[发明专利]盾构端头加固失效的应急装置及其施工方法

说明书

本发明涉及盾构端头加固失效的应急装置及其施工方法，所述应急装置包括支撑骨架体系和面板体系；支撑骨架体系包括横向直立的三角形排架，排架包括立柱和多道斜向支撑；斜向支撑上端固定于立柱侧壁，斜向支撑下端和立柱底端固定于既有结构底板；相邻立柱顶部之间设置有顶梁，顶梁侧面与既有结构侧墙密贴；面板体系纵向直立设置于立柱相对于斜向支撑的另一侧，包括面板立柱、面板横梁、面板；面板立柱与立柱通过连接件相连接固定。本发明用于已出现或将出现大变形、涌水等端头加固失效特征的盾构始发、接收应急处理，快速形成简易的密闭空间，能有效地防止了因端头加固实效而引起的事故。

技术领域

本发明属于隧道及地下工程技术领域，具体涉及一种盾构端头加固失效的应急装置及其施工方法。

背景技术

随着修建技术、建设水平及建设要求的不断提高，越来越多的新工艺、新工法应用到隧道及地下工程的建设中，而盾构机作为隧道机械开挖的典型代表，已逐步广泛的应用于交通工程领域、水工领域及城市轨道交通领域的隧道建设。特别是在穿江越河隧道、城市隧道的建设中，盾构机以其快速、安全、优质、环保、文明施工等诸多优势，逐渐成为各类施工方法的首选。

考虑盾构始发、接收阶段受地质条件、施工水平、管理水平等多方面因素影响，其端头加固效果往往不甚理想，存在大变形、涌水等等端头加固失效的风险，务必对其进行应急处理，以防止因加固实效而引起的事故，降低施工风险，确保盾构施工安全和周边建（构）筑物的正常使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种盾构端头加固失效的应急装置及其施工方法，能确保端头加固失效后的盾构施工安全，降低施工风险。

本发明所采用的技术方案为：

盾构端头加固失效的应急装置，其特征在于：

所述应急装置位于下部的既有结构底板和上部的既有结构侧墙之间，包括支撑骨架体系和面板体系；

支撑骨架体系包括平行排布的多排横向直立的三角形排架，每个排架包括立柱和其一侧自下而上布置的多道斜向支撑；斜向支撑上端固定于立柱侧壁，斜向支撑下端和立柱底端固定于既有结构底板；相邻立柱顶部之间设置有纵向水平的顶梁，顶梁侧面与既有结构侧墙密贴；

面板体系纵向直立设置于立柱相对于斜向支撑的另一侧，包括与立柱位置对应的面板立柱、相邻面板立柱之间设置的面板横梁、以及面板立柱和面板横梁外侧焊接固定的纵向直立的面板；面板立柱与立柱通过连接件相连接固定。

每个排架中横向相邻的斜向支撑之间固定设置有与斜向支撑垂直的加强斜撑。

纵向相邻的排架之间设置有纵向水平的横向连接部件，横向连接部件端部固定于斜向支撑和加强斜撑的连接点处。

斜向支撑下端和立柱底端均焊接固定有水平的连接垫板，连接垫板置于既有结构底板表面并通过锚固件固定。

立柱与既有结构侧墙有重叠，顶梁侧面与既有结构侧墙密贴，接缝处设置嵌缝防水材料填充。

立柱、横向连接部件、顶梁、面板立柱、面板横梁均为型钢或组合型钢。

斜向支撑和加强斜撑均为无缝钢管、型钢或组合型钢。

连接垫板和连接件为钢板或角钢。

排架纵向间距为1.0～3.0m，整体高度3.0～9.0m；

斜向支撑与立柱成45°夹角，其竖向间距为1.0～3.0m，且最外侧支点距离顶梁顶距离为0.5～1.0m；

加强斜撑间距为2.0～3.0m；

面板横梁竖向间距为1.0～2.0m；

面板的宽度为1.0～3.0m，高度为3.0～9.0m，厚度2.0～3.0cm。