[实用新型]盾构端头水平冻结与短钢箱联合接收装置

说明书

本实用新型公开了盾构端头水平冻结与短钢箱联合接收装置，所述装置包括水平冻结加固单元和短钢箱，短钢箱设于水平冻结加固单元的加固区接收洞门外；水平冻结加固单元在加固区内水平布置冻结孔和测温孔，并形成冻结帷幕；短钢箱焊接于接收洞门外结构墙的钢环上，短钢箱是由止水帘布和止水翻板组成的三面开口的空心结构，其中两侧各设有一对止水帘布和止水翻板。本实用新型所述装置及施工方法能够有效解决富含水砂层条件下施工因加固效果不好，引起沿盾构外壳体抽线方向涌砂冒水，管涌和地面塌陷等工程事故问题；所述装置及方法适用于城市中心受场地限制、垂直施工方法无法实现的盾构接收加固工程。

技术领域

本实用新型属于隧道施工技术领域，涉及盾构法隧道施工盾构接收技术，具体为盾构端头水平冻结与短钢箱联合接收装置。

背景技术

盾构接收与始发施工是盾构法隧道施工过程中最易发生工程事故的关键性节点，风险系数值相对较高。开凿洞门时土体自立性差、强度不够等极易引发坍塌、涌砂冒水等事故。端头土体的加固处理直接关系到盾构能否安全始发与接收。因此，采用合理的加固和接收方式是保障盾构接收与始发顺利完成的关键一环。目前，端头土体加固方法主要有：高压旋喷桩加固、注浆加固、SMW工法桩加固和人工冻结法加固等。

人工冻结法因其强度高、止水性好等优点在盾构进出洞施工过程中具有良好的发展前景。化学加固和化学加固+人工冻结加固主要是解决了洞门开凿涌砂冒水的风险，但当盾构切割并穿过冻土体后，若端头加固效果不好，很可能引起沿盾构外壳体抽线方向涌砂冒水，迫切需要有能阻止沿盾构抽线方向(纵向)涌砂冒水的装置与技术。

实用新型内容

解决的技术问题：为了克服现有技术的不足，解决在富含水砂层条件下施工因加固效果不好，引起沿盾构外壳体抽线方向涌砂冒水，管涌和地面塌陷等工程事故问题，本实用新型提供了盾构端头水平冻结与短钢箱联合接收装置。

技术方案：盾构端头水平冻结与短钢箱联合接收装置，所述装置包括水平冻结加固单元和短钢箱，短钢箱设于水平冻结加固单元的加固区接收洞门外；水平冻结加固单元在加固区内水平布置冻结孔和测温孔，并形成冻结帷幕；短钢箱焊接于接收洞门外结构墙的钢环上，短钢箱是由止水帘布和止水翻板组成的三面开口的空心结构，其中两侧各设有一对止水帘布和止水翻板。

优选的，短钢箱顶面设有注浆孔。

优选的，短钢箱的止水翻板上设有螺母，供钢丝绳穿过，将各短钢箱串联形成环状，并与水平冻结加固单元的盾体、管片紧密贴合。

优选的，所述钢环上设有盾尾刷。

优选的，所述结构墙上开设盾尾油脂压入孔。

优选的，冻结孔数量为40-60个，外圈布置20-50个，中圈布置10-20个，内圈布置5-10个，内圈中有一个冻结孔布置在洞门中心。

优选的，测温孔的数量为6-8个，外圈均匀布设4-6个，中圈与内圈之间以及内圈与洞门中心之间各布设1-2个。

以上任一所述盾构端头水平冻结与短钢箱联合接收装置的施工方法，所述方法包括以下步骤：

第1步、水平冻结加固单元施工

在待加固区洞门处按水平角度布置冻结孔，并在板块冻结区范围内每层土内至少布设一个测温孔，孔深与区域内冻结管长度一致；盾构到站前，对洞内所有的测量控制点进行一次整体地、系统地控制测量复测，对所有控制点的坐标进行精密、准确的平差计算；盾构接收分三个阶段，分别为刀盘尚未抵达加固区、盾构进入加固区、盾构进入工作井；

第2步、盾尾施工

在洞门钢环内增加两圈加长型盾尾刷，起到密封作用，用于防止地下水、泥浆、注浆液的渗漏，并在结构墙上开设盾尾油脂压入孔；

第3步、短钢箱施工