一种盾构机冬期低温始发和掘进方法与流程

1.本发明涉及盾构隧道施工技术领域，具体涉及冬期低温天气下盾构始发、掘进及相关辅助施工方法。


背景技术：

2.对于隧道盾构法施工而言，盾构冬期低温施工属于特殊季节性施工，施工难度大。
3.以往施工中，经常出现因同步砂浆管路过长,同步砂浆浆液在弯管处积存容易冻结。
4.调试、始发阶段，盾构机在盾构井中，盾构井顶板普遍预留有吊装洞口，因此盾构井与外界较联通，冬期盾构井内温度较低，盾构机上密封油脂、泡沫剂箱等故障率较高。
5.盾构冬期低温始发时，放浆管路过长,浆液会在弯管处积存容易冻结，导致频繁疏通放浆管。
6.盾构冬期低温始发时，盾构机处于井下且吊装孔距离始发井距离较短，前后联通盾构井温度较低，同步注浆机的注浆泵容易积水受冻。
7.盾构冬期低温始发时，盾构机泡沫管受冻胀裂。
8.本发明专利，通过技术措施对盾构井、同步砂浆拌制、盾构机上设备及管路进行保温、加热，提高盾构冬期始发阶段施工状态可靠性。


技术实现要素：

9.通过在盾构井顶板预留的洞口处设置大钢丝绳、滑轮、定滑轮、篷布、钢丝绳、电动卷扬机、控制器、感应器、遥控器组成盾构井封闭系统；通过在流体管理外围缠绕电伴热带、外包保温棉，设置伸缩节，在阀门位置加装电加热环箍，并和温度传感器、温控开关一起组成管路加热系统；通过对同步砂浆站进行全封闭，储水池上覆保温板，储水池内装电加热棒进行动态加热，并对砂浆拌制流程进行要求，控制同步砂浆拌制温度，此三项主要技术措施实现盾构机冬期低温始发掘进。
10.通过在盾构井顶板预留洞口处设置大钢丝绳作为滑道，滑轮在大钢丝绳上移动并固定篷布，定滑轮用于连接钢丝绳作为滑轮及篷布的牵引作用，通过控制器、感应器、遥控器控制电动卷扬机来达到篷布开合，以达到保温。
11.通过在流体管理外围缠绕电伴热带，外包保温棉，在长距离管路设置伸缩节以避免温度变化的伸缩破坏，在阀门位置加装电加热环箍，通过温度传感器和温控开关控制电加热，以达到加热。
12.通过对同步砂浆站进行全封闭，同步砂浆站顶部和侧面安装双层透光板，同步砂浆站内储水池上覆保温板，储水池内装电加热棒进行动态加热，并对砂浆拌制流程进行要求，控制同步砂浆拌制温度，达到同步砂浆拌制温度控制。
附图说明
13.图1是盾构井保温俯视图。
14.图2是盾构井保温纵剖面图。
15.图3是盾构井保温细部图。
16.图4是同步砂浆加热保温示意图。
17.图5是管路保温加热示意图。
18.图6是管路电加热环箍示意图。
19.附图中各说明：盾构井01；洞口02；盾构机03；大钢丝绳11；滑轮12；定滑轮13；篷布14；钢丝绳15；电动卷扬机16；控制器17；感应器18；同步砂浆站21；粉煤灰灌22；水泥罐23；储水池24；保温板25；电加热棒26；温度传感器27；温控开关28；流体管路31；电伴热带32；保温棉33；伸缩节34；阀门35；电加热环箍36；温度传感器37；温控开关38。
具体实施方式
20.常规的盾构井01顶板、中板预留洞口02规格普遍为11m
×
7m，用于吊装盾构机03及配套设备和后期材料吊运。
21.盾构井01预留洞口02与外界联通，大大降低盾构井01保温性。
22.在盾构井01顶板预留洞口02两侧，沿纵向设置大钢丝绳11做为滑道。
23.大钢丝绳11上设置多个滑轮12，。
24.滑轮12与大钢丝绳11为滑动关系，可以在大钢丝绳11上移动。
25.每个滑轮12与具有保温防火功能的篷布12连接。
26.在预留的洞口02纵向方向上的一端设置电动卷扬机16。
27.钢丝绳15绕过两个定滑轮13，与电动卷扬机16连接。
28.钢丝绳15绕过定滑轮13，改变方向以绕回钢丝绳15。
29.通往定滑轮13，将钢丝绳15绕回。
30.两个定滑轮19为改变钢丝绳15方向，将钢丝绳15引至电动卷扬机16。
31.钢丝绳15与距离电动卷扬机16最近的滑轮12固定，其他滑轮12不与钢丝绳15连接。
32.通过电动卷扬机16卷起钢丝绳15以控制首个滑轮12在大钢丝绳11上移动，起到带动篷布14开闭效果。
33.电动卷扬机16通过卷盘旋转方向驱动钢丝绳15带动首个滑轮12和保温防火篷布14移动，起到保温防火篷布14开合的目的。
34.电动卷扬机16设置控制器17，控制器17有物体感应自动控制、手动控制、远程开关三种开闭控制方式。
35.电动卷扬机16物体感应自动控制依靠洞口02上方的感应器18进行感应控制。
36.电动卷扬机16远程开关可以放置在吊车驾驶室。
37.通过保温防火篷布14将外界的风、雪隔离，将盾构机井01顶板洞口02封闭保温。
38.同步砂浆是盾构施工的必要组织，由水泥、粉煤灰、河砂、水、膨润土等材料搅拌制成。
39.同步砂浆在盾构掘进时不断入住管片外部。
40.低温时同步砂浆容易产生冻结、管路堵塞、同步砂浆质量差的问题。
41.同步砂浆站21是存放原材料、拌制同步砂浆的工作站。
42.同步砂浆站21采用钢结构骨架加10cm厚保温板结构。
43.同步砂浆站21板房结构长宽高分别为24m、18m、12m，将粉煤灰灌22、水泥罐23全部设于同步砂浆站板房结构内。
44.同步砂浆站21板房南侧设4m宽、4m高，大门便于材料的进出场。
45.同步砂浆站21板房北侧设1.2m宽、2m高小门，便于人员进出，两道门均挂保温棉被。
46.同步砂浆站21板房顶部和侧面安装双层透光板，以保证内部光亮度及温度。
47.同步砂浆站21内修建储水池24储放同步砂浆拌制用水，储水池尺寸长
×
宽
×
高为2m
×
2m
×
1.5m，储水池上部设置保温板25，起到封闭储水池保温作用。
48.储水池内安装电加热棒26，电加热棒26与温控开关28连接，当储水池内水温低于40℃时，温控开关28启动，电加热棒26开始加热至50℃即停止加热，保证同步砂浆拌制用水温度正常。
49.同步砂浆拌制时，先加河砂和水进行搅拌，最后加水泥的顺序进行拌制。
50.同时保证成品同步砂浆出仓温度不低于15℃、隧洞内砂浆实测温度不低于10℃，当同步砂浆温度达不到此要求，则加热骨料和提高水温。
51.同步砂浆站21至盾构井01的管路设置两条管路，一条管路正常施工使用，另一条管路为备用。
52.盾构施工相关的所有流体管路31缠绕电伴热带32，外包裹保温棉33。
53.在长距离管理中间位置设置伸缩节34，以避免长距离流体管路31因热胀冷缩而产生拉应力或压应力而造成伸缩破坏，伸缩34节位置包裹电加热环箍36，并外包裹保温棉33。
54.流体管路31外露的阀门35位置加装电加热环箍36。
55.电伴热带32、电加热环箍36与温控开关48连接。
56.在管路温度低、容易结冰的位置，在保温棉33内远离电伴热带32的位置安装温度传感器37。
57.温度传感器37与温控开关38连接，作为温控开关38的温度测量来源。
58.在盾构机上露天放置的润滑油脂、密封油脂、泡沫箱等流体存储箱体包裹电伴热带32和保温棉33，并设置温度传感器37与温控开关38。
59.温控开关38设有温度传感器37自动控制加热、手动加热、定时加热三种控制方式。
60.本发明专利针对地铁车站盾构井内盾构调试、始发阶段，提出了一种盾构机冬期低温始发方法，包括吊装洞口封闭保温、管路电伴热控制加热、同步砂浆拌制自动温控预加热、全封闭同步砂浆站等技术方法，提高盾构机冬期低温始发和掘进阶段的可靠性。
61.本专利提及的内容可根据现场条件进行调整，以适应实际情况。

技术特征：
1.一种盾构机冬期低温始发和掘进方法，其特征是：通过在盾构井顶板预留洞口处设置大钢丝绳、滑轮、定滑轮、篷布、钢丝绳、电动卷扬机、控制器、感应器、遥控器组成盾构井封闭系统；通过在流体管路外围缠绕电伴热带、外包保温棉，设置伸缩节，在阀门位置加装电加热环箍，并和温度传感器、温控开关一起组成管路加热系统；通过对同步砂浆站进行全封闭，储水池上覆保温板，储水池内装电加热棒进行动态加热，并对砂浆拌制流程进行要求，控制同步砂浆拌制温度，此三项主要技术措施实现盾构机冬期低温始发掘进。2.根据权利要求1所述的一种盾构机冬期低温始发和掘进方法，其特征是：通过在盾构井顶板预留洞口处设置大钢丝绳作为滑道，滑轮在大钢丝绳上移动并固定篷布，定滑轮用于连接钢丝绳作为滑轮及篷布的牵引作用，通过控制器、感应器、遥控器控制电动卷扬机来达到篷布开合，以达到保温。3.根据权利要求1所述的一种盾构机冬期低温始发和掘进方法，其特征是：通过在流体管理外围缠绕电伴热带，外包保温棉，在长距离管路设置伸缩节以避免温度变化的伸缩破坏，在阀门位置加装电加热环箍，通过温度传感器和温控开关控制电加热，以达到加热。4.根据权利要求1所述的一种盾构机冬期低温始发和掘进方法，其特征是：通过对同步砂浆站进行全封闭，顶部和侧面安装双层透光板，储水池上覆保温板，储水池内装电加热棒进行动态加热，并对砂浆拌制流程进行要求，控制同步砂浆拌制温度，达到同步砂浆拌制温度控制。

技术总结
本发明专利针对地铁车站盾构井内盾构调试、始发阶段，提出了一种盾构机冬期低温始发方法，包括吊装洞口封闭保温、管路电伴热控制加热、同步砂浆拌制自动温控预加热、全封闭同步砂浆站等技术方法，提高盾构机冬期低温始发和掘进阶段的可靠性。和掘进阶段的可靠性。和掘进阶段的可靠性。


技术研发人员：高墅
受保护的技术使用者：甘井子区精致教育咨询工作室
技术研发日：2021.08.13
技术公布日：2022/5/25