CN216811729U - 一种用于泥水盾构玻璃纤维围护结构始发的止水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于泥水盾构玻璃纤维围护结构始发的止水装置，其属于隧道施工技术领域，包括箱体、第一止水结构和第二止水结构，箱体环设于洞门的外侧，箱体的一端与洞口的钢环固定连接；第一止水结构设置于箱体的内侧，第一止水结构包括环设的第一帘布和设置于第一帘布外侧的多个第一翻板，第一帘布与钢环间隔设置；第二止水结构设置于箱体的内侧且位于第一止水结构的外侧，第二止水结构包括环设的第二帘布和设置于第二帘布外侧的多个第二翻板，第一帘布沿径向的宽度小于第二帘布沿径向的宽度。由于第一帘布与钢环间隔设置且第一帘布沿径向的宽度小于第二帘布沿径向的宽度，在盾构机切削玻璃纤维围护结构时，不会破坏第一帘布。

Description

一种用于泥水盾构玻璃纤维围护结构始发的止水装置

技术领域

本实用新型涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种用于泥水盾构玻璃纤维围护结构始发的止水装置。

背景技术

随着社会的快速发展，当前城市地铁、公路、铁路等隧道工程越来越普遍，在城市隧道施工的众多方法中，盾构法以其施工速度快、安全性高、对周围环境影响小等优势在隧道施工中得到了广泛应用。

盾构法施工一般划分为三个阶段，即盾构始发、正常掘进、接收。盾构机始发作为隧道盾构法施工中的一个关键环节，也是盾构法施工中的难点之一，其施工效果对隧道施工质量、进度、安全及其经济效益等都有重要的影响。特别是在遇到一些地下水丰富、隧道埋深较深、无法确保加固长度等工况，盾构始发愈发重要。由此，实际施工过程中运用多种方法来辅助盾构始发施工，确保施工安全。

目前盾构井是盾构机始发与接收的必要条件，在盾构机始发与到达及穿越前必须破除盾构井洞口的围护结构，破除过程中工期较长，影响工作效率。现有技术中存在一种玻璃纤维围护结构，能利用盾构刀具直接切割。在洞口区域采用玻璃纤维筋局部替代钢筋，盾构机可直接切割围护结构，并建压，使盾构在少量端头加固及不降水条件下安全始发施工。

盾构始发时，通常采用洞门外置钢箱辅助两道止水装置的结构在盾构始发时进行止水，例如授权公告号为CN 205047237 U的专利，其公开了一种盾构法隧道盾构机始发外置钢箱辅助止水装置，即采用外置钢箱和两道止水装置相配合的止水结构。但是该止水结构中，盾构机切割玻璃纤维围护结构时，很容易切割到帘布，导致止水结构失效，则造成盾构始发风险较高，从而容易出现洞门漏水、漏砂等险情。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于泥水盾构玻璃纤维围护结构始发的止水装置，能够避免盾构始发时盾构机破坏帘布。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种用于泥水盾构玻璃纤维围护结构始发的止水装置，包括：

箱体，环设于洞门的外侧，所述箱体的一端与洞口的钢环固定连接；

第一止水结构，设置于所述箱体的内侧，所述第一止水结构包括环设的第一帘布和设置于所述第一帘布外侧的多个第一翻板，所述第一帘布与所述钢环间隔设置；

第二止水结构，设置于所述箱体的内侧且位于所述第一止水结构的外侧，所述第二止水结构包括环设的第二帘布和设置于所述第二帘布外侧的多个第二翻板，所述第一帘布沿径向的宽度小于所述第二帘布沿径向的宽度。

其中，所述箱体的轴线与所述钢环的轴线之间呈夹角设置，盾构机的始发轴线与所述箱体的轴线重合。

其中，所述箱体具有第一端面和第二端面，所述第一端面垂直于所述箱体的轴线，所述第二端面与所述钢环连接且垂直于所述钢环的轴线。

其中，所述第一止水结构还包括第一固定板和第一安装板，所述第一固定板环设于所述箱体的内侧且与所述箱体的内壁固定连接，所述第一帘布设置于所述第一固定板与所述第一安装板之间，所述第一翻板与所述第一安装板连接。

其中，所述第一固定板、所述第一帘布和所述第一安装板三者之间通过第一紧固件连接。

其中，所述第二止水结构还包括第二固定板和第二安装板，所述第二固定板环设于所述箱体的内侧且与所述箱体的内壁固定连接，所述第二帘布设置于所述第二固定板与所述第二安装板之间，所述第二翻板与所述第二安装板连接。

其中，还包括多个球阀，多个所述球阀绕所述箱体的周向间隔设置，所述球阀连通所述箱体的内侧和外侧，所述球阀位于所述第一安装板与所述第二固定板之间。

其中，所述箱体的外周面上间隔设置有多个第一筋板，所述箱体的内周面上间隔设置有多个第二筋板。

其中，还包括封洞门结构，所述封洞门结构设置于所述箱体的另一端，所述封洞门结构包括：

环管片，环设于所述箱体内，所述环管片内预埋有支撑板；

封板，环设于所述环管片与所述箱体之间，所述封板的一端与所述支撑板焊接，所述封板的另一端与所述箱体焊接。

其中，所述封板的外侧间隔设置有多个加强筋板。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提出的止水装置，在盾构始发时，随着盾构机推进，盾构机推动第二翻板和第一翻板转动，进而带动第二帘布和第一帘布贴在盾构机的盾壳上。盾构机切削玻璃纤维围护结构，无需人工拆除，节省人力物力和时间；由于第一帘布与钢环间隔设置，在盾构机切削玻璃纤维围护结构时，不会破坏第一帘布，且第一帘布沿径向的宽度小于第二帘布沿径向的宽度，进一步避免第一帘布被盾构机破坏。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的止水装置的主视图；

图2是本实用新型实施例一提供的止水装置的半剖视图；

图3是本实用新型实施例一提供的第一翻板的示意图；

图4是本实用新型实施例一提供的止水装置在盾构始发时的示意图；

图5是本实用新型实施例一提供的止水装置在盾构始发过程中的示意图一；

图6是本实用新型实施例一提供的止水装置在盾构始发过程中的示意图二；

图7是图6的部分结构示意图；

图8是本实用新型实施例二提供的止水装置的剖视图。

图中：

10、钢环；20、玻璃纤维围护结构；30、盾构机；

11、箱体；12、第一筋板；13、第二筋板；14、第三筋板；15、球阀；

21、第一帘布；22、第一翻板；221、安装部；222、转动部；223、转轴；23、第一固定板；24、第一安装板；

31、第二帘布；32、第二翻板；33、第二固定板；34、第二安装板；

41、环管片；42、支撑板；43、封板；44、加强筋板。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在隧道施工时，盾构井的洞口处设置有围护结构，在盾构机30始发与到达及穿越前必须破除围护结构。对于超大直径泥水盾构，因其固有体量大，通常伴随着洞门破除周期长、始发周期长、始发地层组成复杂、大埋深、水土压力高，泥浆建舱困难等特点，易发生涌水、涌沙险情，施工风险大。

在本实施例中，盾构井的洞口处设置有玻璃纤维围护结构，利用盾构机30的刀具直接切割玻璃纤维围护结构。在盾构机30的头部刀盘切割围护结构时，盾构机30的尾部并未进入洞门，切割形成的切口会导致漏水，无法满足刀盘转动及泥水盾构始发建压的要求。因此，需要在盾构机30工作之前，于洞门处设置止水装置，在盾构机30切割围护机构时，止水装置发挥止水作用。

实施例一

参见图1和图2，本实用新型实施例提供一种用于泥水盾构玻璃纤维围护结构始发的止水装置，包括箱体11、第一止水结构、第二止水结构和封洞门结构。

箱体11环设于洞门的外侧，箱体11的一端与洞口的钢环10固定连接。一般情况下，盾构井的侧墙内预埋有钢环10，钢环10起到一定的支撑作用。在本实施例中，箱体11的轴线与钢环10的轴线重合，在盾构机30始发时，盾构机30的始发轴线与箱体11的轴线重合即沿洞口直线始发。

第一止水结构和第二止水结构均设置于箱体11的内侧，第一止水结构和第二止水结构沿箱体11的轴向间隔设置，第二止水结构设置于第一止水结构的外侧。

第一止水结构包括环设的第一帘布21和设置于第一帘布21外侧的多个第一翻板22，第一帘布21与钢环10间隔设置；第二止水结构包括环设的第二帘布31和设置于第二帘布31外侧的多个第二翻板32，第一帘布21沿径向的宽度小于第二帘布31沿径向的宽度。

由于第一帘布21和第二帘布31均呈环形，密封性好，结构强度高，避免存在缝隙导致漏水或者撕裂。第一帘布21和第二帘布31均由橡胶制成。

第一翻板22和第二翻板32均设置有多个，且呈环形排布，对帘布均匀施力。

通过调整翻板尺寸及帘布尺寸实现适用于不同盾构机30的始发需求。

根据需要，止水装置还可以包括第三止水结构、第四止水结构等等，以形成多层密封，在此不再赘述。

第一止水结构还包括第一固定板23和第一安装板24，第一固定板23环设于箱体11的内侧且与箱体11的内壁固定连接，第一帘布21设置于第一固定板23与第一安装板24之间，第一翻板22与第一安装板24固定连接。其中，第一安装板24位于第一固定板23的外侧。

第一固定板23、第一帘布21和第一安装板24三者之间通过第一紧固件连接。其中，第一紧固件可以是双头螺栓。

第二止水结构还包括第二固定板33和第二安装板34，第二固定板33环设于箱体11的内侧且与箱体11的内壁固定连接，第二帘布31设置于第二固定板33与第二安装板34之间，第二翻板32与第二安装板34固定连接。其中，第二安装板34位于第二固定板33的外侧。

第二固定板33、第二帘布31和第二安装板34三者之间通过第二紧固件连接。其中，第二紧固件可以是双头螺栓。

止水装置还包括多个球阀15，多个球阀15绕箱体11的周向间隔设置，球阀15连通箱体11的内侧和外侧，球阀15位于第一安装板24与第二固定板33之间。当球阀15打开时，能够向箱体11内注浆，实现建压，随着注入浆液与土体形成压力平衡，确保盾构机30始发过程安全。

箱体11的外周面上间隔设置有多个第一筋板12。箱体11的内周面上间隔设置有多个第二筋板13，第二筋板13位于第一安装板24与所述第二固定板33之间。箱体11的内周面上于第一固定板23的内侧还设置有第三筋板14，即第三筋板14位于第一固定板23靠近钢环10的一侧。

参见图3，第一翻板22包括安装部221、转动部222和转轴223，安装部221和转动部222之间通过转轴223连接，安装部221与第一安装板24焊接，转动部222能够绕转轴223的轴线转动。

第二翻板32与第一翻板22结构相同，在此不再赘述。

参见图4，在盾构始发时，随着盾构机30推进，盾构机30推动第二翻板32和第一翻板22转动，进而带动第二帘布31和第一帘布21贴在盾构机30的盾壳上。盾构机30的刀盘切削玻璃纤维围护结构20，无需人工拆除，节省人力物力和时间；由于第一帘布21与钢环10间隔设置，在盾构机30切削玻璃纤维时，刀盘不会破坏第一帘布21，且第一帘布21沿径向的宽度小于第二帘布31沿径向的宽度，进一步避免第一帘布21被盾构机30的刀盘破坏。

其中，盾构机30是由推进气缸带动前进的，盾构机30的结构为现有技术，在此不再赘述。

参见图5至图7，随着盾构机30推进，盾构机30的尾部逐渐进入洞口。

止水装置还包括封洞门结构，封洞门结构设置于箱体11的另一端，用于封堵箱体11的端口。

封洞门结构包括环管片41和封板43，环管片41环设于箱体11内，环管片41内预埋有支撑板42，封板43环设于环管片41与箱体11之间，封板43的一端与支撑板42焊接，封板43的另一端与箱体11焊接。

环管片41的生产通常采用高强抗渗混凝土，以确保可靠的承载性和防水性能，生产主要利用成品管片模具在密封浇灌混凝土后即可成型。

封板43的外侧间隔设置有多个加强筋板44，增加结构强度。

在盾构机30向前推进的过程中，环管片41在盾构机30的尾部被拼装。在盾构机30的尾部进入箱体11但是未脱离第二翻板32时，完成封板43与支撑板42和箱体11的焊接，并完加强筋板44的焊接，确保盾构机30进入箱体11安全。

在盾构机30的尾部脱离第二翻板32时，第二翻板32向下转动，使得第二帘布31贴在环管片41上。

综上，上述止水装置能够在确保安全的情况下，实现超大直径泥水盾构直接切削玻璃纤维筋围护结构始发的目的。其中，超大直径可以是15m。

实施例二

图8示出了实施例二，其中与实施例一相同或相应的零部件采用与实施例一相应的附图标记。为简便起见，仅描述实施例二与实施例一的区别点。区别之处在于，箱体11的轴线与钢环10的轴线之间呈夹角设置，由于盾构机30的始发轴线与箱体11的轴线重合，则盾构机30的轴线与钢环10的轴线之间具有夹角，盾构机30沿曲线始发，盾构机30向前推进，依次穿过箱体11和钢环10进入洞口中。

其中，箱体11在制作时可以采用若干块圆弧板焊接而成，圆弧板沿轴向的宽度是渐变的。在本实施例中，箱体11采用四块圆弧板焊接而成。

通过调整箱体11的形状和尺寸，实现适用于始发轴线及不同盾构设备始发需求。

具体地，箱体11具有第一端面和第二端面，第一端面垂直于箱体11的轴线，第二端面与钢环10连接且垂直于钢环10的轴线。由于箱体11的轴线与钢环10的轴线呈夹角设置，第一端面与第二端面之间呈夹角设置。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种用于泥水盾构玻璃纤维围护结构始发的止水装置，其特征在于，包括：

箱体(11)，环设于洞门的外侧，所述箱体(11)的一端与洞口的钢环(10)固定连接；

第一止水结构，设置于所述箱体(11)的内侧，所述第一止水结构包括环设的第一帘布(21)和设置于所述第一帘布(21)外侧的多个第一翻板(22)，所述第一帘布(21)与所述钢环(10)间隔设置；

第二止水结构，设置于所述箱体(11)的内侧且位于所述第一止水结构的外侧，所述第二止水结构包括环设的第二帘布(31)和设置于所述第二帘布(31)外侧的多个第二翻板(32)，所述第一帘布(21)沿径向的宽度小于所述第二帘布(31)沿径向的宽度。

2.根据权利要求1所述的用于泥水盾构玻璃纤维围护结构始发的止水装置，其特征在于，所述箱体(11)的轴线与所述钢环(10)的轴线之间呈夹角设置，盾构机(30)的始发轴线与所述箱体(11)的轴线重合。

3.根据权利要求2所述的用于泥水盾构玻璃纤维围护结构始发的止水装置，其特征在于，所述箱体(11)具有第一端面和第二端面，所述第一端面垂直于所述箱体(11)的轴线，所述第二端面与所述钢环(10)连接且垂直于所述钢环(10)的轴线。

4.根据权利要求1所述的用于泥水盾构玻璃纤维围护结构始发的止水装置，其特征在于，所述第一止水结构还包括第一固定板(23)和第一安装板(24)，所述第一固定板(23)环设于所述箱体(11)的内侧且与所述箱体(11)的内壁固定连接，所述第一帘布(21)设置于所述第一固定板(23)与所述第一安装板(24)之间，所述第一翻板(22)与所述第一安装板(24)连接。

5.根据权利要求4所述的用于泥水盾构玻璃纤维围护结构始发的止水装置，其特征在于，所述第一固定板(23)、所述第一帘布(21)和所述第一安装板(24)三者之间通过第一紧固件连接。

6.根据权利要求4所述的用于泥水盾构玻璃纤维围护结构始发的止水装置，其特征在于，所述第二止水结构还包括第二固定板(33)和第二安装板(34)，所述第二固定板(33)环设于所述箱体(11)的内侧且与所述箱体(11)的内壁固定连接，所述第二帘布(31)设置于所述第二固定板(33)与所述第二安装板(34)之间，所述第二翻板(32)与所述第二安装板(34)连接。

7.根据权利要求6所述的用于泥水盾构玻璃纤维围护结构始发的止水装置，其特征在于，还包括多个球阀(15)，多个所述球阀(15)绕所述箱体(11)的周向间隔设置，所述球阀(15)连通所述箱体(11)的内侧和外侧，所述球阀(15)位于所述第一安装板(24)与所述第二固定板(33)之间。

8.根据权利要求1所述的用于泥水盾构玻璃纤维围护结构始发的止水装置，其特征在于，所述箱体(11)的外周面上间隔设置有多个第一筋板(12)，所述箱体(11)的内周面上间隔设置有多个第二筋板(13)。

9.根据权利要求1-8任一项所述的用于泥水盾构玻璃纤维围护结构始发的止水装置，其特征在于，还包括封洞门结构，所述封洞门结构设置于所述箱体(11)的另一端，所述封洞门结构包括：

环管片(41)，环设于所述箱体(11)内，所述环管片(41)内预埋有支撑板(42)；

封板(43)，环设于所述环管片(41)与所述箱体(11)之间，所述封板(43)的一端与所述支撑板(42)焊接，所述封板(43)的另一端与所述箱体(11)焊接。

10.根据权利要求9所述的用于泥水盾构玻璃纤维围护结构始发的止水装置，其特征在于，所述封板(43)的外侧间隔设置有多个加强筋板(44)。

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