一种新型盾构平衡始发及接收套筒装置

2018-03-08 10:52:07 admin 73

【说明书】:

技术领域

本发明涉及盾构隧道,特别涉及一种新型盾构平衡始发及接收套筒装置。

背景技术

盾构和顶管隧道工法是目前地下隧道施工中最广泛应用且最重要的工程技术,其具备安全、快速、质量控制和施工环境好等优点。盾构机和顶管机的始发和接收一直是盾构隧道施工中的重难点,尤其是在软弱、富水地层中盾构和顶管始发与接收更是风险控制的难点。采用钢套筒平衡始发与接收盾构机是近年来新应用的一种技术,其核心技术在于采用一个可重复使用的密封钢套筒安装在洞门处,通过填充砂和水并加压,形成一个与洞门端头处天然水土压力相平衡的环境,盾构机在始发和接收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。钢套筒平衡始发与接收已在地铁隧道施工中得到了应用。

从上面可以看出,保持钢套筒内的水土压力与洞门端头处天然水土压力相平衡是钢套筒平衡始发与接收能否成功的关键之一。但由于钢套筒为全钢材质,为刚性结构,且分为3~4块进行组装,在运输、吊装和使用过程中钢套筒的各个分块不可避免会发生一定的变形,导致分块接缝处无法保证密贴,使得密封性能大大下降,从而漏水和漏气,无法保持套筒内的水土压力。

另外钢套筒采用全钢结构,还存在以下问题:重量和体积较大,运输和拼装不易、加工复杂且造价较高。

因此设计一套简便、密封性能优异的套筒装置是十分必要的。

发明专利内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新型盾构平衡始发及接收套筒装置,以有效避免目前广泛采用的钢套筒所存在的密封性差和复杂性高的问题,节省投入,保证盾构进出洞的安全。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下:

本发明的一种新型盾构平衡始发及接收套筒装置,包括设置于洞门处工作井内衬墙上的过渡连接环,其特征是:所述过渡连接环的内侧与刚性骨架的前端可拆卸连接,该刚性骨架后端可拆卸连接有网格骨架后盖,柔性防水内衬周向环绕覆盖刚性骨架内壁和覆盖网格骨架后盖内侧面。

本发明的有益效果是,采用刚柔结合的结构体系,原理简单,刚性骨架可拆卸和组装,易于运输和拼装,同时采用柔性材料内衬进行密封,刚性骨架即使在多次使用后有一定变形也不影响套筒的密封性能和使用,适用性强,并可根据不同的盾构直径制作相应的大小的套筒装置,具有广阔的推广前景;有效地解决了目前常用钢套筒易变形,密封性能差、重量和体积较大、运输和拼装不易、加工复杂且造价较高的问题,从而避免了现有钢套筒由于密封性能不好、内部水土压力难以维持所导致的施工风险增大、甚至地面塌陷事故的发生。

附图说明

本说明书包括如下八幅附图:

图1是本发明一种新型盾构平衡始发及接收套筒装置的主视图;

图2是沿图1中A-A线的剖面图;

图3是本发明一种新型盾构平衡始发及接收套筒装置的拆解示意图;

图4是图1中B局部的放大图;

图5是本发明一种新型盾构平衡始发及接收套筒装置中环向钢骨架14的主视图;

图6是本发明一种新型盾构平衡始发及接收套筒装置中网格骨架后盖的主视图;

图7是本发明一种新型盾构平衡始发及接收套筒装置中网格骨架后盖的侧视图;

图8是本发明一种新型盾构平衡始发及接收套筒装置中端部内衬橡胶帘布的主视图;

图中示出构件和对应的标记:工作井内衬墙1,反力架2,过渡连接环3,刚性骨架10,前端环形连接板11a,后端环形连接板11b,网格骨架后盖(仅在盾构接收时使用)12,柔性防水内衬13,主体内衬橡胶帘布13a,端部内衬橡胶帘布13b,环向钢骨架14,环向连接端板14a,纵向钢骨架15,纵向连接端板15a。

具体实施方式

下面结合附图,以盾构接收为例,对本发明进一步说明。

参照图1和图2,本发明的一种新型盾构平衡始发及接收套筒装置,包括设置于洞门处工作井内衬墙1上的过渡连接环3。所述过渡连接环3的内侧与刚性骨架10的前端可拆卸连接,该刚性骨架10后端可拆卸连接有网格骨架后盖12,柔性防水内衬13周向环绕覆盖刚性骨架10内壁和覆盖网格骨架后盖12内侧面。施工时,先将刚性骨架10、网格骨架后盖12拼装成套筒形状,然后在刚性骨架10挂上柔性防水内衬13,从而形成一个可重复使用的密封套筒装置安装在洞门处,该装置为刚柔结合的结构体系。在使用时,向其内部填充砂和水并加压,加压后柔性防水内衬13将向外膨胀但会受限于刚性骨架10,两者共同承受内部的压力保证结构安全,形成一个与洞门端头处天然水土压力相平衡的环境,盾构机在始发和接收过程中相当于在一个没有水土压力突变的环境中完成,从而有效地解决了目前常用钢套筒易变形,密封性能差、重量和体积较大、运输和拼装不易、加工复杂且造价较高的问题,有效地减小施工风险,避免发生地面塌陷。由于结构简单,可根据不同的盾构直径,制作相应的大小的套筒装置。

参照图1和图4,所述刚性骨架10包括前端环形连接板11a、后端环形连接板11b,以及纵向间隔设置于两者之间的环向钢骨架14,还包括周向间隔设置的纵向钢骨架15,各纵向钢骨架15的两端分别与前端环形连接板11a、后端环形连接板11b可拆卸连接,环向钢骨架14、与纵向钢骨架15可拆卸连接。

参照图3和图4、图5,作为一种优选的实施方式,为便于制造和施工中的安装、拆除,所述前端环形连接板11a、后端环形连接板11b和环向钢骨架14呈半圆环状,其两端具有环向连接端板14a,通过螺栓组件与两根纵向钢骨架15可拆卸连接且形成全环,即刚性骨架10由上、下两个半环状结构对接而成。

参照图3,所述各纵向钢骨架5的两端具有纵向连接端板15a,通过螺栓组件与前端环形连接板11a、后端环形连接板11b可拆卸连接。

参照图1和图3、图8,所述柔性防水内衬13包括粘接为一体的主体内衬橡胶帘布13a和端部内衬橡胶帘布13b,主体内衬橡胶帘布13a周向环绕覆盖刚性骨架10内壁,端部内衬橡胶帘布13b覆盖网格骨架后盖12内侧面。主体内衬橡胶帘布13a和端部内衬橡胶帘布13b选用抗拉强度和韧性较好的柔性材料,接缝处可以保证非常好的密封性。

参照图6和图7,所述网格骨架后盖12由相交错的横向筋条、纵向筋条构成,其内端与后端环形连接板11b焊接连接。

以上所述只是用图解说明本发明一种新型的盾构平衡始发及接收套筒装置的一些原理,并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内,故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物,均属于本发明所申请的专利范围。