CN204186392U - 一种由外侧倒角两半矩形管节构筑的隧道的盾尾密封圈 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种由外侧倒角两半矩形管节构筑的隧道的盾尾密封圈，所述的盾尾密封圈为设有长短唇边的V型或U型密封圈。本实用新型所使用的盾尾密封圈设计独特，具有很好的密封性能，避免产生泄漏；具有很好的实用性，能满足使用需求。

Description

一种由外侧倒角两半矩形管节构筑的隧道的盾尾密封圈

技术领域

本实用新型属于隧道技术领域，具体涉及一种由外侧倒角两半矩形管节构筑的隧道的盾尾密封圈。

背景技术

目前，在进行施工的绝大多数是圆形盾构。其每环管片的数量较多，存在密封处多，容易产生泄漏。再有就是圆形盾构断面没有矩形断面利用率高。另外，目前有许多矩形顶管在施工，它能提高断面利用率，但由于受到顶管工法自身的制约，顶进的距离都不可能太长，因此这两种施工方发都不能完全满足使用需求。

实用新型内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种由外侧倒角两半矩形管节构筑的隧道的盾尾密封圈，具有设计合理，密封性能好等特点。

技术方案：为了实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种由外侧倒角两半矩形管节构筑的隧道的施工方法，包括先后进行的顶管施工和盾构施工两个阶段；

所述的顶管施工阶段为：土压平衡掘进机在掘进过程中的弃土，由螺旋输送机排出到安装在盾壳前段中的土砂泵中，再由土砂泵经排土管排到土斗中；排土管的接长、弯头的联结用卡箍接头联结；排土管在管节内部分每间隔一定距离设有带滚轮的支架支撑；操纵台和电器柜设在盾壳中段内；盾壳后段内设有盾构推进油缸，在顶管施工阶段内始终全伸；被顶进的矩形管节外周设有洞口止水圈，矩形管节是预先拼装好以后整体吊入工作坑内；矩形管节后方有工作坑，在工作坑内设基坑导轨、主顶油缸、主顶油缸架、后靠板和主顶液压泵站，充填注浆装置设在工作坑上，用多节矩形管节垫在主顶油缸后部；

当顶管施工推进到矩形管节或者工作坑所能承受的最大推力和矩形管节离洞口达设计要求时，停止顶管施工转换到盾构施工阶段；

所述的盾构施工阶段，土压平衡掘进机在掘进过程中的弃土，由螺旋输送机排出到安装在盾壳前段中的土砂泵中，再由土砂泵经排土管排到运土斗车中；当一矩形管节推完以后，运土斗车被电瓶车运到工作坑内吊起；下管节运输车输送待装的下管节；上管节运输车输送待装的上管节；两台管节运输车由电瓶车拖动；在电瓶车上安装同步注浆总成装置；先安装下管节后安装上管节即可。

所述的盾构施工阶段包括：盾构施工阶段开始时先移开排土管留出管节的旋转、安装空间；在把待装下管节推到作业平台上，安装下管节确保安装密封圈的槽口向前显露出来，把两条上下管节密封条用胶水粘在密封圈槽内；在安装上管节；盾构后壳体内先把上半管节端面密封圈胶在密封槽内以后再把上部盾构油缸伸出，抵紧在上管节端面后再回缩下部盾构油缸；当有了一定空隙后再把密封圈胶在下管节端面的封槽内再把下部盾构油缸伸出，抵紧在下管节端面，接着进行下一环的矩形盾构推进。

在盾构施工阶段导隧道末端时，在矩形管节外侧设盾尾密封圈，所述的盾尾密封圈为设有长短唇边的V型或U型密封圈。

一种由外侧倒角两半矩形管节构筑的隧道的盾尾密封圈，所述的盾尾密封圈为设有长短唇边的V型或U型密封圈。

所述的盾尾密封圈的长唇边与矩形管节相触，短唇边与地基墙体相触。

所述的盾尾密封圈有4道，并列平行相互间隔开的设在一节矩形管节与地基墙体之间，当处于压缩状态时，在任一位置确保至少有一道盾尾密封圈起到密封作用。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的由外侧倒角两半矩形管节构筑的隧道的施工方发，简单容易操作，机械化程度高，效率高，与圆形盾构施工相比，断面利用率高；与矩形顶管施工相比，推进距离长；具有很好的实用性，能满足使用需求。所使用的盾尾密封圈设计独特，具有很好的密封性能，避免产生泄漏。

附图说明

图1是由外侧倒角两半矩形管节构筑的隧道的结构示意图；

图2是由外侧倒角两半矩形管节构筑的隧道的竖直方向剖视图；

图3是由外侧倒角两半矩形管节构筑的隧道的水平方向剖视图；

图4是顶管施工阶段示意图； 

图5-16是盾构施工各阶段示意图；

图17是盾尾密封圈结构示意图；

图18是盾尾密封圈的放大图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，一种隧道，由外侧倒角的两半矩形管节组成，两半矩形管节中的一种是由小上管节1和大下管节2联结成一环矩形管节，另一种是大上管节3和小下管节4联结成一环矩形管节；每一环矩形管节的两侧外面都有第一倒角5和第二倒角6。由许多这两种管节相间布置的矩形管节联结在一起则变成一条隧道，隧道顶部呈拱形，相邻两环矩形管节间设密封圈15。

如图2和图3所示，相邻的小上管节1与大上管节3通过上管节双头联结螺栓7（配套有垫圈和螺母）连接，上管节双头联结螺栓7设在上管节螺栓合8内。相邻的大下管节2与小下管节4通过下管节双头联结螺栓10（配套有垫圈和螺母）连接，下管节双头联结螺栓10设在下管节螺栓合11内。同一矩形管节的小上管节1与大下管节2、或大上管节3与小下管节4均通过上下管节联结螺栓12（配套有垫圈和螺母）连接，上下管节联结螺栓12设在上下管节螺栓合13内。在小上管节1和大上管节3上均设有上管节注浆孔16，在大下管节2与小下管节4上均设有下管节注浆孔14，在大下管节2、大上管节3 的两侧均设有注浆孔9。在小上管节1与大下管节2之间、大上管节3与小下管节4之间设有连接用密封条18，大下管节2与小下管节4上设有下管节联结预留孔17，小上管节1与大上管节3上设有上管节联结预留孔19。

该隧道施工过程分为两个阶段：第一个阶段采用顶管施工，第二个阶段采用盾构施工。在顶管施工阶段过程中，不论推进了多长距离，只要推力达到了设定的极限就立即转换成盾构施工。

顶管施工阶段，如图4所示，土压平衡掘进机20在掘进过程中的弃土，由螺旋输送机21排出到安装在盾壳前段23中的土砂泵中，再由土砂泵22经排土管25排到土斗34中。排土管的接长、弯头的联结用卡箍接头28联结。排土管在管节内部分每间隔一定距离设有带滚轮的支架29支撑。操纵台和电器柜设在盾壳中段24内。盾壳后段27内设有盾构推进油缸26，它在顶管施工阶段内始终是全伸的。被顶进的矩形管节31外周设有洞口止水圈30，矩形管节31是在地面上一环环拼装好以后整体吊入工作坑内的。如果主顶油缸行程长，则可以一次吊入几环，然后推进。矩形管节31后方有工作坑40，在工作坑40内设基坑导轨32、主顶油缸33、主顶油缸架35、后靠板36和主顶液压泵站39，充填注浆装置38设在工作坑40上。因为工作坑40是盾构施工和顶管施工公用的，当它用于顶管时就显得太长，必须用多节矩形管节37垫在主顶油缸后部。此时的矩形管节仅起垫块作用，在转换到盾构施工时须拆除，所以不必安装密封圈。

顶管施工阶段的施工与盾构施工阶段相比，施工速要度快许多，但它推进的距离不能太长。当顶管施工推进到矩形管节或者工作坑所能承受的最大推力和矩形管节离洞口达设计要求时，必须停止顶管施工而把它转换到盾构施工阶段。

盾构施工阶段，土压平衡掘进机20在掘进过程中的弃土，由螺旋输送机21排出到安装在盾壳前段23中的土砂泵中，再由土砂泵22经排土管25排到运土斗车中。当一环矩形管节推完以后，运土斗车被电瓶车运到工作坑内吊起。下管节运输车输送待装的下管节。上管节运输车输送待装的上管节。两台管节运输车由电瓶车拖动。在电瓶车上安装同步注浆总成装置。如图5所示，当顶管施工阶段结束盾构施工阶段开始时先把盾壳后段27内排土管25的两闸阀关闭，松开两闸阀之间的卡箍接头，把这两段排土管分别向两个方向转180度左右，留出管节的旋转、安装空间。把待装下管节推到作业平台41上，如图6所示。拔出上下管节运输车之间的销轴，略把上管节后移，伸出设在钢丝绳滑轮54两侧的滑轮两油缸53到适当的位置，伸出钢丝绳油缸52，同时把钢丝绳、起吊索具及下管节吊具连结在一起，如图7所示。然后，缩回钢丝绳油缸把下管节吊起一定高度后回缩下部盾构油缸26的同时用人工把下管节运输车往前推到限位处。由于作业平台41及轨道是与下部的盾构油缸联结在一起的，所以它也与下部的盾构油缸一起移动，从而留出了安装下管节的空间，如图8所示，此时，上部盾构油缸不能回缩，否则掘进机和盾构壳体等会后退。用人工把下管节按指定的方向转90°，安装密封圈的槽口须向前显露出来。再伸出钢丝绳油缸让下管节落到盾壳后段底面，如图9所示。让下部盾构油缸伸出慢慢地把下管节往后推，如图10所示。推到位后，再用下管节双头联结螺栓、垫圈和螺母把前后下管节联结在一起。同时，把两条上下管节密封条用胶水粘在密封圈槽内，如图11所示。至此，下管节已安装到位，接下来准备安装上管节。先把上部盾构油缸回缩到位，在用电瓶车把上管节推到适当的位置，如图12所示。然后，启动上管节上的油泵，把上管节安装油缸启升到一定高度后，一边用人工按指定的方向慢慢地转动上管节，一边让电瓶车根据需要前后移动。直到上管节转了90°以后再次启升上管节，当上下管节之间有了一定间隙δ以后，如图13所示。再用电瓶车让本上管节与已安装好的上管节贴近以后把上管节落下搁在下管节上。用电瓶车让本上管节与已安装好的上管节贴近以后再把上管节落下搁在下管节上，最后把上下管节运输车链接在一起，如图14所示。用电瓶车把空的上下管节运输车拉到工作坑安装下一次用的上下管节。盾构后壳体内先把上半管节端面密封圈胶在密封槽内以后再把上部盾构油缸伸出，抵紧在上管节端面后再回缩下部盾构油缸。当有了一定空隙后再把密封圈胶在下管节端面的封槽内再把下部盾构油缸伸出，抵紧在下管节端面，如图15所示。接着进行下一环的矩形盾构推进，弃土用土砂泵泵出，通过排泥管排到运土斗车，最后用电瓶车运出，如图16所示。由于在管节两侧面有了倒角，侧面呈现波浪状，尾密封圈再在外倒角处密封是失效的，所以必须设计出与之相适用的盾尾密封圈，如图17和18所示，它是一种有长短唇边的V密封圈，在一节管节宽度的范围内设有四道，这样可以确保无论盾尾和管节处于任何相对位置时，至少有一道密封圈起作用，不会出现密封失效的情况。

Claims (3)

1.一种由外侧倒角两半矩形管节构筑的隧道的盾尾密封圈，其特征在于，所述的盾尾密封圈为设有长短唇边的V型或U型密封圈。

2.根据权利要求1所述的由外侧倒角两半矩形管节构筑的隧道的盾尾密封圈，其特征在于，所述的盾尾密封圈的长唇边与矩形管节相触，短唇边与地基墙体相触。

3.根据权利要求1所述的由外侧倒角两半矩形管节构筑的隧道的盾尾密封圈，其特征在于，所述的盾尾密封圈有4道，并列平行相互间隔开的设在一节矩形管节与地基墙体之间，当处于压缩状态时，在任一位置确保至少有一道盾尾密封圈起到密封作用。