置筒，5竖杆，6横杆，7圆堵头，8环堵头，9注浆转换接口，10密封圈，11盾构机外壳，12盾尾空隙，13盾构管片，14壁后注浆体，15充气口。
具体实施方式
[0040]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制盾构隧道管片上浮的装置，其特征在于，包括囊袋筒、囊袋、筒盖、内置筒；所述的囊袋筒顶部敞口，底部设有一个孔，且底部与筒盖配合，在筒盖上设有堵头；所述的囊袋储存在囊袋筒中，并且囊袋的开口端固定在囊袋筒的底部，在囊袋内设置有一个内置筒，内置筒的底部和顶部均敞口，内置筒插装在囊袋筒的底部的孔中，且内置筒与囊袋筒同轴设置。2.如权利要求1所述的控制盾构隧道管片上浮的装置，其特征在于，所述的筒盖还可以与注浆转换接头相连。3.如权利要求1所述的控制盾构隧道管片上浮的装置，其特征在于，还包括辅助装置，所述的辅助装置由竖杆和横杆组成，所述的竖杆和横杆之间通过弹性件相连。4.如权利要求1所述的控制盾构隧道管片上浮的装置，其特征在于，所述囊袋包括圆弧形囊袋以及设置在圆弧形囊袋中心且沿着其圆弧形囊袋径向分布的柱形囊袋，柱形囊袋与圆弧形囊袋相连通。5.如权利要求4所述的控制盾构隧道管片上浮的装置，其特征在于，所述的柱形囊袋的敞口端通过热熔的方式固定在囊袋筒底部，且与囊袋筒底部的孔连通。6.如权利要求4所述的控制盾构隧道管片上浮的装置，其特征在于，所述圆弧...

【专利技术属性】
技术研发人员：王睿，姜官礼，孙会彬，孙敏，厉超，周冲，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：