CN112922611A - 一种盾构机盾尾密封装置及其更换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盾构机盾尾密封装置及其更换方法，包括三道固定套设于盾构机盾尾内侧圆周上的密封液体囊，密封液体囊内部对应隧道管片接缝位置设有六道分隔层，分隔层将其内部分隔成六个互不连通的囊腔，每个囊腔中部囊体上均开设有注液口，且各个囊腔内部均充注有带压液体，密封液体囊前后两侧囊体上分别埋设有若干道钢丝,背土面紧密贴合在隧道管片内壁上，相邻两道密封液体囊之间留有空隙并充注有盾尾油脂，且相邻两道密封液体囊之间的盾构机盾尾上设置有充注盾尾油脂的注浆口。本发明通过三道密封液体囊和两道盾尾油脂形成有效密封止浆体系，密封性能佳，可精准定位渗漏位置并在施工中快速更换盾尾密封，保证了施工安全，提高了施工效率。
Description
技术领域
本发明涉及盾构施工技术领域，具体涉及一种盾构机盾尾密封装置及其更换方法。
背景技术
随着我国城市建设的发展，地铁隧道等地下工程日渐增多，且隧道的施工环境日趋复杂，地层条件复杂，水资源丰富，水压大，下穿建（构）筑物且施工距离长的盾构隧道越来越多。
目前，一般常用的盾构机盾尾密封型式为三层钢丝盾尾刷密封，该形式的盾尾密封形式存在以下缺点：使用寿命短，一般为一个区间段(约1.5km左右)，特殊情况下，使用寿命更低；密封压力低(约为0.3MPa)，密封效果不理想，易漏浆；安装焊接及割除工作繁琐，时间长；反复焊接及割除过程中易致盾尾处变形，影响管片拼装质量。
面对现有的地铁隧道工程，现有的盾尾密封型式无法满足复杂环境施工的要求，时常需要在隧道内进行盾尾刷更换，难以满足盾构机在复杂的施工环境中掘进的要求。
因此，亟需发明一种使用密封效果好、易于安装及更换且使用寿命长的的盾尾密封装置。
发明内容
本发明目的在于提出一种盾构机盾尾密封装置及其更换方法，以解决背景技术中所述的技术问题。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种盾构机盾尾密封装置，包括三道平行设置的环形密封液体囊，所述密封液体囊通过安装座和固定螺栓套设于盾构机盾尾内侧圆周上，其内部对应隧道管片接缝位置设有六道分隔层，所述分隔层将密封液体囊内部分隔成六个互不连通的囊腔，每个囊腔中部囊体上均开设有注液口，且各个囊腔内部均充注有带压液体，所述密封液体囊前后两侧囊体上分别埋设有若干道钢丝，密封液体囊充注带压液体后，其前后两侧囊体在钢丝作用下呈波纹状，且其背土面紧密贴合在隧道管片外壁上，相邻两道密封液体囊之间留有空隙并充注有盾尾油脂，且相邻两道密封液体囊之间的盾构机盾尾上设置有充注盾尾油脂的注浆口，通过注浆口可以注入盾尾油脂，既可以保证密封液体囊与隧道管片之间的密封性，又可以有效降低密封液体囊的磨损。
优选地，为了及时判别密封液体囊的损坏位置，每道密封液体囊的各个囊腔内充注的带压液体的颜色不同，且三道密封液体囊前后对应的囊腔内充注的带压液体的颜色相同。
优选地，所述安装座包括连接板、前挡板和后挡板，所述连接板呈筒体结构，套设在盾构机盾尾内侧面上并通过内置固定螺栓与盾构机盾尾连为一体，所述前挡板和后挡板均为环板结构，于密封液体囊的前后两侧固定于连接板上，所述连接板、前挡板和后挡板沿盾构机掘进方向的纵剖面呈一横置的F形。
优选地，所述前挡板和后挡板高度均等于盾构机盾尾内侧面到隧道管片外侧面之间距离的4/5，且二者的高度小于密封液体囊的高度。
优选地，为了增大密封液体囊移动状态下与前挡板、后挡板的贴合面积同时保护密封液体囊，以免被尖角划伤，所述前挡板后侧靠近隧道管片的一端设有60°凸角，所述后挡板前侧靠近隧道管片的一端设有45°倒角。
优选地，所述安装座采用钢板制作，以保证连接结构具有足够的支撑强度，所述密封液体囊采用耐磨橡胶制作，以保证密封液体囊具有良好的耐磨性、抗腐蚀性、弹性、抗拉性和密封性。
另外，本发明还提供了上述盾构机盾尾密封装置的更换方法，包括以下步骤：
步骤一，根据渗漏流体颜色确定密封液体囊破损囊腔的环向位置；
步骤二，根据破损囊腔位置确定对应的隧道管片及封顶块并将其拆除；
步骤三，观察露出的密封液体囊并找出第几道密封液体囊受损；
步骤四，沿密封液体囊破损位置将囊腔割开；
步骤五，在破损囊腔内放入一个与其内部空间大小相适配的囊体内胆，并在囊体内胆内部注入与破损囊腔内颜色相同的带压液体形成双层囊；
步骤六，将拆除的隧道管片及封顶块重新拼装，恢复施工。
优选地，所述步骤二中，当渗漏流体呈喷射状时，拆除隧道管片及封顶块前需在盾构机盾尾后两环位置注入速凝浆液，固结周边的土体，封堵漏水通道，待漏浆、漏水情况减轻或停止后再拆除隧道管片及封顶块。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明通过三道密封液体囊和两道盾尾油脂形成有效密封止浆体系，密封液体囊具有较好的耐磨性、抗腐蚀性、弹性和抗拉性，充满带压液体后，能紧密贴合安装座和隧道管片，密封性能更佳，盾尾油脂既可以保证密封液体囊与隧道管片之间的密封性，又可以有效降低密封液体囊的磨损，与密封液体囊共同起到防止同步注浆浆液和地层中的泥沙进入隧道内部的作用，保证了施工安全，尤其是面对地层条件复杂，下穿建（构）筑物或施工距离长的隧道，施工效果明显；
2、本发明通过分隔层将液体囊内部分隔成六个互不连通的囊腔，各个囊腔内充注颜色不同的带压液体，囊体破损时，可根据渗漏流体颜色快速准确判断渗漏位置，更换时，仅需拆除破损囊体位置的管片及封顶块，其余位置不用拆除，然后将新的小液体囊放入损坏囊腔内部，充液体即可，无需整个更换密封液体囊，可以节约成本，提高施工速度，结构简单巧妙、实用性强。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：
图1为本发明涉及的一种盾构机盾尾密封装置的结构示意图；
图2为图1中A部分放大结构示意图；
图3为本发明涉及的一种盾构机盾尾密封装置的密封液体囊的结构示意图。
附图标记：1-盾构机盾尾、2-安装座、201-连接板、202-前挡板、203-后挡板、3-固定螺栓、4-密封液体囊、5-分隔层、6-注液口、7-注浆口、8-隧道管片、9-盾尾油脂、10-钢丝。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的一种盾构机盾尾密封装置及其更换方法的实施例。在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下面结合图1-3，对本发明的优选实施例作进一步详细说明：
如图1-3所示，本发明优选的一种盾构机盾尾密封装置，包括三道平行设置的环形密封液体囊4，所述密封液体囊4采用耐磨橡胶制作，通过安装座2和固定螺栓3套设于盾构机盾尾1内侧圆周上，其内部对应隧道管片8接缝位置设有六道分隔层5，所述分隔层5将密封液体囊4内部分隔成六个互不连通的囊腔，每个囊腔中部囊体上均开设有注液口6，每道密封液体囊4的各个囊腔内均充注有不同颜色的带压液体，且三道密封液体囊4前后对应的囊腔内充注的带压液体的颜色相同，所述密封液体囊4前后两侧囊体上分别埋设有若干道钢丝10，密封液体囊4充注带压液体后，其前后两侧囊体在钢丝10作用下呈波纹状，且其背土面紧密贴合在隧道管片8外壁上，相邻两道密封液体囊4之间留有空隙并充注有盾尾油脂9，且相邻两道密封液体囊4之间的盾构机盾尾1上设置有充注盾尾油脂9的注浆口7；
所述安装座2采用钢板制作，包括连接板201、前挡板202和后挡板203，所述连接板201呈筒体结构，套设在盾构机盾尾1内侧面上并通过内置固定螺栓3与盾构机盾尾1连为一体，所述前挡板202和后挡板203均为环板结构，于密封液体囊4的前后两侧固定于连接板201上，二者的高度均等于盾构机盾尾1内侧面到隧道管片8外侧面之间距离的4/5，且二者的高度小于密封液体囊4的高度，前挡板202后侧靠近隧道管片8的一端设有60°凸角，后挡板203前侧靠近隧道管片8的一端设有45°倒角，所述连接板201、前挡板202和后挡板203沿盾构机掘进方向的纵剖面呈一横置的F形。
本发明所述的一种盾构机盾尾密封装置的更换方法，包括以下步骤：
步骤一，根据渗漏流体颜色确定密封液体囊4破损囊腔的环向位置；
步骤二，根据破损囊腔位置确定对应的隧道管片8及封顶块并将其拆除，若渗漏并不严重，可直接拆除隧道管片8及封顶块，若漏浆、漏水情况严重，渗漏流体呈喷射状时，拆除隧道管片8及封顶块前需在盾构机盾尾1后两环位置注入速凝浆液，固结周边的土体，封堵漏水通道，待漏浆、漏水情况减轻或停止后再拆除隧道管片8及封顶块；
步骤三，观察露出的密封液体囊4并找出第几道密封液体囊4受损；
步骤四，沿密封液体囊4破损位置将囊腔割开；
步骤五，在破损囊腔内放入一个与其内部空间大小相适配的囊体内胆，并在囊体内胆内部注入与破损囊腔内颜色相同的带压液体形成双层囊；
步骤六，将拆除的隧道管片8及封顶块重新拼装，恢复施工。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种盾构机盾尾密封装置，其特征在于：包括三道平行设置的环形密封液体囊（4），所述密封液体囊（4）通过安装座（2）和固定螺栓（3）套设于盾构机盾尾（1）内侧圆周上，其内部对应隧道管片（8）接缝位置设有六道分隔层（5），所述分隔层（5）将密封液体囊（4）内部分隔成六个互不连通的囊腔，每个囊腔中部囊体上均开设有注液口（6），且各个囊腔内部均充注有带压液体，所述密封液体囊（4）前后两侧囊体上分别埋设有若干道钢丝（10），密封液体囊（4）充注带压液体后，其前后两侧囊体在钢丝（10）作用下呈波纹状，且其背土面紧密贴合在隧道管片（8）外壁上，相邻两道密封液体囊（4）之间留有空隙并充注有盾尾油脂（9），且相邻两道密封液体囊（4）之间的盾构机盾尾（1）上设置有充注盾尾油脂（9）的注浆口（7）。
2.根据权利要求1所述的一种盾构机盾尾密封装置，其特征在于：每道密封液体囊（4）的各个囊腔内充注的带压液体的颜色不同，且三道密封液体囊（4）前后对应的囊腔内充注的带压液体的颜色相同。
3.根据权利要求1所述的一种盾构机盾尾密封装置，其特征在于：所述安装座（2）包括连接板（201）、前挡板（202）和后挡板（203），所述连接板（201）呈筒体结构，套设在盾构机盾尾（1）内侧面上并通过固定螺栓（3）与盾构机盾尾（1）连为一体，所述前挡板（202）和后挡板（203）均为环板结构，于密封液体囊（4）的前后两侧固定于连接板（201）上，所述连接板（201）、前挡板（202）和后挡板（203）沿盾构机掘进方向的纵剖面呈一横置的F形。
4.根据权利要求3所述的一种盾构机盾尾密封装置，其特征在于：所述前挡板（202）和后挡板（203）高度均等于盾构机盾尾（1）内侧面到隧道管片（8）外侧面之间距离的4/5，且二者的高度小于密封液体囊（4）的高度。
5.根据权利要求3所述的一种盾构机盾尾密封装置，其特征在于：所述前挡板（202）后侧靠近隧道管片（8）的一端设有60°凸角，所述后挡板（203）前侧靠近隧道管片（8）的一端设有45°倒角。
6.根据权利要求1所述的一种盾构机盾尾密封装置，其特征在于：所述安装座（2）采用钢板制作，所述密封液体囊（4）采用耐磨橡胶制作。
7.一种根据权利要求2所述的一种盾构机盾尾密封装置的更换方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，根据渗漏流体颜色确定密封液体囊（4）破损囊腔的环向位置；
步骤二，根据破损囊腔位置确定对应的隧道管片（8）及封顶块并将其拆除；
步骤三，观察露出的密封液体囊（4）并找出第几道密封液体囊（4）受损；
步骤四，沿密封液体囊（4）破损位置将囊腔割开；
步骤五，在破损囊腔内放入一个与其内部空间大小相适配的囊体内胆，并在囊体内胆内部注入与破损囊腔内颜色相同的带压液体形成双层囊；
步骤六，将拆除的隧道管片（8）及封顶块重新拼装，恢复施工。
8.根据权利要求7所述的一种盾构机盾尾密封装置的更换方法，其特征在于：所述步骤二中，当渗漏流体呈喷射状时，拆除隧道管片（8）及封顶块前需在盾构机盾尾（1）后两环位置注入速凝浆液，固结周边的土体，封堵漏水通道，待漏浆、漏水情况减轻或停止后再拆除隧道管片（8）及封顶块。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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