一种盾构隧道快速密闭抢险集成装备及抢险方法技术

本发明专利技术公开了一种盾构隧道快速密闭抢险集成装备及抢险方法，特点是包括可移动式平台、密闭装置伸缩式平台、可视化密封系统、密闭注浆系统和PLC控制器，其抢险方法包括步骤（1）盾构隧道快速密闭抢险集成装备定位；（2）可视化密封系统就位；（3）监测装置就位并采集初值；（4）密闭注浆系统就位；（5）进行封堵注浆；（6）进行补强注浆；（7）设备拆除、多余注浆体打磨、隧道内设备恢复，优点是在全密闭、可视化环境下进行机械化作业，提高安全性及速度。提高安全性及速度。提高安全性及速度。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构隧道快速密闭抢险集成装备及抢险方法


[0001]本专利技术涉及城市轨道交通领域，尤其是涉及一种盾构隧道快速密闭抢险集成装备及抢险方法。

技术介绍

[0002]地铁是重要的民生工程，其安全保护极为重要，地铁隧道在城市中分布广泛，市政工程施工过程中会因操作不当破坏盾构隧道，如地质勘探时钻杆打穿隧道、桩基打穿隧道等，打穿后为了保障地铁运营安全，需停运对隧道进行修复，地铁停运过长会造成较大的社会影响，同时隧道打穿后如何安全、快速修复也是一大难题，暂无成熟抢险装备及方法，目前多采取体外注浆甚至冻结加固后，切割或拔除打入物（钻杆、桩），进一步加固隧道的方式，该方式修复时间长，且安全性难以保护，如加固不到位在打入物拔除过程中易造成土体涌入，造成二次灾害。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种在全密闭、可视化环境下进行机械化作业，提高安全性及速度的盾构隧道快速密闭抢险集成装备及抢险方法。
[0004]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：1、一种盾构隧道快速密闭抢险集成装备，包括可移动式平台、密闭装置伸缩式平台、可视化密封系统、密闭注浆系统和PLC控制器；所述的密闭装置伸缩式平台包括第一底板、位于所述的第一底板上方的第一顶板以及四个均布在所述的第一底板与所述的第一顶板之间的第一顶升装置，所述的第一底板设置在所述的可移动式平台上，所述的第一顶升装置的底部固定在所述的第一底板上且其顶部的伸缩杆与所述的第一顶板连接；所述的可视化密封系统包括第二底板、位于所述的第二底板上方的第二顶板以及四个均布在所述的第二底板与所述的第二顶板之间的第二顶升装置，所述的第二顶升装置的底部固定在所述的第二底板上且其顶部的伸缩杆通过球铰与所述的第二顶板连接，所述的第二底板设置在所述的第一顶板上，所述的第二顶板的上表面为弧度与盾构隧道管片一致的圆弧形，所述的第二顶板的上表面边沿设置有一圈口字型凹槽，所述的口字型凹槽内设置有一圈顶部伸出所述的口字型凹槽外的压力密封垫，所述的第二顶板的中间圆孔处安装有球阀；所述的密闭注浆系统包括滑动式注浆管、用于向所述的滑动式注浆管输出浆液的注浆仪以及用于密封所述的滑动式注浆管与所述的盾构隧道管片之间空隙的气囊密封装置，所述的滑动式注浆管通过所述的球阀插入所述的盾构隧道管片的注浆空间内，所述的注浆仪通过浆液传送管与所述的滑动式注浆管相连通，所述的气囊密封装置设置在所述的滑动式注浆管的外壁与所述的盾构隧道管片之间，所述的气囊密封装置连接有充气仪，所述的注浆仪和所述的充气仪位于所述的可移动式平台上，所述的注浆仪和所述的充气仪均通过线缆与所述的PLC控制器连接。
[0005]优选的，所述的可移动式平台包括置物平台，所述的置物平台的底部设置有若干
轮对，所述的轮对上安装有刹车。
[0006]优选的，所述的第二顶板面向所述的盾构隧道管片一侧黏贴有临时隔膜。保证注浆加固完成后注浆体与临时隔膜黏连，所述的第二顶板可直接快速拆除，保证注浆体凸出管片部分可快速凿除并打磨平整。
[0007]优选的，所述的第二顶板面向所述的盾构隧道管片一侧安装有照明装置和监控摄像装置。保证作业过程中可实时观测密封系统内的情况。
[0008]优选的，所述的压力密封垫面向所述的盾构隧道管片一侧为弧度与盾构隧道管片一致的圆弧形，所述的压力密封垫面的另一侧设置有两圈半圆型凹槽。与隧道管片一致的弧度保持可密贴状态，另一侧设有两个半圆环凹槽，保证压力密封垫在压力作用下可压缩。
[0009]优选的，所述的球铰的球头连接所述的第二顶升装置的顶部伸缩杆，所述的球铰的底座固定在所述的第二顶板的下表面。
[0010]优选的，所述的气囊密封装置包括套设在所述的滑动式注浆管外壁的气囊环管，所述的滑动式注浆管可在所述的气囊环管内滑动，所述的气囊环管的顶部外壁卡槽内紧嵌有第一气囊和第二气囊，所述的充气仪通过第一注气管接入所述的气囊环管内并与所述的第一气囊相连通，所述的充气仪通过第二注气管接入所述的气囊环管内并与所述的第二气囊相连通。充气仪可控制第一气囊、第二气囊的压力值，气囊设置的目的在于避免打入物拔出过程及注浆过程隧道外土体及浆液进入可视化密封系统构成的密闭空间内，通过设置两个气囊提高了安全性，减小了气囊失效风险。
[0011]优选的，还包括用于监测盾构隧道横断面变形量、隆沉变形量以及水平变形量的监测装置和监测装置伸缩式平台，所述的监测装置伸缩式平台包括第三底板、位于所述的第三底板上方的第三顶板以及四个均布在所述的第三底板与所述的第三顶板之间的第三顶升装置，所述的监测装置位于所述的第三底板上，所述的监测装置通过线缆与所述的PLC控制器连接。注浆仪的注浆压力及注浆量，充气仪输出的气压，监测装置测得的的监测数据可传输至PLC控制器；PLC控制器可控制注浆仪的注浆压力及注浆量，充气仪输出的气压，监测装置的监测频率。
[0012]优选的，所述的第一顶升装置、所述的第二顶升装置、所述的第三顶升装置均为液压千斤顶，所述的液压千斤顶上安装有位移机械锁。在顶升装置顶升至一定位置后开启机械锁能保证顶升装置不会因压力的变化而发生伸缩。
[0013]2、一种基于上述盾构隧道快速密闭抢险集成装备的盾构隧道快速密闭抢险方法，包括以下步骤：（1）盾构隧道快速密闭抢险集成装备定位根据盾构隧道打入物的打入位置，将盾构隧道快速密闭抢险集成装备沿着隧道的轨道开行至相应位置，并对可移动式平台、密闭装置伸缩式平台、可视化密封系统进行微调，直至可视化密封系统的球阀与打入物垂直对应；（2）可视化密封系统就位盾构隧道快速密闭抢险集成装备定位完成后，开启轮对的驻车系统使其固定在隧道轨道上，同时临时拆除隧道内接触网设备，进一步开启密闭装置伸缩式平台的第一顶升装置使可视化密封系统随着第一顶板向上移动，移动至指定位置后打开第一顶升装置的机械锁；开启第二顶升装置，使第二顶板随着第二顶升装置向上移动直至压力密封垫与盾构
隧道管片密贴并形成一定的挤压力；挤压力的大小要确保避免打入物拔出过程及注浆过程隧道外土体及浆液不会通过压力密封垫与盾构隧道管片之间的间隙流出，该挤压力由第二顶升装置提供，其大小要根据环境特点、隧道管片结构、打入物的尺寸等综合确定，挤压力可根据现场情况实时通过第二顶升装置的顶升力进行调整；（3）监测装置就位并采集初值启动第三顶升装置顶升第三顶板，使监测装置随着第三顶板的上升而上升，上升至制定位置后开启第三顶升装置的机械锁，通过监测装置采集盾构隧道横断面变形量、隆沉变形量以及水平变形量的数值；（4）密闭注浆系统就位，打开球阀，将滑动式注浆管插入球阀内，进一步缓慢拔除打入盾构隧道管片中的打入物，随着打入物的拔除滑动式注浆管同步插入由打入物形成的孔洞内，当第一气囊、第二气囊完全进入打入物形成的孔洞内后停止拔除打入物，对第一气囊、第二气囊进行充气至预设气压值，气压形成后拔除打入物，同时通过监控摄像装置实时观察可视化密封系统与盾构隧道管片之间的空间状态，进而调整第一气囊和第二气囊的压力值，若有泥水渗出现象要及时增大第一气囊、第二气囊的压力值；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构隧道快速密闭抢险集成装备，其特征在于：包括可移动式平台、密闭装置伸缩式平台、可视化密封系统、密闭注浆系统和PLC控制器；所述的密闭装置伸缩式平台包括第一底板、位于所述的第一底板上方的第一顶板以及四个均布在所述的第一底板与所述的第一顶板之间的第一顶升装置，所述的第一底板设置在所述的可移动式平台上，所述的第一顶升装置的底部固定在所述的第一底板上且其顶部的伸缩杆与所述的第一顶板连接；所述的可视化密封系统包括第二底板、位于所述的第二底板上方的第二顶板以及四个均布在所述的第二底板与所述的第二顶板之间的第二顶升装置，所述的第二顶升装置的底部固定在所述的第二底板上且其顶部的伸缩杆通过球铰与所述的第二顶板连接，所述的第二底板设置在所述的第一顶板上，所述的第二顶板的上表面为弧度与盾构隧道管片一致的圆弧形，所述的第二顶板的上表面边沿设置有一圈口字型凹槽，所述的口字型凹槽内设置有一圈顶部伸出所述的口字型凹槽外的压力密封垫，所述的第二顶板的中间圆孔处安装有球阀；所述的密闭注浆系统包括滑动式注浆管、用于向所述的滑动式注浆管输出浆液的注浆仪以及用于密封所述的滑动式注浆管与所述的盾构隧道管片之间空隙的气囊密封装置，所述的滑动式注浆管通过所述的球阀插入所述的盾构隧道管片的注浆空间内，所述的注浆仪通过浆液传送管与所述的滑动式注浆管相连通，所述的气囊密封装置设置在所述的滑动式注浆管的外壁与所述的盾构隧道管片之间，所述的气囊密封装置连接有充气仪，所述的注浆仪和所述的充气仪位于所述的可移动式平台上，所述的注浆仪和所述的充气仪均通过线缆与所述的PLC控制器连接。2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道快速密闭抢险集成装备，其特征在于：所述的可移动式平台包括置物平台，所述的置物平台的底部设置有若干轮对，所述的轮对上安装有刹车。3.根据权利要求1所述的一种盾构隧道快速密闭抢险集成装备，其特征在于：所述的第二顶板面向所述的盾构隧道管片一侧黏贴有临时隔膜。4.根据权利要求1所述的一种盾构隧道快速密闭抢险集成装备，其特征在于：所述的第二顶板面向所述的盾构隧道管片一侧安装有照明装置和监控摄像装置。5.根据权利要求1所述的一种盾构隧道快速密闭抢险集成装备，其特征在于：所述的压力密封垫面向所述的盾构隧道管片一侧为弧度与盾构隧道管片一致的圆弧形，所述的压力密封垫面的另一侧设置有两圈半圆型凹槽。6.根据权利要求1所述的一种盾构隧道快速密闭抢险集成装备，其特征在于：所述的球铰的球头连接所述的第二顶升装置的顶部伸缩杆，所述的球铰的底座固定在所述的第二顶板的下表面。7.根据权利要求1所述的一种盾构隧道快速密闭抢险集成装备，其特征在于：所述的气囊密封装置包括套设在所述的滑动式注浆管外壁的气囊环管，所述的滑动式注浆管可在所述的气囊环管内滑动，所述的气囊环管的顶部外壁卡槽内紧嵌有第一气囊和第二气囊，所述的充气仪通过第一注气管接入所述的气囊环管内并与所述的第一气囊相连通，所述的充气仪通过第二注气管接入所述的气囊环管内并与所述的第二气囊相连通。8.根据权利要求1
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7中任一项所述的一种盾构隧道快速密闭抢险集成装备，其特征在
于：还包括用于监测盾构隧道横断面变形量、隆...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚燕明，周俊宏，陈明清，汤继新，
申请(专利权)人：宁波地铁产业工程有限公司，
类型：发明
国别省市：