CN112554893A - 一种盾构机钢套筒始发支撑密封体系 - Google Patents

一种盾构机钢套筒始发支撑密封体系 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种盾构机钢套筒始发支撑密封体系，涉及盾构机领域。包括：反力架为盾构机提供前进时需要的推力，调节件与反力架可拆卸连接，外沿设有调节螺栓和调节螺母，密封件沿外沿焊接连接一圈密封部，密封部设有开口相反的第一槽和第二槽，第一槽内设有密封垫；钢套筒的法兰表面焊接连接一圈与第一槽相适配的压块，压块嵌进矩形槽内并将所述密封垫压紧，法兰与密封件螺栓连接。本发明结构简单，使用方便，能重复利用第一负环管片和密封件，节省成本。

Description

一种盾构机钢套筒始发支撑密封体系
技术领域
本发明涉及盾构机技术领域，具体是指一种盾构机钢套筒始发支撑密封体系。
背景技术
盾构机施工过程中，盾构始发与接收是关键工序，直接影响盾构隧道的顺利贯通。传统盾构法始发采用端头地层加固加降水井施工工法。当盾构始发端头地质条件复杂，地层含水量较大，较多较大地下管线且管线迁改难度大、端头加固龄期长无法满足施工节点要求时，运用传统盾构始发方法液化富水砂层砂层中扰动后易产生液化，端头加固效果不理想，容易产生突涌现象。富水砂层中传统盾构始发方法已不适用，行业内富水砂层中使用钢套筒始发逐渐形成共识，钢套筒后端密封性成为该工艺的重难点。现有密封技术主要为预埋钢板混凝土负环管片外连反力架的方式连接，混凝土负环管片宽度为1200mm，内径为5500mm，外径为6200mm。混凝土负环管片环向整圈预埋钢板密封安装，预埋钢板混凝土负环管片与过渡环连接采用整环焊接密封，安装、拆卸难度大，受盾构机推力影响，易出现管片扭转，焊缝开裂，密封失效等现象，拆除时不能快速释放盾构机推力，拆卸困难，拆卸时易对其他负环管片造成破坏。此外，反力架及负环管片与盾构的中心垂直度要求也比较高，否则在盾构机的千斤顶顶进过程中极易造成反力架及负环管片的破坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种盾构机钢套筒始发支撑密封体系，结构简单，使用方便，能重复利用第一负环管片和密封件，节省成本。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种盾构机钢套筒始发支撑密封体系，包括：
反力架，在所述反力架背离盾构机的一侧设有若干斜撑，在所述反力架背离所述盾构机的一侧的底部设有若干横撑，所述斜撑与所述横撑为所述反力架提供所述盾构机前进时需要的推力；
调节件，一侧面通过螺栓与所述反力架可拆卸连接，沿所述调节件的外沿设有一圈均匀分布的调节螺栓，所述调节螺栓一端与所述调节件固定连接，另一端为自由端并探出所述调节件的另一侧面，每个所述调节螺栓的自由端均旋接一个调节螺母；
密封件，一侧与所述调节螺母密贴，另一侧沿外沿焊接连接一圈密封部，所述密封部由钢板折弯制成，所述密封部的横断面设有开口相反的第一槽和第二槽，所述第一槽和所述第二槽相邻，所述第一槽开口朝向所述盾构机，所述第一槽内设有密封垫；
钢套筒，两端均设有法兰，下部设有支架，上部设有注浆口，在一端的法兰表面焊接连接一圈与所述第一槽相适配的压块，所述压块的表面为锯齿状，所述压块的两个侧面均为锯齿状，所述锯齿朝向所述第一槽的底面倾斜，所述压块嵌进所述第一槽内并将所述密封垫压紧，所述法兰与所述第二槽的底面用螺栓连接，所述法兰还与所述密封件的最外沿螺栓连接；
第一负环管片，由钢板折弯而成，分成六片采用拼接安装方式。
优选地，所述调节件均分为两部分，所述两部分的相接处设有密封垫，且两部分之间采用螺栓紧固连接。
优选地，所述密封件分为第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分的连接面平行所述密封件的中心轴线，所述第一部分的连接面设有凹槽，所述第二部分的连接面设有凸起，所述凹槽与所述凸起相配合。
优选地，所述调节螺栓至少设有四个，所述调节螺栓关于所述调节件的中心对称均匀分布。
优选地，在所述盾构机的尾盾内距离第一道尾刷10cm处焊接一圈挡块，在所述尾盾的最上部对称焊接两个L形挡块，用来固定所述第一负环管片的最上面一片负环管片。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
1、本申请在反力架上设置了调节件，调节件与反力架焊接连接，通过旋转调节螺母，改变调节螺母在调节螺栓上的位置可调整反力架的支撑面与盾构机的中心线的垂直度，且调整非常方便，也节省了安装和调节时间，缩短工期，节省成本；
2、第一负环管片与密封件和钢套筒均用螺栓连接，拆卸方便，第一负环管片和密封件可以重复利用，节省成本；密封件上的密封部设有第一槽和第二槽，第一槽内放置密封垫，钢套筒上的压块将密封垫压紧实现结构密封；第二槽方便密封件与钢套筒的法兰螺栓连接，由此，密封垫的两侧有两圈螺栓压紧，保证了密封件的密封效果；再者，密封部折弯成两槽相邻且开口相反的形状，在提高密封效果的基础上增加了密封部的强度，一举两得。
附图说明
图1是本发明的剖面结构示意图；
图2是图1中A向局部放大示意图；
图3是图1中B向局部放大示意图；
图4是密封件的连接结构示意图；
图中：1、斜撑；2、反力架；3、调节件；4、调节螺栓；5、调节螺母；6、密封件；7、密封部；8、密封垫；9、钢套筒；10、盾构机；11、L形挡块；12、第一负环管片；13、第二负环管片；14、横撑；15、压块；16、第一槽；17、第二槽；18、第一部分；19、第二部分。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1-4所示，在反力架2背离盾构机10的一侧设有若干斜撑1，在反力架2背离盾构机10的一侧的底部设有若干横撑，斜撑1与横撑为反力架2提供盾构机10前进时需要的推力；反力架2外形为四边形，四边形的四个内角分别连接一个支撑，防止变形。
调节件3一侧面通过螺栓与反力架2连接。沿调节件3的外沿设有四个均匀分布的调节螺栓4，且调节螺栓4关于盾构机10的中心对称。调节螺栓4一端与调节件3固定连接，另一端为自由端并探出调节件3的另一侧面，每个调节螺栓4的自由端均旋接一个调节螺母5；调节螺栓4与其探出的侧面板焊接连接，也起到支柱支撑的作用。调节件3从中心处均分为两部分，两部分的相接处设有密封垫，且两部分之间采用螺栓紧固连接。
调节螺母5顶在密封件6的侧面上，密封件6的另一侧面上沿外沿焊接连接一圈密封部7，密封部7由钢板折弯制成，折成S形，形成开口相反的第一槽16和第二槽17，第一槽16和第二槽17相邻，第一槽16开口朝向盾构机10，其内设有密封垫8；密封件6分为第一部分18和第二部分19，第一部分18和第二部分19的连接面平行密封件6的中心轴线，第一部分18的连接面设有凹槽，第二部分19的连接面设有凸起，凹槽与凸起相配合。密封件6拼接安装时凸起卡进凹槽内起到定位作用，使第一部分18和第二部分19同心，利于密封件6的拼装。
钢套筒9的两端面均设有法兰，每节钢套筒9之间法兰连接。钢套筒9的下部设有支架用来支撑钢套筒9，每节钢套筒9的上部均设有注浆口。在最前端的钢套筒9的法兰表面焊接连接一圈与第一槽16相适配的压块，压块的表面为锯齿状，压块的两个侧面均为锯齿状，侧面的锯齿朝向第一槽16的底面倾斜，压块嵌进矩形槽内并将密封垫8压紧。压块三个面均采用锯齿状，使密封效果更好，且密封垫8不容易移位。钢套筒9的法兰与第二槽17的底面用螺栓连接，法兰还与密封部7的最外沿螺栓连接，这样，密封垫8被紧压在第一槽16内，密封效果好。
第一负环管片12由钢板折弯而成，分成六片，底部一片，侧面各两片，顶部一片，六片拼接安装成环。
反力架2及盾构机10安装调试完成后，安装第一负环管片12。在盾构机10的尾盾内距离第一道尾刷10cm处焊接一圈挡块，在尾盾的最上部对称焊接两个L形挡块11，用来固定第一负环管片12顶部的负环管片。第一负环管片12在盾尾拼装成型后，割除整圈挡块及L形挡块11并打磨焊接区域。盾构机10的千斤顶将第一负环管片12后推，使第一负环管片12紧贴密封件6，然后用螺栓将第一负环管片12与密封件6连接起来，形成后端新型密封系统。千斤顶继续顶推，推至可以进行第二负环管片13的安装时停止，拼装第二负环管片13。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种盾构机钢套筒始发支撑密封体系，其特征在于，包括：
反力架（2），在所述反力架（2）背离盾构机（10）的一侧设有若干斜撑（1），在所述反力架（2）背离所述盾构机（10）的一侧的底部设有若干横撑，所述斜撑（1）与所述横撑为所述反力架（2）提供所述盾构机（10）前进时需要的推力；
调节件（3），一侧面通过螺栓与所述反力架（2）可拆卸连接，沿所述调节件（3）的外沿设有一圈均匀分布的调节螺栓（4），所述调节螺栓（4）一端与所述调节件（3）固定连接，另一端为自由端并探出所述调节件（3）的另一侧面，每个所述调节螺栓（4）的自由端均旋接一个调节螺母（5）；
密封件（6），一侧与所述调节螺母（5）密贴，另一侧沿外沿焊接连接一圈密封部（7），所述密封部（7）由钢板折弯制成，所述密封部（7）的横断面设有开口相反的第一槽（16）和第二槽（17），所述第一槽（16）和所述第二槽（17）相邻，所述第一槽（16）开口朝向所述盾构机（10），所述第一槽（16）内设有密封垫（8）；
钢套筒（9），两端均设有法兰，下部设有支架，上部设有注浆口，在一端的法兰表面焊接连接一圈与所述第一槽（16）相适配的压块，所述压块的表面为锯齿状，所述压块的两个侧面均为锯齿状，所述锯齿朝向所述第一槽（16）的底面倾斜，所述压块嵌进所述第一槽（16）内并将所述密封垫（8）压紧，所述法兰与所述第二槽（17）的底面用螺栓连接，所述法兰还与所述密封件（6）的最外沿螺栓连接；
第一负环管片（12），由钢板折弯而成，分成六片采用拼接安装方式。
2.根据权利要求1所述的一种盾构机钢套筒始发支撑密封体系，其特征在于，所述调节件（3）均分为两部分，所述两部分的相接处设有密封垫，且两部分之间采用螺栓紧固连接。
3.根据权利要求1所述的一种盾构机钢套筒始发支撑密封体系，其特征在于，所述密封件（6）分为第一部分（18）和第二部分（19），所述第一部分（18）和所述第二部分（19）的连接面平行所述密封件（6）的中心轴线，所述第一部分（18）的连接面设有凹槽，所述第二部分（19）的连接面设有凸起，所述凹槽与所述凸起相配合。
4.根据权利要求1所述的一种盾构机钢套筒始发支撑密封体系，其特征在于，所述调节螺栓（4）至少设有四个，所述调节螺栓（4）关于所述调节件（3）的中心对称均匀分布。
5.根据权利要求1所述的一种盾构机钢套筒始发支撑密封体系，其特征在于，在所述盾构机（10）的尾盾内距离第一道尾刷10cm处焊接一圈挡块，在所述尾盾的最上部对称焊接两个L形挡块，用来固定所述第一负环管片（12）的最上面一片负环管片。
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