[发明专利]一种具有高压气囊的盾构始发端洞门密封装置及始发方法

权利要求书

1.一种具有高压气囊的盾构始发端洞门密封装置，其特征在于，包括密封主体结构和洞门防水防渗装置，所述密封主体结构包括洞门钢环和延伸钢环；

所述洞门钢环为结构预埋件，其直径与延伸钢环相同；

所述延伸钢环与洞门钢环通过螺栓或焊接连接，并在接缝内侧贴遇水膨胀止水条，外侧涂抹聚氨酯加强防水，并加焊槽钢进行补强；

所述洞门防水防渗装置包括高压止水橡胶气囊、橡胶帘布和折页板；

所述高压止水橡胶气囊通过尼龙布护套包裹后固定到延伸钢环外侧的固定螺栓上，所述橡胶帘布和折页板通过固定螺栓连接在所述延伸钢环上。

2.一种盾构始发方法，其特征在于，包括步骤：

S1：根据工程地质和水文条件合理选择密封装置结构，所述密封装置结构选择为权利要求1所述的具有高压气囊的盾构始发端洞门密封装置，并根据工程地质和水文条件，设置高压止水橡胶气囊条数；

S2：始发前洞门检查和预处理；

S3：始发端密封主体结构安装；

S4：安装洞门防水防渗装置；

S5：安装负环并将盾构机推至掌子面；

S6：气囊压力实时监测与调整；

S7：盾构机始发与后处理。

3.根据权利要求2所述的盾构始发方法，其特征在于，所述S1步骤中：

所述工程地质和水文条件为施工区域所在的实际情况。

4.根据权利要求3所述的盾构始发方法，其特征在于，所述S2步骤中：

所述洞门检查：在洞门密封结构安装前对洞门预埋钢环进行检查，包括钢环预留螺栓孔洞、钢环圆度、平整度和完整性；

所述预处理：即为在洞门检查过程中发现的钢环预留螺栓孔洞或者平整度等不满足要求时，则需采取钻孔、打磨和\或焊接处理方法。

5.根据权利要求4所述的盾构始发方法，其特征在于，所述S3步骤中：

所述延伸钢环底部由底座支撑，保证延伸钢环高度与隧道中心线一致；

所述延伸钢环共一段，直径7000mm，分为上下两半圆，总长700-2000mm之间，材料为20mm厚的钢板，延伸钢环外周焊接纵、环向筋板，延伸钢环端头和上下两半圆接合面均焊接圆法兰盘，采用螺栓连接，密封处加橡胶密封垫；

所述纵、环向筋板厚度为20mm，高120mm，间隔不高于550×600mm；

所述法兰盘厚度为40mm，材质为Q235钢；

所述螺栓为10.9级M30螺栓；

所述橡胶密封垫厚度为10mm；

所述洞门钢环底座承力板和肋板均采用20mm厚钢板制作。

6.根据权利要求5所述的盾构始发方法，其特征在于，所述S4步骤中：

所述高压止水橡胶气囊安装前对气囊进行进场压力试验，达到工作压力后24小时压力降满足施工要求的情况下，将气囊沿钢环内侧顺平安装固定一周，充气管引出等待充气；

所述延伸钢环上存在预留孔。

7.根据权利要求6所述的盾构始发方法，其特征在于，所述S5步骤中：

盾构机调试完成后，首先在盾构机机壳外部涂抹黄油润滑，再安装负环，盾构机向前推进至刀盘面板贴近洞门掌子面但不切削掌子面；

第一环负环在盾尾内拼装成型后，通过千斤顶整体向后顶推至紧贴反力架。

8.根据权利要求7所述的盾构始发方法，其特征在于，所述S6步骤中：

在刀盘贴近掌子面，并且完全通过橡胶气囊之后开始对气囊进行充气，初始充气压力0.15MPa，对高压止水橡胶气囊进行充气，当达到设计压力后停止充气，关闭阀门，记录压力值。

9.根据权利要求8所述的盾构始发方法，其特征在于，所述S7步骤中：

始发前将洞口钢环内填充砂袋，同时在盾构机土仓内填充至少半仓砂袋；

始发时待盾构机刀盘通过橡胶气囊后开始转动刀盘，逐渐建立土压，保持充气气囊压力0.15MPa，保证洞口密封性，在磨桩及始发时不漏泥砂；

进洞过程中如发现洞口有渗漏水现象或者出现漏气现场，应及时提高充气压力；

待盾构机身完全通过橡胶气囊后且不发生渗漏，将气囊工作压力适当下调，并对洞口进行补浆，封堵洞门；

盾构始发掘进过程中随时观察高压止水橡胶气囊内的压力值，一旦出现渗漏气及时充气，出现过高压力时应放气。