[實用新型]盾構機無障礙始發的洞口結構

有效

• 申請號: 201420292916.4
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN203891893U
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 劉軍;余樂;王芳;蔣華;原海軍;宋旱云;楊三資;周洪
• 申請（專利權）人: 北京建筑大學
• 主分類號: E21D9/14
• 分類號: E21D9/14
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

技術領域

本實用新型涉及盾構隧道施工中盾構機始發處的洞口結構，可推廣至頂管機的始發應用。

背景技術

目前盾構法隧道是國內外應用最為廣泛的一種隧道掘進方法，盾構法施工一般劃分為三個階段，即盾構始發、正常掘進、接收。參見圖1和圖2，目前地鐵車站或盾構井10（位于地面12以下）是盾構機始發與接收的必要條件，在盾構機8始發與到達及穿越前必須破除洞口15的端頭井圍護結構3內側的鋼筋混凝土樁墻體13（其對應于盾構機8前端的區域14用玻璃纖維筋代替鋼筋），在破除過程中存在較大的施工安全風險且工期較長，如破除后的外側地層直接暴露，易出現涌水和坍塌，造成周圍地層沉降，甚至塌方，進而造成盾構無法正常始發與接收等。如南京地鐵元通站，2007年工人在割除洞口處支護結構鋼筋時，土體突然坍塌，發生涌水涌砂現象，造成地面嚴重變形塌陷，塌陷長度達150m；該類事故不勝枚舉，上海、長沙、天津等地區均出現過該類事故。尋求一種能利用盾構刀具直接切割的方法是擺在工程技術人員面前的課題。玻璃纖維筋（Glass?Fiber?Reinforced?Polymer?Rebar），簡稱GFRP，是一種玻璃纖維增強復合材料，由玻璃纖維和樹脂經熱融合而成，可加工成與鋼筋一樣的形式與尺寸。與鋼筋相比，GFRP筋具有抗拉強度高、重量輕、可切割性好、抗腐蝕性能好、熱傳導和電傳導能力低等優點，在很多情況下可以用來代替普通鋼筋。在盾構機8穿過的區域14采用玻璃纖維筋局部替代鋼筋后，盾構機8可直接切割樁墻體，并建立土壓，使盾構在少量端頭加固及不降水條件下安全始發施工。

應用玻璃纖維筋局部替代鋼筋后盾構始發存在一些問題，參見圖2，盾構切削圍護樁墻體14時，洞門密封機構的翻板5和橡膠簾板6仍搭接在周邊刀7上，周邊刀7會對翻板5和橡膠簾板6造成破壞，直接影響密封裝置的密封效果。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種盾構機無障礙始發的洞口結構，以解決現有技術存在的盾構機刀具損壞密封裝置而導致工程事故的問題。

本實用新型的技術方案是：一種盾構機無障礙始發的洞口結構，包括預留有盾構洞口的圍護結構層，在該圍護結構層的內側設有樁墻體，在圍護結構層的外側裝有圍繞洞口的密封裝置，其特征在于，在所述的密封裝置與圍護結構層之間安裝一鋼套環，該鋼套環的內徑與洞口內徑相同。

所述的鋼套環與圍護結構層之間設有墊板，三者之間采用螺栓連接。

位于所述洞口處的樁墻體為易于切割的玻璃纖維筋混凝土結構，其他部分的樁墻體為鋼筋混凝土結構。

所述的鋼套環斷面形狀為矩形，采用厚度為20mm的優質鋼材制成；該鋼套環的軸向長度為400~800mm，應滿足橡膠簾板末端到周邊刀的安全距離不小于200mm；徑向寬度為200-500mm。

所述的密封裝置由橡膠簾板、圓環板、翻板及銷軸組成，在圓環板的內沿用銷軸連接多個翻板，在翻板的內側裝有橡膠簾板。

本實用新型有益效果是：加設鋼套環可以實現盾構切削樁體時橡膠簾板和翻板離開刀盤的周邊刀，搭接到盾構前體上，并保證與周邊刀有足夠的安全距離，保證密封裝置的完好；另外由于增加了始發長度，能夠使盾構機盡快建立土壓，利于掘進，不僅可以加快盾構的施工速度，而且極大提高了盾構始發的安全性；鋼套環可以在施工前根據設計要求提前制作，相比增加側墻厚度的方法節省了大量工作時間，同時鋼套環可以重復使用，大幅度降低工程成本。

附圖說明

圖1是現有盾構機始發處的洞口結構示意圖；

圖2是圖1的局部放大圖（盾構機始發時破壞密封裝置的示意圖）；

圖3是本實用新型盾構機無障礙始發的洞口結構的軸向剖視圖；

圖4是本實用新型的鋼套環端面結構示意圖；

圖5是本實用新型在使用時（盾構機始發）時的結構示意圖；

圖6是本實用新型的鋼套環與圍護結構的另一種連接結構。

具體實施方式

參見圖3-圖5，本實用新型一種盾構機無障礙始發的洞口結構，包括預留有盾構洞口的圍護結構層3和設在其內側的樁墻體，位于所述洞口處的樁墻體為易于切割的玻璃纖維筋混凝土結構14，其他部分的樁墻體為鋼筋混凝土結構13。在圍護結構層3的外側裝有圍繞洞口15的密封裝置，所述的密封裝置由橡膠簾板6、圓環板1、翻板5及銷軸組成，在圓環板1的內沿用銷軸連接多個翻板5，在翻板5的內側裝有橡膠簾板6。

在所述的密封裝置與圍護結構層3之間安裝一鋼套環2，該鋼套環2的內徑與洞口15內徑相同（或接近）。