[发明专利]盾构始发端头加固结构及盾构机始发方法

说明书

本发明提供了一种盾构始发端头加固结构及盾构机始发方法，所述盾构始发端头加固结构包括由内向外依次设置的加固区、冻结区、地连墙、洞门钢环及短套箱，所述冻结区位于所述加固区与所述地连墙的交界处，且所述冻结区采用垂直冻结法施工而成，所述洞门钢环设置于所述地连墙上，所述短套箱位于所述洞门钢环的外侧且与洞门钢环连接，所述短套箱及所述洞门钢环的内壁上均设置有至少一道盾尾钢丝刷。通过结合垂直冻结加短套管以及至少两道盾尾钢丝刷形成的盾构始发端头加固结构，有效降低了盾构机始发前及始发进洞过程中易发生涌水涌沙、路面塌方等风险，且能适用不同的施工环境，克服了现有的盾构洞门防水装置在通用性及兼容性上的不足。

技术领域

本发明涉及盾构工程建造技术领域，尤其涉及一种盾构始发端头加固结构及盾构机始发方法。

背景技术

在盾构始发及接收准备工作中，采用帘布橡胶板和扇形板防水装置及方法是较为成熟的施工工艺，这种洞门始发及接收防水装置组合使用，为盾构始发及接收阶段进行洞门止水，帘布橡胶板作为盾构始发及接收进出洞门的第一道止水装置，通常由模具分块压制，然后连接成一整框，帘布橡胶板为内翻式结构，可以与盾构机壳体进行环绕贴合，是一个比较可靠的防水装置。

扇形板作为盾构始发及接收进出洞门的第二道止水装置，其材质为钢板，扇形板加工根据安装条件，分段制作，由固定板、翻板和销套焊接成一体，然后插入销轴，通过膨胀螺栓固定在洞门钢环上。

通过帘布橡胶板和扇形板组合使用的防水工艺，可以满足盾构机始发阶段，盾构机进入洞门不易发生涌水涌砂等重大工程风险。但是在盾构机始发进洞前，地墙与加固区之间易发生坍塌、涌水涌沙、路面塌方等风险，盾构机始发进洞阶段，盾构机壳体和洞门钢环防水装置之间的空隙，极易发生洞门涌水涌沙、路面塌方等风险，需要采取有效措施确保盾构始发的安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盾构始发端头加固结构及盾构机始发方法，一方面有效降低了盾构机始发前及始发进洞过程中易发生涌水涌沙、路面塌方等风险，满足了对盾构机始发端头安全的需要，另一方面能够适应不同的盾构机、管片尺寸类型，在不同的土层地质条件下，均可灵活安装使用，克服了现有的盾构洞门防水装置在通用性及兼容性上的不足。

为了达到上述目的，本发明提供了一种盾构始发端头加固结构，包括由内向外依次设置的加固区、冻结区、地连墙、洞门钢环及短套箱，所述冻结区位于所述加固区与所述地连墙的交界处，且所述冻结区采用垂直冻结法施工而成，所述洞门钢环设置于所述地连墙上，所述短套箱位于所述洞门钢环的外侧且与洞门钢环连接，所述短套箱及所述洞门钢环的内壁上均设置有至少一道盾尾钢丝刷。

可选的，所述冻结区内设置有至少两排沿竖向分布的冻结孔。

可选的，所述冻结区的厚度不小于2m。

可选的，所述冻结区与所述地连墙的交界处的温度不高于-5℃。

可选的，每道所述盾尾钢丝刷均包括多个盾尾钢丝刷，多个所述盾尾钢丝刷沿所述短套箱及所述洞门钢环的内壁周向设置并焊接成环。

可选的，所述盾尾钢丝刷的内部填充有盾尾油脂。

可选的，所述短套箱及所述洞门钢环的内壁上均设置有一道盾尾钢丝刷，所述短套箱沿周向预留有多个注浆孔，所述注浆孔位于两道所述盾尾钢丝刷之间。

可选的，所述短套箱与所述洞门钢环的直径相同。

基于此，本发明还提供了一种盾构机始发方法，，包括：

在加固区与地连墙的交界处进行冻结法施工，并形成一冻结区；

在洞门钢环的外侧安装短套箱；

在所述洞门钢环及所述短套箱的内壁上分别焊接一道盾尾钢丝刷；

驱动盾构机始发进洞。