[发明专利]盾构机始发的施工装置及施工方法

说明书

本发明公开一种盾构机始发的施工装置及施工方法，该装置将钢套筒设计为U形结构，钢套筒分为多段，每段由上、下两半部拼装而成，上半部为两块弧形板，下半部为两块直板，上、下两半部之间以及弧形板之间均设有密封橡胶垫，并通过法兰固定连接，且在洞门采用了1节延伸环、2道橡胶帘布和折页压板组合件以及整体密闭的钢套筒组成的洞门密封装置，有效解决了现有钢套筒安装困难，密封性差的问题，并且可大大提供施工效率，保证盾构机安全始发。

技术领域

本发明属于地铁隧道工程技术领域，具体涉及一种盾构机始发的施工装置及施工方法。

背景技术

盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生隧道内的坍塌，同时在开挖前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。随着国家经济的飞速发展和城市化进程的不断加快，城市轨道交通也得到了空前发展，盾构法施工以其安全性和高效性成为了城市地铁施工的首选工法。但由于工程地质的千变万化，盾构法施工所绵连的工程风险也大小不一，尤其在盾构始发时，所面对的工程风险已经成为整个施工过程的重要风险源之一。在已经发生的众多盾构始发工程事故中，在洞门地质条件为稳定性差、渗透系数大、含水量丰富的粉细砂层最为常见。近年来新应用了一种钢套筒平衡始发的技术，使盾构机在始发过程中相当于在一个没有水土压力突变的环境中完成，从而保证了安全。但是该方法所采用的是圆柱形状的钢套筒，在其底部安装固定支架，这样存在这以下的问题，圆柱状的钢套筒在基坑中安装时不容易与隧道中心线对齐，难以保证其误差，使盾构机始发时容易发生偏离；其次钢套筒的底部为圆弧状，盾构机托架在钢套筒底部安装困难，影响施工人员的工作效率。

发明内容

本发明针对上述背景技术中存在的技术问题，提供一种盾构机始发的施工装置。

一种盾构机始发的施工装置，包括洞门钢环板、洞门密封装置、钢套筒、盾构机和负环管片，所述洞门钢环板预埋在洞门上，所述盾构机安装在钢套筒内部，所述洞门密封装置包括延伸环、第一密封件和第二密封件，所述延伸环与洞门钢环板固定连接，所述第一密封件和第二密封件均为橡胶帘布及折页压板构成的组合件，所述第一密封件通过锚固连接在延伸环与洞门钢环板的连接处，所述第二密封件安装在延伸环的末端；所述钢套筒的前端面与延伸环通过法兰固定连接；

所述钢套筒为U形结构，钢套筒分为多段，每段由上、下两半部拼装而成，上半部为两块弧形板，下半部为两块直板，上、下两半部之间以及弧形板之间均设有密封橡胶垫，并通过法兰固定连接；

所述钢套筒的直板底部设置有向两侧延伸的脚板，所述脚板上设有植筋孔，钢套筒通过脚板锚固固定在基坑底板；

所述负环管片设置钢套筒内，所述盾构机的千斤顶顶住负环管片，末节负环管片的外侧覆盖有钢板管片，所述钢套筒的末端与负环管片通过弧形钢板焊接封闭；

所述钢套筒上设有用于注入填料的入料口。

进一步的，所述钢套筒外周设有形成网格状的纵向和环向的加强筋，所述钢套筒的外侧设有支撑件，所述支撑件一端固定于钢套筒，另一端与基坑的侧墙顶紧。网状的加强筋可以保证钢套筒的强度。

进一步的，所述延伸环内部设有2-8根导轨，所述导轨呈圆周均匀分布。设置导轨可以保证盾构机在始发期间不会出现“叩头”现象，保证始发工作顺利开展。

进一步的，所述导轨的横截面呈直角梯形，其斜面朝向钢套筒方向，且与水平方向的夹角为30°-60°。

进一步的，所述第一密封件与延伸环的连接处设有加劲板。使第一密封件牢固的安装在延伸环内。

进一步的，所述钢套筒的末端外侧还设有为盾构机千斤顶提供反力的反力架。

本发明还提出了该施工装置的一种施工方法，步骤如下：