CN107700538B - 一种移动式复合止水系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及沉管隧道技术领域，具体涉及一种移动式复合止水系统及其使用方法，包括可相互移动的第一构件和第二构件，二者之间形成结合腔，两个构件上安装有使结合腔相对密封的外部止水装置，所述外部止水装置包括分别与第一构件和第二构件连接的柔性止水带，该柔性止水带的伸展长度与两个构件相对移动的长度相对应，所述结合腔的腔体内还安装有内部止水装置，该止水系统的外部止水装置其主要止水作用，内部止水装置起备用、复合止水的作用，当外部止水装置发生渗漏或损坏时，内部止水装置发挥作用，进一步实现止水功能，不会对施工或使用产生影响，达到复合止水的效果，实现双重止水的目的和作用。

Description

一种移动式复合止水系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及沉管隧道技术领域，特别涉及一种移动式复合止水系统及其使用方法。

背景技术

沉管法隧道施工，就是把在半潜驳或者干坞内预制好的隧道沉箱分别浮运到预定位置沉放对接，为使最后一节管段的沉放顺利必须留有长于该管段的距离空间，该余下距离空间所沉放对接的管段即视为最终接头。该沉管隧道最终接头是沉管隧道建设的关键，特别是外海超长沉管隧道建设，施工现场作业条件困难，面临着复杂的波浪和海流等海洋环境条件和气象条件。

沉管隧道最终接头的结构如图1所示，最终接头1与相邻管节2连接一侧的外周设有环形空腔，环形空腔内设置有千斤顶3和顶推小梁4，顶推小梁4的端部平行于最终接头的端面，顶推小梁4的端面设置有Gina止水带5，Gina止水带5垂直于顶推小梁4端面，该小梁前端Gina止水带5的材质为天然橡胶，通过压件系统固定在小梁的端部斜面上，止水带和压件系统均垂直于小梁端部斜面。止水带沿小梁端部斜面布置一圈，千斤顶3的活塞杆上连接顶推小梁4，Gina止水带5在顶推小梁4的作用下，与已安装相邻管节2表面接触，Gina止水带5被充分压缩后实现结合腔与外界的止水，便于之后的结合腔排水，形成干燥的施工环境。

上述施工过程中，顶推小梁4在移动时与最终接头的盖板6之间会产生空腔间隙，海水通过该空腔间隙会进入到顶推小梁内，从而影响到后序排水过程，导致最终接头无法正常完成安装，因此，如果有效防止海水进入到相对移动的顶推小梁和最终接头之间的空腔，成为了最终接头施工过程中最重要的一个环节，一旦海水进入到顶推小梁内，将直接影响到最终接头的正常、安全施工。

同样地，当两个相对移动的构件之间需要实现移动状态下止水时，同样面临着如何实现止水的问题。现有技术中，主要通过密封达到止水的效果，而针对两个相对移动构件之间则难以实现密封和止水，并且由于两个构件之间发生相对移动，很容易在止水部位发生渗漏，从而失去止水功能，而如何在两个相对移动构件之间实现密封、止水，成为一个技术难题。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术中无法在两个可相对移动的构件之间进行密封止水，以及采用单一的止水装置时所存在的止水效果差、使用年限短的问题，提供一种移动时复合止水系统及其使用方法，该止水系统包括布置在两个可相互移动的构件上的外部止水装置和内部止水装置，外部止水装置其主要止水作用，内部止水装置起备用、复合止水的作用，当外部止水装置发生渗漏或损坏时，内部止水装置发挥作用，进一步实现止水功能，不会对施工或使用产生影响，达到复合止水的效果。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种移动式复合止水系统，包括可相对移动的第一构件和第二构件，二者之间形成结合腔，两个构件上安装有使结合腔相对密封的外部止水装置，所述外部止水装置包括分别与第一构件和第二构件连接的柔性止水带，该柔性止水带的伸展长度与两个构件相对移动的长度相对应，所述结合腔的腔体内还安装有内部止水装置。

两个可相互移动的构件之间形成结合腔，为了达到止水密封的目的，通过在两个构件上设置外部止水装置，使外部止水装置一侧的结合腔与外部止水装置的另一侧空间形成相互独立的两个空间，通过外部止水装置实现密封、止水。

外部止水装置包括柔性止水带，柔性止水带的两端分别与第一构件和第二构件连接，从而完成密封，当两个构件相对移动时，柔性止水带随构件一起伸长，并保持密封状态，由于柔性止水带的长度与构件相对移动的长度相对应，在两个构件相对移动的长度范围内，柔性止水带都能实现较好的密封，达到移动止水的目的。

为进一步加强密封效果，在外部止水装置密封形成的腔体空间内，还设置内部止水装置，从而形成双层复合止水系统，当外部止水装置发生意外失去止水功能时，内部止水装置可发生止水功能。另一重要作用为：当需要长时间实现止水时，为避免外部止水装置在长时间水流浸泡下发生老化、损坏从而导致渗漏或失效时，通过内部止水装置来实现密封止水，从而大大延长了止水时间，保障止水、密封效果。

优选的，所述柔性止水带包括伸缩部和布置在伸缩部两端的固定部，所述固定部与伸缩部一体式连接。

优选的，所述柔性止水带为M形止水带或Ω形止水带。

所述M形止水带或Ω形止水带的两个端部分别密封连接在第一构件和第二构件上，两个端部之间的中间部位为伸缩部，伸缩部为柔性结构，能随构件的相对移动伸缩。

当使用M形止水带时，其M形状态不特指某一固定状态，而是受外力作用下的不固定状态，即指止水带在分别与第一构件和第二构件连接的条件下，受到挤压发生褶皱，形成一个或多个M形的结构形状，当第一构件和第二构件发生相对移动，形成的整体长度变长时，止水带受到的挤压力减小，止水带伸长，褶皱变得平缓，M形状态可能变得不明显甚至消失。

同理，柔性止水带使用Ω形止水带时，其Ω形状态和M形状态的变化过程相同。

优选的，所述外部止水装置还包括用于将柔性止水带安装在第一构件和第二构件上的安装组件。

设置安装组件，通过安装组件将柔性止水带牢固连接在两个可相互移动的构件上，避免柔性止水带在止水过程中，由于受压发生滑落、剥离的问题，保证柔性止水带长期有效的止水效果。

所述安装组件包括压条和连接件，所述压条将柔性止水带压合在构件的安装平面上，在使用连接件进行紧固连接，采用压条的方式，使柔性止水带在其长度范围内受压，保证密封止水效果，同时，使用压条安装柔性止水带，能保证止水带不被破坏。

优选的，所述柔性止水带安装在第一构件和第二构件的端部。

将柔性止水带安装在第一构件和第二构件的端部，既能方便外部止水装置的安装，同时避免两个构件在相对移动时，外部止水装置对构件形成干涉，增大二者的移动范围和距离，能满足更多的使用场合。

当第一构件和第二构件组合形成的空间腔比较狭窄时，将柔性止水带安装在构件的端部。

优选的，所述内部止水装置包括弹性材质的内部止水带，以及将内部止水带固定在第一构件或第二构件上的固定件，所述内部止水带的长度与结合腔的密封长度相对应。

所述内部止水带安装在第一构件或第二构件上，同时与另一个构件相接触，通过止水带自身的弹性与构件紧密贴合，完成密封、止水。

第一构件和第二构件之间形成的结合腔，结合腔的密封长度是在垂直于第一构件和第二构件相对移动方向的截面上，结合腔需要进行密封的长度。例如，当结合腔为箱体空间时，密封长度是指该箱体空间的矩形截面的长度，该矩形截面与二者相对移动方向垂直；当结合腔为环形结构时，密封长度是指环形截面的圆周长度。内部止水带的长度与结合腔的密封长度相对应，使内部止水带对结合腔进行密封时，止水带两侧相对隔离，实现密封止水。

优选的，所述内部止水带包括两条分别与第一构件和第二构件面接触的翼状条，两条所述翼状条为一体式连接，二者形成钝角夹角结构，且钝角开口一侧背向外部止水装置。

所述翼状条为具有一定厚度的条形板，两条翼状条连接后类似于翼状，具有钝角夹角。

翼状条与第一构件和第二构件的接触方式为面接触，从而保证密封、止水效果，将钝角开口设置在背对外部止水装置一侧，当外部止水装置发生渗漏或失效时，从该侧进入的水流压力会推动内部止水带，使内部止水带与构件贴合更加紧密，保证止水效果。

对应地，本发明还提供了一种使用如上述所述的移动式复合止水系统的使用方法，包括以下步骤：

a、安装内部止水装置，所述内部止水装置安装在设定位置；

b、组合第一构件和第二构件；

c、安装外部止水装置，将所述外部止水装置安装设定位置。

通过上述方式，使第一构件和第二构件形成复合止水结构，达到密封止水的效果，采取上述安装顺序，保证整个移动式复合止水系统顺利完成组合和安装。

优选的，所述步骤a中，将内部止水装置固定在第一构件或第二构件上。

采取上述方式，当两个构件发生移动时，能保证内部止水装置的安装位置不会改变，对内部止水装置形成固定，防止其随着构件的相对移动而移动，从而减弱止水效果。

优选的，所述步骤a后还包括步骤a′：在内部止水装置与构件相对滑动的部位涂抹用于减少移动摩擦力的润滑剂。

内部止水装置安装在两个可相对移动的构件形成的结合腔内，且与某一构件相对固定，当第一构件和第二构件发生移动时，内部止水装置与另一个构件为发生相对移动，为避免内部止水装置的损坏，通过涂抹润滑剂的方式，达到减小摩擦的效果，从而形成对内部止水装置的保护。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、两个可相互移动的构件之间形成结合腔，为了达到止水密封的目的，通过在两个构件上设置外部止水装置，使外部止水装置一侧的结合腔与外部止水装置的另一侧空间形成相互独立的两个空间，通过外部止水装置实现密封、止水；

2、在外部止水装置密封形成的腔体空间内，还设置内部止水装置，从而形成双层复合止水系统，当外部止水装置发生意外失去止水功能时，内部止水装置可发生止水功能，加强止水效果，同时，当需要长时间实现止水时，为避免外部止水装置在长时间水流浸泡下发生老化、损坏从而导致渗漏或失效时，通过内部止水装置来实现密封止水，从而大大延长了止水时间，保障止水、密封效果；

3、内部止水带采用翼状条的止水结构，且翼状条与第一构件和第二构件的接触方式为面接触，从而保证密封、止水效果，将钝角开口设置在背对外部止水装置一侧，当外部止水装置发生渗漏或失效时，从该侧进入的水流压力会推动内部止水带，使内部止水带与构件贴合更加紧密，保证止水效果。

附图说明

图1为沉管隧道最终接头的结构示意图。

图2为实施例1中的止水系统构件移动前的结构示意图。

图3为实施例1中的止水系统构件移动后的结构示意图。

图4为实施例2中的止水系统构件移动前的结构示意图。

图5为实施例2中的止水系统构件移动后的结构示意图。

图6为实施例3中的止水系统构件移动前的结构示意图。

图7为实施例3中的止水系统构件移动后的结构示意图。

图8为M形止水带的结构示意图。

图9为Ω形止水带的结构示意图。

图10为内部止水带的结构示意图。

图中标记：1-最终接头，2-相邻管节，3-千斤顶，4-顶推小梁，5-Gina止水带，6-盖板，7-第一构件，8-第二构件，9-外部止水装置，91-M形止水带，91A- M形止水带固定部，91B- M形止水带伸缩部，92-安装组件，93-Ω形止水带，93A-Ω形止水带固定部，93B-Ω形止水带伸缩部，10-内部止水装置，101-内部止水带，101A-翼状条，102-固定件。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

如图2和图3所示，移动式复合止水系统，包括可相对移动的第一构件7和第二构件8，二者之间形成结合腔，两个构件上安装有使结合腔相对密封的外部止水装置9，所述外部止水装置9包括分别与第一构件7和第二构件8连接的柔性止水带，该柔性止水带的伸展长度与两个构件相对移动的长度相对应，所述结合腔的腔体内还安装有内部止水装置10。

两个可相互移动的构件之间形成结合腔，为了达到止水密封的目的，通过在两个构件上设置外部止水装置，使外部止水装置一侧的结合腔与外部止水装置的另一侧空间形成相互独立的两个空间，通过外部止水装置实现密封、止水。

外部止水装置10包括柔性止水带，柔性止水带的两端分别与第一构件和第二构件连接，从而完成密封，当两个构件相对移动时，柔性止水带随构件一起伸长，并保持密封状态，由于柔性止水带的长度与构件相对移动的长度相对应，在两个构件相对移动的长度范围内，柔性止水带都能实现较好的密封，达到移动止水的目的。

为进一步加强密封效果，在外部止水装置密封形成的腔体空间内，还设置内部止水装置，从而形成双层复合止水系统，当外部止水装置发生意外失去止水功能时，内部止水装置可发生止水功能。另一重要作用为：当需要长时间实现止水时，为避免外部止水装置在长时间水流浸泡下发生老化、损坏从而导致渗漏或失效时，通过内部止水装置来实现密封止水，从而大大延长了止水时间，保障止水、密封效果。

外部止水装置9还包括用于将柔性止水带安装在第一构件7和第二构件上8的安装组件92，安装组件92包括压条和连接件，所述压条将柔性止水带压合在构件的安装平面上，在使用连接件进行紧固连接，采用压条的方式，使柔性止水带在其长度范围内受压，保证密封止水效果，同时，使用压条安装柔性止水带，能保证止水带不被破坏。

如图8和图9所示，柔性止水带为M形止水带91或Ω形止水带93，两种柔性止水带均包括伸缩部和布置在伸缩部两端的固定部，所述固定部与伸缩部为一体式连接结构。

M形止水带91包括伸缩部91B和布置在伸缩部91B两端的固定部91A，M形止水带91的伸缩部91B和固定部91A为一体式结构。

Ω形止水带93包括伸缩部93B和布置在伸缩部93B两端的固定部93A，Ω形止水带93的伸缩部93B和固定部93A为一体式结构。

所述M形止水带91或Ω形止水带93的两个端部分别密封连接在第一构件7和第二构件8上，两个端部之间的中间部位为伸缩部，伸缩部为柔性结构，能随构件的相对移动伸缩。

当使用M形止水带时，其M形状态不特指某一固定状态，而是受外力作用下的不固定状态，即指止水带在分别与第一构件和第二构件连接的条件下，受到挤压发生褶皱，形成一个或多个M形的结构形状，当第一构件和第二构件发生相对移动，形成的整体长度变长时，止水带受到的挤压力减小，止水带伸长，褶皱变得平缓，M形状态可能变得不明显甚至消失。

同理，柔性止水带使用Ω形止水带时，其Ω形状态和M形状态的变化过程相同。

作为其中的一种实施方式，内部止水装置10包括弹性材质的内部止水带101，以及将内部止水带101固定在第一构件7或第二构件8上的固定件102，所述内部止水带101的长度与结合腔的密封长度相对应。

本实施例中，第一构件和第二构件之间形成截面形状为矩形的箱体空间时，密封长度为矩形截面的长度，内部止水带的长度与结合腔的密封长度相对应，使内部止水带对结合腔进行密封时，止水带两侧的箱体空间相对隔离，实现密封止水。

所述内部止水带101安装在第一构件7或第二构件8上，同时与另一个构件相接触，通过止水带自身的弹性与构件紧密贴合，完成密封、止水。

如图10所示，作为其中的一种实施方式，所述内部止水带101包括两条分别与第一构件7和第二构件8面接触的翼状条101A，两条所述翼状条101A为一体式连接结构，二者形成钝角夹角结构，且钝角开口一侧背向外部止水装置。

所述翼状条101A为具有一定厚度的条形板，两条翼状条连接后类似于翼状，具有钝角夹角。

翼状条与第一构件和第二构件的接触方式为面接触，从而保证密封、止水效果，将钝角开口设置在背对外部止水装置一侧，当外部止水装置发生渗漏或失效时，从该侧进入的水流压力会推动内部止水带，使内部止水带与构件贴合更加紧密，保证止水效果。

本实施例中，两个可相互移动的构件之间形成结合腔，为了达到止水密封的目的，通过在两个构件上设置外部止水装置，使外部止水装置一侧的结合腔与外部止水装置的另一侧空间形成相互独立的两个空间，通过外部止水装置实现密封、止水。

实施例2

如图4和图5所示，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：

柔性止水带安装在第一构件7和第二构件8的端部，将柔性止水带安装在第一构件7和第二构件8的端部，既能方便外部止水装置9的安装，同时避免两个构件在相对移动时，外部止水装置9对构件形成干涉，增大二者的移动范围和距离，能满足更多的使用场合。

当第一构件7和第二构件8组合形成的空间腔比较狭窄时，将柔性止水带安装在构件的端部，便于安装，同时保证两个构件之间可以做长度较长的相对运动而不会发生干涉。

实施例3

本实施例中将移动式复合止水系统布置在最终接头和顶推小梁的相对移动的场合。

如图6和图7所示，移动式复合止水系统，包括最终接头1和顶推小梁4，所述顶推小梁4的外壁与最终接头1之间形成结合腔，所述最终接头1和顶推小梁4的端部安装有使结合腔相对密封的外部止水装置9，所述外部止水装置9包括与最终接头1和顶推小梁4连接的柔性止水带，该柔性止水带的伸展长度与顶推小梁移动的长度相对应，所述结合腔的腔体内还安装有内部止水装置10。

两个可相互移动的构件之间形成结合腔，为了达到止水密封的目的，通过在两个构件上设置外部止水装置，使外部止水装置一侧的结合腔与外部止水装置的另一侧空间形成相互独立的两个空间，通过外部止水装置实现密封、止水。

作为其中一种优选的实施方式，最终接头1的端部连接有盖板6，所述盖板6位于环形空腔外侧，外部止水装置9安装在盖板6和顶推小梁4的端部。

为进一步加强密封效果，在外部止水装置密封形成的腔体空间内，还设置内部止水装置，从而形成双层复合止水系统，当外部止水装置发生意外失去止水功能时，内部止水装置可发生止水功能。另一重要作用为：当需要长时间实现止水时，为避免外部止水装置在长时间水流浸泡下发生老化、损坏从而导致渗漏或失效时，通过内部止水装置来实现密封止水，从而大大延长了止水时间，保障止水、密封效果。

如图8和图9所示，柔性止水带为M形止水带91或Ω形止水带93，两种柔性止水带均包括伸缩部和布置在伸缩部两端的固定部，所述固定部与伸缩部为一体式连接结构。

所述M形止水带91或Ω形止水带93的两个端部分别密封连接在盖板6和顶推小梁4上，两个端部之间的中间部位为伸缩部，伸缩部为柔性结构，能随顶推小梁4的移动而一起移动。

内部止水装置10包括弹性材质的内部止水带101，以及将内部止水带101固定在顶推小梁4上的固定件102，所述内部止水带101同时与盖板6想贴合，通过止水带自身的弹性与盖板内壁紧密贴合，完成密封、止水。

最终接头和顶推小梁之间形成的环形结合腔，密封长度为环形截面的圆周长度，内部止水带的长度与结合腔的密封长度相对应，使内部止水带对环形结合腔进行密封时，止水带两侧相对隔离，实现密封止水。

本实施例中，通过在最终接头和顶推小梁上设置外部止水装置，并同时在顶推小梁和最终接头形成的腔体内设置内部止水装置，采用复合止水的方式，实现结合腔与外界海水的隔离，保证最终接头结合腔的顺利排水，以及最终接头的顺利安装，当外部止水装置或内部止水装置中的某一个止水装置意外损坏时，也能保障施工安全。

实施例4

如图2和图3所示，移动式复合止水系统的使用方法，包括以下步骤：

a、安装内部止水装置10，所述内部止水装置10安装在设定位置；

b、组合第一构件7和第二构件8；

c、安装外部止水装置9，将所述外部止水装置9安装设定位置。

通过上述方式，使第一构件7和第二构件8形成复合止水结构，达到密封止水的效果，采取上述安装顺序，保证整个移动式复合止水系统顺利完成组合和安装。

在步骤a中，将内部止水装置10固定在第一构件7或第二构件8上。

作为其中一种优选的实施方式，在内部止水装置10与构件相对滑动的部位涂抹用于减少移动摩擦力的润滑剂。

内部止水装置安装在两个可相对移动的构件形成的结合腔内，且与某一构件相对固定，当第一构件和第二构件发生移动时，内部止水装置与另一个构件为发生相对移动，为避免内部止水装置的损坏，通过涂抹润滑剂的方式，达到减小摩擦的效果，从而形成对内部止水装置的保护。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种移动式复合止水系统，其特征在于，包括可相对移动的第一构件（7）和第二构件（8），二者之间形成结合腔，两个构件上安装有使结合腔相对密封的外部止水装置（9），所述外部止水装置（9）包括分别与第一构件（7）和第二构件（8）连接的柔性止水带，该柔性止水带的伸展长度与两个构件相对移动的长度相对应，且所述柔性止水带通过压合的方式安装在第一构件（7）和第二构件（8）上，所述结合腔的腔体内还安装有内部止水装置（10），该内部止水装置（10）包括弹性材质的内部止水带（101），所述内部止水带（101）的长度与结合腔的密封长度相对应，所述内部止水装置（10）还包括将内部止水带（101）固定在第一构件（7）或第二构件（8）上的固定件，所述内部止水带（101）包括两条分别与第一构件（7）和第二构件（8）面接触的翼状条（101A），两条所述翼状条（101A）为一体式连接，二者形成钝角夹角结构，且钝角开口一侧背向外部止水装置（9）。

2.根据权利要求1所述的移动式复合止水系统，其特征在于，所述柔性止水带包括伸缩部和布置在伸缩部两端的固定部，所述固定部与伸缩部一体式连接。

3.根据权利要求2所述的移动式复合止水系统，其特征在于，所述柔性止水带为M形止水带（91）或Ω止水带（93）。

4.根据权利要求2所述的移动式复合止水系统，其特征在于，所述外部止水装置（9）还包括用于将柔性止水带安装在第一构件（7）和第二构件（8）上的安装组件（92）。

5.根据权利要求4所述的移动式复合止水系统，其特征在于，所述柔性止水带安装在第一构件（7）和第二构件（8）的端部。

6.一种移动式复合止水系统的使用方法，其特征在于，在使用如权利要求1-5之一所述的移动式复合止水系统时，包括以下步骤：

a、安装内部止水装置（10），所述内部止水装置（10）安装在设定位置；

b、组合第一构件（7）和第二构件（8）；

c、安装外部止水装置（9），将所述外部止水装置（9）安装设定位置。

7.根据权利要求6所述的移动式复合止水系统的使用方法，其特征在于，所述步骤a中，将内部止水装置（10）固定在第一构件（7）或第二构件（8）上。

8.根据权利要求6或7所述的移动式复合止水系统的使用方法，其特征在于，所述步骤a后还包括步骤a′：在内部止水装置（10）与构件相对滑动的部位涂抹用于减少移动摩擦力的润滑剂。