CN217582125U - 一种盾构接收用的洞门止水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种盾构接收用的洞门止水装置，橡胶囊，沿洞门内壁的周向延伸形成环形；连通管，与橡胶囊连通，用于向橡胶囊内填充或者释放流体；弹性板，能够接触橡胶囊；弹性板设置有减薄槽；其中，橡胶囊至少能够带动弹性板的一部分向远离洞门内壁方向运动。根据本实用新型提供的盾构接收用洞门止水装置，在盾构机外壳与洞门内壁之间的间隙直接设置封堵装置，降低施工风险与造价，减少施工过程对环境的影响。

Description

一种盾构接收用的洞门止水装置

技术领域

本实用新型属于隧道盾构施工技术领域，具体涉及一种用于盾构接收的止水装置。

背景技术

盾构机接收是盾构法隧道施工过程中的关键工序，接收过程存在较大的风险，尤其当隧道处于地下水位以下的强透水地层，如洞门止水处理不当，容易发生涌水涌砂，不仅导致地面沉降或垮塌，也影响管片背后同步注浆质量和成型隧道的整体稳定性。

现有技术中，盾构接收的洞门止水技术一般采用水中接收和钢套接收。水中接收即在盾构接收工作井内堆土和灌水，盾构接收时利用工作井内的水压力实现洞门内外的水压力平衡，防止洞门外的水土进入工作井。该方式的缺点缺点是盾构机进入工作井后需要清除大量的泥土和排水，不仅不环保，在清土和排水过程中洞门仍有可能渗漏，需采取洞外降水或喷射混凝土等临时封堵措施且该方式施工工期较长。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种盾构接收用洞门止水装置，在盾构机外壳与洞门内壁之间的间隙直接设置封堵装置，降低施工风险与造价，减少施工过程对环境的影响。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种盾构接收用的洞门止水装置，其特征在于，所述盾构接收用的门止水装置包括：橡胶囊，沿洞门内壁的周向延伸形成环形；连通管，与所述橡胶囊连通，用于向所述橡胶囊内填充或者释放流体；弹性板，能够接触所述橡胶囊；所述弹性板设置有减薄槽；其中，所述橡胶囊至少能够带动所述弹性板的一部分向远离所述洞门内壁方向运动。

进一步的，所述的盾构接收用的洞门止水装置，其特征在于，所述的减薄槽位于所述弹性板在厚度方向上的至少一侧。

进一步的，所述的盾构接收用的洞门止水装置，其特征在于，所述的减薄槽位于所述远离洞门内壁的一侧。

进一步的，所述的盾构接收用的洞门止水装置，其特征在于，所述的减薄槽为间隔设置。

进一步的，所述的盾构接收用的洞门止水装置，其特征在于，所述的减薄槽设置为圆弧形。

进一步的，所述的盾构接收用的洞门止水装置，其特征在于，所述的减薄槽位于所述弹性板在厚度方向上的两侧。

进一步的，所述的盾构接收用的洞门止水装置，其特征在于，远离所述洞门内壁的减薄槽为间隔设置，靠近所述洞门内壁的减薄槽为圆弧形。

进一步的，盾构接收用的洞门止水装置，其特征在于，还包括设置于洞门内壁的用于容纳所述橡胶囊的安装槽，所述安装槽沿洞门内壁周向延伸。

进一步的，所述的盾构接收用的洞门止水装置，其特征在于，所述连通管的一端与所述橡胶囊连接，所述连通管的另一端伸出工作井侧壁。

进一步的，所述的盾构接收用的洞门止水装置，其特征在于，还包括安装组件，所述的安装组件用于安装所述的弹性板。

本实用新型实施案例提供一种盾构接收用的洞门止水装置，该止水装置包括安装槽，橡胶囊，连通管，弹性板。连通管一端连接橡胶囊，另外一端伸出洞门侧壁，便于与流体注入设备连接。弹性板安装于洞门内壁并覆盖橡胶囊，防止橡胶囊被盾构机外壳磨损。橡胶囊处于非工作状态下，橡胶收缩并容纳于安装槽内，橡胶囊处于工作状态下，橡胶囊膨胀使弹性板发生弯曲变形并压紧盾构机外壳，封堵盾构机外壳和洞门内壁间的间隙，避免了水中盾构接收中需要在工作井内堆土和灌水，以及在盾构接收施工完成后需要清除大量的泥土和排水的施工量盾构机掘进过程中砂浆涌向开挖面的问题，降低施工风险与造价，减少施工过程对环境的影响。

附图说明

图1为本实用新型的洞门止水装置的纵向剖面示意图；

图2为图1中Ⅰ处局部放大图；

图3为本实用新型的安装组件、安装槽、连通管、橡胶囊和弹性板的装配示意图。

图4为本实用新型提供的第一种类型的弹性板的结构示意图。

图5位本实用新型洞门止水装置处于工作状态的纵向剖面示意图。

图6为本实用新型提供的第二种类型的弹性板的结构示意图。

图7为本实用新型提供的第三种类型的弹性板的结构示意图。

图8为本实用新型提供的第四种类型的弹性板的结构示意图。

图9为本实用新型提供的第五种类型的弹性板的结构示意图。

图10为本实用新型的安装组件、安装槽、弹性板、连通管和盾构机外壳的正面结构示意图。

图11为本实用新型洞门止水装置处于盾构机轴线出现偏移时的工作状态的纵向剖面示意图。

1-橡胶囊，2-连通管，3-弹性板，4-安装槽，5-安装组件，50-螺栓，51-预埋螺栓套筒，52-预埋钢环，53-圆环钢压板，6-洞门内壁，7-工作井侧壁，8-盾构机的刀盘，9-盾构机外壳，10-洞门间隙，11-盾构机轴线。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在具体实施例中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征的组合可以形成不同的实施例和技术方案。为了避免不必要的重复，本实用新型中各个具体技术特征的各种可能的组合方式不再另行说明。

在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\...”仅仅是区别不同的对象，不表示各对象之间具有相同或联系之处。应该理解的是，所涉及的方位描述“上方”、“下方”、“外”、“内”均为正常使用状态时的方位，“左”、“右”方向表示在具体对应的示意图中所示意的左右方向，可以为正常使用状态的左右方向也可以不是。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。术语“连接”在未特别说明的情况下，既包括直接连接也包括间接连接。

在具体实施方式中，盾构接收用的洞门止水装置可以用于任何盾构工程领域。例如，该盾构接收用的洞门止水装置可以应用于矿山法隧道内盾构接收，将该盾构接收用的洞门止水装置设置于矿山法隧道的洞门壁内侧，当盾构机的刀盘通过洞门止水装置，停止掘进，通过连通管向圆环橡胶囊内注入流体，橡胶囊膨胀使弹性板向盾构机外壳处弯曲并压紧盾构机外壳，实现对盾构机外壳和洞门内壁之间的间隙直接封堵。例如，该盾构接收用的洞门止水装置可以应用与城市地铁隧道盾构接收，该盾构接收用的洞门止水装置可以安装在不同大小的工作井的洞门内壁，防止盾构掘进过程中砂浆涌向开挖面，有利于降低砂浆消耗，避免了在钢套筒盾构接收不能适用不同直径大小的盾构隧道的技术难题。

在一些实施例中，如图1-2所示，盾构接收用的洞门止水装置包括：圆环橡胶囊1，连通管2，弹性板3。

橡胶囊沿洞门内壁6的周向延伸形成环形。可选的，在洞门内壁6设置环形容纳槽，连通管2和橡胶囊1设置为一体成型结构或者螺纹连接，连通管2 的一端位于橡胶囊1内，连通管2的另一端连接流体注入设备，连通管2可选为柔性管，将气体或者水注入橡胶囊1内。

弹性板3能够与橡胶囊1接触，对橡胶囊1进行限位。例如，在容纳槽的两侧设置弹性板3的两个环形预埋槽，利用弹性板3的弹性，在长度方向上将弹性板3的一端插入第一预埋槽，对弹性板3的另一端施加压力，使弹性板3 发生弯曲以插入第二预埋槽，当向橡胶囊1内注入流体，在流体压力达到预设值时，橡胶囊1膨胀并紧贴弹性板，能够带动弹性板3的一部分向远离洞门内壁6方向运动。例如，在环形容纳槽的设置一个环形预埋孔，将弹性板3的一端插入预埋孔内，另外一端为自由端，当向橡胶囊1内注入流体，在流体压力达到预设值时，橡胶囊1膨胀并紧贴弹性板3，并使弹性板3的自由端向远离洞门内壁6方向运动。盾构接收施工过程中，弹性板3和容纳槽配合，共同完成对橡胶囊1的保护，防止盾构机外壳和盾尾翻板损坏橡胶囊1。在弹性板3 的厚度方向上设置有减薄槽30，当盾构机的刀盘8通过洞门止水装置，停止掘进，向橡胶囊1内注入流体，在流体压力达到预设值时，橡胶囊1膨胀并紧贴弹性板3，使弹性板3的减薄槽30向盾构机外壳9方向发生弯曲变形并压紧盾构机外壳9且弹性板3的减薄槽不会发生塑性变形，此时本实用新型的洞门止水装置处于工作状态。即，通过在弹性板3上设置减薄槽30降低弹性板3在减薄槽30区域的强度，在较小的流体压力下，使弹性板3的减薄槽30发生弯曲变形，有利于减少流体的注入量，减少施工成本。

在一些实施案例中，如图3所示，盾构接收用的洞门止水装置还包括设置于洞门内壁6的周向设置的安装槽4，用于容纳橡胶囊1。可选的，安装槽4 的径向截面为等腰梯形，弹性板3安装于洞门内壁6并覆盖橡胶囊1。当通过连通管2向橡胶囊1内注入流体，在流体压力达到预设值时，橡胶囊1膨胀。安装槽4位于稳固的土体内，橡胶囊1的膨胀压力难以使安装槽4发生形变，对橡胶囊1有限位作用。弹性板3上设置减薄槽30，减低弹性板的强度，在橡胶囊的碰撞压力达到预设值时，橡胶囊1被限制在安装槽4内，橡胶囊1的膨胀压力带动弹性板3发生弯曲变形。

在一些实施案例中，如图3所示，在橡胶囊的安装槽4和工作井侧壁7之间设置预埋孔，连通管2安装于预埋孔内，连通管2的一端与橡胶囊1连通，可选的，连通管和橡胶囊为一体成型结构或者螺纹连接。连通管2的另一端伸出工作井侧壁7，便于连接地面的流体注入设备。

在一些实施案例中，如图3所示，安装组件5包括预埋钢环52，预埋螺栓套筒51，圆环钢压板53和螺栓50。弹性板3通过安装组件5安装于洞门内壁 6。预埋钢环52设置于弹性板3于洞门内壁6之间，保证弹性板3不于洞门内壁6直接接触，避免洞门内壁6存在粗糙面磨损弹性板3。圆环钢压板53设置于弹性板3在厚度方向上远离洞门内壁6上的一侧，可以增大接触面积，减小螺栓50对弹性板3的压力，保护弹性板3和螺栓50。利用螺栓50固定弹性板 3与洞门内壁6，便于安装和拆卸，节省施工时间。

需要说明的是，弹性板3的减薄槽30可以为任何通过调节流体压力来控制减薄槽30弯曲并压紧盾构机外壳的结构。

在一些实施案例中，如图4-5所示，第一种类型的弹性板3的减薄槽30A 设置于弹性板3在厚度方向上远离洞门内壁6的一侧，减薄槽30A为间隔设置，减薄槽30A的结构可选为三角形或者矩形。以三角形减薄槽为例进行说明，由于减薄槽30A由多个间隔设置的三角形槽组成，在洞门止水装置处于工作状态，橡胶囊1膨胀并对弹性板3产生远离洞门内壁的膨胀压力时，有利于弹性板3 发生弯曲变形并压紧盾构机外壳9，同时多个间隔设置的三角形减薄槽提高了减薄槽30A的刚度，避免弹性板3的减薄槽30A处于弯曲变形时断裂。

在一些实施案例中，如图6所示，第二种类型的弹性板3的减薄槽30B设置于弹性板3在厚度方向上远离洞门内壁6的一侧，减薄槽30B设置为圆弧结构，便于加工生产，当橡胶囊1处于膨胀状态下，使弹性板的减薄槽30A弯曲变形，其中减薄槽30A在圆弧顶点区域在厚度方向上强度最小，该区域与盾构机外壳为线接触紧贴，有利减少盾构机掘进过程对弹性板3的磨损。

在一些实施案例中，如图7所示，第三种类型的弹性板3的减薄槽30C设置于弹性板在厚度方向上靠近洞门内壁6的一侧，减薄槽30C设置为圆弧结构。当止水装置处于工作状态时，橡胶囊1膨胀并紧贴弹性板，设置于靠近洞门内壁6的圆弧减薄槽30C，有利于将橡胶囊1导入的圆弧减薄槽30C内，使橡胶囊1的膨胀压力集中于靠近洞门内壁6的圆弧减薄槽30C，避免橡胶囊1的膨胀压力集中作用于非减薄槽30C区域，降低弹性板3厚度方向的弯曲变形量，导致弹性板3无法压紧盾构机外壳9。

在一些实施案例中，如图8所示，第四种类型的弹性板的减薄槽30D设置于弹性板3在厚度方向上的两侧，减薄槽30D包括减薄槽31和减薄槽32，减薄槽31和减薄槽32都设置为圆弧结构，不仅减少盾构机掘进过程对弹性板的磨损，同时，对橡胶囊处于膨胀状态时起导向作用。

在一些实施案例中，如图9所示，第五种类型的弹性板的减薄槽30E设置于弹性板在厚度方向上的两侧，靠近洞门内壁6的减薄槽33设置为圆弧结构，远离洞门内壁6的减薄槽34为间隔设置，减薄槽34的结构设置为三角形。不仅提高了减薄槽的刚度，同时，对橡胶囊处于膨胀状态时起导向作用。

需要说明的是，本实用新型的五种类型的的减薄槽30中圆弧的曲率和三角型槽的结构可以根据实际设计要求而不同。

此外，如图10-11所示，本实用新型提供一种盾构接收用洞门止水装置，在盾构机外壳与洞门内壁6之间的洞门间隙10直接设置封堵装置。如图10-11 所示，由于地下土地情况复杂，盾构机在掘进过程中不可避免的存在盾构机轴线11偏移误差。当洞门止水装置处于工作状态，盾构机轴线11出现偏移情况时，盾构机外壳9的下半圈与洞门内壁6的间隙减少，盾构机外壳9对下半圈的弹性板3和橡胶囊1的压力增大，橡胶囊1下半圈的流体流向橡胶囊1上半圈，橡胶囊1上半圈的水压增大。盾构机外壳9的上半圈与洞门内壁6的洞门间隙10增大，橡胶囊1上半圈的水压增大使上半圈的弹性板3的弯曲变形量增大，以压紧盾构机外壳9，保证在盾构机轴线11偏移状态下，止水装置通过自行调节橡胶囊内的流体压力，实现持续在盾构机外壳与洞门内壁之间的密封止水功能。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种盾构接收用的洞门止水装置，其特征在于，所述盾构接收用的门止水装置包括：

橡胶囊，沿洞门内壁的周向延伸形成环形；

连通管，与所述橡胶囊连通，用于向所述橡胶囊内填充或者释放流体；

弹性板，能够接触所述橡胶囊；所述弹性板设置有减薄槽；

其中，所述橡胶囊至少能够带动所述弹性板的一部分向远离所述洞门内壁方向运动。

2.根据权利要求1所述的盾构接收用的洞门止水装置，其特征在于，所述的减薄槽位于所述弹性板在厚度方向上的至少一侧。

3.根据权利要求2所述的盾构接收用的洞门止水装置，其特征在于，所述的减薄槽位于远离所述洞门内壁的一侧。

4.根据权利要求3所述的盾构接收用的洞门止水装置，其特征在于，所述的减薄槽为间隔设置。

5.根据权利要求2所述的盾构接收用的洞门止水装置，其特征在于，所述的减薄槽设置为圆弧形。

6.根据权利要求2所述的盾构接收用的洞门止水装置，其特征在于，所述的减薄槽位于所述弹性板在厚度方向上的两侧。

7.根据权利要求6所述的盾构接收用的洞门止水装置，其特征在于，远离所述洞门内壁侧的减薄槽为间隔设置，靠近所述洞门内壁的减薄槽为圆弧形。

8.根据权利要求1所述的盾构接收用的洞门止水装置，其特征在于，还包括设置于所述洞门内壁的用于容纳所述橡胶囊的安装槽，所述安装槽沿所述洞门内壁周向延伸。

9.根据权利要求1所述的盾构接收用的洞门止水装置，其特征在于，所述连通管的一端与所述橡胶囊连接，所述连通管的另一端伸出工作井侧壁。

10.根据权利要求1所述的盾构接收用的洞门止水装置，其特征在于，还包括安装组件，所述的安装组件用于安装所述的弹性板。

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