一種適用於盾構機的密封裝置製造方法
2023-04-26 17:58:36 1
一種適用於盾構機的密封裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及密封裝置【技術領域】，公開了一種適用於盾構機的密封裝置，包括：筒體、至少兩個密封環、至少兩個密封環支撐板及密封液輸出機構；筒體的一端與盾構機的始發豎井洞門入口連接；密封環和密封環支撐板均設置在筒體的內壁上，密封環支撐板設置在密封環旁，對密封環進行支撐；密封液輸出機構的出液口伸入筒體中，且位於密封環之間。本實用新型在筒體內，通過由密封環形成密封腔；再向密封腔中注入密封液進行密封，從而能夠防止盾構始發時洞門湧水湧砂的情況的發生，實現了盾構安全順利地始發。
【專利說明】一種適用於盾構機的密封裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及密封裝置【技術領域】，主要適用於盾構機的密封裝置。
【背景技術】
[0002]目前，現有的盾構始發防止洞門湧水湧砂的措施是對豎井外側洞門附近的土體進行地質改良。但是，由於地質改良在施工過程中會受到機械設備及人員操作的影響，會形成空心及斷層，從而不能實現對洞門周圍全部土體的改良，進而影響防止洞門湧水湧砂的效果O
實用新型內容
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種適用於盾構機的密封裝置，它能夠防止盾構始發時洞門湧水湧砂。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種適用於盾構機的密封裝置，包括:筒體、至少兩個密封環、至少兩個密封環支撐板及密封液輸出機構；所述筒體的一端與盾構機的始發豎井洞門入口連接；所述密封環和所述密封環支撐板均設置在所述筒體的內壁上，所述密封環支撐板設置在所述密封環旁，對所述密封環進行支撐；所述密封液輸出機構的出液口伸入所述筒體中，且位於所述密封環之間。
[0005]進一步地，所述密封液輸出機構包括:密封液存儲裝置、至少一個密封液傳輸管道、密封液傳輸管道啟閉裝置及密封液壓力監測裝置；所述密封液傳輸管道的進液端與所述密封液存儲裝置的出液口連接，所述密封液傳輸管道的出液端伸入所述筒體中；所述密封液傳輸管道啟閉裝置設置在所述密封液傳輸管道上；所述密封液壓力監測裝置設置在所述筒體上。
[0006]進一步地,還包括:凝固液輸出機構；所述凝固液輸出結構的出液口伸入所述筒體中，並位於所述密封液輸出機構的出液口和所述盾構機的始發豎井洞門之間。
[0007]進一步地,所述凝固液輸出機構包括:凝固液存儲裝置、凝固液傳輸管道、凝固液傳輸管道啟閉裝置及凝固液壓力監測裝置；所述凝固液傳輸管道的進液端與所述凝固液存儲裝置的出液口連接，所述凝固液傳輸管道的出液端伸入所述筒體中，且位於所述密封液輸出結構的出液口和所述盾構機的始發豎井洞門之間；所述凝固液傳輸管道啟閉裝置設置在所述凝固液傳輸管道上；所述凝固液壓力監測裝置設置在所述筒體上。
[0008]進一步地,在所述筒體上設置有凝固液觀察機構。
[0009]進一步地，所述凝固液觀察機構包括:凝固液觀察盲板和盲板基座；在所述筒體上開設有凝固液觀察孔；所述盲板基座設置在所述凝固液觀察孔周圍；所述凝固液觀察盲板設置在所述盲板基座上；在所述凝固液觀察盲板上開設有通孔，用於對所述筒體內的凝固液進行觀測。
[0010]進一步地，還包括:盾構機行走軌道；所述盾構機行走軌道設置在所述筒體的內壁上。
[0011]本實用新型的有益效果在於:
[0012]本實用新型提供的適用於盾構機的密封裝置，在筒體內，通過由密封環形成密封腔；再向密封腔中注入密封液進行密封，從而能夠防止盾構始發時洞門湧水湧砂的情況的發生，實現了盾構安全順利地始發。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型實施例提供的適用於盾構機的密封裝置的主視圖；
[0014]圖2為本實用新型實施例提供的適用於盾構機的密封裝置的左視圖；
[0015]圖3為本實用新型實施例提供的適用於盾構機的密封裝置的右視圖；
[0016]圖4為圖1的剖面圖；
[0017]圖5為圖4的第一局部放大圖；
[0018]圖6為圖4的第二局部放大圖；
[0019]圖7為本實用新型實施例提供的適用於盾構機的密封裝置的使用示意圖。
[0020]其中，1-翻板，2-帘布橡膠密封環，3-連接螺栓，4-法蘭盤，5-圓環壓板，6_密封刷，7-油脂注入閥門，8-油脂壓力表，9-鋼套筒，10-鋼絲墊片，11-注漿閥門，12-注漿壓力表，13-通孔，14-凝固液觀察盲板，15-凝固液觀察孔，16-盾構機行走軌道，17-止水套筒頭，18-石膏，19-外凸結構，20-盲板基座，21-盲板螺栓，22-油脂，23-密封腔，24-刀盤，25-盾構機，26-預埋始發豎井洞門鋼環，27-始發豎井洞門，28-豎井，29-方形鋼板。
【具體實施方式】
[0021]為進一步闡述本實用新型為達成預定實用新型目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本實用新型提出的適用於盾構機的密封裝置的【具體實施方式】及工作原理進行詳細說明。
[0022]參見圖1、圖2、圖3和圖4，本實用新型實施例提供的適用於盾構機的密封裝置，包括:筒體、至少兩個密封環、至少兩個密封環支撐板、盾構機行走軌道16、密封液輸出機構及凝固液輸出機構；筒體的一端與盾構機的始發豎井洞門入口連接；密封環和密封環支撐板均設置在筒體的內壁上，密封環支撐板設置在密封環旁，對密封環進行支撐；盾構機行走軌道16設置在筒體的內壁上。具體地，在筒體的底部內壁上沿盾構機25的始發軌道的軌跡焊接兩根盾構機行走軌道16，以防止盾構機25進入筒體後栽頭，從而影響密封效果。密封液輸出機構的出液口伸入筒體中，且位於密封環之間。凝固液輸出結構的出液口伸入筒體中，並位於密封液輸出機構的出液口和盾構機的始發豎井洞門之間。其中，密封液輸出機構包括:密封液存儲裝置、至少一個密封液傳輸管道、密封液傳輸管道啟閉裝置及密封液壓力監測裝置；密封液傳輸管道的進液端與密封液存儲裝置的出液口連接，密封液傳輸管道的出液端伸入筒體中；密封液傳輸管道啟閉裝置設置在密封液傳輸管道上；密封液壓力監測裝置設置在筒體上。凝固液輸出機構包括:凝固液存儲裝置、凝固液傳輸管道、凝固液傳輸管道啟閉裝置及凝固液壓力監測裝置；凝固液傳輸管道的進液端與凝固液存儲裝置的出液口連接，凝固液傳輸管道的出液端伸入筒體中，且位於密封液輸出結構的出液口和盾構機的始發豎井洞門之間；凝固液傳輸管道啟閉裝置設置在凝固液傳輸管道上；凝固液壓力監測裝置設置在筒體上。需要說明的是，密封液傳輸管道的出液端和凝固液傳輸管道的出液端均環向等距伸入筒體。
[0023]對本實用新型實施例的結構進行進一步的說明，在本實用新型實施例中，密封環為帘布橡膠密封環2，個數為2 ;密封環支撐板為翻板1，個數也為2 ;第一個帘布橡膠密封環2和第一個翻板I均設置在筒體遠離始發豎井洞門27的一端。具體地，參見圖5，在筒體遠離始發豎井洞門27的一端設置有法蘭盤4 ;在帘布橡膠密封環2和翻板I上均開設有通孔；為了使帘布橡膠密封環2和翻板I能夠牢固固定，本實用新型實施例還包括:圓環壓板5 ;將螺栓依次穿過翻板I的通孔、圓環壓板5的中心通孔、帘布橡膠密封環2的通孔與法蘭盤4連接。第二個帘布橡膠密封環和第二個翻板則設置在筒體的中間位置。具體地，參見圖6，筒體的中間位置為外凸結構19，且在外凸結構19的側壁上開設有通孔；在帘布橡膠密封環和翻板上均開設有通孔；將連接螺栓3依次穿過外凸結構19的通孔、帘布橡膠密封環的通孔和翻板的通孔進行連接固定；將鋼絲墊片10設置在連接螺栓3與外凸結構19的貼合部位；將止水套筒頭17設置在連接螺栓3的外端。再用石膏18對外凸結構19進行填充，直至與筒體的內壁平齊。其中，翻板I分為上部和下部；上部和下部通過扭轉彈簧連接，使翻板I能夠朝始發豎井洞門27的方向彎曲；而當有泥水和/或泥沙從始發豎井洞門27湧出時，翻板I則不會朝著背向始發豎井洞門27的方向彎曲，從而對帘布橡膠密封環進行了支撐保護。需要說明的是，在安裝前，需對帘布橡膠密封環2和翻板I上所開設的通孔的位置和尺寸進行覆核，確保它們能夠與法蘭盤4和外凸結構19上的通孔對準。
[0024]對本實用新型實施例的結構進行更進一步的說明，本實用新型實施例還包括:兩道密封刷6 ;這兩道密封刷6焊接在筒體的內壁上，且位於兩個帘布橡膠密封環2之間。需要說明的是，先將密封刷6在煮沸的黃油中浸泡，待黃油冷卻降溫至60度以下；取出密封刷6，清除表面多餘的黃油；再在密封刷6的表面均勻塗上滑石粉以備焊接使用。焊接完成的密封刷6用棉紗覆蓋，防止焊渣等高溫物質侵蝕密封刷6，從而影響密封效果。
[0025]參見圖7，在本實用新型實施例中，筒體為採用鋼板卷制而成的鋼套筒9。為了增加本實用新型實施例的結構強度，在鋼套筒9的外部縱向焊接筋板。鋼套筒9的一端與預埋始發豎井洞門鋼環26採用雙面焊接的方式連接。鋼套筒9的外部與豎井28的底板用鋼管焊接進行連接固定支撐。為了加強鋼套筒9與預埋始發豎井洞門鋼環26的連接強度，在鋼套筒9的內壁焊口上沿軸向等距設置六塊方形鋼板29。連接時，可以根據始發豎井洞門27的姿態進行調整，以保證鋼套筒9的軸線能夠與始發豎井洞門27的軸線重合。
[0026]為了便於觀察凝固液的凝固情況，在筒體(鋼套筒9)上設置有凝固液觀察機構。具體地，凝固液觀察機構包括:凝固液觀察盲板14和盲板基座20 ;在筒體(鋼套筒9)上開設有凝固液觀察孔15 ;盲板基座20設置在凝固液觀察孔15的周圍；凝固液觀察盲板14通過盲板螺栓21設置在盲板基座20上；在凝固液觀察盲板14上開設有通孔13，用於對筒體(鋼套筒9)內的凝固液進行觀測。若要進一步對鋼套筒9內的凝固液進行觀測，需要先將凝固液觀察盲板14拆卸下來，再將凝固液觀察孔15切割擴大，最後再將凝固液觀察盲板14安裝完成即可。
[0027]在本實用新型實施例中，密封液為油脂，則密封液輸出管道啟閉裝置為油脂注入閥門7，密封液壓力監測裝置為油脂壓力表8 ;凝固液為沙漿，則凝固液輸出管道啟閉裝置為注漿閥門11，凝固液壓力監測裝置為注漿壓力表12。
[0028]實施例
[0029]本例是南京金陵石化長江盾構穿越工程中的實驗裝置。南京長江盾構工程隧道全長為2000米，最大隧道埋深為65米，地下水豐富，水土壓力大。主要穿越地質為粉細砂、砂礫、礫石巖層及砂礫卵石層，地層交接帶多次出現。所投入的盾構機25的型號為AVND3080AH。盾構機25始發洞門處的地層為粉細砂層，砂層透水性較強，且與長江水連通，洞門水壓高達0.34MPa。盾構機25出洞時，始發豎井洞門27、地層與盾構機25殼體之間容易形成湧水、湧砂通道，可能造成地表沉降、坍塌等後果。為保證盾構機25能夠安全順利地始發，需要通過本實用新型實施例來保證盾構機25始發的安全。
[0030]在盾構機25進入鋼套筒9以前，採用人工方式將盾尾油脂22填充在由各帘布橡膠密封環2、密封刷6組成的密封腔23的下部，並採用塑料薄膜保護油脂22，以避免髒物及其他雜物落入油脂22內，影響密封效果。
[0031]在盾構機25吊裝就位後，彳丁走到鋼套筒9內；待盾構機25的刀盤24通過最後一道密封腔23後，對鋼套筒9上的止水套筒頭17和鋼絲墊片10進行檢查，確認完好；若止水套筒頭17和/或鋼絲墊片10不緊固，則需要將止水套筒頭17和/或鋼絲墊片10緊固，以防止油脂22的溢出；若止水套筒頭17和鋼絲墊片10均緊固，則通過油脂注入閥門7往由帘布橡膠密封環2、密封刷6組成的密封腔23內注入油脂22。通過安裝在鋼套筒9上的油脂壓力表8觀察鋼套筒9內的油脂22的壓力，確保鋼套筒9內的油脂22的壓力達到預定壓力，從而達到防湧水湧砂的目的。
[0032]當盾構機25掘進始發豎井洞門27，並遠離始發豎井洞門27 —段預定距離後，通過鋼套筒9上的注漿閥門11向鋼套筒9內注入沙漿，對始發豎井洞門27進行注漿封堵。注漿壓力可通過安裝在鋼套筒9上的注漿壓力表12示數讀出。注漿完畢後，可通過安裝在鋼套筒9上的三個凝固液觀察盲板14的通孔13對注漿效果進行觀測。
[0033]該例經試驗，有效地解決了南京金陵石化長江盾構穿越工程盾構始發高水壓的難題。盾構始發時，沒有出現湧水和湧砂現象，本實用新型實施例在工程中的應用效果十分明顯，大大提高了高水壓下盾構始發防止湧水湧砂的安全係數，降低了施工風險，且方法比較簡單，可操作性強，安全性高。另外，本實用新型實施例還可以多次使用，從而降低了工程設備的使用費用。
[0034]本實用新型實施例在與始發豎井洞門27連通的鋼套筒9內部安裝密封刷6和帘布橡膠密封環2，當盾構機25通過密封刷6和帘布橡膠密封環2後，在密封腔23內注入帶壓的油脂22,使盾構機25、密封刷6、帘布橡膠密封環2三者形成一個動態的密封結構,從而達到防止湧水湧砂的目的，實現了盾構安全順利地始發。本實用新型實施例還通過對止水套筒頭17和鋼絲墊片10的使用，可以防止油脂22通過連接螺栓3與法蘭盤4之間的間隙流出，從而降低密封腔23內的油脂22的壓力，影響密封效果。此外，本實用新型實施例還可以通過凝固液觀察盲板14對注漿效果進行觀測，提高了本實用新型實施例工作的有效性。本實用新型實施例對粘土、淤泥、斷裂帶以及高水壓、強透水、砂層的盾構始發能起到很好的防止湧水湧砂效果。此外，本實用新型實施例還可以向中石油其他型號的盾構設備如AVND2440DS.AVND3080AH及TM502WMM進行推廣，從而提高在高水壓鬆散地層中的盾構施工技術水平。
[0035]最後所應說明的是，以上【具體實施方式】僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，儘管參照實例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。
【權利要求】
1.一種適用於盾構機的密封裝置，其特徵在於，包括:筒體、至少兩個密封環、至少兩個密封環支撐板及密封液輸出機構；所述筒體的一端與盾構機的始發豎井洞門入口連接；所述密封環和所述密封環支撐板均設置在所述筒體的內壁上，所述密封環支撐板設置在所述密封環旁，對所述密封環進行支撐；所述密封液輸出機構的出液口伸入所述筒體中，且位於所述密封環之間。
2.如權利要求1所述的適用於盾構機的密封裝置，其特徵在於，所述密封液輸出機構包括:密封液存儲裝置、至少一個密封液傳輸管道、密封液傳輸管道啟閉裝置及密封液壓力監測裝置；所述密封液傳輸管道的進液端與所述密封液存儲裝置的出液口連接，所述密封液傳輸管道的出液端伸入所述筒體中；所述密封液傳輸管道啟閉裝置設置在所述密封液傳輸管道上；所述密封液壓力監測裝置設置在所述筒體上。
3.如權利要求1所述的適用於盾構機的密封裝置，其特徵在於，還包括:凝固液輸出機構；所述凝固液輸出結構的出液口伸入所述筒體中，並位於所述密封液輸出機構的出液口和所述盾構機的始發豎井洞門之間。
4.如權利要求3所述的適用於盾構機的密封裝置，其特徵在於，所述凝固液輸出機構包括:凝固液存儲裝置、凝固液傳輸管道、凝固液傳輸管道啟閉裝置及凝固液壓力監測裝置；所述凝固液傳輸管道的進液端與所述凝固液存儲裝置的出液口連接，所述凝固液傳輸管道的出液端伸入所述筒體中，且位於所述密封液輸出結構的出液口和所述盾構機的始發豎井洞門之間；所述凝固液傳輸管道啟閉裝置設置在所述凝固液傳輸管道上；所述凝固液壓力監測裝置設置在所述筒體上。
5.如權利要求3所述的適用於盾構機的密封裝置，其特徵在於，在所述筒體上設置有凝固液觀察機構。
6.如權利要求5所述的適用於盾構機的密封裝置，其特徵在於，所述凝固液觀察機構包括:凝固液觀察盲板和盲板基座；在所述筒體上開設有凝固液觀察孔；所述盲板基座設置在所述凝固液觀察孔周圍；所述凝固液觀察盲板設置在所述盲板基座上；在所述凝固液觀察盲板上開設有通孔，用於對所述筒體內的凝固液進行觀測。
7.如權利要求1-6中任一項所述的適用於盾構機的密封裝置，其特徵在於，還包括:盾構機行走軌道；所述盾構機行走軌道設置在所述筒體的內壁上。
【文檔編號】E21D9/06GK204113296SQ201420521192
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月11日 優先權日:2014年9月11日
【發明者】常喜平, 劉廣仁, 李勝新, 王新建, 趙雪峰, 刁鳳東, 樊繼欣, 王樂, 張培康, 龐偉 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油天然氣管道局