CN218991588U - Tbm盾尾封堵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种TBM盾尾封堵系统，包括：耐磨密封板结构，整体呈与TBM盾尾一致的环形连接固定至TBM盾尾，包括内侧密封板和外侧密封板，密封板具有连接端和封堵端，连接端闭合并连接固定至TBM盾尾，封堵端朝向掘进后方开口，并且内侧密封板抵接管片，外侧密封板抵接围岩；橡胶气囊结构，整体呈与TBM盾尾一致的环形布置在所述内侧密封板与外侧密封板之间，在充气膨胀状态下，橡胶气囊结构内侧区域与管片紧密接触，外侧区域与围岩紧密接触。采用本实用新型的封堵系统，安装在TBM盾尾，能够对管片与围岩之间产生的间隙进行及时封堵，使得施工过程中能够超前吹填豆砾石，并实现同步灌浆。

Description

TBM盾尾封堵系统

技术领域

本实用新型涉及隧道施工技术领域，尤其涉及开挖间隙回填技术，具体涉及TBM盾尾封堵系统。

背景技术

TBM即(全断面)隧道掘进机(Tunnel Boring Machine)，分为敞开式隧道掘进机和护盾式隧道掘进机两种。护盾式隧道掘进机区别于敞开式掘进施工法，其自带护盾，不需要进行锚喷、二衬等繁琐的支护手段，只需要在开挖完成后进行管片衬砌拼装和壁后间隙回填两道工序即可，是集开挖、支护、出渣于一体，可以实现隧道的一次成型。

与盾构的盾尾结构最大的差别是，TBM盾尾没有盾尾刷，因此与管片间不能构成封闭体系。常规的TBM盾尾内外两侧不设有封堵装置，这就导致在吹填豆砾石或灌浆时不能太靠近盾尾，否则极易导致豆砾石或浆液渗漏进入隧道内部，影响隧道内的正常施工。但如果远离盾尾吹填豆砾石的话，这就会导致刚脱出盾尾那几环的管片处于腾空状态，即仅靠千斤顶推力和螺栓维持管片的受力平衡，极易造成管片结构失稳。因此，常规的TBM施工采用将盾尾底部两侧(7点位和4点位位置)开两个槽，以保证能及时将垫块(有的采用木质垫块、有的用预制混凝土垫块、有的甚至采用工字钢垫块等)垫到盾尾刚脱出的那一环，不至于其处于腾空的危险状态。

现有的护盾式TBM的管片拼装及回填存在如下问题：

(1)豆砾石无法做到同步充填。即由于TBM盾尾的不封闭结构，过早吹填豆砾石必定会导致漏入隧道内，甚至引起大量灰尘导致无法正常施工。因此豆砾石的吹填不得不滞后，同时灌浆过程也不得不在此基础上更加滞后。

(2)至少脱出盾尾的3～5环管片不能受到充填的豆砾石的保护，仅靠底部垫块的支撑难以保证整环管片结构的稳定。

(3)由于底部垫块的阻挡，导致豆砾石吹填过程中难以将管片底部位置吹填“饱满”。这就导致灌浆后出现许多豆砾石分布不均匀、甚至纯水泥灌浆体的情况。

(4)TBM盾尾处的开挖间隙无法密封，因此常规施工只能通过吹填豆砾石的方式完成初步填充，再通过注入水泥浆完成二次填充。而相比于盾构的同步注浆的一次填充来说，这种分两次填充的效果往往较差。

因此，有必要提出一种新的TBM盾尾封堵方案，以保证对管片与围岩之间产生的间隙进行及时封堵，避免以上问题的发生。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本实用新型主要目的是提供一种TBM盾尾封堵系统，以解决现有技术中的一个或多个问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种TBM盾尾封堵系统，包括：耐磨密封板结构，整体呈与TBM盾尾一致的环形连接固定至TBM盾尾，所述耐磨密封板结构包括内侧密封板和外侧密封板，内侧密封板与外侧密封板具有连接端和封堵端，连接端闭合并连接固定至TBM盾尾，封堵端朝向掘进后方开口，并且内侧密封板抵接管片，外侧密封板抵接围岩；橡胶气囊结构，整体呈与TBM盾尾一致的环形布置在所述内侧密封板与外侧密封板之间，所述橡胶气囊结构具有面向掘进后方的封堵面，并且在充气膨胀状态下，所述封堵面的内侧区域与管片紧密接触，外侧区域与围岩紧密接触。

较佳的，所述TBM盾尾边缘临时开设螺栓孔，耐磨密封板结构通过基座板和螺栓固定至TBM盾尾。

较佳的，所述内侧密封板与外侧密封板在非使用状态下在封堵端连接固定形成闭合，使用状态下能够弹开朝向掘进后方开口。

较佳的，所述内侧密封板与外侧密封板在封堵端开设有多个螺丝孔，非使用状态下采用一条形连接板和螺丝连接固定形成闭合，使用状态下通过拧开螺丝拆卸条形连接板后能够自动弹开。

较佳的，所述内侧密封板在封堵端作向外弯折处理，所述外侧密封板在封堵端作向内弯折处理，并在弯折处作倒圆角。

较佳的，所述内侧密封板与外侧密封板均由三片板片横向局部重叠交错搭接构成，所述板片采用65Mn弹簧钢制作。

较佳的，所述橡胶气囊结构为一整环形气囊，呈与TBM盾尾一致的环形布置在所述内侧密封板与外侧密封板之间，在充气膨胀后环形内圈与管片紧密贴合，环形外圈与围岩紧密贴合。

较佳的，该TBM盾尾封堵系统还包括气囊保护结构，所述气囊保护结构包括外包耐磨弹性钢丝网，外包耐磨弹性钢丝网包覆在所述封堵面，一端绕过所述封堵面的内侧区域连接固定于所述内侧密封板上，另一端绕过所述封堵面的外侧区域连接固定于所述外侧密封板上。

较佳的，所述气囊保护结构还包括内嵌耐磨弹性钢丝网，内嵌耐磨弹性钢丝网嵌入气囊表层或内部。

较佳的，所述橡胶气囊结构还具有面向掘进前方的充气面，在充气面上设置至少两组间隔不大于180^°的进气孔和排气孔。

本实用新型相对于现有技术的有益效果是：本实用新型设计了一种安装在TBM盾尾的封堵系统，在不影响正常施工的前提下，以保证对管片与围岩之间产生的间隙进行及时封堵。预期能够达到如下效果：

(1)能够完全堵住豆砾石，保证在吹填过程中不会流进隧道内，以达到“盾尾刚脱出即可吹填豆砾石”的效果；

(2)能够完全阻挡无压力的流动浆液，使灌浆时机提前。TBM隧道的灌浆一般从管片抓举孔进行，常规条件下一般在吹填豆砾石20环后才开始灌浆，而使用封堵系统后，可以保证吹填豆砾石1～2环后即可灌浆。

(3)基本能够阻挡低压力的灌浆，使“吹填豆砾石+灌浆”替换为“同步灌浆”的方式实现。因为在一些富水中强风化类岩层TBM的施工时，直接灌浆充填的方式能够使浆液直接渗入围岩中，既起到加固作用，又能够保证填充，同时还能起到止水、堵水作用。因此往往比吹填豆砾石的效果更好。

应当理解，本实用新型任一实施方式的实现并不意味要同时具备或达到上述有益效果的多个或全部。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容涵盖的范围内。

图1为TBM盾尾的内外两侧示意图；

图2为耐磨密封板与盾尾连接侧面示意图(未示出气囊)；

图3为封堵系统结构侧面示意图(充气前)；

图4为封堵系统使用状态示意图(充气后)；

图5为封堵系统横截面示意图(充气前)；

图6为封堵系统横截面示意图(充气后)；

图7为耐磨密封板结构平面示意图(三片叠置)；

图8为封堵系统安装流程示意图；

图9为采用封堵系统进行施工流程示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型实施例作进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

应当理解，术语“包括/包含”、“由……组成”或者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产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素，而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素，并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。

还需要理解，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本实用新型的限制。

基于现有技术中存在的问题，本实用新型设计一种直接可安装在TBM盾尾的封堵设备，该封堵设备的设计考虑了以下原则：

(1)安装可行性和适用性。该设备要具有普遍性，即可在大部分TBM的盾尾直接安装，同时又不能过大地损坏或更改既有盾尾的结构，影响TBM本身的设备使用。

(2)必须同时具备封堵盾尾内侧和外侧的能力。如图1所示，当豆砾石吹填后有两个路径造成泄露，第一个是盾尾内侧(即盾尾与管片外壁之间的缝隙)，豆砾石从此路径泄露会严重影响隧道内的工人施工、引起灰尘等，在此清理又会浪费施工时间，影响施工效率；而第二个是盾尾外侧(即盾尾与围岩之间的间隙)，豆砾石从该间隙流入前方盾壳，造成了浪费，并且难以保证豆砾石充填均匀。因此，要同时保证内外两侧的封堵效果。

(3)耐磨性。这一点要专门针对外侧的封堵设备，因为外侧的封堵设备会直接与围岩接触，且在TBM推进过程中一直与围岩产生接触摩擦。

(4)柔韧性。这一点针对的是内侧的封堵设备，因为内侧封堵设备直接与管片外壁接触，过大的刚度会造成管片的破损。因此要具有一定的柔韧性和可变形度，保证封堵设备与管片外壁呈柔性接触。

(5)可检查性和可更换性。对于TBM施工过程中恶劣的地质条件的不可控制，因此必须保证能在方便的条件下检查封堵设备的完整性，同时还要保证其可更换性，以备在封堵设备严重磨损的情况下进行及时更换，因此为了能够方便人工更换，其单块重量不得过大。

鉴于以上存在的问题和设计要求，本实用新型设计一种TBM盾尾封堵解决方案，以某6m级直径的TBM盾尾为例，结合较佳的实施方式对本实用新型的实现进行详细的描述。

本实用新型提供的一种TBM盾尾封堵系统，如图3所示，封堵系统整体安装在现有的TBM盾尾1上，由耐磨密封板结构2、橡胶气囊结构3及各部件相应的连接螺栓组成。

如图2、5、6所示，本实用新型中，耐磨密封板结构2整体呈与TBM盾尾一致的环形连接固定至TBM盾尾，耐磨密封板结构包括内侧密封板201和外侧密封板202，内侧密封板201与外侧密封板202具有连接端和封堵端，连接端闭合并连接固定至TBM盾尾1，封堵端朝向掘进后方开口，并且内侧密封板201抵接管片，外侧密封板202抵接围岩。

继续参见图3～6，橡胶气囊结构3整体呈与TBM盾尾1一致的环形布置在内侧密封板201与外侧密封板202之间，橡胶气囊结构3具有面向掘进后方的封堵面，并且在充气膨胀状态下，封堵面的内侧区域与管片紧密接触，外侧区域与围岩紧密接触。

需要说明，内侧密封板201和外侧密封板202具有一定的长度和宽度，具有相对的一端和另一端，较佳的长度是宽度的3-4倍，所谓的连接端即用于连接至TBM盾尾1的一端，封堵端即相对的另一端，该另一端朝向掘进后方用于实现对TBM开挖间隙的封堵。

在本实用新型中，以下术语应当做一般性理解：

所谓“内侧”应当理解为靠近TBM的一侧，“外侧”即靠近围岩的一侧。

所谓“前方”应当理解为TBM掘进的方向，“后方”即TBM掘进的反方向。

借助本实用新型的封堵结构，直接安装于现有的TBM盾尾上，内侧密封板201抵接贴合管片，实现对盾尾内侧(即盾尾与管片外壁之间的缝隙)的封堵，外侧密封板202抵接贴合围岩，实现对盾尾外侧(即盾尾与围岩之间的间隙)的封堵，同时借助充气封堵，如此，可以完全将管片壁后间隙堵住，此时吹填豆砾石或灌浆既不会泄露至盾尾内侧影响隧道内的工人施工、引起灰尘等，也不会从盾尾外侧流入前方盾壳造成浪费，影响回填质量，并且能够在TBM盾尾脱出后及时对开挖间隙进行吹填豆砾石或回填灌浆作业，让TBM隧道同步吹填或灌浆成为可能。

需要说明，本实用新型中灌浆的浆液指单液浆，而非快速凝结的“水泥+水玻璃”双液浆。

在一些实施例中，继续参见图3，TBM盾尾1边缘临时开设螺栓孔，耐磨密封板结构1通过基座板4和螺栓5固定至TBM盾尾1。基座板4为条形直板或存在一定弧度的弧形板结构，边缘形状与TBM盾尾1边缘对应一致，例如设计为企口型，能与TBM盾尾1边缘贴合固定即可，其上开设有多个螺栓孔401，参见图7，通过采用螺栓穿过基座板4上的螺栓孔401和TBM盾尾1边缘上的螺栓孔，从而将基座板4连接固定至TBM盾尾1上。耐磨密封板与盾尾采用螺栓连接的方式，螺栓易拆卸，当密封板刷磨损严重时可直接通过拆卸螺栓更换而不像焊接那样需要切割下来，不管是安装还是磨损后的更换都比较方便；相比于焊接等热处理方式，焊接受热容易导致盾尾变形，盾尾变形后(即变得不圆)会严重影响管片拼装的质量，螺栓连接不会损坏盾尾的结构，也不会因焊接等热处理造成盾尾变形等问题。

在一些实施例中，耐磨密封板结构2由多组密封板组成，多组密封板整体呈与TBM盾尾1一致的环形连接固定至TBM盾尾1，并且每组密封板均由内侧密封板和外侧密封板构成。多组密封板结构相同，沿环形依次拼接在TBM盾尾1。

在一些实施例中，如图2、7，内侧密封板201与外侧密封板202在连接端开设有多个螺栓孔，用于通过螺栓5连接固定至基座板4；如图2，本实用新型优选开设2个螺栓孔，通过其中一个螺栓孔与相邻密封板连接固定，并固定至基座板4。当然，本实用新型较佳的在基座板4上开设两排螺栓孔，其中一排与TBM盾尾1通过螺栓5连接固定，另一排通过螺栓5连接固定内侧密封板201和外侧密封板202。

在一些实施例中，内侧密封板201与外侧密封板202在非使用状态下在封堵端连接固定形成闭合，即二者在封堵端合并，相对于张开呈Y型结构而言，如此便于运输、叠放和使用时拿起。在使用时，二者又能够弹开朝向掘进后方开口，形成Y型，以便于对上方和下方间隙进行封堵。

优选的，如图2所示，内侧密封板201与外侧密封板202在封堵端开设有多个螺丝孔203，非使用状态下采用一条形连接板和螺丝(图中未示出)连接固定形成闭合，使用状态下通过拧开螺丝拆卸条形连接板后能够自动弹开。

继续参见图2，在一些实施例中，内侧密封板201在封堵端作向外弯折处理，图中即向上弯折，外侧密封板202在封堵端作向内弯折处理，图中即向下弯折，弯折处理形成弯折段，并在弯折处作倒圆角。优选的，弯折处理为90°弯折，并在弯折处做圆滑处理，如此借助圆滑面与围岩面(外侧)或管片外壁(内侧)接触，避免尖锐棱角增加板体的快速磨损或影响管片。

在做弯折处理时，封堵端的螺丝孔203开设在弯折段上。

在一些实施例中，密封板材质选用65Mn弹簧钢制作。弹簧钢尺寸长350～370mm(完全伸长)，宽100mm，厚1mm。65Mn弹簧钢材质具有一定的弹性，一是能够确保前述松开紧固螺丝后的自动弹开，二是便于前述弯折处理弯折成一定角度，且65Mn弹簧钢材料既具有一定耐磨性，保证与围岩接触的耐磨损性能；又有一定柔韧性，保证与管片接触时不会损坏管片。

继续参见图7，本实用新型中，内侧密封板201与外侧密封板202均由三片板片横向局部重叠交错搭接构成，搭接处采用螺栓连接在一起，三层重叠交错搭接能够确保密封板的密封性。优选的，一组密封板布置两个孔，特别地，为了增强密封效果，每个螺栓孔固定两组重叠的密封板，这样就能够保证整环密封板刷连续无错缝，整体的布置效果如图5、6所示。

再参见图3～6，在一些实施例中，橡胶气囊结构3为一整环形气囊，呈与TBM盾尾1一致的环形布置在内侧密封板201与外侧密封板202之间，在充气膨胀后环形内圈与管片紧密贴合，环形外圈与围岩紧密贴合，如图4。

本实用新型中，橡胶气囊结构3较佳的采用三层丁腈橡胶夹两层尼龙布制成高压厚橡胶气囊，耐磨，耐热，最大承压5bar。气囊未充气前受到上下两层耐磨密封板的保护，当气囊充气膨胀后与管片和围岩紧贴，即可起到密封的作用。

橡胶气囊结构3还具有面向掘进前方的充气面，在充气面上设置至少两组间隔不大于180^°的进气孔和排气孔。也可在气囊的左右两侧连接两个进/排气孔，两个孔都安装有空气压缩机并配备数显式气囊压力计，数显式气囊压力计可以随时记录气囊所受压力的变化，包括受到浆液的挤压力等等，以随时判断密封系统的止浆情况。

因为气囊是整环安装在密封板外侧，需要受到密封板保护，并在膨胀后还要具备一定的耐磨能力。在一些实施例中，本实用新型在气囊外侧设置气囊保护结构6，与耐磨密封板结构2连接固定，至少包围橡胶气囊结构的封堵面，并能够随气囊的充气膨胀而伸展。通过在气囊外侧设置保护结构，对气囊形成保护，防止施工过程中或围岩碎屑对气囊造成的意外破坏。

较佳的，气囊保护结构6为耐磨弹性钢丝网，耐磨弹性钢丝网首先包括外包耐磨弹性钢丝网，外包耐磨弹性钢丝网包覆在封堵面上，一端绕过封堵面的内侧区域连接固定于所述内侧密封板201上，另一端绕过所述封堵面的外侧区域连接固定于所述外侧密封板202上。如图4，气囊的封堵侧(即与豆砾石或浆液接触的一侧)嵌满耐磨弹性钢丝网，充气膨胀后耐磨弹性钢丝网被拉长并作为保护层与管片和围岩直接接触，避免橡胶与围岩直接接触发生磨损，起到保护气囊的作用。

另外，耐磨弹性钢丝网还可进一步包括内嵌耐磨弹性钢丝网(图中未示出)，内嵌耐磨弹性钢丝网嵌入气囊表层或内部；如此将钢丝网嵌入橡胶一部分，钢丝网与橡胶形成一体，例如在橡胶成型时采用热处理方式把钢丝网一体嵌入气囊表面或内部，能与橡胶结合地更牢固，提高橡胶气囊本身的强度。

需要说明，外包耐磨弹性钢丝网与内嵌耐磨弹性钢丝网可以是相互独立的两组钢丝网，也可以是一组钢丝网，此时钢丝网为多层结构，里层嵌入橡胶，外层外包在气囊表面，当然钢丝网也可以是一层结构，钢丝网局部嵌入橡胶，局部外包在气囊表面，本实用新型对此不作具体限制。

容易理解，钢丝网在外包或内嵌时，做成折叠弯曲型结构，类似家用厨房钢丝球，如此在橡胶伸展时能够跟随一起伸展。

较佳的，如图3所示，气囊上的耐磨弹性钢丝网通过引线与密封板采用螺丝7连接固定于内侧密封板201与外侧密封板202上，引线每隔1m左右布置一道，可以用自攻螺丝拧入密封板上固定即可。

参见图8，下面对本实用新型的TBM盾尾封堵系统的安装基本流程进行详细阐述。

同样地，以实际某6m级直径的TBM盾尾密封板刷的安装为例，详细的安装流程如下：

(1)盾尾开槽的封堵及打螺栓孔(如果有开槽的话)

若有盾尾开槽，将盾尾开槽的缺口位置补全，形成完整盾壳，以保证止浆板刷安装的完整性。同时在盾尾一周打设与密封系统连接匹配的螺栓孔。

(2)基座板安装，采用螺栓将基座板安装至TBM盾尾；

(3)密封板安装，将内侧密封板与外侧密封板的连接端插入基座板，采用螺栓连接固定；

正常先在基座板上下安装一块密封板，内边贴紧，塞入即可，然后用螺栓固定。

重复步骤(2)、(3)，沿TBM盾尾环向依次横向安装基座板，并交错重叠安装其他密封板。

(4)安装完所有密封板后，拆卸内侧密封板与外侧密封板封堵端的螺丝，密封板在自身弹力作用下自动张开，形成朝向盾构掘进后方的Y型开口，并且内外侧密封板端部分别抵接管片和围岩；

(5)将未充气的气囊(一整环)摆放至指定位置，即放入张开状态下的内侧密封板与外侧密封板之间；

(6)在气囊的封堵面铺设耐磨弹性钢丝网，两端采用螺丝连接固定在内侧密封板与外侧密封板封上，同时实现了气囊的临时固定，防止气囊松动、移位或掉落；

(7)进行空压机及仪表调试，空压机可事先布置在TBM内的合适位置，最后检查气囊密闭性，检查密封板连接情况、张开度及弹性，安装完成。

如图8所示，上述板刷的安装建议在地面进行，因为盾尾在地面成直立状态，安装较为方便；当然也可在井下进行，而橡胶气囊的连接则需要在井下，待整个TBM机体安装完成后，在始发洞门进行安装。

参见图9，本实用新型的TBM盾尾封堵系统的施工流程如下：

(1)TBM向前掘进，掘进结束后进行管片拼装；

(2)设定气压，向气囊充气；

(3)检验气囊气压稳定性，若不稳定，检查气囊后重新充气，直至气囊气压稳定；

(4)待气囊气压稳定后，通过脱出盾尾第1～2环管片的抓举孔向开挖间隙吹填豆砾石，并在吹填完成后立即在相同位置进行同步灌浆；

(5)灌浆后检查隧道内部是否漏浆，若漏浆则增加气压再次进行调整，直至完成整环管片的吹填/灌浆；

(6)气囊排气，TBM继续向前掘进，准备下一环管片的拼装和封堵施工。

盾尾封堵系统的检查及更换：

(1)密封板的检查更换

在TBM正常掘进过程中，如果发现有豆砾石或浆液漏出，则可能是某个位置的密封板刷破损或失效，需要进行检查更换。由于TBM隧道的施工基本都处于常压状态，因此密封板刷的更换过程相对简单，直接将盾尾整个部分拖出，找到破损或失效的板刷，然后将该板刷左右临近的两块也同样拆除。

(2)橡胶气囊的检查更换

橡胶气囊的检查从气压表即可判断其是否有漏气情况。本实用新型采用三层丁腈橡胶夹两层尼龙布制成高压厚橡胶气囊，耐磨，耐热，最大承压5bar，其一般情况下不会出现破损，即使破损一般也不需要整个更换，有磨损的位置时将该位置附近的密封板拆卸下来，进行适当修补即可。

封堵系统的应用效果评价：

本实用新型设计的封堵系统进行了现场实际的工程应用，某工程在TBM始发前安装了封堵系统后至接收一共掘进了675m，期间进行检查过两次密封板，但其状态良好故没有进行更换。

(1)密封板的磨损情况：

TBM接收时所有板刷完整无缺、状态均良好、没有过多磨损的情况，特别对于最不利的底面板刷来说，其基本也未发生破坏。这表明本实用新型设计的质量、耐磨性良好。

(2)对施工的改善情况：

密封板最主要的还是保证豆砾石和灌浆及时回填的作用，通过本工程的实践，TBM施工得到了如下改进：

(1)不需要放置垫块，节省了准备垫块的时间和成本；

(2)能完全保证豆砾石同步回填(即盾尾刚脱出就能够受到豆砾石承重)，且吹完豆砾石后可立即进行灌浆。未安装密封板前脱出盾尾6～8环才能吹填豆砾石、同步灌浆更是在豆砾石吹填后的20～25环左右进行；而安装密封板后能保证管片脱出盾尾第一环即可立即吹填并能够进行灌浆；

(3)管片错台、破损、渗漏水情况得到了显著缓解。这一点从施工现场情况观察非常明显。

本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种TBM盾尾封堵系统，其特征在于，包括：

耐磨密封板结构，整体呈与TBM盾尾一致的环形连接固定至TBM盾尾，所述耐磨密封板结构包括内侧密封板和外侧密封板，内侧密封板与外侧密封板具有连接端和封堵端，连接端闭合并连接固定至TBM盾尾，封堵端朝向掘进后方开口，并且内侧密封板抵接管片，外侧密封板抵接围岩；

橡胶气囊结构，整体呈与TBM盾尾一致的环形布置在所述内侧密封板与外侧密封板之间，所述橡胶气囊结构具有面向掘进后方的封堵面，并且在充气膨胀状态下，所述封堵面的内侧区域与管片紧密接触，外侧区域与围岩紧密接触。

2.根据权利要求1所述的TBM盾尾封堵系统，其特征在于：

所述TBM盾尾边缘临时开设螺栓孔，耐磨密封板结构通过基座板和螺栓固定至TBM盾尾。

3.根据权利要求1所述的TBM盾尾封堵系统，其特征在于：

所述内侧密封板与外侧密封板在非使用状态下在封堵端连接固定形成闭合，使用状态下能够弹开朝向掘进后方开口。

4.根据权利要求3所述的TBM盾尾封堵系统，其特征在于：

所述内侧密封板与外侧密封板在封堵端开设有多个螺丝孔，非使用状态下采用一条形连接板和螺丝连接固定形成闭合，使用状态下通过拧开螺丝拆卸条形连接板后能够自动弹开。

5.根据权利要求1所述的TBM盾尾封堵系统，其特征在于：

所述内侧密封板在封堵端作向外弯折处理，所述外侧密封板在封堵端作向内弯折处理，并在弯折处作倒圆角。

6.根据权利要求1所述的TBM盾尾封堵系统，其特征在于：

所述内侧密封板与外侧密封板均由三片板片横向局部重叠交错搭接构成，所述板片采用65Mn弹簧钢制作。

7.根据权利要求1所述的TBM盾尾封堵系统，其特征在于：

所述橡胶气囊结构为一整环形气囊，呈与TBM盾尾一致的环形布置在所述内侧密封板与外侧密封板之间，在充气膨胀后环形内圈与管片紧密贴合，环形外圈与围岩紧密贴合。

8.根据权利要求1所述的TBM盾尾封堵系统，其特征在于：

该TBM盾尾封堵系统还包括气囊保护结构，所述气囊保护结构包括外包耐磨弹性钢丝网，外包耐磨弹性钢丝网包覆在所述封堵面，一端绕过所述封堵面的内侧区域连接固定于所述内侧密封板上，另一端绕过所述封堵面的外侧区域连接固定于所述外侧密封板上。

9.根据权利要求8所述的TBM盾尾封堵系统，其特征在于：

所述气囊保护结构还包括内嵌耐磨弹性钢丝网，内嵌耐磨弹性钢丝网嵌入气囊表层或内部。

10.根据权利要求1所述的TBM盾尾封堵系统，其特征在于：

所述橡胶气囊结构还具有面向掘进前方的充气面，在充气面上设置至少两组间隔不大于180^°的进气孔和排气孔。

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