焊接连接的盾构机密封始发及接收装置及其操作方法与流程

本发明涉及盾构施工技术领域，尤其涉及一种适用于焊接连接的盾构机主机密闭始发及接收装置及其操作方法。

背景技术：

盾构机作为当今最先进的隧道掘进超大型专用设备，是实现掘进、出土、支护等一次开挖成洞的高科技施工设备，广泛用于城市轨道交通、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。

在以往的隧道盾构工程中，盾构机始发进洞或到达出洞时一般是采用先对始发或到达端头地层进行加固，然后在安装止水装置和托架后盾构机直接切削洞门进行进洞或出洞。但在地下水丰富、水流动性强的软弱地层中进行端头加固时，端头加固体往往比较松散，自稳性和抗渗性差，从而使得端头加固失效。最终在切削洞门时常发生涌水涌砂事故，严重影响到盾构机、隧道和基坑的安全，这一直是盾构隧道工程施工中的难题。为保证安全，通常采用密闭钢套筒来始发或接收盾构机，但对于焊接连接的盾构机，在其组装或拆解过程中，需要对盾构机的前盾与中盾连接部位、中盾与盾尾连接部位等位置进行施焊或切割，此时采用传统钢套筒，盾构机的转体组装或拆解十分不便，效率低，大大拖延了整个始发组装或接收拆解工作的时间，增加了组装或拆解的难度。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种适用于焊接连接的盾构机的始发及接收的装置以及其操作方法，以解决传统钢套筒在采用焊接连接的盾构机主机时转体不便和效率低的问题。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种用于焊接连接的盾构机密封始发及接收装置，其包括钢套筒、过渡连接板、后端盖、反力架、螺栓以及基准环千斤顶；所述钢套筒由钢套筒a1块、钢套筒a2块、钢套筒a3块、钢套筒b1块、钢套筒b2块、钢套筒c块拼装而成，所述钢套筒a1块、钢套筒a2块以及钢套筒a3块位于钢套筒底部并依次连接，所述钢套筒c块位于钢套筒顶部，所述钢套筒b1块、钢套筒b2块分别位于钢套筒两侧的中上部，所述钢套筒a1块、钢套筒a2块、钢套筒a3块、钢套筒b1块、钢套筒b2块以及钢套筒c块之间设置遇水膨胀橡胶止水条并采用螺栓连接；所述过渡连接板为环状，连接于所述钢套筒的前端；所述后端盖仅在盾构机的接收时使用，其连接于所述钢套筒的后端；所述套筒与过渡连接板、后端盖之间也设置遇水膨胀橡胶止水条并采用螺栓连接；所述反力架设置于钢套筒的后端，与施工场地预埋件焊接，并在相反于钢套筒的一侧设置有斜撑件；所述基准环千斤顶设置于钢套筒与反力架之间，其伸长端通过基准圆环孔顶于反力架上。

所述钢套筒两侧各设置两个用于焊接或切割的第一密封门，所述第一密封门设置在钢套筒两侧与水平呈45°夹角的前盾与中盾、中盾与盾尾的焊缝位置。

所述钢套筒顶部设置有两个用于填砂和水的第二密封门，所述第二密封门设置在钢套筒顶部前盾与盾尾上方。

所述第一密封门及第二密封门内侧均设有一道遇水膨胀橡胶止水条，并采用螺栓与钢套筒进行连接。

当用于焊接连接的盾构机始发时，上述装置的操作步骤如下：

步骤一，将始发井底板进行整平处理，并确定始发盾构机盾体中心线；

步骤二，依次吊装钢套筒a1块、钢套筒a2块、钢套筒a3块以及过渡连接板，进行定位，并采用螺栓连接；

步骤三，将连接好的钢套筒向洞门平移，使过渡连接板紧贴洞门预埋钢环板；

步骤四，将过渡连接板与洞门预埋钢环板间进行满焊焊接；

步骤五，安装钢套筒内轨道及洞门内接收导轨；

步骤六，吊装盾构机前盾、刀盘、中盾、盾尾等部件；

步骤七，拆除第一密封门，并在两道第一密封门位置的盾体上分别焊接一个反力墩；

步骤八，利用液压千斤顶顶推反力墩，缓慢顶推翻转盾体；

步骤九，按照步骤七、八，在两道第一密封门位置的盾体上反复焊接反力墩，并顺时针顶推翻转盾体45°；

步骤十，焊接盾体下半部分翻转露出的环焊缝；

步骤十一，按照步骤七、八，在两道第一密封门位置的盾体上反复焊接反力墩、逆时针顶推翻转盾体90°；

步骤十二，焊接盾体下半部分翻转露出的剩余环焊缝；

步骤十三，按照步骤七、八，在两道第一密封门位置的盾体上反复焊接反力墩、顺时针顶推翻转盾体45°；

步骤十四，吊装钢套筒b1、钢套筒b2块，钢套筒c块，并采用螺栓连接；

步骤十五，吊装反力架，并进行固定；

步骤十六，利用钢套筒顶部的第二密封门向密封装置内填砂和水；

步骤十七，通过基准环千斤顶传递力，保证基准环与反力架顶紧，加压测试密封装置的密封性；

步骤十八，盾构机始发。

当用于焊接连接的盾构机接收时，上述装置的操作步骤如下：

步骤一，将接收井底板进行整平处理，并确定接收盾构机盾体中心线；

步骤二，依次吊装钢套筒a1块、钢套筒a2块、钢套筒a3块及过渡连接板，进行定位，并采用螺栓连接；

步骤三，将连接好的钢套筒向洞门平移，使过渡连接板紧贴洞门预埋钢环板；

步骤四，将过渡连接板与洞门预埋钢环板间进行满焊焊接；

步骤五，安装钢套筒内轨道及洞门内接收导轨；

步骤六，吊装钢套筒b1、钢套筒b2块，钢套筒c块以及后端盖，并采用螺栓连接；

步骤七，吊装反力架，并进行固定；

步骤八，利用钢套筒顶部的第二密封门向密封装置内填砂和水；

步骤九，通过基准环千斤顶传递力，保证基准环与反力架顶紧，加压测试密封装置的密封性；

步骤十，接收盾构机，至盾构机完全进入钢套筒；

步骤十一，拆除反力架；

步骤十二，拆除钢套筒b1、钢套筒b2块，钢套筒c块以及后端盖；

步骤十三，清理盾体外侧泥渣，并调整盾构机前盾与中盾及中盾与盾尾的环焊缝位置至两道第一密封门的中心线处；

步骤十四、切割盾体上半部分环焊缝；

步骤十五，拆除第一密封门，并在两道第一密封门位置的盾体上分别焊接一个反力墩；

步骤十六，利用液压千斤顶顶推反力墩，缓慢顶推翻转盾体；

步骤十七，按照步骤十五、十六，在两道第一密封门位置的盾体上反复焊接反力墩，并顺时针顶推翻转盾体45°；

步骤十八，切割盾体下半部分翻转露出的环焊缝；

步骤十九，按照步骤十五、十六，在两道第一密封门位置的盾体上反复焊接反力墩、逆时针顶推翻转盾体90°；

步骤二十，切割盾体下半部分翻转露出的剩余环焊缝；

步骤二十一，按照步骤十五、十六，在两道第一密封门位置的盾体上反复焊接反力墩、顺时针顶推翻转盾体45°；

步骤二十二，依次拆除刀盘、盾尾、前盾、中盾等部件。

步骤二十三，拆除钢套筒a1块、钢套筒a2块、钢套筒a3块以及过渡连接板。

本发明的有益效果如下：

本发明在传统的密闭钢套筒左右两侧各增设两个用于焊接或切割的密封门，解决了以往传统钢套筒在采用焊接连接的盾构机主机时转体不便和效率低的问题，节约了工期，降低了施工成本，具有以下优点：

1）该装置利用千斤顶顶推盾构体左右旋转45°，利用钢套筒左右两侧的密封门来焊接或切割盾体间的环缝，减小了盾构机转体的工作量，提高了施工效率，降低了施工成本。

2）该装置设置的密封门可以重复拆装，成本低，可用性好；

3）该系统结构简单，操作方便，具有完全的可操作性。

附图说明

图1是本发明装置的俯视图（当用于始发时不需设置后端盖）；

图2是本发明装置的侧视图（当用于始发时不需设置后端盖）；

图3是图2中a-a剖面图（当用于始发时不需设置后端盖）；

图4是本发明装置的左视图；

图5是第一密封门开口盖板示意图。

图中：1-钢套筒a1块；2-钢套筒a2块；3-钢套筒a3块；4-钢套筒b1块；5-钢套筒b2块；6-钢套筒c块；7-过渡连接板；8-后端盖；9-反力架；10-螺栓；11-洞门预埋钢环板；12-第二密封门；13-第一密封门；14.基准环千斤顶；15钢板密封门；16.钢板密封门连接螺栓；17.钢板密封门连接螺栓孔；18.密封槽。

具体实施方式

一种用于焊接连接的盾构机密封始发及接收装置，其包括钢套筒、过渡连接板7、后端盖8、反力架以9、螺栓10以及基准环千斤顶14；所述钢套筒由钢套筒a1块1、钢套筒a2块2、钢套筒a3块3、钢套筒b1块4、钢套筒b2块5、钢套筒c块6拼装而成，所述钢套筒a1块1、钢套筒a2块2以及钢套筒a3块3位于钢套筒底部并依次连接，所述钢套筒c块6位于钢套筒顶部，所述钢套筒b1块4、钢套筒b2块5分别位于钢套筒两侧的中上部，所述钢套筒a1块1、钢套筒a2块2、钢套筒a3块3、钢套筒b1块4、钢套筒b2块5以及钢套筒c块6之间设置遇水膨胀橡胶止水条并采用螺栓连接；所述过渡连接板7为环状，连接于所述钢套筒的前端；所述后端盖8仅在盾构机的接收时使用，其连接于所述钢套筒的后端；所述钢套筒与过渡连接板、后端盖之间也设置遇水膨胀橡胶止水条并采用螺栓连接；所述反力架9设置于钢套筒的后端，与施工场地预埋件焊接，并在相反于钢套筒的一侧设置有斜撑件；所述基准环千斤顶14设置于钢套筒与反力架之间，其伸长端通过基准圆环孔顶于反力架上。。

所述钢套筒两侧各设置两个用于焊接或切割的第一密封门13，所述第一密封门13设置在钢套筒两侧与水平呈45°夹角的前盾与中盾、中盾与盾尾的焊缝位置，其结构包括钢板密封门15、钢板密封门连接螺栓16、钢板密封门连接螺栓孔17以及密封槽18。

所述钢套筒顶部设置有两个用于填砂和水的第二密封门12，所述第二密封门12设置在钢套筒顶部前盾与盾尾上方。

当用于焊接连接的盾构机始发时，上述装置的操作步骤如下：

步骤一，将始发井底板进行整平处理，并确定始发盾构机盾体中心线；

步骤二，依次吊装钢套筒a1块1、钢套筒a2块2、钢套筒a3块3以及过渡连接板7，进行定位，并采用螺栓10连接；

步骤三，将连接好的钢套筒向洞门平移，使过渡连接板7紧贴洞门预埋钢环板11；

步骤四，将过渡连接板7与洞门预埋钢环板11间进行满焊焊接；

步骤五，安装钢套筒内轨道及洞门内接收导轨；

步骤六，吊装盾构机前盾、刀盘、中盾、盾尾等部件；

步骤七，拆除第一密封门13，并在两道第一密封门13位置的盾体上分别焊接一个反力墩；

步骤八，利用液压千斤顶顶推反力墩，缓慢顶推翻转盾体；

步骤九，按照步骤七、八，在两道第一密封门13位置的盾体上反复焊接反力墩，并顺时针顶推翻转盾体45°；

步骤十，焊接盾体下半部分翻转露出的环焊缝；

步骤十一，按照步骤七、八，在两道第一密封门13位置的盾体上反复焊接反力墩、逆时针顶推翻转盾体90°；

步骤十二，焊接盾体下半部分翻转露出的剩余环焊缝；

步骤十三，按照步骤七、八，在两道第一密封门位置13的盾体上反复焊接反力墩、顺时针顶推翻转盾体45°；

步骤十四，吊装钢套筒b1块4、钢套筒b2块5，钢套筒c块6，并采用螺栓10连接；

步骤十五，吊装反力架9，并进行固定；

步骤十六，利用钢套筒顶部的第二密封门12向密封装置内填砂和水；

步骤十七，通过基准环千斤顶14传递力，保证基准环与反力架顶紧，加压测试密封装置的密封性；

步骤十八，盾构机始发。

当用于焊接连接的盾构机接收时，上述装置的操作步骤如下：

步骤一，将接收井底板进行整平处理，并确定接收盾构机盾体中心线；

步骤二，依次吊装钢套筒a1块1、钢套筒a2块2、钢套筒a3块3及过渡连接板7，进行定位，并采用螺栓10连接；

步骤三，将连接好的钢套筒向洞门平移，使过渡连接板7紧贴洞门预埋钢环板11；

步骤四，将过渡连接板7与洞门预埋钢环板11间进行满焊焊接；

步骤五，安装钢套筒内轨道及洞门内接收导轨；

步骤六，吊装钢套筒b1块4、钢套筒b2块5，钢套筒c块6以及后端盖8，并采用螺栓10连接；

步骤七，吊装反力架9，并进行固定；

步骤八，利用钢套筒顶部的第二密封门12向密封装置内填砂和水；

步骤九，通过基准环千斤顶14传递力，保证基准环与反力架顶紧，加压测试密封装置的密封性；

步骤十，接收盾构机，至盾构机完全进入钢套筒；

步骤十一，拆除反力架9；

步骤十二，拆除钢套筒b1块4、钢套筒b2块5，钢套筒c块6以及后端盖8；

步骤十三，清理盾体外侧泥渣，并调整盾构机前盾与中盾及中盾与盾尾的环焊缝位置至两道第一密封门13的中心线处；

步骤十四、切割盾体上半部分环焊缝；

步骤十五，拆除第一密封门13，并在两道第一密封门13位置的盾体上分别焊接一个反力墩；

步骤十六，利用液压千斤顶顶推反力墩，缓慢顶推翻转盾体；

步骤十七，按照步骤十五、十六，在两道第一密封门13位置的盾体上反复焊接反力墩，并顺时针顶推翻转盾体45°；

步骤十八，切割盾体下半部分翻转露出的环焊缝；

步骤十九，按照步骤十五、十六，在两道第一密封门13位置的盾体上反复焊接反力墩、逆时针顶推翻转盾体90°；

步骤二十，切割盾体下半部分翻转露出的剩余环焊缝；

步骤二十一，按照步骤十五、十六，在两道第一密封门位置13的盾体上反复焊接反力墩、顺时针顶推翻转盾体45°；

步骤二十二，依次拆除刀盘、盾尾、前盾、中盾等部件。

步骤二十三，拆除钢套筒a1块1、钢套筒a2块1、钢套筒a3块3以及过渡连接板7。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。