一种隧道保压封门及土压平衡隧道盾构方法与流程

[0001]
本发明涉及隧道建设技术领域，尤其涉及一种隧道保压封门及土压平衡隧道盾构方法。


背景技术：

[0002]
隧道盾构工艺方法一般包括气压盾构法以及土压平衡盾构法。在城市轨道交通软土盾构法施工中，一般采用土压平衡施工工艺，不考虑气压法施工。
[0003]
但是，现有的用于城市轨道交通软土盾构的土压平衡施工工艺也存在一些问题。主要体现在：由于地下空间实际情况复杂，有时候存在物探时未予探明的残桩、地下结构箱涵、孤石等建构筑物，造成无法继续掘进。若在常压开放状态下，强行进行土压平衡盾构掘进及破障处理，可能存在隧道坍塌等较大的安全隐患。因此，如何确保土压平衡盾构隧道内及掌子面的气压稳定，将直接决定前端作业人员的安全，破障处理是否顺利，以及最终掘进施工能否顺利进行。
[0004]
综上所述，亟需提供一种隧道保压封门及土压平衡隧道盾构方法，能够确保在保压状态下完成土压平衡盾构隧道掘进及破障处理，提高施工的安全性。


技术实现要素：

[0005]
本发明的一个目的在于提出一种隧道保压封门，能够确保在保压状态下完成土压平衡盾构隧道掘进及破障处理，提高施工的安全性。
[0006]
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
[0007]
一种隧道保压封门，用于土压平衡盾构隧道的保压，包括：
[0008]
密封主体，被配置为焊接封装于所述土压平衡盾构隧道中，以封堵所述土压平衡盾构隧道；
[0009]
过渡密封仓，设置于所述密封主体上；
[0010]
第一通口，用于将所述过渡密封仓与土压平衡盾构隧道内部连通，所述第一通口上设置有第一密封门；
[0011]
第二通口，用于将所述过渡密封仓与外部区域连通，所述第二通口上设置有第二密封门。
[0012]
可选地，所述隧道保压封门还包括：
[0013]
第三通口，用于直接将土压平衡盾构隧道内部与外部区域连通，所述第三通口上设置有第三密封门。
[0014]
可选地，所述第一密封门上设置有第一观察窗，和/或，所述第二密封门上设置有第二观察窗。
[0015]
可选地，所述密封主体上贯穿开设有管路通孔，所述管路通孔被配置为密封穿插掘进作业管路。
[0016]
可选地，所述隧道保压封门还包括：
[0017]
第一气压表，位于所述密封主体朝向盾构掘进方向的一侧，所述第一气压表用于检测土压平衡盾构隧道内部的气压。
[0018]
可选地，所述隧道保压封门还包括：
[0019]
第二气压表，位于所述密封主体背向盾构掘进方向的一侧且位于所述过渡密封仓外，所述第二气压表用于检测所述过渡密封仓内的气压。
[0020]
可选地，所述第一密封门的周围边沿上环设有第一密封垫，所述第一密封垫用于密封所述第一密封门与所述第一通口之间的间隙，所述第二密封门的周围边沿上环设有第二密封垫，所述第二密封垫用于密封所述第二密封门与所述第二通口之间的间隙。
[0021]
本发明的另一个目的在于提出一种土压平衡隧道盾构方法，能够确保在保压状态下完成土压平衡盾构隧道掘进及破障处理，提高施工的安全性。
[0022]
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
[0023]
一种土压平衡隧道盾构方法，基于如上所述的隧道保压封门，包括以下步骤：
[0024]
判断土压平衡盾构隧道掘进是否遇到障碍物；
[0025]
若遇到障碍物，则在土压平衡盾构隧道中封装所述隧道保压封门，在保压状态下进行土压平衡盾构隧道掘进及破障处理；
[0026]
若未遇到障碍物，则在常压状态下进行土压平衡盾构隧道掘进。
[0027]
可选地，在遇到障碍物则封装所述隧道保压封门的步骤中包括以下步骤：
[0028]
判断土压平衡盾构隧道掘进是否掘进至土压平衡盾构隧道的联络通道钢管片位置；
[0029]
若掘进至联络通道钢管片位置，则将所述隧道保压封门封装焊接连接于联络通道钢管片位置；
[0030]
若未掘进至联络通道钢管片位置，则将所述隧道保压封门封装焊接连接于土压平衡盾构隧道的始发阶段洞圈位置处。
[0031]
可选地，在遇到障碍物则封装所述隧道保压封门的步骤后还包括：
[0032]
步骤s1、加压密封测试所述隧道保压封门的密封性；
[0033]
步骤s2、若土压平衡盾构隧道内气压稳定，则进行土压平衡盾构隧道掘进及破障处理；
[0034]
步骤s3、若土压平衡盾构隧道内泄压，则重新密封封装所述隧道保压封门，并返回执行所述步骤s1。
[0035]
本发明的有益效果为：
[0036]
当在常压开放状态下进行土压平衡盾构掘进遇到障碍物时，现有技术的土压平衡盾构设备无法强行进行常压开放状态下的掘进及破障处理。本发明针对土压平衡盾构掘进中遇到的该问题特别设计了用于土压平衡盾构掘进中的进行保压的隧道保压封门。其密封主体焊接封装于土压平衡盾构隧道中，以封堵土压平衡盾构隧道，将土压平衡盾构隧道内部与外部区域隔离，实现保压，继而后续施工中，工作人员能够在保压状态下展开气压法施工，完成破障处理及相关掘进工作，施工安全可靠；同时，过渡密封仓的设计使得工作人员可以通过第一密封门、第二密封门实现内外进出和物料搬运；且往复穿梭在土压平衡盾构隧道内外，工作人员可以先打开第一密封门和第二密封门中的一个；进入到过渡密封仓内后，关闭第一密封门和第二密封门，再打开第一密封门和第二密封门中的另外一个，进而通
过过渡密封仓实现了保压的作用，尽量使得土压平衡盾构隧道内部始终保持密封保压的状态，大大保证了施工的安全性和进出的灵活性。故本发明的隧道保压封门在满足材料和人员正常进出的同时，能够确保土压平衡盾构隧道内部及掘进的掌子面工作区域的气压稳定，以便进行破障处理及掘进作业，施工安全。
[0037]
本发明的土压平衡隧道盾构方法通过新增隧道保压封门，来密封土压平衡盾构隧道内部，有效解决了现有技术中在常压开放状态下进行土压平衡盾构掘进遇到障碍物时，土压平衡盾构设备无法强行进行常压开放状态下的掘进及破障处理的问题，其在满足材料和人员正常进出的同时，能够确保土压平衡盾构隧道内部及掘进的掌子面工作区域的气压稳定，以便进行破障处理及掘进作业，施工安全。
附图说明
[0038]
图1是本发明提供的隧道保压封门的主视示意图；
[0039]
图2是本发明提供的隧道保压封门封装于土压平衡盾构隧道中的截面示意图；
[0040]
图3是图2中a处的局部放大图；
[0041]
图4是图2中b处的局部放大图。
[0042]
图中：
[0043]
100-土压平衡盾构隧道内部；200-外部区域；
[0044]
1-密封主体；11-管路通孔；12-第一气压观察窗；2-过渡密封仓；21-第二气压观察窗；3-第一密封门；31-第一观察窗；4-第二密封门；5-第三密封门；6-第一气压表；7-第二气压表。
具体实施方式
[0045]
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
[0046]
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0047]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0048]
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
[0049]
实施例一
[0050]
当在常压开放状态下进行土压平衡盾构掘进遇到障碍物时，现有技术的土压平衡盾构设备无法强行进行常压开放状态下的掘进及破障处理，否则存在极大安全隐患。
[0051]
如图1-4所示，针对土压平衡盾构掘进中遇到的该问题，本实施例提供了一种隧道保压封门，用于土压平衡盾构隧道的保压，其在满足材料和人员正常进出的同时，能够确保土压平衡盾构隧道内及掘进的掌子面的气压稳定，以便进行破障处理及掘进作业，施工安全。隧道保压封门包括密封主体1、过渡密封仓2、第一通口和第二通口，密封主体1为圆板状钢制结构。密封主体1焊接封装于土压平衡盾构隧道中，以封堵土压平衡盾构隧道；过渡密封仓2设置于密封主体1上；第一通口将过渡密封仓2与土压平衡盾构隧道内部100连通，第一通口上设置有第一密封门3；第二通口将过渡密封仓2与外部区域200连通，第二通口上设置有第二密封门4。
[0052]
施工安装时，密封主体1焊接封装于土压平衡盾构隧道中，以封堵土压平衡盾构隧道，进而将土压平衡盾构隧道内部100与外部区域200隔离，实现保压；继而后续施工中，工作人员能够在保压状态下展开气压法施工，完成破障处理及相关掘进工作，施工安全可靠；同时，过渡密封仓2的设计使得工作人员可以通过第一密封门3、第二密封门4实现内外进出和物料搬运；且往复穿梭在土压平衡盾构隧道内外的时候，工作人员可以先打开第一密封门3和第二密封门4中的一个；进入到过渡密封仓2内后，关闭第一密封门3和第二密封门4，再打开第一密封门3和第二密封门4中的另外一个，进而通过过渡密封仓2实现了保压的作用，尽量使得土压平衡盾构隧道内部100始终保持密封保压的状态，大大保证了施工的安全性和进出的灵活性。故本发明的隧道保压封门在满足材料和人员正常进出的同时，能够确保土压平衡盾构隧道内部100及掘进的掌子面工作区域的气压稳定，以便进行破障处理及掘进作业，施工安全。其中，掌子面是指开挖坑道采煤、采矿或隧道工程中不断向前推进的工作面。
[0053]
进一步地，如图1-2所示，隧道保压封门还包括第三通口。第三通口用于直接将土压平衡盾构隧道内部与外部区域连通，第三通口上设置有第三密封门5，不同于连通过渡密封仓2的第一密封门3，当在不行进行保压进出的情况下，工作人员可以直接通过第三密封门5进行快速进出，进而更加方便高效。需要说明的是，本实施例中，第一密封门3位于第三密封门5上方，第一密封门3主要用于高低压线缆的运输及工作人员的通过，过渡密封仓2为直径1.6m左右的筒状结构。第三密封门5高度大约为2.5m，第三密封门5主要用于大型设备的转运通过，其靠近地面，工作人员可以直接通过，进出方便。
[0054]
而为了保证良好的密封性。如图1-2所示，本实施例中，第一密封门3的周围边沿上环设有第一密封垫(图中未示出)，第一密封垫用于密封第一密封门3与第一通口之间的间隙，第二密封门4的周围边沿上环设有第二密封垫(图中未示出)，第二密封垫用于密封第二密封门4与第二通口之间的间隙。第三密封门5的周围边沿上环设有第三密封垫(图中未示出)，第三密封垫用于密封第三密封门5与第三通口之间的间隙。通过增设第一密封垫、第二密封垫、第三密封垫可以有效提高密封性。
[0055]
进一步地，当过渡密封仓2处于密封状态时，为了便于使得过渡密封仓2内的工作人员能够观察到外部情况，或者，过渡密封仓2外的工作人员能够观察到过渡密封仓2内部情况。如图1、图3和图4所示，第一密封门3上设置有第一观察窗31和第二密封门4上设置有
第二观察窗(图中未示出)。在其它实施例中，也可以只设计第一观察窗31或者第二观察窗。本实施例中，分别在第一密封门3上设置第一观察窗31、第二密封门4上设置第二观察窗(图中未示出)，可以使得位于土压平衡盾构隧道内部100与外部区域200的工作人员都可以观察到过渡密封仓2内的情况。
[0056]
进一步地，由于掘进过程中需要辅助供水或者供电。如图1所示，密封主体1上贯穿开设有管路通孔11，管路通孔11被配置为密封穿插掘进作业管路，作业管路可以包括进出水管、电线管路或者是气压输送管路等。
[0057]
此外，当隧道保压封门密封隔离土压平衡盾构隧道内部100与外部区域200后，为了能够时时了解土压平衡盾构隧道内部的气压，隧道保压封门还包括第一气压表6。第一气压表6位于密封主体1朝向盾构掘进方向的一侧，第一气压表6用于检测土压平衡盾构隧道内部的气压。
[0058]
具体而言，如图2-3所示，第一气压表6固定于密封主体1朝向土压平衡盾构隧道的盾构掘进方向的一端上，密封主体1上还设置有第一气压观察窗12，第一气压观察窗被配置为于过渡密封仓2内观察第一气压表6，进而当关闭第一密封门3后，对土压平衡盾构隧道内部100进行加压时，工作人员能够在过渡密封仓2内透过第一气压观察窗12观察到第一气压表6的示数，无需打开第一密封门3。
[0059]
进一步地，如图2和图4所示，隧道保压封门还包括第二气压表7。第二气压表7位于密封主体1背盾构掘进方向的一侧且位于过渡密封仓2外，第二气压表7用于检测过渡密封仓2内的气压。
[0060]
具体而言，如图2和图4所示，第二气压表7固定于过渡密封仓2的外壁上，过渡密封仓2上还设置有第二气压观察窗21，第二气压观察窗21被配置为于过渡密封仓2内观察第二气压表7，进而工作人员能够在过渡密封仓2内透过第二气压观察窗21观察到第二气压表7的示数，也可以在外部区域200中观察到第二气压表7的示数。
[0061]
此外，可以想到的是，为了保证过渡密封仓2内的压力与加压后的土压平衡盾构隧道内部100的压力平衡，当第一密封门3和第二封门4密封关闭后，可以通过加压设备(图中未示出)对过渡密封仓2内部进行加压，并通过第二气压表7和第一气压表6的示数对比，进而了解到过渡密封仓2内的加压状态，操作更加方便。而为了进行加压，过渡密封仓2上设计有通气管路(图中未标示)，进而通过通气管路连通加压设备，便可实现加压处理；此外，通气管路还能够连通土压平衡盾构隧道内部100，以便对土压平衡盾构隧道内部100进行加压，具体结构不再赘述。
[0062]
实施例二
[0063]
本实施例提供了一种土压平衡隧道盾构方法，基于实施例一中的隧道保压封门，土压平衡隧道盾构方法包括以下步骤：
[0064]
判断土压平衡盾构隧道掘进是否遇到障碍物；
[0065]
若遇到障碍物，则在土压平衡盾构隧道中封装隧道保压封门，在保压状态下进行土压平衡盾构隧道掘进及破障处理；其中，具体安装隧道保压封门时，可以先将土压平衡盾构隧道中影响安装的杂物、设备清理干净，然后利用土压平衡盾构隧道中安装的电动葫芦将隧道保压封门转运到安装位置，然后利用焊接设备进行焊接封装。
[0066]
若未遇到障碍物，则在常压状态下进行土压平衡盾构隧道掘进。
[0067]
本实施例提供的土压平衡隧道盾构方法，通过引入特别设计的适用于土压平衡隧道盾构中的隧道保压封门，来实现对土压平衡盾构隧道的密封保压，有效解决了现有技术中在常压开放状态下，进行土压平衡盾构掘进遇到障碍物时，土压平衡盾构设备无法强行进行常压开放状态下的掘进及破障处理的问题，其在满足材料和人员正常进出的同时，能够确保土压平衡盾构隧道内部及掘进的掌子面工作区域的气压稳定，以便进行破障处理及掘进作业，施工安全。
[0068]
进一步地，现有的盾构隧道都设有盾构联络通道，其中，盾构联络通道一般设置在两条隧道中间，成为设置在两个隧道之间的一条通道，起连通、排水及防火等作用。因此，在遇到障碍物则封装隧道保压封门的步骤中包括以下步骤：
[0069]
判断土压平衡盾构隧道掘进是否掘进至土压平衡盾构隧道的联络通道钢管片位置；
[0070]
若掘进至联络通道钢管片位置，则将隧道保压封门封装焊接连接于联络通道钢管片位置；
[0071]
若未掘进至联络通道钢管片位置，则将隧道保压封门封装焊接连接于土压平衡盾构隧道的始发阶段洞圈位置处。
[0072]
本实施例中，当掘进至联络通道钢管片位置，进而能够将隧道保压封门封装焊接连接于联络通道钢管片位置，保证土压平衡盾构隧道内部100的密封性，而未掘进至联络通道钢管片位置，则将隧道保压封门封装焊接连接于土压平衡盾构隧道的始发阶段洞圈位置处。联络通道钢管片位置以及始发阶段洞圈位置能够便于施工操作完成隧道保压封门封的密封安装，并保证土压平衡盾构隧道内部100的密封性。
[0073]
进一步地，在遇到障碍物则封装隧道保压封门的步骤后还包括：
[0074]
步骤s1、加压密封测试隧道保压封门的密封性；具体而言，加压密封测试的测试时常一般为12小时；
[0075]
步骤s2、若土压平衡盾构隧道内气压稳定，则进行土压平衡盾构隧道掘进及破障处理；
[0076]
步骤s3、若土压平衡盾构隧道内泄压，则重新密封封装隧道保压封门，并返回执行步骤s1。
[0077]
本实施例在完成隧道保压封门的安装后，进一步通过加压密封测试来实现对隧道保压封门的密封性的检测，工作人员根据检测结果快速对隧道保压封门的密封性进行确定，有利于保证投入使用阶段后，隧道保压封门不会泄压，保证了后续工作的安全可靠性，使得工作人员能够临时施加气压，满足对掌子面的破障处理。
[0078]
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。