CN115898478A - 一种盾构始发及接收洞门的密封防水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盾构始发及接收洞门的密封防水装置，包含：洞门预埋钢环、第一密封组件、第二密封组件；所述洞门预埋钢环预埋在内衬墙上，所述洞门预埋钢环外侧设有螺栓；所述第一密封组件设置在所述螺栓上，所述第一密封组件包含帘布橡胶板、设在帘布橡胶板上的环形压板和翻板；所述第二密封组件设置在所述洞门预埋钢环内弧面上，包含第一弧形止水钢板密封圈和第二弧形止水钢板密封圈，所述第一弧形止水钢板密封圈由若干第一弧形止水钢板首尾搭接而成，所述第二弧形止水钢板密封圈由若干第二弧形止水钢板首尾搭接而成，通过设置两道密封结构使得密封止水效果更好，更加适用于富水型地质。

Description

一种盾构始发及接收洞门的密封防水装置

技术领域

本发明涉及盾构隧道施工技术领域，具体涉及一种盾构始发及接收洞门的密封防水装置。

背景技术

现有的洞门密封机构主要由环形帘布橡胶板、环形压板及折页板组成，环形帘布橡胶板固定在开挖隧道的始发洞门的门外环形外侧壁上，环形帘布橡胶板的内径小于盾构机壳体的直径，环形压板扣压在环形帘布橡胶板的外圈上，在环形压板的外侧面上沿外圆圆弧均布有折页板。但是现有的这种常规的环形帘布橡胶板+环形压板+折页板的密封装置只能在稳定的土层中达到密封效果，而在砂层、卵石层等高富水的复杂地层，现有的密封机构经常因盾构机进洞或出洞时环形帘布橡胶板+环形压板+折页板无法与盾构机外壳紧密贴合导致现场洞门出现不同程度的渗漏，甚至造成人员、设备等的损失；特别是在盾构始发或接收处于砂性土层时，由于砂性土层被扰动后极易出现失稳，造成土体坍塌，坍塌土体压力极大，很容易造成密封机构从始发洞门的门外环形外侧壁上脱落，使整个盾构的密闭保压土体环境遭到破坏，直接诱发盾构隧道上方地面出现较大沉降，完全给盾构的始发带来很大的安全隐患。再加上由于现在地下施工较多，在端头位置还会存在多种复杂管线或者下穿既有线等，所以在进行盾构施工过程中，需要更加严格的控制沉降，否则将会发生管线渗漏、爆炸，既有线沉降变形或停运等。

现有的密封防水装置只有一道密封，结构相对简单，在水土压力较小时，需要盾构机快速通过并及时注浆才能达到封水的效果；同时，密封主要依靠环形帘布橡胶板，在盾构始发、接收施工时，环形帘布橡胶板装置如不能与盾构外壳密贴，易产生渗漏；盾构接收时，环形帘布橡胶板容易产生撕裂，引发涌水涌泥。

因此，亟需一种密封效果更好的盾构洞门的密封防水装置。

发明内容

本发明的目的是克服现有盾构洞门的密封防水装置密封效果不好的缺陷，为了达到上述目的，本发明提供了一种盾构始发及接收洞门的密封防水装置，包含：洞门预埋钢环、第一密封组件、第二密封组件；

提供一内衬墙，所述洞门预埋钢环预埋在内衬墙上，用于支撑盾构始发洞门，所述洞门预埋钢环外侧设有螺栓；

所述第一密封组件设置在所述螺栓上，所述第一密封组件包含帘布橡胶板、设在帘布橡胶板上的环形压板和翻板；

所述第二密封组件设置在所述洞门预埋钢环内弧面上，包含第一弧形止水钢板密封圈和第二弧形止水钢板密封圈，所述第一弧形止水钢板密封圈由若干第一弧形止水钢板首尾搭接而成，所述第二弧形止水钢板密封圈由若干第二弧形止水钢板首尾搭接而成；其中，所述第一弧形止水钢板密封圈和所述第二弧形止水钢板密封圈呈同心结构，所述第一弧形止水钢板密封圈的尺寸小于所述第二弧形止水钢板的尺寸，所述第一弧形止水钢板密封圈和所述第二弧形止水钢板密封圈之间设有填充层。

较佳地，所述第一弧形止水钢板密封圈由2～8块第一弧形止水钢板首尾搭接成一整体，所述第二弧形止水钢板密封圈由2～8块第二弧形止水钢板首尾搭接成一整体。

较佳地，所述第一弧形止水钢板密封圈和所述第二弧形止水钢板密封圈间隔20～30cm。

较佳地，所述第一弧形止水钢板的内弧面的弧度为45～48°，所述第二弧形止水钢板的外弧面的弧度为49～52°。

较佳地，所述第一弧形止水钢板密封圈和所述第二弧形止水钢板密封圈之间设有填充层。

较佳地，所述第一弧形止水钢板、第二弧形止水钢板的宽度为20～24cm。

较佳地，所述填充层分为上层、中层、下层，所述上层、中层填充的材料是棉被、棉絮中的任意一种或者任意两种以上的组合，所述下层填充的材料是棉絮、细沙中的任意一种或者任意两种以上的组合。

较佳地，所述洞门预埋钢环与内衬墙等宽。

较佳地，所述洞门预埋钢环的半径为3200mm～3500mm。

较佳地，所述帘布橡胶板通过螺栓固定在洞门预埋钢环上。

本发明的有益效果：

(1)本发明的盾构始发及接收洞门的密封防水装置包含第一密封组件和第二密封组件。现有技术中的翻板、折页板、环形帘布橡胶板组成的是第一密封组件，作为洞门第一道密封；本发明在第一道密封的基础上增加了第二道密封，即增加使用弧形止水钢板，弧形止水钢板设置在盾构始发与接收钢环内弧面位置沿盾构机掘进方向，采用底部双面满焊方式焊接至预埋钢环内弧面形成弧形止水钢板密封圈，第一道密封和第二道密封组合搭配，在盾构机进洞后，环形帘布橡胶板与折页板翻折进洞与弧形止水钢板密封圈搭接，满足了盾构可以顺利始发，密封止水性能更好，使得盾构机在始发与接收时风险系数降低，为后续盾构及顶管机施工提供有效保障。

(2)弧形止水钢板刚塑性性能良好，在盾构机通过时弧形止水钢板会随着盾构机前进形成折角，折角空隙采用棉絮、棉被、细沙进行填充，使得盾体与弧形止水钢板密封圈紧密贴合，达到较好的洞门密封效果，避免了在始发接收过程中出现涌水涌沙现象。

(3)弧形止水钢板施工快造价低，并且对盾构机进洞及管片拼装无任何影响，该密封防水装置对富水型地质及盾构机及矩形顶管机始发接收处均可适用，具有应用上的广泛性。

(4)装置安装在洞门预埋钢环上，因此设计时盾构始发及接收井空间可适当缩小，节省用地消耗、工业用材消耗等。

附图说明

图1为盾构始发及接收洞门的密封防水装置的第一密封组件的工作结构示意图。

图2为弧形止水钢板结构示意图。

图3为相邻两块弧形止水钢板搭接的结构示意图。

图4为弧形止水钢板密封圈的结构示意图。

其中，1-洞门预埋钢环，2-螺栓，3-帘布橡胶板，4-环形压板，5-翻板，6-弧形止水钢板，61-第一弧形止水钢板，62-第二弧形止水钢板，63-填充层，7-弧形止水钢板密封圈。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

如图1所示，本发明提出了一种盾构始发及接收洞门的密封防水装置，包含洞门预埋钢环1、第一密封组件、第二密封组件；提供一内衬墙，所述洞门预埋钢环1预埋在内衬墙上，用于支撑盾构始发洞门，所述洞门预埋钢环1外侧设有螺栓2；所述第一密封组件设置在螺栓2上，所述第一密封组件包含帘布橡胶板3、设在帘布橡胶板3上的环形压板4和翻板5；所述第二密封组件设置在所述洞门预埋钢环1内弧面上，包含第一弧形止水钢板密封圈和第二弧形止水钢板密封圈，所述第一弧形止水钢板密封圈由若干第一弧形止水钢板61首尾搭接而成，所述第二弧形止水钢板密封圈由若干第二弧形止水钢板62首尾搭接而成；其中，所述第一弧形止水钢板密封圈和所述第二弧形止水钢板密封圈呈同心结构，所述第一弧形止水钢板密封圈的尺寸小于所述第二弧形止水钢板的尺寸，所述第一弧形止水钢板密封圈和所述第二弧形止水钢板密封圈之间设有填充层63。

在内衬墙上预埋有洞门预埋钢环1，其中洞门预埋钢环1的内部供盾构机穿过的环形腔，洞门预埋钢环1与内衬墙等宽，这样可以形成有效的安装空间。

一些实施例中，为了达到第一道密封止水的效果，所述第一密封组件包含帘布橡胶板3、设在帘布橡胶板3上的环形压板4和翻板5。帘布橡胶板3通过固定螺栓2安装在洞门预埋钢环1上。当盾构机向洞门内行进时，盾构机刀盘撑开折页板，其弹力反作用于帘布橡胶板3，使得帘布橡胶板3紧贴盾构机外壳，达到止水密封效果。

一些实施例中，为了达到更好的密封止水的效果，在所述洞门预埋钢环1内弧面上设有弧形止水钢板密封圈7，所述弧形止水钢板密封圈7包含第一弧形止水密封圈和第二弧形止水钢板密封圈，所述第一弧形止水钢板密封圈由8块第一弧形止水钢板61首尾搭接焊接成一整体，所述第二弧形止水钢板密封圈由8块第二弧形止水钢板62首尾搭接焊接成一整体，所述第一弧形止水钢板密封圈和所述第二弧形止水钢板密封圈间隔20～30cm，本实施例中，间隔为24cm。所述第一弧形止水钢板密封圈的尺寸小于所述第二弧形止水钢板密封圈的尺寸，所述第一弧形止水钢板61的内弧面的弧度为45～48°，所述第二弧形止水钢板62的外弧面的弧度为49～52°，所述第一弧形止水钢板61、第二弧形止水钢板62的宽度为20～24cm。

一些实施例中，为了起到更好的密封防水效果，所述第一弧形止水钢板密封圈和所述第二弧形止水钢板密封圈之间设有填充层63，填充层63分为上层、中层、下层，所述上层、中层填充的材料是棉被、棉絮中的任意一种或者任意两种以上的组合，所述下层填充的材料是棉絮、细沙中的任意一种或者任意两种以上的组合，本实施例中上层、中层填充的材料为棉被、下层填充的材料是细沙。

利用该盾构始发及接收洞门的密封防水装置进行密封的方法，包括以下步骤：

在始发端内衬墙施工过程中，做好始发洞门预埋钢环的埋设工作，洞门预埋钢环必须与内衬墙结构钢筋连接在一起；

在盾构前进经过洞门时，盾构机刀盘撑开折页板，其弹力反作用于帘布橡胶板，使得帘布橡胶板紧贴盾构机外壳，达到第一道止水密封效果。

盾构继续前进，在盾构机进洞后帘布橡胶板与折页板翻折进洞36m与弧形止水钢板搭接，当盾构机进洞、出洞时洞门弧形止水钢板密封圈会沿着盾构机掘进方向与盾构机外壳紧密贴合，以满足盾构始发与接受，达到良好密封效果，从而达到第二道止水密封效果。

综上所述，本发明通过在洞门预设钢环外侧设有第一道密封，在洞门预埋钢环内弧面上设有第二道密封，该第二道密封是包含有弧形止水钢板搭接焊接成的弧形止水钢板密封圈，8块弧形止水钢板搭接焊接成为一个整体，围设在洞门预埋钢环内弧面上，在盾构进入洞门后，可以与第一道密封中的帘布橡胶板和折页板相配合，起到二次防水密封的效果，避免了在盾构始发接收过程中出现涌水涌沙现象，尤其适用于富水型地质及盾构机及矩形顶管机始发接收处。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种盾构始发及接收洞门的密封防水装置，其特征在于，包含：洞门预埋钢环、第一密封组件、第二密封组件；

提供一内衬墙，所述洞门预埋钢环预埋在内衬墙上，用于支撑盾构始发洞门，所述洞门预埋钢环外侧设有螺栓；

所述第一密封组件设置在所述螺栓上，所述第一密封组件包含帘布橡胶板、设在帘布橡胶板上的环形压板和翻板；

所述第二密封组件设置在所述洞门预埋钢环内弧面上，包含第一弧形止水钢板密封圈和第二弧形止水钢板密封圈，所述第一弧形止水钢板密封圈由若干第一弧形止水钢板首尾搭接而成，所述第二弧形止水钢板密封圈由若干第二弧形止水钢板首尾搭接而成；其中，所述第一弧形止水钢板密封圈和所述第二弧形止水钢板密封圈呈同心结构，所述第一弧形止水钢板密封圈的尺寸小于所述第二弧形止水钢板的尺寸。

2.如权利要求1所述的盾构始发及接收洞门的密封防水装置，其特征在于，所述第一弧形止水钢板密封圈由2～8块第一弧形止水钢板首尾搭接成一整体，所述第二弧形止水钢板密封圈由2～8块第二弧形止水钢板首尾搭接成一整体。

3.如权利要求1所述的盾构始发及接收洞门的密封防水装置，其特征在于，所述第一弧形止水钢板密封圈和所述第二弧形止水钢板密封圈间隔20～30cm。

4.如权利要求1所述的盾构始发及接收洞门的密封防水装置，其特征在于，所述第一弧形止水钢板的内弧面的弧度为45～48°，所述第二弧形止水钢板的外弧面的弧度为49～52°。

5.如权利要求1所述的盾构始发及接收洞门的密封防水装置，其特征在于，所述第一弧形止水钢板密封圈和所述第二弧形止水钢板密封圈之间设有填充层。

6.如权利要求1所述的盾构始发及接收洞门的密封防水装置，其特征在于，所述第一弧形止水钢板、第二弧形止水钢板的宽度为20～24cm。

7.如权利要求1所述的盾构始发及接收洞门的密封防水装置，其特征在于，所述填充层分为上层、中层、下层，所述上层、中层填充的材料是棉被、棉絮中的任意一种或者任意两种以上的组合，所述下层填充的材料是棉絮、细沙中的任意一种或者任意两种以上的组合。

8.如权利要求1所述的盾构始发及接收洞门的密封防水装置，其特征在于，所述洞门预埋钢环与内衬墙等宽。

9.如权利要求1所述的盾构始发及接收洞门的密封防水装置，其特征在于，所述洞门预埋钢环的半径为3200mm～3500mm。

10.如权利要求1所述的盾构始发及接收洞门的密封防水装置，其特征在于，所述帘布橡胶板通过螺栓固定在洞门预埋钢环上。

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