CN103062414A - 一种用于盾构涌水事故抢险的紧急密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于盾构涌水事故抢险的紧急密封装置，为由若干个弧形楔形块组成的环状结构；所述弧形楔形块包括轴向楔形密封块和位于轴向楔形密封块两侧的侧向楔形密封块和位于侧向楔形密封块之间的径向楔形密封块；所述弧形楔形块均由弧形座和位于弧形座一侧的截面为楔形的弧形橡胶密封件组成，其中所述轴向楔形密封块上的弧形橡胶密封件在轴向上设有楔形边，侧向楔形密封块上设有与轴向楔形密封块上的弧形橡胶密封件的楔形边相吻合的斜边。本发明可通过管片拼装机进行分块抓举、安装和拆卸，具有结构简单，安装方便，密封性好，承载压力强等优点，可有效降低盾构施工的安全隐患。
Description
技术领域
本发明属于盾构的密封装置，具体涉及一种用于盾构涌水事故抢险的紧急密封装置。
背景技术
在地下隧道建设工程中，盾构法因其安全和高效成为目前施工工法的主流，施工过程中盾构机通过刀盘、盾壳和管片将主机与外部地层隔离开并形成一个供渣土输送、设备操作和管片拼装作业等的操作空间，因此，三者之间的密封性能好坏直接影响工程的进度。虽然盾构自身设计中有铰接段密封、盾尾刷密封等具有一定密封性能的密封装置。当盾构在施工过程中遇到恶劣工况时盾构自身设置的密封功能一旦失效就会出现不可估量的事故后果，尤其盾尾密封最为关键和容易出现故障，盾尾密封主要是通过盾尾注浆板向带钢丝束的盾尾密封刷注入密封油脂来密封，在使用过程中盾尾刷极易磨损，因更换不及时导致盾尾渗水的情况时常发生，目前的解决方案是用海绵、布碎类的填充物塞进盾尾间隙里止水，效率低下且仅能处理压力低、渗水少的工况。如果在江底、海底施工时盾构内经常出现压力极大的涌水，不能在短时间内解决涌水问题，水就会灌满盾构机内部。后果可能导致盾构报废、施工人员伤亡，最后隧道需要改线等等，经济代价大、影响极度恶劣。盾构施工中不解决前述问题，将导致整个工程存在重大的施工安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、安装速度快、密封性好，承载压力强、安全性高的用于盾构涌水事故抢险的紧急密封装置。
实现本发明目的采用的技术方案是：
本发明提供的用于盾构涌水事故抢险的紧急密封装置，为由若干个弧形楔形块组成的环状结构；所述弧形楔形块包括轴向楔形密封块和位于轴向楔形密封块两侧的侧向楔形密封块和位于侧向楔形密封块之间的径向楔形密封块；所述弧形楔形块均由弧形座和位于弧形座一侧的截面为楔形的弧形橡胶密封件组成，其中所述轴向楔形密封块上的弧形橡胶密封件在轴向上设有楔形边，侧向楔形密封块上设有与轴向楔形密封块上的弧形橡胶密封件的楔形边相吻合的斜边。
所述环状结构内圆半径与管片内圆半径一致，外圆半径小于或等于盾尾筒体内径。
所述各弧形楔形块上设有与管片拼装机配合的连接装置。
所述弧形楔形块上的弧形橡胶密封件的前端设有唇形结构，后端内侧设有台阶。
本发明可通过管片拼装机进行分块抓举、安装和拆卸，沿管片和盾尾筒体之间形成一道环形密封，具有结构简单，安装方便，密封性好，承载压力强等优点，可有效降低盾构施工的安全隐患。
以下结合附图对本发明作进一步说明。
附图说明
图1 是本发明的结构示意图。
图2是本发明中轴向楔形密封块的结构示意图。
图3是本发明中侧向楔形密封块的结构示意图。
图4是本发明中径向楔形密封块的结构示意图。
图5是本发明的安装示意图。
图6是图5中Ⅰ处放大图。
具体实施方式
参见图1—图5，本发明提供的用于盾构涌水事故抢险的紧急密封装置为由6个弧形楔形块组成的环状结构；所述弧形楔形块包括1个轴向楔形密封块1和位于轴向楔形密封块1两侧的侧向楔形密封块2、6和位于侧向楔形密封块2、6之间的径向楔形密封块3、4、5；所有弧形楔形块1—6均由钢结构的弧形座8和位于弧形座一侧的截面为楔形的弧形橡胶密封件7组成，其中轴向楔形密封块1上的弧形橡胶密封件7在轴向上设有楔形边702，侧向楔形密封块2、6上设有与轴向楔形密封块1上的弧形橡胶密封件7的楔形边702相吻合的斜边705，径向楔形密封块3、4、5的结构相同；各弧形楔形块1—6上设有与管片拼装机10上螺栓配合的连接装置安装螺孔703，以便密封装置的安装；各弧形楔形块1—6上的弧形橡胶密封件7的前端设有唇形结构701，弧形楔形块2—6上的弧形橡胶密封件7的后端内侧设有台阶704（弧形楔形块1上的弧形橡胶密封件7的后端内侧也可设台阶704）。所述环状结构内圆半径与管片内圆半径一致，外圆半径小于或等于盾尾筒体内径，可根据实际情况对侧向楔形密封块的弧度、径向楔形密封块的弧度和数量进行调整。
本发明为用于恶劣地质情况盾构机密封实效导致的盾尾涌水突发事故的抢险设备，施工遇到恶劣地质情况当盾构自身的密封装置不能满足施工密封性能或失效情况下，水从盾尾间隙大量涌进，这时可以利用本发明密封装置进行止水作业。如图5所示，盾尾内设有盾尾密封刷13，在盾构内部空间通过盾构内置的管片拼装机10的螺栓与弧形楔形块上弧形座8上的安装螺孔703上紧，管片拼装机抓举径向楔形密封块3、4、5到安装管片的位置，推进油缸9伸出顶住弧形座8首先把径向楔形密封块3、4、5推顶进盾尾间隙里面，使弧形橡胶密封件7紧贴管片11和盾尾筒体12，其后端的台阶704紧贴管片11的端部。重复动作将侧向楔形密封块2、6和轴向楔形密封块1分别通过管片拼装机10安装，形成一道环形楔形密封，由于水压不断作用在弧形橡胶密封件7前端的唇形结构701部位，唇形结构701部位由于受压往两边的管片和盾尾筒体12压紧，起到一定的密封作用，（参见图5）。
侧向楔形密封块2、6必须与轴向楔形密封块1后安装，且安装方式是：侧向楔形密封块6→轴向楔形密封块1→侧向楔形密封块2。轴向楔形密封块1的主要作用原理是利用其弧形橡胶密封件7轴向楔形的特点来紧密各各弧形楔形块之间的接触面，促使各弧形楔形块弧形橡胶密封件接触面之间由于径向挤压而达到密封效果。在弧形楔形块弧形橡胶密封件的前端设有设有唇形结构，在承压的时候可以利用其唇形结构与筒体、管片接触，减弱后面楔形块与管片和筒体的紧密压力。
本发明密封装置挤压在管片与盾尾筒体之间，使盾尾间隙与盾构内部空间隔离开从而把通过盾尾间隙不断涌进盾构内部空间的水止住，同时结合盾构盾尾注浆管路将管片与洞壁的间隙用注浆填充从而达到最终密封的目的，当盾构内涌水排尽和涌水危险解除后通过管片拼装机来分块抓举拆卸密封装置，盾构即可恢复正常的掘进。
Claims (4)
1.一种用于盾构涌水事故抢险的紧急密封装置，其特征是为由若干个弧形楔形块组成的环状结构；所述弧形楔形块包括轴向楔形密封块和位于轴向楔形密封块两侧的侧向楔形密封块和位于侧向楔形密封块之间的径向楔形密封块；所述弧形楔形块均由弧形座和位于弧形座一侧的截面为楔形的弧形橡胶密封件组成，其中所述轴向楔形密封块上的弧形橡胶密封件在轴向上设有楔形边，侧向楔形密封块上设有与轴向楔形密封块上的弧形橡胶密封件的楔形边相吻合的斜边。
2.根据权利要求1所述的用于盾构涌水事故抢险的紧急密封装置，其特征是所述环状结构内圆半径与管片内圆半径一致，外圆半径小于或等于盾尾筒体内径。
3.根据权利要求1或2所述的用于盾构涌水事故抢险的紧急密封装置，其特征是所述各弧形楔形块上设有与管片拼装机配合的连接装置。
4.根据权利要求3所述的用于盾构涌水事故抢险的紧急密封装置，其特征是所述弧形楔形块上的弧形橡胶密封件的前端设有唇形结构，后端内侧设有台阶。
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