[发明专利]一种基于洞门延长环装置富水砂层盾构始发方法及其装置

说明书

本发明公开了一种基于洞门延长环装置富水砂层盾构始发方法及其装置，涉及隧道施工技术领域，达到减少洞门圈外的水、砂从盾构机壳体与洞门圈的空隙间流失的目的，其技术方案要点是：第1步、盾构端头冻结加固施工；第2步、洞门延长环施工：第3步、钢丝刷施工；第4步、引轨施工；第5步、洞门凿除及盾构机始发。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，更具体地说，它涉及一种基于洞门延长环装置富水砂层盾构始发方法及其装置。

背景技术

富水含砂地质条件下盾构始发漏水、涌砂风险较大，盾构始发事故频发，风险系数值相对较高。盾构始发时由于洞门无法封闭极易出现漏水、涌砂等事故。因此，采用合理的洞门始发装置是保障盾构始发顺利完成的关键一环。目前盾构始发方法主要有：洞门钢环+一道橡胶帘布及折页压板形式、洞门延长环+两道橡胶帘布及折页压板形式、钢套筒等。

钢套筒始发施工难度较大，成本较高。洞门钢环+一道橡胶帘布及折页压板形式以及洞门延长环+两道橡胶帘布及折页压板形式主要是降低盾构始发过程中洞门前方的流水、涌砂的风险，但当盾构机进入洞门后，若洞门密封装置效果不好，洞门圈外的水、砂很可能从盾构机壳体与洞门圈的空隙间流失，降低洞门密封承压能力，导致洞门前方涌水涌砂，迫切需要有能阻止洞门圈外的水、砂从盾构机壳体与洞门圈的空隙间流失的技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于洞门延长环装置富水砂层盾构始发方法，达到减少洞门圈外的水、砂从盾构机壳体与洞门圈的空隙间流失的目的。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于洞门延长环装置富水砂层盾构始发方法，包括以下步骤：

第1步、盾构端头冻结加固施工：在待加固区洞门处布置冻结管，并在冻结区范围内布设四个测温孔，测温孔深度同冻结深度一致，冻结设计天数35天，冻结壁平均温度需达到-10℃以下，测温孔温度在-5℃以下；

第2步、洞门延长环施工：在始发洞门外侧增加一环形洞门延长环，满焊焊接于洞门钢环之上，洞门延长环内安装外层橡胶帘幕、折页压板以及一端铰接在折页压板上的翻板，橡胶帘幕和折页压板通过洞门延长环上的螺栓与洞门延长环连接；

第3步、钢丝刷施工：在洞门钢环内，焊接一圈40cm长第一钢丝刷，距洞门钢环外边缘12cm；在洞门延长环内，焊接一圈35cm长第二钢丝刷，距离洞门延长环外边缘2cm，第一钢丝刷和第二钢丝刷尾刷距离40cm，洞门延长环上设置注脂孔兼注浆孔；

洞门延长环提供了第二钢丝刷的安装空间，第一钢丝刷和第二钢丝刷包裹盾体及管片，在第一钢丝刷和第二钢丝刷之间填充盾尾油脂，形成油脂密封腔，在盾体及管片外壁形成带状密封圈，盾构机始发前，人工在整圈第一钢丝刷和第二钢丝刷内及下半环第一钢丝刷和第二钢丝刷间空腔内填充盾尾密封油脂，空腔内填充19cm厚油脂，盾构机进入洞门钢环后，根据密封情况通过洞门延长环预留注脂管兼注浆管机械注入油脂，盾尾脱出两道钢丝刷后，第一钢丝刷和第二钢丝刷与管片间缝隙较大，通过洞门延长环预留注脂管兼注浆管机械注入油脂，持续填充；外侧的橡胶帘幕及钢性折页压板，通过橡胶帘幕的收口及折页压板的翻折固定；

第4步、引轨施工：在洞门钢环底部，对应始发架轨道延伸位置设置两根下部长310cm、上部长5cm引轨，引轨高12cm，用钢轨加工制作，贴洞门钢环内边缘焊接布置；

第5步、洞门凿除及盾构机始发：洞门围护结构采用人工凿除，凿除完成后，盾构机向前顶推，刀盘离掌子面10cm时，停机拔冻结管，冻结管拔除完成后，进行盾构始发试掘进；洞门延长环上12个注脂孔注入盾尾油脂，停机过程中，保证盾构机刀盘0.3rpm低速转动。