盾构法联络通道始发洞门钢套筒承接结构及其安装方法与流程

本发明涉及盾构法隧道施工技术领域，更具体地说是应用在盾构法联络通道施工中的始发洞门处钢套筒承接结构及其安装方法。

背景技术：

盾构法联络通道施工技术是联络通道施工领域的新工艺，是将盾构法隧道施工技术应用于联络通道施工，保证联络通道施工的安全性、高效性。

联络通道设置在上下行隧道线之间，使上下行隧道线得以贯通，是隧道安全运行的重要保障，在盾构法联络通道施工中，盾构机于上下行隧道的一侧始发，掘进至另一侧隧道接收。为保证盾构机始发施工中的洞门防水效果，使用钢套筒作为始发防水装置，以保证施工安全。

如图4和图5所示，正线隧道7与联络通道8之间形成为“t”形接口，对于常规φ5500mm内径衬砌的地铁盾构隧道，盾构法联络通道开孔孔径为φ3400mm，因此，钢套筒1与联络通道始发洞门4之间的承接口是由大直径地铁盾构隧道与小直径联络通道开孔相交所形成的双曲面形状；在隧道主线极为有限的空间内、针对大体积和大重量的钢套筒，不论是采用吊装焊接还是支撑焊接的安装方式都难以保证双曲面形状的承接口在洞门处的良好对位，安装成功率低，同时，安装过程中因焊接发热导致装置存在变形风险，这一状况极大地影响了工程进度。

技术实现要素：

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种盾构法联络通道始发洞门钢套筒承接结构及其安装方法，以提高钢套筒在联络通道始发洞门的洞口处的安装成功率，避免钢套筒热变形，从而保证工程质量，提高工程进度。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明盾构法联络通道始发洞门钢套筒承接结构的特点是：将应用在盾构法联络通道始发洞门施工中的钢套筒分体设置为套筒本体和位于套筒本体前端的一圈承接筒，所述承接筒的前端口焊接安装在洞口处，承接筒的尾部端口与套筒本体的前端口之间设置为法兰结构，在所述法兰结构中利用螺栓进行连接。

本发明盾构法联络通道始发洞门钢套筒承接结构的特点也在于：在所述承接筒的尾部端口上配套设置定型钢撑，利用安装在承接筒的尾部端口上的定型钢撑对所述承接筒进行定型；在所述承接筒的尾部端口与定型钢撑之间设置为法兰结构，在所述法兰结构中利用螺栓进行连接。

本发明盾构法联络通道始发洞门钢套筒承接结构的特点也在于：所述定型钢撑是在法兰圈中设置“h”型钢撑。

本发明盾构法联络通道始发洞门钢套筒承接结构的特点也在于：所述承接筒在沿钢套筒的轴向上的长度设置为10-30cm。

本发明盾构法联络通道始发洞门钢套筒安装方法的特点是：

将应用在盾构法联络通道始发洞门施工中的钢套筒分体设置为套筒本体和位于套筒本体前端的一圈承接筒，所述承接筒的前端口焊接安装在洞口处，承接筒的尾部端口与套筒本体的前端口之间设置为法兰结构，在所述法兰结构中利用螺栓进行连接；在所述承接筒的尾部端口上配套设置定型钢撑，利用安装在承接筒的尾部端口上的定型钢撑对所述承接筒进行定型；在所述承接筒的尾部端口与定型钢撑之间设置为法兰结构，在所述法兰结构中利用螺栓进行连接；

所述安装方法是按如下过程进行：

步骤1，拆除法兰连接使套筒本体与承接筒为分体，将定型钢撑通过法兰连接固定安装在承接筒的尾部端口上，由定型钢撑对承接筒进行定型；

步骤2、将得到定型钢撑定型的承接筒吊装至联络通道始发洞门的洞口位置处，并将承接筒的前端口焊接安装在联络通道始发洞门的洞口上，使承接筒在洞口上得以固定；

步骤3、在承接筒的尾部端口拆除定型钢撑，并利用法兰结构更换连接套筒本体，使承接筒与套筒本体通过螺栓连接构成钢套筒，并完成钢套筒的安装。

本发明盾构法联络通道始发洞门钢套筒安装方法的特点也在于：步骤2中将承接筒吊装至联络通道始发洞门的洞口位置处是按如下过程进行：

步骤2.1、在洞门前选定四个起吊点，其中两只内侧起吊点是处在隧道中洞口所在一侧的隧道侧壁上，并对称分布在洞口的两边；两只外侧起吊点是处在隧道中与洞口相对一侧的隧道侧壁上，四个起吊点的俯视位置为矩形的四个顶点位置；在各起吊点上设置起吊葫芦，分别是安装在两只内侧起吊点上的内侧起吊葫芦和安装在两只外侧起吊点上的外侧起吊葫芦；在定型钢撑上沿定型钢撑圆周均匀分布的四个吊耳；

步骤2.2、四只起吊葫芦在洞门前四个起吊点与定型钢撑上四个吊耳之间一一对应进行连接，利用四只起吊葫芦将固定连接在定型钢撑上的承接筒起吊呈水平，起吊高度不低于洞口顶沿的高度；呈水平状态的承接筒位于定型钢撑的底部；

步骤2.3、保持两只内侧起吊葫芦的起吊度高，同步释放两只外侧起吊葫芦的起吊高度，使定型钢撑连同承接筒翻转为呈竖直状态，承接筒正处在联络通道始发洞门的洞口位置处。

本发明盾构法联络通道始发洞门钢套筒安装方法的特点也在于：所述步骤3中在承接筒的尾部端口拆除定型钢撑后，保持两只内侧起吊葫芦的起吊度高，收紧两只外侧起吊葫芦，使竖直状态的定型钢撑转而呈水平，然后同步释放四只起吊葫芦，将定型钢撑呈水平放置在隧道运输车上，并随隧道运输车运送到隧道外。

本发明盾构法联络通道始发洞门钢套筒安装方法的特点也在于：设置两只内侧起吊点距洞门的水平距离不大于定型钢撑中对应位置上吊耳距离洞门的水平距离。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明将钢套筒分体设置为套筒本体和一圈承接筒，将承接筒先于套筒本体通过焊接安装在洞门处，再将套筒本体采用法兰结构利用螺栓安装在承接筒的尾部；由于承接筒重量轻且体积小，能够十分准确地在洞门进行快速焊装；承接筒的设置一方面为套筒本体在轴向形成了让位空间，极大地便利了钢套筒本体的安装操作，另一方面承接筒的设置使得套筒本体得以采用法兰结构利用螺栓进行安装，极大地提高了安装速度、保障安装质量，同时有效避免了因焊接热量导致装置变形的风险。

2、本发明为承接筒配套设置定型钢撑，以呈刚性的定型钢撑有效避免了钢构件承接筒在运输及安装过程中不发生变形，并利用定型钢撑在安装过程中对承接筒进行起吊和位置调整，使承接筒能够在洞口处进行快速准确的对位安装。

3、本发明对于承接筒的起吊和对位方式十分巧妙，其起吊顺畅，对位准确，有效避免承接筒在隧道内因碰撞而损伤。

附图说明

图1为本发明中钢套筒位于联络通道始发洞门处的安装示意图；

图2和图2a分别为本发明中承接筒主视和侧视结构示意图；

图3和图3a分别为本发明中承接筒主视和侧视结构示意图；

图4为联络通道与正线隧道之间的“t”形接口示意图；

图5为钢套筒结构示意图；

图6、图7和图8为本发明中承接筒起吊安装过程示意图；

图9为本发明中四个起吊点的俯视位置示意图。

图中标号：1钢套筒，2承接筒，2a套筒本体，3定型钢撑，3a法兰圈，3b为“h”型钢撑，4联络通道始发洞门，5a内侧起吊点，5b外侧起吊点，6隧道运输车，7正线隧道，8联络通道。

具体实施方式

参见图4和图5，本实施例中正线隧道7与联络通道8之间形成为“t”形接口，对于φ5500mm内径衬砌的地铁盾构隧道，盾构法联络通道开孔孔径为φ3400mm，因此，钢套筒1与联络通道始发洞门4之间的承接口是由大直径地铁盾构隧道与小直径联络通道开孔相交所形成的双曲面形状。

参见图1、图2和图2a，本实施例中盾构法联络通道始发洞门钢套筒承接结构是：将应用在盾构法联络通道始发洞门施工中的钢套筒1分体设置为套筒本体2a和位于套筒本体2a前端的一圈承接筒2，承接筒2的前端口焊接安装在洞口处，承接筒2的尾部端口与套筒本体2a的前端口之间设置为法兰结构，在法兰结构中利用螺栓进行连接。

参见图3和图3a，具体实施中，在承接筒2的尾部端口上配套设置定型钢撑3，利用安装在承接筒2的尾部端口上的定型钢撑3对承接筒进行定型；在承接筒2的尾部端口与定型钢撑3之间设置为法兰结构，在法兰结构中利用螺栓进行连接；定型钢撑3是在法兰圈3a中设置“h”型钢撑3b；承接筒在沿钢套筒轴向上的长度设置为10-30cm。

本实施例中盾构法联络通道始发洞门钢套筒安装方法是：

将应用在盾构法联络通道始发洞门施工中的钢套筒1分体设置为套筒本体2a和位于套筒本体2a前端的一圈承接筒2，承接筒2的前端口焊接安装在洞口处，承接筒2的尾部端口与套筒本体2a的前端口之间设置为法兰结构，在法兰结构中利用螺栓进行连接；在承接筒2的尾部端口上配套设置定型钢撑3，利用安装在承接筒2的尾部端口上的定型钢撑3对承接筒2进行定型；在承接筒2的尾部端口与定型钢撑3之间设置为法兰结构，在法兰结构中利用螺栓进行连接；

参见图1、图6、图7和图8,安装过程是按如下步骤进行：

步骤1、拆除法兰连接使套筒本体2a与承接筒2为分体，将定型钢撑3通过法兰连接固定安装在承接筒2的尾部端口上，由定型钢撑3对承接筒进行定型。

步骤2、将得到定型钢撑3定型的承接筒2吊装至联络通道始发洞门4的洞口位置处，并将承接筒2的前端口焊接安装在联络通道始发洞门的洞口上，使承接筒在洞口上得以固定。

步骤3、在承接筒2的尾部端口拆除定型钢撑3，并利用法兰结构更换连接套筒本体2a，使承接筒2与套筒本体2a通过螺栓连接构成钢套筒1，并完成钢套筒1的安装。

如图6、图7、图8和图9所示，步骤2中将承接筒吊装至联络通道始发洞门的洞口位置处是按如下过程进行：

步骤2.1、在洞门前选定四个起吊点，其中两只内侧起吊点5a是处在隧道中洞口所在一侧的隧道侧壁上，并对称分布在洞口的两边；两只外侧起吊点5b是处在隧道中与洞口相对一侧的隧道侧壁上，四个起吊点的俯视位置为矩形的四个顶点位置(如图9所示)；在各起吊点上设置起吊葫芦，分别是安装在两只内侧起吊点上的内侧起吊葫芦和安装在两只外侧起吊点上的外侧起吊葫芦；在定型钢撑3上沿定型钢撑圆周均匀分布的四个吊耳；

设置两只内侧起吊点距洞门的水平距离不大于定型钢撑中对应位置上吊耳距离洞门的水平距离，若是设置两只内侧起吊点距洞门的水平距离等于定型钢撑中对应位置上吊耳距离洞门的水平距离，则能够使呈竖直的承接筒的前端口正处在联络通道始发洞门的洞口上，以利准确对位进行焊接安装；要避免两只内侧起吊点距洞门的水平距离大于定型钢撑中对应位置上吊耳距离洞门的水平距离，否则，呈竖直的承接筒的前端口远离联络通道始发洞门的洞口，不利于准确对位焊接安装。

步骤2.2、四只起吊葫芦在洞门前四个起吊点与定型钢撑上四个吊耳之间一一对应进行连接，利用四只起吊葫芦将固定连接在定型钢撑3上的承接筒2起吊呈水平，起吊高度不低于洞口顶沿的高度；呈水平状态的承接筒2位于定型钢撑3的底部；

步骤2.3、保持两只内侧起吊葫芦的起吊度高，同步释放两只外侧起吊葫芦的起吊高度，使定型钢撑连同承接筒翻转为呈竖直状态，承接筒2正处在联络通道始发洞门的洞口位置处。

具体实施中，步骤3中在承接筒2的尾部端口上拆除定型钢撑3之后，保持两只内侧起吊葫芦的起吊度高，收紧两只外侧起吊葫芦，使竖直状态的定型钢撑3转而呈水平，然后同步释放四只起吊葫芦，将拆卸后的定型钢撑3呈水平放置在隧道运输车6上，并随隧道运输车6运送到隧道外。

目前我国城市地铁盾构隧道常规为φ5500mm的内径衬砌，盾构法联络通道开孔外径为φ3400mm，因此钢套筒的前端面是在φ5500mm的内径衬砌与φ3400mm的联络通道开孔外径之间的相交曲面，为双曲面的几何曲线；基于此，本发明中承接筒的前端口即具有相应的双曲面形状，承接筒的尾部端口可以设置为同样的双曲面形状，也可以设置为平面，套筒本体的前端口以及定型钢撑设置为与相连接的承接筒的尾部端口相配合的形状。