CN210622822U - 盾构始发洞门保压止水保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及隧道盾构施工技术领域，公开了一种盾构始发洞门保压止水保护装置。本实用新型包括设置在洞门钢环内侧的第一止水钢刷和设置在洞门钢环外侧的保压止水筒；保压止水筒包括与洞门钢环同轴设置的外接筒体，位于外接筒体内侧的密封装置，位于外接筒体外侧端面上可向内翻转的橡胶帘布和反压板，以及设置在外接筒体外侧的密封保压系统；密封装置包括沿外接筒体轴向并列排布的第二止水钢刷和第三止水钢刷，密封保压系统包括设置在外接筒体外侧的注浆球阀和油脂管阀，注浆球阀每两个一组，沿外接筒体周向均匀间隔排布；油脂管阀沿外接筒体周向均匀间隔排布，且与注浆球阀交错设置。本实用新型多重屏障止水，止水效果好，便于压力动态控制。

Description

盾构始发洞门保压止水保护装置

技术领域

本实用新型涉及隧道盾构施工技术领域，特别是涉及一种盾构始发洞门保压止水保护装置。

背景技术

目前我国轨道交通建设如火如荼，日益密集的城市建筑和复杂地层给地铁隧道施工带来了很大的安全隐患，对地铁施工技术也提了很高的要求，尤其是富水砂层中盾构始发端头加固多采用高压旋喷桩、三轴搅拌桩等工法对始发区域进行土体改良，但富水砂层中渗透系数大，浆液易流失，易加固不匀，在盾构始发掘进过程中极易出现洞门涌水涌砂事故，造成人员安全、财产损失、工期延误等一些列问题，目前多采用地层加固与洞圈止水相结合的方式来解决这些问题。

常用的洞圈止水装置多为橡胶帘布与单向铰链板组成，但是这种结构止水屏障单一，在始发时在高水土压力的作用下容易产生外翻趋势甚至失效，而且橡胶帘布容易损伤，未及时更换的话会直接造成止水效果欠佳，使用寿命短，止水效果不稳定。

实用新型内容

本实用新型提供一种多重屏障止水，止水效果好，便于压力动态控制的盾构始发洞门保压止水保护装置。

解决的技术问题是：现有洞圈止水的止水屏障单一，使用过程中容易失去止水效果，使用寿命短，在使用过程中无法控制压力状态。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型盾构始发洞门保压止水保护装置，包括设置在洞门钢环内侧的第一止水钢刷和设置在洞门钢环外侧端面处的保压止水筒；

所述洞门钢环预埋设置在洞门内衬墙上，第一止水钢刷沿洞门钢环周向排布成圆环状，与洞门钢环内壁固定连接，第一止水钢刷内填充密封油脂；

保压止水筒包括与洞门钢环同轴设置的外接筒体，位于外接筒体内侧的密封装置，位于外接筒体外侧端面上可向内翻转的橡胶帘布和反压板，以及设置在外接筒体外侧的密封保压系统；

外接筒体的一侧端面与洞门钢环外侧端面焊接固定，密封装置包括沿外接筒体轴向并列排布的第二止水钢刷和第三止水钢刷，第二止水钢刷沿外接筒体周向排布成圆环状，与外接筒体的内侧壁固定连接；第二止水钢刷和第三止水钢刷内填充密封油脂；

密封保压系统包括设置在外接筒体外侧的注浆球阀和油脂管阀，注浆球阀每两个一组，沿外接筒体周向均匀间隔排布；油脂管阀沿外接筒体周向均匀间隔排布，且与注浆球阀交错设置。

本实用新型盾构始发洞门保压止水保护装置，进一步的，所述外接筒体由上半环体和下半环体相对扣合组成，上半环体与下半环体通过连接螺栓连接固定。

本实用新型盾构始发洞门保压止水保护装置，进一步的，所述上半环体与下半环体的两侧边沿分别设置有法兰板，上下相对的法兰板之间设置有橡胶垫圈，连接螺栓穿过相对应的法兰板和橡胶垫圈后通过螺母锁紧固定。

本实用新型盾构始发洞门保压止水保护装置，进一步的，所述外接筒体的壁厚不小于20mm，长度不小于800mm，外侧壁上还设置有横向筋板。

本实用新型盾构始发洞门保压止水保护装置，进一步的，所述橡胶帘布与反压板叠合设置，橡胶帘布沿外接筒体周向成圆环状设置，通过螺栓与外接筒体外侧端面固定连接，反压板贴合橡胶帘布外侧面设置，上端与外接筒体外端面转动连接。

本实用新型盾构始发洞门保压止水保护装置，进一步的，所述注浆球阀设置在外接筒体上的注浆孔处，通过注浆管与注浆泵连接；每组的两个注浆球阀之间的距离为外接筒体长度的0.7-0.8倍。

本实用新型盾构始发洞门保压止水保护装置，进一步的，所述油脂管阀设置在外接筒体上的油脂注入管上，通过油脂管路与盾构机的油泵连通，油脂注入管的出油口位于第二止水钢刷和第三止水钢刷之间。

本实用新型盾构始发洞门保压止水保护装置，进一步的，相邻两组所述注浆球阀之间对应的圆心角为15°，相邻油脂管阀之间对应的圆心角为15°。

本实用新型盾构始发洞门保压止水保护装置，进一步的，所述外接筒体内侧壁上设置有压力表，压力表设置在第二止水钢刷和第三止水钢刷之间，数量为两个，对称设置在外接筒体的十点钟方向至十一点钟方向之间和一点钟方向至两点钟方向之间。

本实用新型盾构始发洞门保压止水保护装置，进一步的，所述第二止水钢刷和第三止水钢刷的厚度均不小于200mm，高度均不小于350mm。

本实用新型盾构始发洞门保压止水保护装置与现有技术相比，具有如下有益效果：

本实用新型在富水砂层、黏土层中盾构始发易涌水涌沙时均可使用，不限制端头的加固方法，适用范围广泛，结构简单合理，安装工期仅需要3天左右，可与盾构机安装调试同期施工，施工便捷高效。

本实用新型设置了三道并列排布的止水钢刷，涂布密封油脂后形成始发洞门的三道止水屏障，并且相邻的止水钢刷之间，注入密封油脂进行密封，可达到保压止流的作用，防水保压效果好；外接筒体外侧还设置有相互叠合设置的可向洞内翻转的橡胶帘布和反压板，两者一柔一刚相互配合，在盾构始发过程中可保证单向受力封堵，防止漏水，达到保压作用。

本实用新型在外接筒体的外侧间隔交错设置了注浆球阀和油脂管阀，使得向止水钢刷之间的密封腔内注入密封油脂的操作实施简便高效，并且根据设置在密封腔内的压力表随时监测内部的压力，若出现涌水涌沙现象，可利用注浆球阀泄压，或注浆加固止水等。阀门均匀设置在筒体外侧，方便随时注浆或注油脂等施工，操作便利。

下面结合附图对本实用新型的盾构始发洞门保压止水保护装置作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型盾构始发洞门保压止水保护装置的设置位置示意图；

图2为保压止水筒的侧视图；

图3为保压止水筒的主视图；

图4为本实用新型的剖面结构示意图。

附图标记：

1-洞门钢环；2-第一止水钢刷；3-外接筒体；31-上半环体；32-下半环体；33-法兰板；34-横向筋板；4-第二止水钢刷；5-第三止水钢刷；6-橡胶帘布；7-压板；8-注浆球阀；9-油脂管阀。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型盾构始发洞门保压止水保护装置，包括设置在洞门钢环1内侧的第一止水钢刷2和设置在洞门钢环1外侧端面处的保压止水筒。

如图4所示，洞门钢环1预埋设置在洞门内衬墙上，第一止水钢刷2沿洞门钢环1周向排布成圆环状，与洞门钢环1内壁固定连接，位于洞门钢环1的同一纵截面上，第一止水钢刷2内填充密封油脂，形成始发洞门的内侧止水屏障。

保压止水筒包括与洞门钢环1同轴设置的外接筒体3，位于外接筒体3内侧的密封装置，位于外接筒体3外侧端面上可向内翻转的橡胶帘布6和反压板7，以及设置在外接筒体3外侧的密封保压系统。

如图3所示，外接筒体3的一侧端面与洞门钢环1外侧端面焊接固定，外接筒体3由上半环体31和下半环体32相对扣合组成，上半环体31与下半环体32通过连接螺栓连接固定，上半环体31与下半环体32的两侧边沿分别设置有法兰板33，法兰板33为厚度不小于40mm的钢板，相对的法兰板33之间设置有厚度不小于8mm的橡胶垫圈，连接螺栓穿过上半环体31与下半环体32相对应的法兰板33和橡胶垫圈后通过螺母锁紧固定；两半圆环吊装拼接，安装简单便捷，与洞门钢环1焊接，安全可靠。外接筒体3的壁厚不小于20mm，长度不小于800mm，长度适宜，便于安装，可满足3道高强度耐磨钢丝刷安装使用，外侧壁上还设置有横向筋板34以增强外接筒体3的刚度。

如图4所示，密封装置包括沿外接筒体3轴向并列排布的第二止水钢刷4和第三止水钢刷5，第二止水钢刷4沿外接筒体3周向排布成圆环状，与外接筒体3的内侧壁固定连接；第二止水钢刷4和第三止水钢刷5的厚度不小于200mm，高度不小于350mm；第二止水钢刷4和第三止水钢刷5内填充密封油脂，在盾构始发时可起到单向保压止水的作用。

如图2所示，橡胶帘布6与反压板7叠合设置，橡胶帘布6沿外接筒体3周向成圆环状设置，通过螺栓与外接筒体3外侧端面固定连接，盾构始发过程中可保证单向受力防止漏水，达到保压作用；反压板7贴合橡胶帘布6外侧面设置，上端与外接筒体3外端面转动连接，盾构始发过程中可保证单向受力封堵，橡胶帘布6与反压板7一柔一刚合并使用，防水效果好，单向保压效果好。

密封保压系统包括设置在外接筒体3外侧的注浆球阀8和油脂管阀9，注浆球阀8设置在外接筒体3上的注浆孔处，通过注浆管与注浆泵连接；注浆球阀8每两个一组，沿外接筒体3周向均匀间隔排布，相邻两组注浆球阀8之间对应的圆心角为15°，每组的两个注浆球阀8之间的距离为外接筒体3长度的0.7-0.8倍。油脂管阀9设置在外接筒体3上的油脂注入管上，通过油脂管路与盾构机的油泵连通，油脂管阀9沿外接筒体3周向均匀间隔排布，且与注浆球阀8交错设置，油脂注入管的出油口位于第二止水钢刷4和第三止水钢刷5之间，相邻油脂管阀9之间对应的圆心角为15°，在盾构刀盘进入加固土体前，在三道止水钢刷之间的密封腔内加注盾尾油脂，保压止流，实现密封。

外接筒体3内侧壁上设置有压力表，压力表设置在第二止水钢刷4和第三止水钢刷5之间，数量为两个，对称设置在外接筒体3的十点钟方向至十一点钟方向之间和一点钟方向至两点钟方向之间，用于随时监测密封的油脂腔内的压力情况，便于根据压力情况随时进行调节。

外接筒体3外侧分段间隔设置注浆球阀8和油脂管阀9，在盾构始发推进过程中，可利用油脂管阀9向盾壳外侧、外接筒体3内侧空隙中不断加压注油脂，达到保压止流的作用，若出现涌水涌沙现象，可利用注浆球阀8泄压，或注浆加固止水等。阀门均匀设置在筒体外侧，方便随时注浆或注油脂等施工，操作便利。

本实用新型盾构始发洞门保压止水保护装置的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、安装外接筒体3；

1在开始安装外接筒体3之前，首先在始发井内确定线路中心线，也就是外接筒体3的中心线。外接筒体3定位时，要求外接筒体3的中心线、线路中心线两条控制线重合；

2在地面上先把下半环体32，吊装下放到端头井内，使外接筒体3的中心与事先确定好的线路中心线重合，向前移动筒体与洞门钢环1焊接，再依次吊装上半环体31；

3外接筒体3安装完成后，连接螺栓按顺序紧固后需进行检查并复紧，对外接筒体3的位置进行复测，检查与盾构机到达的中心线是否重合；

4外接筒体3与洞门钢环1通过弧形板焊接连接，焊缝沿筒体一圈内外侧满焊。

步骤二、在外接筒体3内安装钢轨；

在外接筒体3下方圆弧内安装2根钢轨，钢轨与始发架两侧钢轨保持在同一只平面上。

步骤三、在外接筒体3左右两侧及底部焊接型钢支撑，防止盾构机掘进时筒体时候发生位移。

步骤四、安装橡胶帘布6及反压板7；

外接筒体3前端直接与洞门钢环1连接，后端通过法兰与橡胶帘布6相连，橡胶帘布6安装后，再安装反压板7。

步骤五、安装阀门；

外接筒体3外侧间隔交错设置注浆球阀8和油脂管阀9；并在洞门钢环1十点至十一点方向，一点至两点方向设置压力表，观察油脂腔压力情况。

在盾构刀盘进入钢筒体前，在止水钢刷内涂抹密封油脂，在盾构刀盘进入加固土体前，在三道盾尾钢丝刷之间的密封腔内加注盾尾油脂。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.盾构始发洞门保压止水保护装置，其特征在于：包括设置在洞门钢环（1）内侧的第一止水钢刷（2）和设置在洞门钢环（1）外侧端面处的保压止水筒；

所述洞门钢环（1）预埋设置在洞门内衬墙上，第一止水钢刷（2）沿洞门钢环（1）周向排布成圆环状，与洞门钢环（1）内壁固定连接，第一止水钢刷（2）内填充密封油脂；

保压止水筒包括与洞门钢环（1）同轴设置的外接筒体（3），位于外接筒体（3）内侧的密封装置，位于外接筒体（3）外侧端面上可向内翻转的橡胶帘布（6）和反压板（7），以及设置在外接筒体（3）外侧的密封保压系统；

外接筒体（3）的一侧端面与洞门钢环（1）外侧端面焊接固定，密封装置包括沿外接筒体（3）轴向并列排布的第二止水钢刷（4）和第三止水钢刷（5），第二止水钢刷（4）沿外接筒体（3）周向排布成圆环状，与外接筒体（3）的内侧壁固定连接；第二止水钢刷（4）和第三止水钢刷（5）内填充密封油脂；

密封保压系统包括设置在外接筒体（3）外侧的注浆球阀（8）和油脂管阀（9），注浆球阀（8）每两个一组，沿外接筒体（3）周向均匀间隔排布；油脂管阀（9）沿外接筒体（3）周向均匀间隔排布，且与注浆球阀（8）交错设置。

2.根据权利要求1所述的盾构始发洞门保压止水保护装置，其特征在于：所述外接筒体（3）由上半环体（31）和下半环体（32）相对扣合组成，上半环体（31）与下半环体（32）通过连接螺栓连接固定。

3.根据权利要求2所述的盾构始发洞门保压止水保护装置，其特征在于：所述上半环体（31）与下半环体（32）的两侧边沿分别设置有法兰板（33），上下相对的法兰板（33）之间设置有橡胶垫圈，连接螺栓穿过相对应的法兰板（33）和橡胶垫圈后通过螺母锁紧固定。

4.根据权利要求1所述的盾构始发洞门保压止水保护装置，其特征在于：所述外接筒体（3）的壁厚不小于20mm，长度不小于800mm，外侧壁上还设置有横向筋板（34）。

5.根据权利要求1所述的盾构始发洞门保压止水保护装置，其特征在于：所述橡胶帘布（6）与反压板（7）叠合设置，橡胶帘布（6）沿外接筒体（3）周向成圆环状设置，通过螺栓与外接筒体（3）外侧端面固定连接，反压板（7）贴合橡胶帘布（6）外侧面设置，上端与外接筒体（3）外端面转动连接。

6.根据权利要求1所述的盾构始发洞门保压止水保护装置，其特征在于：所述注浆球阀（8）设置在外接筒体（3）上的注浆孔处，通过注浆管与注浆泵连接；每组的两个注浆球阀（8）之间的距离为外接筒体（3）长度的0.7-0.8倍。

7.根据权利要求1所述的盾构始发洞门保压止水保护装置，其特征在于：所述油脂管阀（9）设置在外接筒体（3）上的油脂注入管上，通过油脂管路与盾构机的油泵连通，油脂注入管的出油口位于第二止水钢刷（4）和第三止水钢刷（5）之间。

8.根据权利要求6或7所述的盾构始发洞门保压止水保护装置，其特征在于：相邻两组所述注浆球阀（8）之间对应的圆心角为15°，相邻油脂管阀（9）之间对应的圆心角为15°。

9.根据权利要求1所述的盾构始发洞门保压止水保护装置，其特征在于：所述外接筒体（3）内侧壁上设置有压力表，压力表设置在第二止水钢刷（4）和第三止水钢刷（5）之间，数量为两个，对称设置在外接筒体（3）的十点钟方向至十一点钟方向之间和一点钟方向至两点钟方向之间。

10.根据权利要求1所述的盾构始发洞门保压止水保护装置，其特征在于：所述第二止水钢刷（4）和第三止水钢刷（5）的厚度均不小于200mm，高度均不小于350mm。

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