一種泥水盾構始發洞門密封裝置的製作方法

2023-10-29 05:41:37 2

本發明屬於一種泥水盾構始發洞門密封裝置。

背景技術：

盾構機在始發過程中，泥水會從洞門圈與盾構機殼體形成環形的建築空隙大量竄入盾構機工作井內，影響盾構機開挖面土腔體壓力、開挖面土體的穩定及盾構內的施工。因此，必須在盾構機在始發前在洞門圈處設置性能良好的洞門密封裝置。

目前，常用的洞門密封裝置為兩道防水橡膠帘布板。當盾構機始發逐漸穿越洞門時，折頁板會搭接在盾構機外殼上，橡膠帘布板沿著盾構機殼體前進方向向隧道內翻轉，阻止地層中的泥水湧入工作井內。橡膠帘布板本身抗壓能力不高、易變形，在地層中高壓水頭和外界通過注漿孔注入的水泥漿作用下會向始發井方向移動並擠壓折頁板，折頁板藉助盾構機外殼殼體的反力支撐橡膠帘布板，形成一道防水體系。隨著盾構機的不斷掘進，當盾構機盾尾部分脫出洞門後，由管片為折頁板提供反力作用。例如專利公開號cn105134223、cn104265332，便是如此結構。

這種防水體系的缺點為：

1.密封性不理想，雖橡膠帘布板整體性較強，但由於盾構機外殼表面並不是絕對平整，搭接在盾構機外殼上的橡膠帘布板不能與盾構機外殼形成無縫接縫，會存在微小的縫隙，地下水流和水泥漿會通過縫隙流出到洞門密封艙內，進而對密封艙內注入的油脂造成汙染。

2.通過油脂孔注入密封油脂的過程中，油脂會通過橡膠帘布板與盾構外殼之間的縫隙擠出，為施工帶來諸多不便。

3.需在整個洞門密封腔體內注入密封油脂，而密封油脂造價昂貴，成本高。

技術實現要素：

本發明的目的是一種泥水盾構始發洞門密封裝置，具有結構簡單，設計合理，密封性好,安裝方便，方法簡單實用和使用效果好的優點。

為此,本發明的一種泥水盾構始發洞門密封裝置,由建築洞門圈、第一道橡膠帘布板、第二道橡膠帘布板所組成,，所述的密封裝置包括起支撐和密封作用的高密度海綿體，或起支撐和密封作用的高密度海綿體和起密封作用的儲隋性海綿體。儲隋性海綿體內或隋性漿液密封腔內充有隋性漿液。

所述的密封裝置包括沿著盾構機殼體前進方向設置的第一道橡膠帘布板和與第一道橡膠帘布板呈間隔距離設置的第二道橡膠帘布板，二道橡膠帘布板上端分別通過圓弧壓板和雙頭螺栓固定在密封器體上,密封器體的後側面固定在建築洞門圈的預埋鋼環上，第一、第二道橡膠帘布板的前端分別設有第一、第二折頁板，第一、第二折頁板的上部通過定向軸軸設在對應部的圓弧壓板的下端，起密封作用的儲隋性海綿體位於第二折頁板與第二道橡膠帘布板之間，密封器體上設有與儲隋性海綿體上端相通的隋性漿液注入孔，高密度海綿體位於第二道橡膠帘布板後側的第二道橡膠帘布板與建築洞門圈的預埋鋼環之間的空間內。所述的高密度海綿體後側的建築洞門圈的預埋鋼環上設有限位角鋼。所述的預高密度海綿體的下端面與水平面的夾角為10º—45º。

或:所述的密封裝置包括密封器體、連接耳、橡膠密封活塞、壓緊螺栓、壓緊彈簧和壓簧片，連接耳位於密封器體的側面和下面，連接耳通過緊固螺栓將密封器體固定在建築洞門圈的預埋鋼環上，密封器體的下部內及下端開口外設有橡膠密封活塞，橡膠密封活塞的下端面上縱向設有呈間隔距離分布的三道底面密封凸環，相鄰的底面密封凸環與橡膠密封活塞底面之間的空間形成隋性漿液密封腔，橡膠密封活塞的側面與密封器體之間設有密封環，位於橡膠密封活塞上端的密封器體內依次設有壓片、壓緊彈簧和壓簧片，壓片與壓簧片之間的密封器體內空間為儲液室，壓緊螺栓的下端頂持在壓簧片的上端面中部，壓緊螺栓的中部與對應部的密封器體螺接，壓緊螺栓的上部位於對應部的密封器體外，位於密封器體側面上的隋性漿液注入孔相通儲液室，儲液室通過貫穿壓片及橡膠密封活塞上、下端面的通孔相通隋性漿液密封腔，高密度海綿體位於密封器體下面連接耳部的卡位槽內。

所述的高密度海綿體為90～150kg∕m³。所述的位於橡膠密封活塞的下端面上能設有供底面密封凸環卡入的縱向密封凸環卡槽，密封凸環的上部卡設在密封凸環卡槽內。所述的底面密封凸環的下端面呈弧形。所述的位於相鄰的密封器體上的橡膠密封活塞下端面的密封凸環卡槽內的密封凸環能串連。所述的惰性漿液的質量配合比為水：hs-2：hs-3=1︰0.25︰0.05。

上述結構達到了本發明的目的。

本發明具有結構簡單，設計合理，密封性好,安裝方便，方法簡單實用和使用效果好的優點。

本發明與現有技術相比，有以下優點和積極效果：

（1）本發明至少包括二道防水體，能有效密封洞門圈與盾構機殼體形成環形的建築空隙，密封性好。

（2）高密度海綿體能給第二道橡膠帘布板提供回彈力，使第二道橡膠帘布板與盾構機外殼外弧面緊密的接觸且起到第一道防水作用，第一、二道橡膠帘布板與盾構機外殼外弧面之間或底密封凸環之間的密封腔內的隋性漿液起到第二、三道防水作用。同時，高密度海綿體本身具有一定的止水過濾效果。盾構機推進過程中，高密度海綿體被壓縮後，水中顆粒較大的物質在高密度海綿體前被阻攔而停留下來，繼而高密度海綿體中的孔將中等、細小顆粒的也阻擋下來，形成封堵結構，可完全避免土質顆粒進入洞門密封腔體內，保證密封腔體內洞門密封惰性漿液不被汙染。

（3）惰性漿液具有良好的懸浮性和觸變性，可以和密封油脂一樣，為本發明提供壓力密封作用，使橡膠帘布板或底密封凸環與盾構機外殼和管片外弧面緊密接觸；相比於油脂，惰性漿液又能對橡膠帘布板與盾構外殼或管片之間的空隙進行有效封堵，且造價更低，經濟性更好。

（4）本發明結構簡單、工作性能可靠、操作靈活省力，具有適宜施工使用、便於進行推廣等優點。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是圖1的結構使用狀態結構示意圖。

圖3是本發明的另一實施例結構示意圖。

具體實施方式

如圖1至圖3所示，一種泥水盾構始發洞門密封裝置,由建築洞門圈1、第一道橡膠帘布板、第二道橡膠帘布板所組成，所述的密封裝置包括起支撐和密封作用的高密度海綿體17，或起支撐和密封作用的高密度海綿體和起密封作用的儲隋性海綿體18。儲隋性海綿體內或隋性漿液密封腔內充有隋性漿液。

實施例1：如圖1和圖2所示，所述的密封裝置包括：沿著盾構機殼體19前進方向設置的第一道橡膠帘布板15和與第一道橡膠帘布板呈間隔距離設置的第二道橡膠帘布板13。二道橡膠帘布板上端分別通過圓弧壓板7和雙頭螺栓5固定在密封器體10上。密封器體包括上面板和兩側面板3，密封器體的前側面固定在建築洞門圈1的預埋鋼環4上，或通過雙頭螺栓一併將密封器體的前側面、圓弧壓板和二道橡膠帘布板上端固定在建築洞門圈的預埋鋼環上。密封器體上端與對應部的預埋鋼環之間設有呈三角形的加強板2，用於加固密封器體。建築洞門圈內呈間隔距離設有貫通密封器體上端與密封裝置後端的注漿孔6。

第一、第二道橡膠帘布板的前端分別設有第一折頁板14和第二折頁板12，第一、第二折頁板的上部通過定向軸9（開啟角小於或等於180º）軸設在對應部的圓弧壓板的下端，或第一、第二折頁板的上部通過定向軸和連板8軸設在對應部的圓弧壓板的下端。起密封作用的儲隋性海綿體18位於第二折頁板與第二道橡膠帘布板之間，儲隋性海綿體為吸水性較強的海綿體。第二折頁板與第二道橡膠帘布板之間的空間可稱為洞門密封腔。密封器體上設有與儲隋性海綿體上端相通的隋性漿液注入孔11。隋性漿液注入孔通過管道與油泵及儲隋性漿液罐相通。高密度海綿體位於第二道橡膠帘布板後側的第二道橡膠帘布板與建築洞門圈的預埋鋼環之間的空間內。所述的高密度海綿體後側的建築洞門圈的預埋鋼環上設有限位角鋼16，以限位高密度海綿體。所述的預高密度海綿體的下端面與水平面的夾角為10º—45º。

使用時，盾構機從第一道橡膠帘布板方向進入建築洞門圈，正式掘進。當盾構機的刀盤全部通過第二道橡膠帘布板13後，開始向建築洞門圈外的泥水腔體內加壓。然後從密封器體上的惰性漿液注入孔11注入惰性漿液，使漿液充滿洞門密封腔體內的儲隋性海綿體中。

惰性漿液的配置（以10m3為例）：配合比為水：hs-2：hs-3=1：0.25：0.05（質量比）。hs-2、hs-3為己有的盾構專用製漿劑。

當盾構機尾通過第二道橡膠帘布板13且第二折葉板12下翻後，進一步向儲隋性海綿體中加注惰性漿液，使在盾尾全部進入密封環後第二道橡膠帘布板依然能壓緊管片，第一道橡膠帘布板15和第一折葉板14密封裝置過渡至壓到管片上。在盾尾過第二道橡膠帘布板密封時，第一道橡膠帘布板在惰性漿液的壓力作用下已貼緊管片，起到密封作用。待盾尾完全穿過第二道橡膠帘布板和第二折葉板密封裝置後，第二道橡膠帘布板在高密度海綿的彈性作用下會回彈緊貼管片，實現第二道橡膠帘布板與管片的無縫接觸，起到止漿過濾作用，保證洞門無漿液流出，從而使盾構順利始發並減少始發時的地層損失。當盾構盾尾通過第二道橡膠帘布板4m後開始洞門封堵注漿，砂漿直接通過延長洞門一周的預留的注漿孔6注入洞門內。

實施例2：如圖3所示，所述的密封裝置包括：密封器體10、連接耳21、橡膠密封活塞30、壓緊螺栓23、壓緊彈簧27和壓簧片25。連接耳位於密封器體的側面和下面，連接耳通過緊固螺栓20將密封器體固定在建築洞門圈1的預埋鋼環上。

密封器體的下部內及下端開口外設有橡膠密封活塞，橡膠密封活塞的下端面上縱向設有呈間隔距離分布的三道底面密封凸環33，相鄰的底面密封凸環與橡膠密封活塞底面之間的空間形成隋性漿液密封腔32。橡膠密封活塞的側面與密封器體之間設有密封環29，位於橡膠密封活塞上端的密封器體內依次設有壓片28、壓緊彈簧和壓簧片。壓片的作用是使壓緊彈簧力均勻傳至橡膠密封活塞上。壓片與壓簧片之間的密封器體內空間為儲液室26。壓緊螺栓的下端頂持在壓簧片的上端面中部，壓緊螺栓的中部與對應部的密封器體螺接，壓緊螺栓的中部與對應部的密封器體之間可設密封片22，壓緊螺栓的上部位於對應部的密封器體外，壓緊螺栓的作用是調整壓緊彈簧的壓力。位於密封器體側面上的隋性漿液注入孔11相通儲液室，儲液室通過貫穿壓片及橡膠密封活塞上、下端面的通孔31與相通隋性漿液密封腔。高密度海綿體17位於密封器體下面連接耳部的卡位槽24內。

所述的高密度海綿體為90～150kg∕m³。

所述的位於橡膠密封活塞的下端面上能設有供底面密封凸環卡入的縱向密封凸環卡槽34，密封凸環的上部卡設在密封凸環卡槽內，以方便更換密封凸環。所述的底面密封凸環的下端面呈弧形。所述的位於相鄰的密封器體上的橡膠密封活塞下端面的密封凸環卡槽內的密封凸環能串連。所述的惰性漿液的質量配合比為水：hs-2：hs-3=1︰0.25︰0.05。

使用時，建築洞門圈與盾構機殼體形成環形的建築空隙是通過密封器體上的橡膠密封活塞下端面的密封凸環及其之間隋性漿液密封腔內的隋性漿液和高密度海綿體組成的三道密封結構完成的。若局部段的有滲漏，可通過調整位於該段上壓緊螺栓，使壓緊螺栓下壓壓緊彈簧增加壓緊彈簧對該段橡膠密封活塞及其下端面的密封凸環的壓力，即可解決，故不再累述。

總之,本發明具有結構簡單，設計合理，密封性好,安裝方便，方法簡單實用和使用效果好的優點。