盾构隧道组合加固端头洞门破除体系及方法技术

本发明专利技术涉及一种盾构隧道组合加固端头洞门破除体系及方法，包括：加固范围数控模块、测温升降平台、隧道洞口、冷却系统、内撑辅助支架、管片和洞门封堵体系，所述隧道洞口内设置测温孔，冷却系统中的冷冻机分别置于隔离防护箱内；包括步骤：加固范围数控模块安装；冷却系统隔离防护；打设测温孔；洞门圈和内撑辅助支架安装；洞门封堵施工。本发明专利技术的有益效果是：采用特制的测温升降平台进行测温孔的打设施工，可上下左右移动，且设有可折叠侧平台，大幅提高测温孔布设的施工效率；对加固土体所用的冷却系统设有隔离防护箱，对不同的冷冻机分别进行隔离防护；洞门圈采用伸缩式内撑辅助支架进行安装，提高了洞门圈的安装精度和安装效率。提高了洞门圈的安装精度和安装效率。提高了洞门圈的安装精度和安装效率。

【技术实现步骤摘要】
盾构隧道组合加固端头洞门破除体系及方法


[0001]本专利技术涉及一种盾构隧道组合加固端头洞门破除体系及方法，适用于大断面隧道端头加固及洞门封堵施工。

技术介绍

[0002]当盾构始发井地质环境复杂，或始发井所在地层为透水性强的粉细砂层、卵石土地层时，盾构机进入土体的过程中，若洞门临时密封措施处置不当，极易发生洞门涌水涌砂、掌子面塌方等严重事故。
[0003]具体的，盾构机始发前，需要人工破除洞门范围内地下连续墙并剥离钢筋，以便盾构机始发穿越洞门。地连墙破除、钢筋剥离后，洞门范围内的土体失去了强有力的支撑，存在失稳塌方、地下泥砂涌入掩埋盾构机的风险，因此，针对洞门稳固需要设计多道保险措施并考虑周全的应急预案。加固深度对于地下水位比较高，而且降水效果不理想的地层至关重要，如果洞门下部水位较高且中部又有夹砂层，洞门破除和盾构机顶进掌子面的过程中，均容易发生管涌现象。
[0004]针对上述问题，亟需在总结传统施工方法的基础上对盾构隧道组合加固端头洞门破除施工方式进行创新，提出一种新的盾构隧道组合加固端头洞门破除体系及方法，来提高大断面盾构隧道始发及掘进的施工质量和施工效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种盾构隧道组合加固端头洞门破除体系及方法。
[0006]这种盾构隧道组合加固端头洞门破除体系，包括：加固范围数控模块、测温升降平台、隧道洞口、冷却系统、内撑辅助支架、管片和洞门封堵体系，所述隧道洞口内设置测温孔，冷却系统中的冷冻机分别置于隔离防护箱内；
[0007]测温升降平台包括测温升降平台板，测温升降平台板底部设有平台升降臂，测温升降平台板两侧设有可折叠侧平台，所述测温升降平台置于测温升降平台轨道上；
[0008]隧道洞口四周设有洞门圈，洞门圈内设有内撑辅助支架，内撑辅助支架包括内撑辅助支架中心自锁转轴和可伸缩撑杆；
[0009]管片外侧设有洞门封堵体系，洞门封堵体系包括注浆管、第一道橡胶帘布、第二道橡胶帘布、二次密封板和工作井内衬；洞门圈外侧设有注浆管，洞门圈与隧道管片间设有第一道橡胶帘布和第二道橡胶帘布，洞门圈外侧设有二次密封板，工作井内衬内部设有油脂管。
[0010]作为优选：所述加固范围数控模块包括主控计算机、温度采集模块、总网络、温度传感器和加固区测点。
[0011]作为优选：所述测温升降平台还包括可折叠侧平台、侧平台护栏和测温升降平台护栏，测温升降平台板两侧设有可折叠侧平台，可折叠侧平台与测温升降平台板间设有旋
转自锁式折叠扣和转轴，平台升降臂置于升降臂底座上，升降臂底座底部设有测温升降平台轨道，测温升降平台轨道底部设有轨道底板，轨道底板底部设有轨道底板加劲型钢，轨道底板加劲型钢置于混凝土垫层内。
[0012]作为优选：所述冷却系统包括冷却池、冷却塔、清水泵、冷冻机、冷却线路系统和隔离防护箱，冷冻机包括备用冷冻机、一号冷冻机和二号冷冻机，备用冷冻机、一号冷冻机和二号冷冻机分别置于隔离防护箱内，所述隔离防护箱设有冷却线路系统的预留孔口，预留孔口四周设有孔口加强环。
[0013]作为优选：洞门圈上部设有洞门圈预埋螺杆，内撑辅助支架可旋转折叠，内撑辅助支架中部位置设有内撑辅助支架中心自锁转轴，内撑辅助支架中心自锁转轴四周设有个可伸缩撑杆，可伸缩撑杆端部设有弧形撑板，弧形撑板上设有预留槽口，预留槽口两侧设有防滑垫，洞门圈预埋螺杆上设有紧固螺帽，该内撑辅助支架与一定范围内直径的洞门圈尺寸匹配。
[0014]作为优选：所述洞门圈外侧设有注浆管，所述注浆管水平段与洞门圈间设有注浆管撑架，注浆管撑架底部设有注浆管撑架底板，洞门圈与隧道管片间设有第一道橡胶帘布和第二道橡胶帘布，第一道橡胶帘布和第二道橡胶帘布的一侧均设有翻板，第一道橡胶帘布和第二道橡胶帘布均与密封圈间设有橡胶帘布固定螺栓，洞门圈外侧设有二次密封板，二次密封板内侧设有加强槽钢，二次密封板与管片间设有二次密封板斜撑，管片和二次密封板斜撑之间通过二次密封板斜撑固定螺栓固定，洞门圈内侧设有第一道筋板和第二道筋板，洞门圈外侧设有第三道筋板，第一道筋板、第二道筋板和第三道筋板上均设有筋板加强杆，工作井内衬底部设有工作井内衬加强板，工作井内衬加强板底部设有内衬加强桁架，第二道橡胶帘布一侧的翻板与内衬加强桁架间设有翻板撑杆。
[0015]使用这种盾构隧道组合加固端头洞门破除体系进行洞门破除的方法，包括以下步骤：
[0016]步骤一、加固范围数控模块安装：分别将主控计算机、温度采集模块、总网络和温度传感器安装到位，随后根据设计要求布置加固区测点；
[0017]步骤二、冷却系统隔离防护：在隔离防护箱内安装冷冻机，并连接冷却线路系统；
[0018]步骤三、打设测温孔：施工混凝土垫层和测温升降平台轨道，通过测温升降平台进行测温孔打设；
[0019]步骤四、洞门圈和内撑辅助支架安装：混凝土洞门破碎后进行凿渣移运；安装洞门圈，洞门圈内设置洞门圈预埋螺杆，内撑辅助支架通过可伸缩撑杆将洞门圈预埋螺杆嵌入弧形撑板上的预留槽口内固定；
[0020]步骤五、洞门封堵施工：在洞门圈四周布置注浆管，再布置工作井内衬，在洞门圈内侧安装第一道橡胶帘布和第二道橡胶帘布，随后在洞门圈外侧安装固定于管片的二次密封板，通过注浆管灌注水泥浆完成封堵。
[0021]作为优选，步骤三中：对于两侧的测温孔，施工时首先将可折叠侧平台通过旋转自锁折叠扣转至水平，随后在可折叠测平台上施工。
[0022]作为优选，步骤五中：最顶部和最底部的注浆管与洞门圈的空隙内安装注浆管撑架，位于顶部和底部的工作井内衬设有内侧加强桁架；第一道橡胶帘布和第二道橡胶帘布分别用橡胶帘布固定螺栓固定，随后分别在第一道橡胶帘布和第二道橡胶帘布的一侧安装
翻板，顶部与底部的第二道橡胶帘布侧的翻板与内侧加强桁架间安装翻板撑杆固定，随后在洞门圈外侧安装设有加强槽钢的二次密封板，并用二次密封板斜撑将二次密封板固定于管片上，待所有筋板安装完成后，通过数道注浆管同步灌注水泥浆完成封堵。
[0023]本专利技术的有益效果是：
[0024]1)在盾构隧道端头加固施工时采用加固范围数字化控制技术，精确控制端头土体的加固范围。
[0025]2)采用特制的测温升降平台进行测温孔的打设施工，该平台可上下左右移动，且设有可折叠侧平台，进而大幅提高测温孔布设的施工效率。
[0026]3)对加固土体所用的冷却系统设有隔离防护箱，对不同的冷冻机分别进行隔离防护，保证了冷却系统的正常运行。
[0027]4)洞门圈采用伸缩式内撑辅助支架进行安装，大幅提高了洞门圈的安装精度和安装效率。
附图说明
[0028]图1是本专利技术洞门封堵结构示意图；
[0029]图2是加固范围数字化控制体系示意图；
[0030]图3是测温孔打设平台结构示意图；
[0031]图4是测温孔打设平台底部滑移轨道立面结构放大图；
[0032]图5是冷却系统隔离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构隧道组合加固端头洞门破除体系，其特征在于，包括：加固范围数控模块(6)、测温升降平台、隧道洞口(21)、冷却系统、内撑辅助支架、管片(41)和洞门封堵体系，所述隧道洞口(21)内设置测温孔(22)，冷却系统中的冷冻机分别置于隔离防护箱(32)内；测温升降平台包括测温升降平台板(13)，测温升降平台板(13)底部设有平台升降臂(16)，测温升降平台板(13)两侧设有可折叠侧平台(9)，所述测温升降平台置于测温升降平台轨道(8)上；隧道洞口(21)四周设有洞门圈(33)，洞门圈(33)内设有内撑辅助支架，内撑辅助支架包括内撑辅助支架中心自锁转轴(34)和可伸缩撑杆(35)；管片(41)外侧设有洞门封堵体系，洞门封堵体系包括注浆管(53)、第一道橡胶帘布(45)、第二道橡胶帘布(63)、二次密封板(47)和工作井内衬(59)；洞门圈(33)外侧设有注浆管(53)，洞门圈(33)与隧道管片(41)间设有第一道橡胶帘布(45)和第二道橡胶帘布(63)，洞门圈(33)外侧设有二次密封板(47)，工作井内衬(59)内部设有油脂管(60)。2.根据权利要求1所述的盾构隧道组合加固端头洞门破除体系，其特征在于：所述加固范围数控模块(6)包括主控计算机(1)、温度采集模块(2)、总网络(3)、温度传感器(4)和加固区测点(5)。3.根据权利要求1所述的盾构隧道组合加固端头洞门破除体系，其特征在于：所述测温升降平台还包括可折叠侧平台(9)、侧平台护栏(10)和测温升降平台护栏(11)，测温升降平台板(13)两侧设有可折叠侧平台(9)，可折叠侧平台(9)与测温升降平台板(13)间设有旋转自锁式折叠扣(14)和转轴(15)，平台升降臂(16)置于升降臂底座(17)上，升降臂底座(17)底部设有测温升降平台轨道(8)，测温升降平台轨道(8)底部设有轨道底板(7)，轨道底板(7)底部设有轨道底板加劲型钢(20)，轨道底板加劲型钢(20)置于混凝土垫层(18)内。4.根据权利要求1所述的盾构隧道组合加固端头洞门破除体系，其特征在于：所述冷却系统包括冷却池(23)、冷却塔(24)、清水泵(25)、冷冻机、冷却线路系统(27)和隔离防护箱(32)，冷冻机包括备用冷冻机(26)、一号冷冻机(28)和二号冷冻机(31)，备用冷冻机(26)、一号冷冻机(28)和二号冷冻机(31)分别置于隔离防护箱(32)内，所述隔离防护箱(32)设有冷却线路系统(27)的预留孔口(30)，预留孔口(30)四周设有孔口加强环(29)。5.根据权利要求1所述的盾构隧道组合加固端头洞门破除体系，其特征在于：洞门圈(33)上部设有洞门圈预埋螺杆(36)，内撑辅助支架可旋转折叠，内撑辅助支架中部位置设有内撑辅助支架中心自锁转轴(34)，内撑辅助支架中心自锁转轴(34)四周设有(8)个可伸缩撑杆(35)，可伸缩撑杆(35)端部设有弧形撑板(37)，弧形撑板(37)上设有预留槽口(38)，预留槽口(38)两侧设有防滑垫(39)，洞门圈预埋螺杆(36)上设有紧固螺帽(40)，该内撑辅助支架与一定范围内直径的洞门圈(33)尺寸匹配。6.根据权利要求1所述的盾构隧道组合加固端头洞门破除体系，其特征在于：所述洞门圈(33)外侧设有注浆管(53)，所述注浆管(53)水平段与洞门圈(33)间设有注浆管撑架(50)，注浆管撑架...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹化锦，房中玉，孙峰，曹贯奇，李鸣冲，张少锋，文蛟，陶畅，刘兆生，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：