CN219953344U - 盾构始发钢套筒用密封装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种盾构始发钢套筒用密封装置，包括：两个止浆钢板间隔设置在盾构始发钢套筒内，每个止浆钢板包括上钢板和下钢板；盾构始发钢套筒包括上套筒和下套筒，下套筒和上套筒的纵截面均为半圆形；两个下钢板均设置在下套筒内，下套筒水平嵌设在始发井内，下套筒内水平设置有盾构机，两个上钢板均设置在上套筒内，上套筒与下套筒可拆卸连接在一起；两个止浆钢板的内径与盾构机的外径相匹配，用于将盾构始发钢套筒内分隔成第一腔室、第二腔室和第三腔室，第一腔室内填充有减压流体，第二腔室内填充有柔性密封条。本申请中的减压流体和柔性密封条使得盾构始发钢套筒的内壁与盾构机的外壁之间的密封性较好，降低了地铁施工期间的安全隐患。

Description

盾构始发钢套筒用密封装置

技术领域

本申请涉及盾构始发技术，尤其涉及一种盾构始发钢套筒用密封装置。

背景技术

随着城市化建设进程的不断深入，地铁交通凭借安全、高效、环保等特点应用愈发广泛，地铁建设行业发展迅速。地铁隧道建设中采用最多的就是盾构法施工，而盾构法施工中，盾构始发是其中一项重大的危险风险源。始发过程中会出现水土压力失衡导致盾构始发端头井涌水涌沙，进而导致车站侧墙坍塌，且地铁施工往往位于城市繁华地段，周围建筑物密集，交通繁忙，一旦出现坍塌将危及周边建筑物和交通，造成巨大经济损失和社会影响。

目前，常采用对盾构始发段进行地层加固的方式避免上述问题，如采用三轴搅拌桩、高压旋喷桩等。然而，在一些限于场地位置、管线、施工工期等原因的地铁施工地，无法进行端头加固，为了保证始发安全，综合考虑选择采用钢套筒始发，而在盾构采用钢套筒始发时，钢套筒与盾体外侧的密封性不够好，会影响始发期间盾构掌子面的顺利建压，从而产生施工安全隐患。

实用新型内容

本申请提供一种盾构始发钢套筒用密封装置，用以解决盾构采用钢套筒始发时，钢套筒与盾体外侧的密封性不够好，会影响始发期间盾构掌子面的顺利建压，从而产生施工安全隐患的问题。

本申请提供一种盾构始发钢套筒用密封装置，包括盾构始发钢套筒和两个环形的止浆钢板；

两个所述止浆钢板间隔设置在所述盾构始发钢套筒内，每个所述止浆钢板包括上钢板和下钢板；

所述盾构始发钢套筒包括上套筒和下套筒，所述下套筒和所述上套筒的纵截面均为半圆形；两个所述下钢板均设置在所述下套筒内，所述下套筒水平嵌设在始发井内，所述下套筒内水平设置有盾构机，两个所述上钢板均设置在所述上套筒内，所述上套筒与所述下套筒可拆卸连接在一起；两个所述止浆钢板的内径与所述盾构机的外径相匹配，用于将所述盾构始发钢套筒内分隔成第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述第一腔室内填充有减压流体，所述第二腔室内填充有柔性密封条。

可选的，所述上套筒包括三个第一套筒；

三个所述第一套筒通过密封连接件依次连接在一起形成所述上套筒，每个所述第一套筒的长度与所述下套筒的直径相匹配。

可选的，所述下套筒包括多个第二套筒；

多个所述第二套筒通过所述密封连接件依次连接在一起形成所述下套筒，每个所述第二套筒的纵截面为半圆形，所述下套筒通过所述密封连接件与所述上套筒连接在一起。

可选的，所述减压流体为低强度水泥砂浆或惰性浆液。

可选的，所述盾构始发钢套筒的两端分别连接有反力架和连接筒体，所述反力架与其中一个所述止浆钢板之间形成所述第一腔室，另一个所述止浆钢板与所述连接筒体之间形成第三腔室，两个所述止浆钢板之间形成第二腔室。

可选的，所述盾构始发钢套筒连接所述反力架的一端的外周壁上设置有环梁，所述盾构始发钢套筒内的所述第一腔室的外壁上开设有注浆孔。

可选的，所述连接筒体上开设有预留出口。

可选的，每个所述上钢板与其对应的所述下钢板通过粘结层粘结在一起。

本申请提供的盾构始发钢套筒用密封装置，通过在下套筒内间隔设置两个下钢板，在上套筒内间隔设置两个上钢板，并将间隔设置有两个下钢板的下套筒水平设置在始发井内，将盾构机水平设置在设置有两个下钢板的下套筒内，其中，盾构机的外壁与下套筒内的下钢板的内周壁密封连接，设置有下钢板的下套筒在两个下钢板和两个上钢板之间分别填充柔性密封条，将设置有两个上钢板的上套筒与设置有盾构机和下钢板的下套筒可拆卸连接在一起，可拆卸连接在一起的上套筒和下套筒形成盾构始发钢套筒，而每个上钢板和与其对应的下钢板形成止浆钢板，而间隔设置在盾构始发钢套筒内的两个止浆钢板将其分割成第一腔室、第二腔室和第三腔室，向第一腔室内注入减压流体，而第二腔室内填充有柔性密封条，减压流体和柔性密封条起到了密封盾构始发钢套筒的内壁与盾构机的外壁之间的空隙的作用，使得盾构始发钢套筒的内壁与盾构机的外壁之间的密封性较好，且减压流体的减压性能以及柔性密封条的柔性能够在始发期间为掌子面顺利减压，从而降低了地铁施工期间安全隐患的发生概率，提高了地铁施工过程中的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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为本申请一实施例提供的盾构始发钢套筒用密封装置的外部结构示意图；

图2为本申请另一实施例提供的图1的侧视图；

图3为本申请另一实施例提供的图1在图2中A-A处的剖视图；

图4为本申请另一实施例提供的图1的主视图；

图5为本申请另一实施例提供的图1在图4中B-B处的剖视图；

图6为本申请另一实施例提供的盾构始发钢套筒用密封装置的内部结构示意图。

图中：100、盾构始发钢套筒；101、上套筒；1011、第一套筒；102、下套筒；1021、第二套筒；103、反力架；104、连接筒体；1041、预留出口；200、止浆钢板；201、上钢板；202、下钢板；300、盾构机；400、第一腔室；401、减压流体；402、注浆孔；500、第二腔室；501、柔性密封条；600、第三腔室；700、密封连接件。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，也属于本申请保护的范围。

参考图1至图6，本申请提供一种盾构始发钢套筒用密封装置，包括盾构始发钢套筒100和两个环形的止浆钢板200；具体的，两个止浆钢板200间隔设置在盾构始发钢套筒100内，每个止浆钢板200包括上钢板201和下钢板202；其中，上钢板201的外周侧和下钢板202的外周侧均设置在盾构始发钢套筒100的内壁上，而上钢板201的外周侧和下钢板202的外周侧均可通过焊接的方式连接在盾构始发钢套筒100的内壁上，每个上钢板201的下开口端的表面和与其对应的下钢板202的上开口端的表面连接在一起形成一个止浆钢板200。

盾构始发钢套筒100包括上套筒101和下套筒102，下套筒102和上套筒101的纵截面均为半圆形；两个下钢板202均设置在下套筒102内，下套筒102水平嵌设在始发井内，下套筒102内水平设置有盾构机300，两个上钢板201均设置在上套筒101内，上套筒101与下套筒102可拆卸连接在一起；两个止浆钢板200的内径与盾构机300的外径相匹配，用于将盾构始发钢套筒100内分隔成第一腔室400、第二腔室500和第三腔室600，第一腔室400内填充有减压流体401，第二腔室500内填充有柔性密封条501。其中，减压流体401具体减压性能，柔性密封条501具有一定的柔性，第一腔室400内填充的减压流体401和第二腔室500内填充的柔性密封条501起到了密封盾构始发钢套筒100的内壁与盾构机300的外壁之间的空隙的作用，使得盾构始发钢套筒300的内壁与盾构机300的外壁之间的密封性较好，且减压流体401的减压性能以及柔性密封条501的柔性能够在始发期间为掌子面顺利减压，从而降低了地铁施工期间安全隐患的发生概率，提高了地铁施工过程中的安全性。另外，第一腔室400内填充的减压流体401和第二腔室500内填充的柔性密封条501具有较好的减压性能使得地铁施工过程中地面的坍塌程度有所降低，从而避免了对坍塌地面周边的建筑物造成损害以及交通造成堵塞的情况，进而降低了经济损失和社会影响。

本申请提供的盾构始发钢套筒用密封装置，通过在下套筒102内间隔设置两个下钢板202，在上套筒101内间隔设置两个上钢板201，并将间隔设置有两个下钢板202的下套筒102水平设置在始发井内，将盾构机300水平设置在设置有两个下钢板202的下套筒102内，其中，盾构机300的外壁与下套筒102内的下钢板202的内周壁密封连接，设置有下钢板202的下套筒102在两个下钢板202和两个上钢板201之间分别填充柔性密封条501，将设置有两个上钢板201的上套筒101与设置有盾构机300和下钢板202的下套筒102可拆卸连接在一起，可拆卸连接在一起的上套筒101和下套筒102形成盾构始发钢套筒100，而每个上钢板201和与其对应的下钢板202形成止浆钢板200，而间隔设置在盾构始发钢套筒100内的两个止浆钢板200将其分割成第一腔室400、第二腔室500和第三腔室600，向第一腔室400内注入减压流体401，而第二腔室500内填充有柔性密封条501，减压流体401和柔性密封条501起到了密封盾构始发钢套筒100的内壁与盾构机300的外壁之间的空隙的作用，使得盾构始发钢套筒100的内壁与盾构机300的外壁之间的密封性较好，且减压流体401的减压性能以及柔性密封条501的柔性能够在始发期间为掌子面顺利减压，从而降低了地铁施工期间安全隐患的发生概率，提高了地铁施工过程中的安全性。

在一些实施例中，参考图5，本申请中的上套筒101包括三个第一套筒1011；其中，上套筒101的纵截面为半圆形，三个第一套筒1011均沿上套筒101的长度方向分布。每个第一套筒1011的长度取决于地铁施工工程中的始发井的宽度，因此，本申请在此不对每个第一套筒1011的长度作具体限定。也就是说，在实际地铁施工过程中，可根据始发井的宽度订制与始发井的宽度相匹配的长度的第一套筒1011，使得第一套筒1011可应用于不同情况下的地铁的施工过程，从而提高了第一套筒1011的适用性。

具体的，三个第一套筒1011通过密封连接件700依次连接在一起形成上套筒101，每个第一套筒1011的长度与下套筒102的直径相匹配。其中，密封连接件700包括高强螺栓和橡胶密封条，其中一个第一套筒1011沿其长度方向延伸的两个外侧壁上均开设有多个第一螺栓孔，其余两个第一套筒1011沿其长度方向延伸的一个侧壁上分别开设有多个第二螺纹通孔；高强螺栓的两端分别伸入第一螺纹通孔和第二螺纹通孔，用于将三个第一套筒1011连接在一起形成上套筒101，每相邻两个第一套筒1011之间还设置有橡胶密封条，橡胶密封条对每相邻两个第一套筒1011之间的缝隙进行密封，使得每相邻两个第一套筒1011之间的密封性能较好。

在一些实施例中，参考图1，本申请中的下套筒102包括多个第二套筒1021；其中，多个第二套筒1021沿下套筒102的长度方向分布，第二套筒1021的个数取决于地铁施工工程中的始发井的宽度，因此，本申请在此不对每个第二套筒1021的个数作具体限定。也就是说，在实际地铁施工过程中，可根据始发井的宽度订制相应个数的第二套筒1021，从而提高了第二套筒1021在地铁施工过程中的广泛适用性。

具体的，多个第二套筒1021通过密封连接件700依次连接在一起形成下套筒102，每个第二套筒1021的纵截面为半圆形，下套筒102通过密封连接件700与上套筒101连接在一起。其中，密封连接件700包括高强螺栓和橡胶密封条，其中两端的第二套筒1021沿下套筒102的长度方向延伸的一个外侧壁上分别开设有多个第三螺栓孔，其余两个第二套筒1021沿下套筒102的长度方向延伸的两个侧壁上均开设有多个第四螺纹通孔；高强螺栓的两端分别伸入第三螺纹通孔和第四螺纹通孔，用于将多个第二套筒1021依次连接在一起形成下套筒102，每相邻两个第二套筒1021之间还设置有橡胶密封条，橡胶密封条对每相邻两个第二套筒1021之间的缝隙进行密封，使得每相邻两个第二套筒1021之间的密封性能较好。

在一些实施例中，参考图6，本申请中的减压流体401为低强度水泥砂浆或惰性浆液。其中，惰性浆液可以为膨润土泥浆、惰性剂(氯化钾)和水泥混合而成的浆液，也可以是其它原料配制而成的浆液，本申请在此不对惰性剂的原料作具体限定。低强度水泥砂浆或惰性浆液的目的是在第一腔室400内在起到密封盾构机300的外壳与盾构始发钢套筒100的内壁之间的缝隙的前提下，还具有在始发期间为掌子面顺利减压的作用，从而降低了地铁施工期间安全隐患的发生概率，提高了地铁施工过程中的安全性。

在一些实施例中，参考图3和图4，本申请中的盾构始发钢套筒100的两端分别连接有反力架103和连接筒体104，反力架103与其中一个止浆钢板200之间形成第一腔室400，另一个止浆钢板200与连接筒体104之间形成第三腔室600，两个止浆钢板200之间形成第二腔室500。其中，反力架103一般由Q235钢组装焊接而成，在盾构施工中，在始发阶段为盾构机300提供反作用力的构件。连接筒体104用于将盾构始发钢套筒100与洞门环密闭连接，防止出洞过程中水土涌入始发井内，确保了盾构接收的安全性。

在一些实施例中，本申请中的盾构始发钢套筒100连接反力架103的一端的外周壁上设置有环梁，盾构始发钢套筒100内的第一腔室400的外壁上开设有注浆孔402。

在上述实施例中，环梁的作用在于防止地铁施工过程中始发井内的泥水进入盾构始发钢套筒100内，起到防水的作用，还可用于增强维护盾构始发钢套筒100的结构，从而提高盾构始发钢套筒100的抗压性能。另外，通过注浆孔402向盾构始发钢套筒100与盾构机300之间的缝隙内注入减压流体401，使得盾构始发钢套筒100内逐渐形成稳定的掌子面压力，从而尽可能的避免地铁施工过程中的安全隐患。此外，注浆孔402还可用于观察向盾构始发钢套筒100与盾构机300之间的缝隙内注浆的情况。注浆孔402的个数以及孔径可根据实际需要进行设定，本申请在此不对注浆孔402的个数以及孔径作进一步限定。

在一些实施例中，参考图5本申请中的连接筒体104上开设有预留出口1041。其中，预留出口1041用于将在地铁施工过程中盾构机300开挖切削土体、土碴等从始发井内输送出来，确保盾构机300掘进过程的连续性。

在一些实施例中，本申请中的每个上钢板201与其对应的下钢板202通过粘结层粘结在一起。其中，粘结层为氯丁酚醛胶粘剂，氯丁酚醛胶粘剂以氯丁酚醛为原料，结合先进的生产工艺精制而成，具有固化快、粘结力强、用量少、施工性好、耐寒抗冻、环保安全等优点，且可适用于大型建筑、桥梁、地铁、基建工程、地下设施、隧道、涵洞、水利、高速公路、机场、体育场施工等。因此，上述实施例中的粘结层可将上钢板201和下钢板202牢固的粘结在一起，使得在地铁施工过程中，盾构始发钢套筒100始发时的密封性和稳定性更好。

最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种盾构始发钢套筒用密封装置，其特征在于，包括盾构始发钢套筒(100)和两个环形的止浆钢板(200)；

两个所述止浆钢板(200)间隔设置在所述盾构始发钢套筒(100)内，每个所述止浆钢板(200)包括上钢板(201)和下钢板(202)；

所述盾构始发钢套筒(100)包括上套筒(101)和下套筒(102)，所述下套筒(102)和所述上套筒(101)的纵截面均为半圆形；两个所述下钢板(202)均设置在所述下套筒(102)内，所述下套筒(102)水平嵌设在始发井内，所述下套筒(102)内水平设置有盾构机(300)，两个所述上钢板(201)均设置在所述上套筒(101)内，所述上套筒(101)与所述下套筒(102)可拆卸连接在一起；两个所述止浆钢板(200)的内径与所述盾构机(300)的外径相匹配，用于将所述盾构始发钢套筒(100)内分隔成第一腔室(400)、第二腔室(500)和第三腔室(600)，所述第一腔室(400)内填充有减压流体(401)，所述第二腔室(500)内填充有柔性密封条(501)。

2.根据权利要求1所述的盾构始发钢套筒用密封装置，其特征在于，所述上套筒(101)包括三个第一套筒(1011)；

三个所述第一套筒(1011)通过密封连接件(700)依次连接在一起形成所述上套筒(101)，每个所述第一套筒(1011)的长度与所述下套筒(102)的直径相匹配。

3.根据权利要求2所述的盾构始发钢套筒用密封装置，其特征在于，所述下套筒(102)包括多个第二套筒(1021)；

多个所述第二套筒(1021)通过所述密封连接件(700)依次连接在一起形成所述下套筒(102)，每个所述第二套筒(1021)的纵截面为半圆形，所述下套筒(102)通过所述密封连接件(700)与所述上套筒(101)连接在一起。

4.根据权利要求1所述的盾构始发钢套筒用密封装置，其特征在于，所述减压流体(401)为低强度水泥砂浆或惰性浆液。

5.根据权利要求1所述的盾构始发钢套筒用密封装置，其特征在于，所述盾构始发钢套筒(100)的两端分别连接有反力架(103)和连接筒体(104)，所述反力架(103)与其中一个所述止浆钢板(200)之间形成所述第一腔室(400)，另一个所述止浆钢板(200)与所述连接筒体(104)之间形成第三腔室(600)，两个所述止浆钢板(200)之间形成第二腔室(500)。

6.根据权利要求5所述的盾构始发钢套筒用密封装置，其特征在于，所述盾构始发钢套筒(100)连接所述反力架(103)的一端的外周壁上设置有环梁，所述盾构始发钢套筒(100)内的所述第一腔室(400)的外壁上开设有注浆孔(402)。

7.根据权利要求5所述的盾构始发钢套筒用密封装置，其特征在于，所述连接筒体(104)上开设有预留出口(1041)。

8.根据权利要求1至7任一项所述的盾构始发钢套筒用密封装置，其特征在于，每个所述上钢板(201)与其对应的所述下钢板(202)通过粘结层粘结在一起。