[发明专利]尾盾已变形的水下大直径盾构持续掘进施工工装及施工方法

说明书

本发明公开了一种尾盾已变形的水下大直径盾构持续掘进施工工装，包括输水单元、多个高压水囊和多根导向条，高压水囊分别固定在尾盾壳体内壁上，且位于尾盾壳体内壁和管片环外周面之间。输水单元包括工业水箱、输入水管、高压水泵、输出水管和末端软管，一组数个高压水囊输入水管并联成一路总输入水管，输水单元的末端软管一端通过快速接头、总输入水管与一组数个高压水囊相连。本发明的施工方法包括1）分别安装高压水囊并连接输水单元，2）拼装一圈管片环，3）依次完成一圈管片环内高压水囊单元的注水加压。4）盾构掘进与监测。本发明可防止已变形的尾盾壳体内壁挤压管片块，降低了成型隧道内管片的破损，提高了施工效率，降低了施工成本。

技术领域

本发明涉及一种水下隧道的施工工装及方法，特别涉及一种水下大直径盾构的尾盾已产生塑性变形后仍能继续掘进的施工工装及方法，属于隧道工程技术领域。

背景技术

盾构是用于建造穿越江河、海底水下隧道的主要设备之一，近年来正在向着大深度、大断面、长距离的方向发展并在国内外逐渐建成了一批大直径(隧道断面直径在8～14m之间)甚至超大直径(隧道断面直径大于14m)的海底或江底隧道和城市道路隧道。

随着盾构穿越地层种类不断增加，施工难度逐渐加大，对盾构的制造技术及掘进控制也提出了更高的要求。大直径盾构是指直径在8～14m之间的盾构，大直径盾构在密实地层中掘进过程中，在各种阻力的综合作用下盾构挖掘路径容易发生偏移，需要及时进行纠偏，在盾构纠偏过程中会产生较大的地基反力和被动土压力。盾构的尾盾作为管片运输和拼装的工作空间，采用薄壁圆筒结构造成尾盾是盾构强度和刚度的最薄弱的部分，由于盾体安全储备不足加之不良的操作、长期蛇形前进等原因可能会引起尾盾壳体产生不同程度的塑性变形，影响盾构掘进，严重的甚至会导致油缸撑靴与尾盾产生摩擦、管片与尾盾贴紧等导致盾构被困无法继续前进。

现有的尾盾壳体变形矫正方式如下：先将变形区域的尾盾壳体割除开窗，然后清理外部固结物或障碍物，再对尾盾壳体进行整圆矫正并补焊割除的窗口。申请号202010575523.4的发明专利申请公开了“用于强透水砂层大直径盾构尾盾变形矫正的圆环形工装及方法”，该申请采用圆环形工装配合开孔放砂等辅助性措施，实现尾盾变形矫正及整圆，可以保证尾盾钢板与油缸撑靴及成型管片拉开间隙，使盾构实现脱困。申请号202010711631.X的发明专利申请公开了“一种处置富水砂层中盾尾变形的矫正工装及其施工工艺”可快速实现拼装、拆除作业，满足重复使用的要求，对盾构后续正常掘进提供保障。可作为常规的盾构矫正手段，适用范围广。然而，上述的尾盾变形矫正施工方法存在结构加工复杂、施工周期长、安全风险高等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种尾盾已变形的水下大直径盾构持续掘进施工工装及施工方法，不需对变形尾盾进行矫正，就能保证盾构正常掘进。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种尾盾已变形的水下大直径盾构持续掘进施工工装，包括输水单元、多个高压水囊和多根导向条，所述多根导向条沿尾盾壳体内壁径向均匀分布，分别固定在尾盾壳体内壁上；高压水囊位于两根导向条之间，分别固定在尾盾壳体内壁上，且位于尾盾壳体内壁和管片环外周面之间；所述输水单元包括顺次连接的工业水箱、输入水管、高压水泵、输出水管和末端软管，压力表旁接在输出水管上，工业水箱位于盾构内，高压水囊输入水管分别接有截止阀，数个高压水囊输入水管并联成一路总输入水管，所述总输入水管一端与快速接头固定连接，输水单元的末端软管一端依次通过快速接头、总输入水管、高压水囊输入水管与数个高压水囊相连。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

进一步的，所述高压水囊包括囊体、数根横向束带和一根纵向束带，间隔设置的数根横向束带分别绕囊体横向一周，一根纵向束带绕囊体纵向中心一周，所述横向束带和纵向束带分别粘接固定在囊体上，高压水囊一端和两侧分别间隔设有连接板，高压水囊通过穿过连接板的紧固螺钉固定在尾盾壳体内壁上。