CN103452565A - 一种盾构始发、接收的密封防水装置 - Google Patents

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本发明属于盾构隧道工程技术领域，具体涉及一种盾构始发、接收的密封防水装置。它包括安装于内衬墙上的包裹住内衬墙内壁和侧壁的预埋钢环板，所述预埋钢环板内壁连接有可充高压气体的橡胶带圈，所述预埋钢环板侧壁沿圆周均匀设有多个可限制橡胶带圈因填充高压气体向井内鼓出的反力装置。本发明能有效控制盾构始发、接收过程中渗漏水问题，降低盾构施工风险，结构简单、可同时用在盾构始发和接收端、也可重复利用，能有效节省装备数量，降低工程造价，具有较好的社会效益和经济效益。

Description

一种盾构始发、接收的密封防水装置
技术领域
本发明属于盾构隧道工程技术领域，具体涉及一种盾构始发、接收的密封防水装置。
背景技术
盾构机是一种常用的隧道施工机械，它通过调整平衡仓内的压力实现与隧道开挖面的水土压力平衡，并通过螺旋输送机将切削的碴土携带出洞外，有盾构始发、正常掘进和盾构接收等过程，其中盾构始发、接收密封防水装置是盾构施工的关键部件。
现有的盾构始发、接收密封防水装置结构如图1、图2所示，主要由预埋钢环板6、内衬板2、圆环板3、加劲板5、螺栓4、钢翻板8与帘布橡胶板7组成，为机械式密封防水装置。盾构始发时，如图1所示，水流方向15与盾构前进方向16相反，钢翻板8向盾构前进方向16旋转带动帘布橡胶板7向盾构前进方向16旋转，利用钢翻板8与盾构机盾壳9的接触形成支撑，帘布橡胶板7与盾壳9、预埋钢环板6密贴，从而密闭防水。盾构接收时，如图2所示，水流方向15与盾构前进方向16相同，帘布橡胶板7向盾构前进方向16旋转带动翻板8向盾构前进方向16旋转，利用翻板8背侧的钢丝绳11箍紧翻板8以限制帘布橡胶板7移动，从而使帘布橡胶板7与盾壳9密贴，进而达到密闭防水的目的。
但现有的机械式密封防水装置在盾构始发、接收时会存在以下问题：
1、该密封防水装置中主要依靠帘布橡胶板7与盾壳9密贴形成闭合防水结构，但由于帘布橡胶板7与盾壳9接触面积有限、水压和钢丝绳11提供的包裹力不足等原因，导致该密封防水装置防水效果难以得到保证。
2、盾构始发密封防水装置中帘布橡胶板7与盾壳9密贴主要利用涌入盾构始发井的水压，属于被动密封，一旦帘布橡胶板7受涌水冲刷或其他原因导致不能与盾壳9密贴，就达不到防水效果。
3、盾构接收密封防水装置中帘布橡胶板7与盾壳9密贴主要依靠钢筋环10和钢丝绳11箍紧翻板8从而压紧帘布橡胶板7，钢丝绳11提供的包裹力较弱，一旦涌水量大或水压过高，极易渗漏。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种密封、防水效果更好且可重复利用的盾构始发、接收的密封防水装置。
本发明采用的技术方案是：一种盾构始发、接收的密封防水装置，包括安装于内衬墙上的包裹住内衬墙内壁和侧壁的预埋钢环板，所述预埋钢环板内壁连接有可充高压气体的橡胶带圈，所述预埋钢环板侧壁沿圆周均匀设有多个可限制橡胶带圈因填充高压气体向井内鼓出的反力装置。
进一步地，所述反力装置包括固定于预埋钢环板侧壁的收口环板，所述收口环板的一侧紧贴预埋钢环板侧壁和橡胶带圈侧壁，所述收口环板另一侧设有垂直于收口环板的加劲钢板。
进一步地，所述收口环板上设有两块加劲钢板，所述收口环板中部开有孔洞，两块加劲钢板分别位于孔洞两侧。
进一步地，所述收口环板通过预埋螺栓固定于预埋钢环板侧壁。
进一步地，所述橡胶带圈为圆环形，橡胶带圈的外圈与预埋钢环板内壁连接。
进一步地，所述橡胶带圈的横截面为方形，其内部填充高压气体。
进一步地，所述预埋钢环板内壁设有多个预留凹槽，所述橡胶带圈外圈上设有多个与预留凹槽相配合的固定接头，所述橡胶带圈通过固定接头与预埋钢环板连接。
更进一步地，所述预留凹槽和固定接头的纵向截面均为椭圆形。
本发明的盾构始发、接收密封防水装置为气动式密封防水装置。橡胶带圈与内衬墙等宽，增大了橡胶带圈与盾壳的接触面积；通过向橡胶带圈内冲入高压气体，增大了橡胶带圈的包裹力；可根据地下水涌入情况以及水压调整橡胶带圈内的气压，从而主动、有效地阻隔地下水涌入；收口环板与加劲板、预埋螺栓组成反力装置，有效限制橡胶带圈因充填高压气体向井内鼓出。
本发明能有效控制盾构始发、接收过程中渗漏水问题，降低盾构施工风险，结构简单、可同时用在盾构始发和接收端、也可重复利用，能有效节省装备数量，降低工程造价，具有较好的社会效益和经济效益。
附图说明
图1为现有的盾构始发密封防水装置及工作原理示意图。
图2为现有的盾构接收密封防水装置及工作原理示意图。
图3为本发明盾构始发密封防水装置及工作原理示意图。
图4为本发明盾构接收密封防水装置及工作原理示意图。
图5为本发明预埋钢环板横断面的放大图。
图6为本发明橡胶带圈横断面的放大图。
图7为本发明反力装置的结构示意图。
图8为图7中A-A截面剖视图。
图9为本发明盾构始发、接收洞门埋设反力装置后的示意图。
其中：1-内衬墙；2-内衬板；3-圆环板；4-预埋螺栓；5-加劲钢板；6-预埋钢环板；7-帘布橡胶板；8-钢翻板；9-盾壳；10-钢筋环；11-钢丝绳；12-收口环板；13-橡胶带圈；14-初始位置；15-水流方向；16-盾构接收推进方向；17-孔洞；18-固定接头；19-预留凹槽；20-反力装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图3-9所示，本发明包括安装于内衬墙1上的包裹住内衬墙1内壁和侧壁的预埋钢环板6，预埋钢环板6内壁上连接有可充高压气体的橡胶带圈13，所述预埋钢环板6侧壁沿圆周均匀设有多个可限制橡胶带圈13因填充高压气体向井内鼓出的反力装置20。
所述橡胶带圈13为圆环形，橡胶带圈13的外圈与预埋钢环板6内壁连接。所述预埋钢环板6内壁设有多个预留凹槽19，橡胶带圈13外圈上设有多个与预留凹槽19相配合的固定接头18，预留凹槽19和固定接头18的纵向截面均为椭圆形，橡胶带圈13通过固定接头18卡入预留凹槽19内与预埋钢环板6连接，如图7、图8所示。橡胶带圈13内部填充高压气体，其横截面为方形，横向宽度与内衬墙1的宽度相同，增大了橡胶带圈13与盾壳9的接触面积。
所述反力装置20包括通过预埋螺栓4固定于预埋钢环板6侧壁的收口环板12，并可以根据盾构行进状态调整位置。所述收口环板12的一侧紧贴预埋钢环板6侧壁和橡胶带圈13侧壁，所述收口环板12另一侧设有两块垂直于收口环板12的加劲钢板5，所述收口环板12中部开有孔洞17，两块加劲钢板5分别位于孔洞17两侧。
盾构施工安装、操作本发明的步骤过程如下所示：
1、在盾构始发、接收井的内衬墙1施工时按照盾构相关要求在接收、始发井预留孔洞洞周埋设预埋钢环板6，并沿圆周均匀布设72颗预埋螺母。
2、按图5、图6加工并组装由收口环板12与加劲钢板组合而成的反力装置20。
3、待盾构始发、接收井的内衬墙1达到设计强度并拆模后，在预埋钢环板6上固定橡胶带圈13，要求橡胶带圈13的固定接头18卡入预埋钢环板的预留凹槽19内，未充气的橡胶带圈13位于如图3、图4所示的初始位置14处。
4、将反力装置20通过预埋螺栓4固定并安装在预埋钢环板6上，形成如图3、图4、图9效果，此时反力装置20位于如图3、图4所示的初始位置14处。
5、盾构始发或接收施工时，待盾构机刀盘通过橡胶带圈13后，就位收口环板12，将收口环板12沿孔洞17向下滑动至贴紧盾壳9，然后拧紧预埋螺栓4。
6、待收口环板12就位后，在橡胶带圈13内冲入高压气体，橡胶带圈13膨胀并裹紧盾构机的盾壳9，从而有效密封止水。
7、待盾构始发、接收完成后，泄除橡胶带圈13内的高压气体，并拆卸橡胶带圈13及收口环板12待下次使用。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种盾构始发、接收的密封防水装置，包括安装于内衬墙上的包裹住内衬墙内壁和侧壁的预埋钢环板，其特征在于：所述预埋钢环板内壁连接有可充高压气体的橡胶带圈，所述预埋钢环板侧壁沿圆周均匀设有多个可限制橡胶带圈因填充高压气体向井内鼓出的反力装置。
2.根据权利要求1所述的一种盾构始发、接收的密封防水装置，其特征在于：所述反力装置包括固定于预埋钢环板侧壁的收口环板，所述收口环板的一侧紧贴预埋钢环板侧壁和橡胶带圈侧壁，所述收口环板另一侧设有垂直于收口环板的加劲钢板。
3.根据权利要求2所述的一种盾构始发、接收的密封防水装置，其特征在于：所述收口环板上设有两块加劲钢板，所述收口环板中部开有孔洞，两块加劲钢板分别位于孔洞两侧。
4.根据权利要求2所述的一种盾构始发、接收的密封防水装置，其特征在于：所述收口环板通过预埋螺栓固定于预埋钢环板侧壁。
5.根据权利要求1或2所述的一种盾构始发、接收的密封防水装置，其特征在于：所述橡胶带圈为圆环形，橡胶带圈的外圈与预埋钢环板内壁连接。
6.根据权利要求5所述的一种盾构始发、接收的密封防水装置，其特征在于：所述橡胶带圈的横截面为方形，其内部填充高压气体。
7.根据权利要求5所述的一种盾构始发、接收的密封防水装置，其特征在于：所述预埋钢环板内壁设有多个预留凹槽，所述橡胶带圈外圈上设有多个与预留凹槽相配合的固定接头，所述橡胶带圈通过固定接头与预埋钢环板连接。
8.根据权利要求7所述的一种盾构始发、接收的密封防水装置，其特征在于：所述预留凹槽和固定接头的纵向截面均为椭圆形。
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