CN218862604U - 一种盾构始发和接收两用密封构造 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种盾构始发和接收两用密封构造，包括短套筒和橡胶闸组件；所述短套筒为两端开敞的钢制圆筒，设置于盾构工作井内，其后端与洞门预埋钢环相连，其前端设有可拆装的封板；所述橡胶闸组件为两组或两组以上；每组所述橡胶闸组件包括多个橡胶闸；所述橡胶闸为圆弧形，安装在设于所述短套筒筒壁内侧上的凹槽内；每组所述橡胶闸组件中的橡胶闸能够拼接为闭合的圆环形；还包括油脂注入孔，贯通的设置于所述橡胶闸之间的所述短套筒的筒壁上；该油脂注入孔连通外部的注油泵；还包括泄压孔，贯通的设置于所述短套筒后端的筒壁上，且能够封闭。本实用新型可确保盾构机掘进或退出时过程中管片外壁的压力，保证洞门注浆封闭时的密封性。

Description

一种盾构始发和接收两用密封构造

技术领域

本实用新型涉及一种建筑结构，尤其是一种隧道建筑结构，具体的说是一种盾构始发和接收两用密封构造。

背景技术

随着社会发展，城市效应逐渐显著，城市地下空间的开发与建设越来越重要。盾构法是一种主要城市隧道施工方法。盾构法施工建设时，如遇不良地层条件，盾构始发及接收过程施工安全风险较高。

目前，应对盾构始发及接收施工的工艺方法多种多样。其中，始发阶段多采用钢套筒法。该法主要采用橡胶帘布配合折压板，再增加2道钢丝刷，并在钢丝刷之间填充盾尾油脂，以便提高密封性。但是，此法为柔性被动密封方式，抵抗水土压力限值较低，容易造成始发过程渗漏水的产生。而且，在拆除钢套筒之前，需要确保管片外壁与洞门注浆封闭效果，而现有的钢套筒密封装置无法控制闭合和开启，因而，大多是在短套筒和洞门钢环连接处附近局部开10cm×10cm检查孔和管片注浆孔来进行检查注浆封堵后效果，导致无法对整个洞门进行全面检查，极易出现因局部封堵不密实而在拆短套筒过程引发洞门二次涌砂、涌水等问题。盾构接收阶段由于需要较高的密封性，因而现有的钢套筒法无法使用，大多采用水中或土中接收法。但是，该法成本高，施工周期长，影响了施工质量和进度的提升。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种盾构始发和接收两用密封构造，可以方便的应用于盾构施工的始发和接收阶段，且施工简单，安全性高，可重复使用，为提高隧道施工质量和效益创造有利条件。

本实用新型的技术方案是：

一种盾构始发和接收两用密封构造，包括短套筒和橡胶闸组件；

所述短套筒为两端开敞的钢制圆筒，设置于盾构工作井内，其后端与洞门预埋钢环相连，其前端设有可拆装的封板；该短套筒的内径大于盾构机的外径，以便所述盾构机能够放入该短套筒之内；

所述橡胶闸组件为两组或两组以上；每组所述橡胶闸组件包括多个橡胶闸；所述橡胶闸为圆弧形，安装在设于所述短套筒筒壁内侧上的凹槽内，能够沿所述短套筒径向移动至所述凹槽之内，或移动至所述凹槽之外而压紧在盾构机的外壳或管片上；每组所述橡胶闸组件中的橡胶闸能够拼接为闭合的圆环形；

所述凹槽为环形，向所述短套筒的外部突出，且与所述短套筒的轴线相垂直；

还包括油脂注入孔，贯通的设置于所述橡胶闸之间的所述短套筒的筒壁上；该油脂注入孔连通外部的注油泵；

还包括泄压孔，贯通的设置于所述短套筒后端的筒壁上，且能够封闭。

进一步的，还包括钢丝刷，为环形，设置于所述短套筒后端的内侧，且与所述短套筒的轴线相垂直；该钢丝刷与所述橡胶闸组件之间设有油脂注入孔。

进一步的，所述橡胶闸包括承载架和千斤顶；该承载架的截面为U形，其底部的外侧设有橡胶垫；所述千斤顶固定在所述短套筒的筒壁外侧，其活塞杆穿过所述短套筒的筒壁后与所述承载架的底部内侧相连。

进一步的，所述承载架的两端分别设有连接块I和连接块II；该连接块I和连接块II均为齿状，能够相互活动的插接；该连接块I和连接块II的底部分别设有橡胶垫；该橡胶垫的侧边能够相互贴合，使相邻的所述承载架之间实现互嵌密封式连接。

进一步的，所述封板与短套筒之间采用法兰连接；该法兰与封板之间设置密封橡胶圈。

进一步的，所述洞门预埋钢环和钢丝刷之间、以及橡胶闸组件之间的短套筒筒壁上分别安装压力检测装置，以便检测相应处的短套筒内的压力。

进一步的，所述钢套筒外侧面上设有轴向设置的加强筋。

进一步的，所述封板外侧面上设有径向设置的加强筋。

本实用新型的有益效果：

本实用新型设计合理，结构简单，使用方便，有效克服了现有钢套筒存在的问题，可确保管片外壁与洞门注浆封闭时的密封性，并可及时准确的检测洞门的封闭性，从而，有效提高了洞门注浆封闭效果。而且，本实用新型可以同时应用于盾构机的始发阶段和接收阶段，简化了施工程序，降低了施工成本，缩短了施工周期，为提高施工质量和效益创造有利条件。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中AA剖面示意图。

图3是图2中CC剖面示意图。

图4是图2中DD剖面示意图。

图5是图4中FF剖面示意图。

其中，1-封板；2-加强筋；3-压力表；4-橡胶闸组件；5-油脂注入孔；6-工作井结构墙；7-洞门预埋钢环；8-钢丝刷；9-短套筒；10-泄压孔；11-凹槽；41-承载架；42-橡胶垫；43-连接块I；44-连接块II；45-千斤顶；46-活塞杆。

实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1至5所示。

一种盾构始发和接收两用密封构造，包括短套筒9和橡胶闸组件4等。

所述短套筒9为两端开敞的钢制圆筒，设置于盾构工作井内，其后端与洞门预埋钢环7相连，其前端设有封板1。该封板1与短套筒9之间采用法兰连接，并在该法兰与封板之间设置密封橡胶圈，可确保密闭连接，并方便拆卸。优选的，所述短套筒9外侧面上设有轴向设置的加强筋2，可提高短套筒的支撑力。同样的，所述封板1外侧面上设有径向设置的加强筋2，以便增大其支撑力。

所述短套筒9的内径与工作井的洞门相当，且大于盾构机的外径，以便所述盾构机能够放入该短套筒之内，实现对盾构机的始发和接收。

所述橡胶闸组件4包括多个橡胶闸，本实施例为6个。该橡胶闸包括承载架41和千斤顶44。所述承载架41为外凸的圆弧形，其截面为U形，其底部的外侧设有橡胶垫42。该承载架41的两端分别设有连接块I43和连接块II44。该连接块I43和连接块II44均为齿状，且相互配合，够相互活动的插接，以便相邻的所述承载架相连接。该连接块I43和连接块II44的底部分别设有橡胶垫42，并能够在侧边相互贴合，实现互嵌密封式连接。每组的全部承载架连接后呈环形，其内径为可变，且该内径的最小值略小于盾构机管片的外径，以便能够紧密的压紧在管片上。优选的，所述连接块I43为三齿状，所述连接块II44为两齿状，可相互配合插接，并可提高密封性。

所述橡胶闸安装在设于所述短套筒9筒壁内侧上的凹槽11内。所述凹槽11为环形，向所述短套筒9的外部突出，且与所述短套筒9的轴线相垂直。该凹槽11的深度大于所述橡胶闸的厚度，使所述橡胶闸可以沿所述短套筒径向外移而置于所述凹槽11之内，或沿所述短套筒径向内移而置于所述凹槽11之外，以便压紧在盾构机的外壳或管片上。

所述千斤顶45固定在所述短套筒9的筒壁外侧，其活塞杆46穿过所述短套筒9的筒壁后与所述承载架41的底部内侧相连，以便带动所述承载架沿短套筒径向进行移动。该活塞杆46与所述短套筒9的连接处设有密封圈，可以保证连接处的密封性。优选的，所述活塞杆46连接于所述承载架的中心位置，方便使用。

所述橡胶闸组件4为三组，相互间隔平行设置，其间距可根据具体工程和盾构机而定。

还包括钢丝刷8。该钢丝刷8为环形，设置于所述短套筒9后端的内侧，且与所述短套筒9的轴线相垂直，可对盾构机外壁上的泥土或碎石等进行阻挡，避免泥土或碎石等对橡胶闸的密封面造成影响。该钢丝刷可选用本领域常规的盾尾刷，方便使用。

还包括油脂注入孔5，设置于所述钢丝刷8和橡胶闸组件4之间，以及各橡胶闸组件之间的短套筒9筒壁上。该油脂注入孔5与所述短套筒9筒壁相贯通，并与外部的注油泵相连通，以便将油脂注入短套筒内。优选的，每个区间内的所述油脂注入孔可以为多个，沿所述短套筒周向均匀布置，以便使注油更加迅速和均匀。

还包括泄压孔10。该泄压孔10贯通的设置于所述短套筒9后端的筒壁上，且能够封闭，可通过该泄压孔对短套筒内进行注水和排水，或是排气泄压。

所述洞门预埋钢环7和钢丝刷8之间、以及橡胶闸组件4之间的短套筒9筒壁上分别安装压力检测装置，以便检测相应处的短套筒内的压力。优选的，该压力检测装置可以是压力表3，方便安装和使用。

本实用新型的运行过程为：

一、盾构始发阶段：

1）短套筒的安装与准备；将短套筒的后端焊接在洞门预留钢环上，拆去封板，同时，在钢丝刷上涂以盾尾油脂，提升其密封性。

 2）盾构机推入短套筒内，刀盘距离开挖面10cm后，将三组环形橡胶闸组件全部伸出而压紧在盾构机外壳上，使短套筒和盾构机之间形成两个密封空腔。然后，通过油脂注入孔向密封腔内注入盾尾油脂，以便增大密封空腔内的压力，并可润滑盾构机外壳，利于盾构机的移动。然后，通过压力表检测密封空腔内的压力，直至盾尾油脂的注入压力不小于始发处洞门的水头压力时停止注油，并保持其压力。

 3）盾构机继续掘进，当盾尾通过第一道橡胶闸组件时，调节该橡胶闸组件中的千斤顶，使该组件中的各橡胶闸沿径向内移，直至压紧在拖出盾尾的管片上。同时，继续向该橡胶闸组件所在的密封空腔内注油，并配合压力表监测，确保其中的压力值与之前的相同。重复该动作，直至盾构机完全进入土体，使全部橡胶闸组件都压紧在管片上。同时，在钢丝刷和与其相邻的橡胶闸组件之间也注入盾尾油脂，并提高其压力至要求。

 4）通过二次注浆封堵洞门处管片与洞门预埋钢环之间的空隙，并在封堵完成后，由千斤顶控制所有橡胶闸组件缩至短套筒筒壁内侧上的凹槽中。然后，检查短套筒井内端部短套筒筒壁与管片外壁间隙是否有泥水渗出，以判断注浆防堵情况。当确认二次注浆可靠封闭后，拆除短套筒。

二、盾构接收阶段：

1）短套筒的安装与准备；将短套筒的后端焊接在洞门预留钢环上，并确保封板安装牢固。然后，通过泄压孔向短套筒内注水，直至水压力等于地层水土压力。

2）盾构机由土层出来，进入短套筒内。当刀盘距离封板10cm左右时，全部的橡胶闸组件伸出而压紧在盾构机外壳上，形成若干密封空腔。然后，通过各油脂注入孔向密封空腔内注入盾尾油脂而填充密封空腔，并提升密封空腔内的压力值。然后，通过压力表检测，直至油脂注入压力不小于洞门的水头压力。

3）通过泄压孔排水后，打开封板。盾构机继续前行而移出短套筒的前端开口。同时，盾尾带出的管片经过其运行方向上的第一道橡胶闸组件时，该橡胶闸组件上的千斤顶加力，使橡胶闸径向内移而压紧在管片上。同时，向该橡胶闸组件所在密封空腔继续注入盾尾油脂，确保其压力值保持不变。重复上述动作，直至盾构机全部移出短套筒，并使全部橡胶闸组件压紧在管片上。

4）通过二次注浆封堵洞门处管片与洞门预埋钢环之间的空隙，并在封堵完成后，由千斤顶控制所有橡胶闸组件缩至短套筒筒壁内侧上的凹槽中。然后，检查短套筒井内端部短套筒筒壁与管片外壁间隙是否有泥水渗出，以判断注浆防堵情况。当确认二次注浆可靠封闭后，拆除短套筒。

本实用新型有效克服了现有盾构施工中使用钢套筒存在的问题，通过设置多组橡胶闸组件，确保盾构机掘进或退出过程中管片外壁的压力，保证洞门注浆封闭时的密封性，从而，有效提高了洞门注浆封闭效果。而且，本实用新型可以同时应用于盾构机的始发阶段和接收阶段，简化了施工程序，降低了施工成本，缩短了施工周期，为提高施工质量和效益创造有利条件。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (8)

1.一种盾构始发和接收两用密封构造，包括短套筒和橡胶闸组件，其特征是，

所述短套筒为两端开敞的钢制圆筒，设置于盾构工作井内，其后端与洞门预埋钢环相连，其前端设有可拆装的封板；该短套筒的内径大于盾构机的外径，以便所述盾构机能够放入该短套筒之内；

所述橡胶闸组件为两组或两组以上；每组所述橡胶闸组件包括多个橡胶闸；所述橡胶闸为圆弧形，安装在设于所述短套筒筒壁内侧上的凹槽内，能够沿所述短套筒径向移动至所述凹槽之内，或移动至所述凹槽之外而压紧在盾构机的外壳或管片上；每组所述橡胶闸组件中的橡胶闸能够拼接为闭合的圆环形；

所述凹槽为环形，向所述短套筒的外部突出，且与所述短套筒的轴线相垂直；

还包括油脂注入孔，贯通的设置于所述橡胶闸之间的所述短套筒的筒壁上；该油脂注入孔连通外部的注油泵；

还包括泄压孔，贯通的设置于所述短套筒后端的筒壁上，且能够封闭。

2.根据权利要求1所述的盾构始发和接收两用密封构造，其特征是，还包括钢丝刷，为环形，设置于所述短套筒后端的内侧，且与所述短套筒的轴线相垂直；该钢丝刷与所述橡胶闸组件之间设有油脂注入孔。

3.根据权利要求1所述的盾构始发和接收两用密封构造，其特征是，所述橡胶闸包括承载架和千斤顶；该承载架为圆弧形，其截面为U形，其底部的外侧设有橡胶垫；所述千斤顶固定在所述短套筒的筒壁外侧，其活塞杆穿过所述短套筒的筒壁后与所述承载架的底部内侧相连。

4.根据权利要求3所述的盾构始发和接收两用密封构造，其特征是，所述承载架的两端分别设有连接块I和连接块II；该连接块I和连接块II均为齿状，能够相互活动的插接；该连接块I和连接块II的底部分别设有橡胶垫；该橡胶垫的侧边能够相互贴合，使相邻的所述承载架之间实现互嵌密封式连接。

5.根据权利要求1所述的盾构始发和接收两用密封构造，其特征是，所述封板与短套筒之间采用法兰连接；该法兰与封板之间设置密封橡胶圈。

6.根据权利要求2所述的盾构始发和接收两用密封构造，其特征是，所述洞门预埋钢环和钢丝刷之间、以及橡胶闸组件之间的短套筒筒壁上分别安装压力检测装置，以便检测相应处的短套筒内的压力。

7.根据权利要求1所述的盾构始发和接收两用密封构造，其特征是，所述短套筒外侧面上设有轴向设置的加强筋。

8.根据权利要求1所述的盾构始发和接收两用密封构造，其特征是，所述封板外侧面上设有径向设置的加强筋。

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