CN112943319A - 一种用于盾构进出洞的密封止水结构及施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于盾构进出洞的密封止水结构及施工工艺，应用在盾构施工领域，解决了冻结管难以达到将泥水瞬间冻结的效果，同时在盾构机在移动的过程中，会不断的破坏冻结的密封层，造成仍会有泥水渗入到井内的技术问题，其技术方案要点是一种用于盾构进出洞的密封止水结构，包括储水槽，储水槽设置在洞口内工作井的底端，储水槽的底端连通有抽水管，抽水管的末端穿过洞口下端土层从通孔侧端的地表处伸出，抽水管的末端连通有泥水泵，泥水泵的排水端连通有排水管；具有的技术效果是提高对洞口处的密封性，防止泥水渗入到工作井中。
Description
技术领域
本申请涉及盾构施工的技术领域，尤其是涉及一种用于盾构进出洞的密封止水结构及施工工艺。
背景技术
随着隧道工程的增多，盾构机的使用也越来越普遍，盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机，可以实现隧道的一次成型。盾构机在进出洞过程中，洞口与盾构壳体将形成环形的建筑空隙。为防止盾构机进出洞时，井外的泥水通过此建筑空隙大量窜入井内，影响工作井和盾构机内的施工，必须在洞口处设置性能良好的密封止水装置。
现有公告号为CN205206847U的中国专利公开了一种盾构进出洞洞门环形冻结密封止水装置，包括在盾构隧道端头工作井内洞门处的地下连续墙中埋入两根环形冻结管，冻结管与液氮供液管和排气管连通，且液氮供液管和排气管均向外延伸至盾构隧道外部的地面。凿除洞门地下连续墙后，在地下连续墙中间开凿环形槽，两根环形冻结管埋设其中。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在有冻结管难以达到将泥水瞬间冻结的效果，同时在盾构机在移动的过程中，会不断的破坏冻结的密封层，造成仍会有泥水渗入到工作井内的情况的缺陷。
发明内容
为了防止泥水渗入到工作井中，保证工作井结构的稳定性，本申请提供一种用于盾构进出洞的密封止水结构及施工工艺。
第一方面，本申请提供的一种用于盾构进出洞的密封止水结构，采用如下的技术方案：一种用于盾构进出洞的密封止水结构，包括储水槽，所述储水槽设置在洞口内工作井的底端，所述储水槽的底端连通有抽水管，所述抽水管的末端穿过洞口下端土层从地表伸出，所述抽水管的末端连通有泥水泵，所述泥水泵的排水端连通有排水管。
通过上述技术方案，从洞口渗入的泥水会流入到储水槽中进行缓存，避免有泥水直接流入到工作井内，使工作井发生坍塌，泥水泵可以通过抽水管将储水槽的泥水抽出，并通过排水管排走，防止泥水渗入到工作井中，保证工作井结构的稳定性。
本申请进一步设置为：所述储水槽的宽度小于洞口的直径，所述储水槽的内壁设置有加固层。
通过上述技术方案，保证储水槽处的工作井内壁可以对盾构机进行支撑，防止盾构机的移动精度受到影响，通过加固层防止储水池被泥水浸泡发生坍塌。
本申请进一步设置为：所述储水槽处的工作井内壁开设有隔断环槽，所述隔断环槽的宽度小于储水槽的长度，所述隔断环槽的底端与储水槽连通。
通过上述技术方案，隔断环槽在洞口处起到引流隔断的作用，使流入到工作井中的泥水被隔断环槽引流到储水槽中。
本申请进一步设置为：所述隔断环槽内设置有密封环，所述密封环的宽度小于隔断环槽的宽度。
通过上述技术方案，通过密封环提高盾构机与洞口之间缝隙的密封性，从而减少泥水的渗入。
本申请进一步设置为：所述密封环包括橡胶充气圈，所述橡胶充气圈上设置有充气嘴，所述橡胶充气圈的外侧套置有橡胶保护圈，所述橡胶保护圈上设置有供充气嘴穿出的充气孔。
通过上述技术方案，橡胶充气圈和橡胶保护圈均具有弹性，盾构机进出洞时，橡胶保护圈的内环内侧壁会与盾构机的外壁接触，密封环受到压力会发生弹性形变，使橡胶保护圈的内环内侧壁会与盾构机外壁保持过盈配合，保证盾构机外壁与洞口之间间隙的密封性。
本申请进一步设置为：所述充气嘴设置在橡胶充气圈的外侧壁上，所述充气嘴连通有充气管，所述充气管的末端从洞口侧端的地表伸出。
通过上述技术方案，通过充气管便于对橡胶充气圈进行充气，保证密封环对洞口处的密封性。
本申请进一步设置为：所述充气管的末端连通有充气泵，地表上的充气管上连通有气压检测装置。
通过上述技术方案，通过气压检测装置可以对橡胶充气圈中的气压进行检测，保证密封环的密封效果，同时防止橡胶充气圈内的气压过大。
本申请进一步设置为：所述密封环设置在隔断环槽中靠近邻近洞口一侧，所述橡胶保护圈的外侧壁上设置有若干沿宽度方向延伸的凸棱，所述隔断环槽的内壁上设置有供凸棱插入的凹槽。
通过上述技术方案，通过凸棱和凹槽使密封环设置得更稳定，防止盾构机外壁与密封环摩擦使密封环发生晃动。
本申请进一步设置为：所述橡胶保护圈的内环内壁设置有毛刷环，所述毛刷环远离盾构机移动方向一侧设置有橡胶环，所述橡胶环的外环与橡胶保护圈的内环内壁连接。
通过上述技术方案，毛刷环将盾构机表面上的泥土刷掉，减少盾构机在进出洞时，带入和带出的泥土。橡胶环会与盾构机的外壁紧密接触，提高对盾构机与洞口之间缝隙的密封性。
另一方面，本申请提供一种用于盾构进出洞的密封止水的施工工艺，采用如下的技术方案：
S1：在工作井的起始端和末端处分别挖设洞口，对洞口分别向内扩深工作井，在洞口内的工作井内壁底端挖设储水槽；
S2：在储水槽靠近邻近洞口一侧的工作井内壁上开设隔断环槽，使隔断环槽的下端与储水槽靠近邻近洞口一侧的上端连通；
S3：对储水槽的内壁进行加固，在储水槽的底端连通抽水管，通过引管钻孔机将抽水管从洞口外侧的地表处伸出，在抽水管末端的地表处设置泥水泵，使抽水管的末端与泥水泵连通；
S4：在隔断环槽内放置密封环，密封环上连通充气管，通过引管钻孔机将充气管从洞口外侧的地表处伸出，在地表上的充气管上连通气压检测装置，在充气管末端的地表处设置充气泵，使充气管的末端与充气泵的出气口连接。
通过上述技术方案，从洞口渗入的泥水会在隔断环槽的引流下，流入到储水槽中进行缓存，避免有泥水直接流入到工作井内，使工作井发生坍塌。
综上所述，本申请的有益技术效果为：
1.从洞口渗入的泥水会流入到储水槽中进行缓存，避免有泥水直接流入到工作井内，使工作井发生坍塌，泥水泵可以通过抽水管将储水槽的泥水抽出，并通过排水管排走，防止泥水渗入到工作井中，保证工作井结构的稳定性；
2.隔断环槽在洞口处起到引流隔断的作用，使流入到工作井中的泥水被隔断环槽引流到储水槽中；
3.通过密封环提高盾构机与洞口之间缝隙的密封性，从而减少泥水的渗入。
附图说明
图1是本实施例的整体的结构示意图；
图2是本实施例展示工作井内部的剖视图；
图3是本实施例展示密封环的爆炸视图。
附图说明，1、储水槽；2、工作井；3、抽水管；4、泥水泵；5、排水管；6、隔断环槽；7、橡胶充气圈；8、橡胶保护圈；9、充气嘴；10、充气泵；11、气压检测装置；12、毛刷环；13、橡胶环。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
实施例：
参照图1和图2，为本申请公开的一种用于盾构进出洞的密封止水结构，包括密封环，洞口内工作井2内壁上开设有隔断环槽6，密封环设置在隔断环槽6中。密封环包括橡胶充气圈7，橡胶充气圈7的外侧套置有橡胶保护圈8，通过橡胶保护圈8对橡胶充气圈7进行保护。
参考图2和图3，橡胶充气圈7上设置有充气嘴9，橡胶保护圈8上设置有充气孔，充气嘴9通过充气孔穿出，通过充气嘴9可以对橡胶充气圈7进行充气。充气嘴9设置在橡胶充气圈7的外侧壁上，充气嘴9的末端连通有充气管，充气管的末端从洞口侧端的地表伸出。
参考图1和图2，地表上的充气管上连通有气压检测装置11，气压检测装置11设置为气压表，充气管的末端连通有充气泵10，充气泵10通过充气管对橡胶充气圈7进行充气。橡胶充气圈7和橡胶保护圈8均具有弹性，在橡胶充气圈7内气压变大时，橡胶充气圈7会膨胀。橡胶充气圈7膨胀会对橡胶保护圈8产生张力，使橡胶保护圈8也发生膨胀。盾构机进出洞时，橡胶保护圈8的内环内侧壁会与盾构机的外壁接触，密封环受到压力会发生弹性形变，使橡胶保护圈8的内环内侧壁会与盾构机外壁保持过盈配合，保证盾构机外壁与洞口之间间隙的密封性。通过气压检测装置11可以对橡胶充气圈7中的气压进行检测，保证密封环的密封效果，同时防止橡胶充气圈7内的气压过大。
参考图2和图3，橡胶保护圈8的内环内壁设置有毛刷环12，在盾构机经过密封环时，毛刷环12会与盾构机的外壁紧密接触，将盾构机表面上的泥土刷掉，减少盾构机在进出洞时，带入和带出的泥土。毛刷环12远离盾构机移动方向一侧设置有橡胶环13，橡胶环13的外环与橡胶保护圈8的内环内壁连接，盾构机在经过毛刷环12以后会与橡胶环13进行接触，橡胶环13会与盾构机的外壁紧密接触，提高对盾构机与洞口之间缝隙的密封性。
参考图2，隔断环槽6下方的工作井2内壁上挖设有储水槽1，在密封环与盾构机外壁之间渗入泥水时，泥水会流入到储水槽1中进行缓存，避免有泥水直接流入到工作井2内。储水槽1的宽度小于洞口的直径，保证储水槽1处的工作井2内壁可以对盾构机进行支撑，防止盾构机的移动精度受到影响。隔断环槽6的宽度小于储水槽1的长度，隔断环槽6设置在储水槽1上方靠近邻近洞口一侧，使隔断环槽6在洞口处起到引流隔断的作用，使流入到工作井2中的泥水被隔断环槽6引流到储水槽1中。
参考图2，隔断环槽6的宽度对密封环的宽度，使密封环在隔断环槽6中存有间隙，便于密封环在隔断环槽6中进行膨胀。密封环设置在隔断环槽6中靠近洞口一侧，防止污水直接流入到储水槽1中，使密封环无法起到密封的效果。同时密封环的内侧与隔断环槽6远离洞口一侧的内壁之间存有间隙，便于对于泥水进行引流和隔断，防止泥水沿着储水槽1上方的工作井2内壁流入到工作井2中。
参考图1和图3，橡胶保护圈8的外侧壁上设置有若干沿宽度方向延伸的凸棱，隔断环槽6的内壁上设置有供凸棱插入的凹槽，将密封环放置在隔断环槽6中靠近洞口一侧，再通过充气泵10对橡胶充气圈7进行充气使橡胶保护圈8膨胀。橡胶保护圈8的外壁上的凸棱插入到隔断环槽6的凹槽中，使密封环设置得更稳定，防止盾构机外壁与密封环摩擦使密封环发生晃动。
参考图1和图2，储水槽1的内壁设置有加固层，加固层设置为水泥加固层，防止储水池被泥水浸泡发生坍塌。储水槽1的底端连通有抽水管3，抽水管3的末端穿过洞口下端土层从地表伸出。地表处设置有泥水泵4，抽水管3的末端与泥水泵4的抽水端连通，泥水泵4可以通过抽水管3将储水槽1的泥水抽出。泥水泵4的排水端连通有排水管5，排水管5的末端处设置有泥水池，被抽出的泥水被排放到泥水池中。
本实施例的实施原理为：盾构机进出洞时，橡胶保护圈8的内环内侧壁会与盾构机的外壁接触，密封环受到压力会发生弹性形变，使橡胶保护圈8的内环内侧壁会与盾构机外壁保持过盈配合，保证盾构机外壁与洞口之间间隙的密封性。密封环与盾构机外壁之间渗入的泥水，会流入到储水槽1中进行缓存，避免有泥水直接流入到工作井2内。
本申请还公开了一种用于盾构进出洞的密封止水的施工工艺：
S1：在工作井2的起始端和末端处分别挖设洞口，对洞口分别向内扩深工作井2，在洞口内的工作井2内壁底端挖设储水槽1；
S2：在储水槽1靠近邻近洞口一侧的工作井2内壁上开设隔断环槽6，使隔断环槽6的下端与储水槽1靠近邻近洞口一侧的上端连通；
S3：对储水槽1的内壁进行加固，在储水槽1的底端连通抽水管3，通过引管钻孔机将抽水管3从洞口外侧的地表处伸出，在抽水管3末端的地表处设置泥水泵4，使抽水管3的末端与泥水泵4连通；
S4：在隔断环槽6内放置密封环，密封环上连通充气管，通过引管钻孔机将充气管从洞口外侧的地表处伸出，在地表上的充气管上连通气压检测装置11，在充气管末端的地表处设置充气泵10，使充气管的末端与充气泵10的出气口连接。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于盾构进出洞的密封止水结构，其特征在于，包括储水槽(1)，所述储水槽(1)设置在洞口内工作井(2)的底端，所述储水槽(1)的底端连通有抽水管(3)，所述抽水管(3)的末端穿过洞口下端土层从地表伸出，所述抽水管(3)的末端连通有泥水泵(4)，所述泥水泵(4)的排水端连通有排水管(5)。
2.根据权利要求1所述的一种用于盾构进出洞的密封止水结构，其特征在于，所述储水槽(1)的宽度小于洞口的直径，所述储水槽(1)的内壁设置有加固层。
3.根据权利要求1所述的一种用于盾构进出洞的密封止水结构，其特征在于，所述储水槽(1)处的工作井(2)内壁开设有隔断环槽(6)，所述隔断环槽(6)的宽度小于储水槽(1)的长度，所述隔断环槽(6)的底端与储水槽(1)连通。
4.根据权利要求3所述的一种用于盾构进出洞的密封止水结构，其特征在于，所述隔断环槽(6)内设置有密封环，所述密封环的宽度小于隔断环槽(6)的宽度。
5.根据权利要求4所述的一种用于盾构进出洞的密封止水结构，其特征在于，所述密封环包括橡胶充气圈(7)，所述橡胶充气圈(7)上设置有充气嘴(9)，所述橡胶充气圈(7)的外侧套置有橡胶保护圈(8)，所述橡胶保护圈(8)上设置有供充气嘴(9)穿出的充气孔。
6.根据权利要求5所述的一种用于盾构进出洞的密封止水结构，其特征在于，所述充气嘴(9)设置在橡胶充气圈(7)的外侧壁上，所述充气嘴(9)连通有充气管，所述充气管的末端从洞口侧端的地表伸出。
7.根据权利要求6所述的一种用于盾构进出洞的密封止水结构，其特征在于，所述充气管的末端连通有充气泵(10)，地表上的充气管上连通有气压检测装置(11)。
8.根据权利要求5所述的一种用于盾构进出洞的密封止水结构，其特征在于，所述密封环设置在隔断环槽(6)中靠近邻近洞口一侧，所述橡胶保护圈(8)的外侧壁上设置有若干沿宽度方向延伸的凸棱，所述隔断环槽(6)的内壁上设置有供凸棱插入的凹槽。
9.根据权利要求5所述的一种用于盾构进出洞的密封止水结构，其特征在于，所述橡胶保护圈(8)的内环内壁设置有毛刷环(12)，所述毛刷环(12)远离盾构机移动方向一侧设置有橡胶环(13)，所述橡胶环(13)的外环与橡胶保护圈(8)的内环内壁连接。
10.一种用于盾构进出洞的密封止水的施工工艺，应用于权利要求1-9任意一项所述的一种用于盾构进出洞的密封止水结构，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在工作井(2)的起始端和末端处分别挖设洞口，对洞口分别向内扩深工作井(2)，在洞口内的工作井(2)内壁底端挖设储水槽(1)；
S2：在储水槽(1)靠近邻近洞口一侧的工作井(2)内壁上开设隔断环槽(6)，使隔断环槽(6)的下端与储水槽(1)靠近邻近洞口一侧的上端连通；
S3：对储水槽(1)的内壁进行加固，在储水槽(1)的底端连通抽水管(3)，通过引管钻孔机将抽水管(3)从洞口外侧的地表处伸出，在抽水管(3)末端的地表处设置泥水泵(4)，使抽水管(3)的末端与泥水泵(4)连通；
S4：在隔断环槽(6)内放置密封环，密封环上连通充气管，通过引管钻孔机将充气管从洞口外侧的地表处伸出，在地表上的充气管上连通气压检测装置(11)，在充气管末端的地表处设置充气泵(10)，使充气管的末端与充气泵(10)的出气口连接。
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- 2021-04-06 CN CN202110369447.6A patent/CN112943319B/zh active Active
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