CN217501698U - 一种用于盾构始发接收的高密封性钢套筒结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及盾构隧道工程技术领域，尤其涉及一种用于盾构始发接收的高密封性钢套筒结构，包括：多个沿轴向分布的钢套筒节段，相邻钢套筒节段的端面贴合；每个钢套筒节段的两端均设置第一肋板，第一肋板设置若干个沿圆周方向分布的第一通孔；每个钢套筒节段的端面还设置安装槽，安装槽内设置密封垫，密封垫远离钢套筒节段的一侧设置贴合平面，两个端面上的密封垫的贴合平面相互贴合；轴向螺杆，穿过所有钢套筒节段上对应的第一通孔；每个贴合端面的两侧均设置第一固定螺母，第一固定螺母套设在轴向螺杆上，且与第一肋板的一侧贴合。本实用新型提供的一种用于盾构始发接收的高密封性钢套筒结构，能有效提高钢套筒的整体性及钢套筒密封性。

Description

一种用于盾构始发接收的高密封性钢套筒结构

技术领域

本实用新型涉及盾构隧道工程技术领域，尤其涉及一种用于盾构始发接收的高密封性钢套筒结构。

背景技术

始发，是盾构由工作井（始发井）进入正常掘进的施工过程；接收，盾构临近及进入另一工作井（接收井）的施工过程。在条件不良的地层进行盾构施工时，始发和接收由于存在着盾构施工环境突变的状况，因此是发生事故可能性较大的风险点。为了保证盾构施工在始发和接收阶段的安全性，常采用钢套筒辅助盾构进出洞，钢套筒平衡始发和接收的核心技术是在密封钢套筒内创建与洞门端头处相同的水压环境，使盾构破除洞门后不产生压力差，可以有效降低涌水涌砂的风险。

现有的钢套筒块间一般采用如图1所示的双道o型密封，o型密封断面尺寸较小，拼装过程中压缩量小，且o型密封只与其中一侧钢套筒粘贴，因而拼装精度低或钢套筒稍有变形，就导致钢套筒接头处密封失效，出现渗漏，使钢套筒难于保压。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于盾构始发接收的高密封性钢套筒结构，提高钢套筒的整体性及钢套筒密封性，可以有效地解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是，包括：

多个沿轴向分布的钢套筒节段，相邻所述钢套筒节段的端面贴合；

每个所述钢套筒节段的两端沿周向均设置第一肋板，所述第一肋板设置若干个沿圆周方向分布的第一通孔，所述第一通孔的中心轴线与所述钢套筒节段的中心轴线平行；每个所述钢套筒节段的端面还设置呈环形的安装槽，所述安装槽内设置密封垫，所述密封垫远离所述钢套筒节段的一侧设置贴合平面，相邻所述钢套筒节段端面贴合时，两个端面上的所述密封垫的所述贴合平面相互贴合；

轴向螺杆，穿过所有所述钢套筒节段上对应的所述第一通孔；每个贴合端面的两侧均设置第一固定螺母，所述第一固定螺母套设在所述轴向螺杆上，且与所述第一肋板上远离贴合端面的一侧贴合。

进一步地，每个所述钢套筒节段包括截面均呈半圆形状的上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体拼接后形成筒形结构。

进一步地，所述上壳体和所述下壳体在拼接面处均设置第二肋板；每个所述钢套筒节段还包括紧固件，所述紧固件对所述上壳体和所述下壳体的两个所述第二肋板进行固定。

进一步地，所述紧固件包括环向螺杆，以及套设在所述环向螺杆两端的第二固定螺母；所述第二肋板设置第二通孔，所述环向螺杆两端分别穿过两个所述第二通孔；所述第二固定螺母分别与所述第二肋板上远离拼接面的一侧贴合。

进一步地，所述第二肋板设置在所述上壳体和所述下壳体延伸方向的中间段处。

进一步地，所述第一肋板上设置连通槽，所述连通槽连通外侧和所述第一通孔。

进一步地，所述密封垫的截面呈多边形形状，所述安装槽的截面呈多边形形状。

进一步地，所述密封垫与所述安装槽之间设置胶层。

通过本实用新型的技术方案，可实现以下技术效果：

本钢套筒结构通过使用通长的轴向螺杆，使轴向螺杆能够穿过所有钢套筒节段的第一通孔，取代现有技术的短螺杆进行固定，能提高本钢套筒结构的整体性，减少本钢套筒结构变形，降低缝隙出现的可能；本钢套筒结构还采用了在相互贴合的两个端面上均设置密封垫的方式，并且使两个密封垫通过贴合平面相互贴合，通过改变密封部件的型式及接触面积，增大本钢套筒结构的防水能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型背景技术中现有的钢套筒结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中用于盾构始发接收的高密封性钢套筒结构的结构示意图；

图3为图2的A处放大图；

图4为本实用新型实施例中钢套筒节段和密封垫的安装示意图；

图5为本实用新型实施例中钢套筒节段的三维结构图；

图6为图5的B处另一实施例的放大图；

附图标记：钢套筒节段1、第一肋板11、第一通孔12、安装槽13、密封垫14、贴合平面141、上壳体15、下壳体16、第二肋板17、第二通孔18、连通槽19、轴向螺杆2、第一固定螺母3、环向螺杆4、第二固定螺母5。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

一种用于盾构始发接收的高密封性钢套筒结构，如图2~5所示，包括：

多个沿轴向分布的钢套筒节段1，相邻钢套筒节段1的端面贴合，从而形成完整的钢套筒结构；工作时，盾构机安装在钢套筒结构中；

每个钢套筒节段1的两端沿周向均设置呈环形的第一肋板11，第一肋板11设置若干个沿圆周方向分布的第一通孔12，第一通孔12的中心轴线与钢套筒节段1的中心轴线平行；每个钢套筒节段1的端面还设置呈环形的安装槽13，安装槽13内设置密封垫14，密封垫14远离钢套筒节段1的一侧设置贴合平面141，相邻钢套筒节段1端面贴合时，两个端面上的密封垫14的贴合平面141相互贴合；

本钢套筒结构还设置了多个轴向螺杆2，每个轴向螺杆2穿过所有钢套筒节段1上对应的一个第一通孔12；在每个相邻钢套筒节段1贴合端面的两侧均再设置第一固定螺母3，第一固定螺母3套设在轴向螺杆2上并与轴向螺杆2螺纹连接，且每个第一固定螺母3与第一肋板11上远离贴合端面的一侧贴合，使每个贴合端面处的两个第一固定螺母3夹住两个第一肋板11。

具体的，本钢套筒结构通过使用通长的轴向螺杆2，使轴向螺杆2能够穿过所有钢套筒节段1的第一通孔12，取代现有技术的短螺杆进行固定，能提高本钢套筒结构的整体性，减少本钢套筒结构变形，并且提高本钢套筒结构的安装效率；本钢套筒结构还采用了在相互贴合的两个端面上均设置密封垫14的方式，并且使两个密封垫14通过贴合平面141相互贴合，通过改变密封部件的型式及接触面积，增大本钢套筒结构的防水能力，并且两个密封垫14之间的挤压程度还可以通过调整第一固定螺母3的位置进行调整，可以将本钢套筒结构上各处的挤压量调整至相同或相近，从而能够使不同位置的密封垫14产生的反作用力保持相近，使本钢套筒结构整体内部各处的内部受力情况相近，从而进一步地提高本钢套筒结构的整体性，并且在本钢套筒结构受到外力时，内部受力更均衡的本钢套筒结构也可以最大限度地避免各个钢套筒节段1之间产生错位导致的缝隙。

为了方便盾构机的安装，本钢套筒结构中优选对钢套筒节段1进行分体设置，将每个钢套筒节段1设置成包括截面均呈半圆形状的上壳体15和下壳体16，上壳体15和下壳体16拼接后形成筒形结构。为了上壳体15和下壳体16之间的固定，本铁套筒结构通过在上壳体15和下壳体16上均设置第二肋板17，使两个第二肋板17成为连接部件，并且将两个第二肋板17都设置在上壳体15和下壳体16的拼接处，使其方便对齐，再在每个钢套筒节段1中再设置紧固件，紧固件对上壳体15和下壳体16的两个第二肋板17进行固定，从而实现上壳体15和下壳体16之间的固定。本钢套筒结构中的紧固件优选设置成环向螺杆4，以及套设在环向螺杆4两端的第二固定螺母5；在此结构的紧固件下还需要在第二肋板17设置第二通孔18，环向螺杆4两端分别穿过两个第二通孔18；第二固定螺母5分别与第二肋板17上远离拼接面的一侧贴合，使拼接面处的两个第二固定螺母5夹住两个第二肋板17，从而可以通过旋动第二固定螺母5对上壳体15和下壳体16之间的拼合程度进行微调，对于存在多个钢套筒节段1的本钢套筒结构来说，就可以通过调整各个钢套筒节段1的拼合程度，使多个钢套筒节段1之间的第一通孔12能够更好地对齐，更加便于轴向螺杆2的安装、平衡轴向螺杆2上的受力。

在上述分体结构的钢套筒节段1下，本钢套筒结构在使用中的安装顺序如下：先调整所有的下壳体16使其同心，然后将轴向螺杆2插入下壳体16的第一通孔12中，先将所有的下壳体16进行固定；之后进行盾构机的安装，盾构机安装完成后，将上壳体15与对应的下壳体16进行拼接，并在上壳体15的第一通孔12中插入轴向螺杆2、在第二通孔18中插入环向螺杆4进行初步固定；之后调整第一固定螺母3的位置，对两个密封垫14之间的压缩量进行调整，调整压缩量的过程中，第二固定螺母5还没有夹紧第二肋板17，环向螺杆4可以在第二通孔18中产生一定的滑动；压缩量调整完成后，再旋动二固定螺母5夹紧第二肋板17，使上壳体15和下壳体16之间完全固定，完成本钢套筒结构的拼装。

优选的，第二肋板17设置在上壳体15和下壳体16延伸方向的中间段处，相较于存在轴向螺杆2和第一固定螺母3进行连接的端部，位于钢套筒节段1中间段处更容易产生缝隙，因此在此处设置第二肋板17，使本钢套筒结构的连接结构的位置分布地更加合理。

第一通孔12可以是普通的圆形通孔结构，但为了方便轴向螺杆2的安装，如图6所示，第一肋板11上优选还可以设置连通槽19，连通槽19连通外侧和第一通孔12，轴向螺杆2可以通过连通槽19快速地放入第一通孔12中。

为了保证密封垫14在挤压时不会产生错位滑动，优选将密封垫14的截面设置成多边形形状，如矩形、六边形等，并且将安装槽13的截面也设置成多边形形状，使密封垫14在安装槽13内的部分能够与安装槽13的侧壁完全贴合，从而有效地对密封垫14形成限位。

为了避免密封垫14从安装槽13内脱落，优选在密封垫14与安装槽13之间设置胶层，将密封垫14与安装槽13粘连成一体。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进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 (8)

1.一种用于盾构始发接收的高密封性钢套筒结构，其特征在于，包括：

多个沿轴向分布的钢套筒节段（1），相邻所述钢套筒节段（1）的端面贴合；

每个所述钢套筒节段（1）的两端沿周向均设置第一肋板（11），所述第一肋板（11）设置若干个沿圆周方向分布的第一通孔（12），所述第一通孔（12）的中心轴线与所述钢套筒节段（1）的中心轴线平行；每个所述钢套筒节段（1）的端面还设置呈环形的安装槽（13），所述安装槽（13）内设置密封垫（14），所述密封垫（14）远离所述钢套筒节段（1）的一侧设置贴合平面（141），相邻所述钢套筒节段（1）端面贴合时，两个端面上的所述密封垫（14）的所述贴合平面（141）相互贴合；

轴向螺杆（2），穿过所有所述钢套筒节段（1）上对应的所述第一通孔（12）；每个贴合端面的两侧均设置第一固定螺母（3），所述第一固定螺母（3）套设在所述轴向螺杆（2）上，且与所述第一肋板（11）上远离贴合端面的一侧贴合。

2.根据权利要求1所述的用于盾构始发接收的高密封性钢套筒结构，其特征在于，每个所述钢套筒节段（1）包括截面均呈半圆形状的上壳体（15）和下壳体（16），所述上壳体（15）和所述下壳体（16）拼接后形成筒形结构。

3.根据权利要求2所述的用于盾构始发接收的高密封性钢套筒结构，其特征在于，所述上壳体（15）和所述下壳体（16）在拼接面处均设置第二肋板（17）；每个所述钢套筒节段（1）还包括紧固件，所述紧固件对所述上壳体（15）和所述下壳体（16）的两个所述第二肋板（17）进行固定。

4.根据权利要求3所述的用于盾构始发接收的高密封性钢套筒结构，其特征在于，所述紧固件包括环向螺杆（4），以及套设在所述环向螺杆（4）两端的第二固定螺母（5）；所述第二肋板（17）设置第二通孔（18），所述环向螺杆（4）两端分别穿过两个所述第二通孔（18）；所述第二固定螺母（5）分别与所述第二肋板（17）上远离拼接面的一侧贴合。

5.根据权利要求3所述的用于盾构始发接收的高密封性钢套筒结构，其特征在于，所述第二肋板（17）设置在所述上壳体（15）和所述下壳体（16）延伸方向的中间段处。

6.根据权利要求1所述的用于盾构始发接收的高密封性钢套筒结构，其特征在于，所述第一肋板（11）上设置连通槽（19），所述连通槽（19）连通外侧和所述第一通孔（12）。

7.根据权利要求1所述的用于盾构始发接收的高密封性钢套筒结构，其特征在于，所述密封垫（14）的截面呈多边形形状，所述安装槽（13）的截面呈多边形形状。

8.根据权利要求1所述的用于盾构始发接收的高密封性钢套筒结构，其特征在于，所述密封垫（14）与所述安装槽（13）之间设置胶层。

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