[发明专利]一种用于联络通道端口的主动支护防渗钢管片及施工方法

权利要求书

1.一种用于联络通道端口的主动支护防渗钢管片，其特征在于，主动支护防渗钢管片分为标准块、邻接块、封顶块，每块主动支护防渗钢管片由内嵌式支护防渗结构(1)和管片框架(2)两部分组成。内嵌式支护防渗结构(1)和管片框架(2)通过四个卡扣(122)拼接。

2.根据权利要求1所述的一种用于联络通道端口的主动支护防渗钢管片，其特征在于，管片框架(2)由钢框架(21)构成，其中外环由三块弧形钢板(26)焊接构成，三块弧形钢板(26)之间预留出两道对接缝(27)，每道对接缝(27)两端各有一个锯齿状卡扣支架(22)，弧形钢板(26)上有多个注浆孔(23)。

3.根据权利要求2所述的一种用于联络通道端口的主动支护防渗钢管片，其特征在于，所述管片框架(2)的径向断面设有多个拼接螺孔(24)，相邻衬砌钢管片之间的拼接螺孔(24)一一对应并彼此连通，所述多块主动支护防渗钢管片通过拼接螺孔(24)依次拼接成一个完整的主动支护防渗钢管环。所述管片框架的轴向断面设有多个连接螺孔(25)，相邻主动支护防渗钢管环之间的连接螺孔(25)一一对应并彼此连通，在盾构施工过程中通过连接螺孔(25)将相邻钢管环连接，完成联络通道始发端与接收端的多个主动支护防渗钢管片衬砌施工。

4.根据权利要求3所述的一种用于联络通道端口的主动支护防渗钢管片，其特征在于，内嵌式支护防渗结构(1)由弧形衬砌钢板(11)和两端的支撑柱(12)构成，每端分别设置两个支撑柱(12)，两端的支撑柱(12)之间设有两块弧形肋板(13)，共四块。内嵌式支护防渗结构(1)在向外推动的过程中，弧形肋板(13)与对接缝(27)紧密贴合。

5.根据权利要求4所述的一种用于联络通道端口的主动支护防渗钢管片，其特征在于，支撑柱(12)主体由矩形钢(121)焊接而成，焊接时在对接卡扣支架(22)一面预留多个卡扣槽(124)，每个卡扣槽(124)内有一个卡扣(122)，每个卡扣(122)下方设有弹簧(123)支撑。

6.根据权利要求5所述的一种用于联络通道端口的主动支护防渗钢管片，其特征在于，弧形肋板(13)之间设有一道冻结管路(14)，每块钢管片内的冻结管路(14)紧贴弧形衬砌钢板(11)内壁，进出水口指向环内，相邻钢管片之间冻结管路(14)的进出水口由软管(3)串联，形成环形冻结管路。每个主动支护防渗钢管环具有两道并联的环形冻结管路，每道环形冻结管路分别有一个总进水口(4)和总出水口(5)。所述总进水口(4)和总出水口(5)与冻结设备连接。

7.根据权利要求6所述的一种用于联络通道端口的主动支护防渗钢管片，其特征在于，包括下列施工步骤：

步骤1加固土层：对联络通道始发端采用洞内水平注浆的方式进行微加固，确保盾构机进入联络通道始发端时，联络通道洞口的土体稳定性满足要求。

步骤2管片安装：盾构机掘进，通过联络通道口时，主动支护防渗钢管片开始安装，以标准块、邻接块、封顶块的顺序进行安装，并通过拼接螺孔(24)拼接成一个管环，再通过连接螺孔(25)连接相邻管环，并在环缝里装上止水橡胶密封条。

步骤3主动支护：主动支护防渗钢管环安装完成后，先从下方的标准块开始将内嵌式支护防渗结构(1)向环外缓慢推出，推出过程中需要对管片的位置进行校核，防止管片位置因内嵌式支护防渗结构(1)挤压土体的反力而发生变化。进一步地，将顶部的封顶块的内嵌式支护防渗结构(1)向环外推出，直至内嵌式支护防渗结构(1)对岩土体产生挤压。最后同时将两侧的邻接块内嵌式支护防渗结构(1)向环外推出，直至内嵌式支护防渗结构(1)对岩土体产生挤压。最后再次校核管片位置。

步骤4冻结防渗：内嵌式支护防渗结构(1)位置固定后，用软管(3)将相邻管片之间的冻结管路依次连通形成环形冻结管路，预留的总进水口(4)和总出水口(5)连接冻结设备。冷冻液实现冻结设备—总进水口(4)—环形冻结管路—总出水口(5)—冻结设备不断循环，对管片周围的土体进行冻结。

步骤5注浆填充：在冻结完成后，通过注浆孔(23)对内嵌式支护防渗结构(1)与管片框架(2)之间的空隙进行注浆填充，使内嵌式支护防渗结构(1)所承受的岩土体压力有更多路径传递到管片框架(2)，力的传递面积更平均，整体结构更加稳定。

步骤6：主动支护防渗钢管片实现其效果，管片周围土体稳定，止水冻土帷幕形成，管片整体结构稳定，盾构机继续前进。