高水壓條件下頂管機始發洞口止水密封裝置及方法
2023-05-13 01:24:06 1
高水壓條件下頂管機始發洞口止水密封裝置及方法
【專利摘要】本發明涉及一種高水壓條件下頂管機始發洞口止水密封裝置及方法，裝置包括孔口管，法蘭管，可滑動頂板，環板和兩層密封橡膠環；孔口管安裝在始發洞口的進洞口牆上，法蘭管一端與密封橡膠環B通過螺栓固定在孔口管上，法蘭管另一端用螺栓固定有密封橡膠環A和環板，環板上安裝有多片可滑動頂板。使用方法是安裝好孔口管、法蘭管、兩層密封橡膠環、環板和多片可滑動頂板，調節好可滑動頂板的位置後，頂管機進始發洞，頂進時兩層密封橡膠環向頂進方向翻轉，起到止水密封的作用，使用中需及時更換磨損的密封橡膠環。本裝置結構簡單易於安裝，使用方法簡便，機動性好。本發明適用於高水壓複雜地層條件下頂管機進始發洞口，止水效果好且節約施工成本。
【專利說明】高水壓條件下頂管機始發洞口止水密封裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於頂管安全始發的施工技術，具體地說是一種高水壓條件下頂管機始發洞口止水密封裝置及方法，屬於非開挖工程領域。
【背景技術】
[0002]頂管施工作為一種重要的非開挖技術在國內已經非常普遍，由於其對周邊環境幹擾小、經濟效益高等優勢，在未來數十年必將有很好的發展前景。但是頂管的始發是頂管施工的重要風險階段，在一些不良地層中，常常會出現湧水、湧砂或地面沉陷等事故。
[0003]現有的很多頂管機始發洞口密封裝置止水效果不好，無法對付高水壓複雜地層，部分密封裝置使用了頂板防止橡膠外翻，取得了良好的效果，但頂板多為固定式的，無法控制頂板與管道之間的距離，容易造成頂板失效的現象，並且過大的間距可能造成頂管上浮嚴重的現象發生。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是為了解決現有的很多洞口止水密封裝置密封效果不好的缺點，而提供一種結構簡單，易於安裝，止水效果好，適用性廣，能適用於各種地層，尤其是高水壓複雜地層且施工成本較低的高水壓條件下頂管機始發洞口止水密封裝置及方法。
[0005]為了實現上述目的，本發明採用的技術措施是:提供一種高水壓條件下頂管機始發洞口止水密封裝置，包括孔口管，法蘭管，可滑動頂板，環板和兩層密封橡膠環，孔口管埋置在始發洞口的進洞口牆上；其特徵在於:所述的孔口管與進洞口牆牆體之間通過錨杆定位，孔口管與進洞口牆之間空隙採用注漿填充；所述的法蘭管一端與密封橡膠環B通過螺栓固定在孔口管與進洞口牆上，法蘭管的另一端通過螺栓依次固定有密封橡膠環A和環板，所述的環板通過螺栓安裝有多片可滑動頂板，所述的密封橡膠環A和密封橡膠環B組成兩層止水密封圈。
[0006]所述的環板上通過螺栓安裝有8?19片可滑動頂板。
[0007]所述的可滑動頂板上的螺栓孔為長條螺栓槽孔，通過螺栓在長條螺栓槽孔內滑動實現可移動滑板與頂管機之間距離的調節。
[0008]本發明還提供一種使用上述的高水壓條件下頂管機始發洞口止水密封裝置的方法，先將孔口管埋置在始發井進洞口牆中，再按如下步驟操作:
[0009]步驟⑴、埋置孔口管時先需對孔口管的位置進行測量以保證孔口管安裝的精度，孔口管與進洞口牆體之間先用錨杆定位，且孔口管與牆體之間空隙採用注漿填充；
[0010]步驟⑵、分別通過螺栓將法蘭管、密封橡膠環B、孔口管固定在進洞口牆上，法蘭管另一端與環板、密封橡膠環A通過螺栓進行連接；
[0011]步驟⑶、將多片可滑動頂板通過螺栓安裝在環板上，調節好每片可滑動頂板的位置，使每片可滑動頂板內弧形成的圓直徑大於頂管機外徑5?10cm，以減小頂管機在洞口的偏移，同時防止密封橡膠環A和密封橡膠環B外翻；
[0012]步驟⑷、在頂管機運行到達密封橡膠環A前，在頂管機外壁上抹上潤滑油，以減小兩層止水密封橡膠環與頂管機的摩擦；
[0013]步驟(5)、頂管機頂進時，頂管機先後頂進通過兩層密封橡膠環，兩層密封橡膠環向頂進方向翻轉，起到止水密封的作用，此時若可滑動頂板內弧形成的圓與頂管機間隙太大，則頂管機暫停頂進，再次調節可滑動頂板使其內弧形成的圓直徑靠近頂管機身，防止密封橡膠環因地層壓力過大而外翻；
[0014]步驟(6)、頂管機向前頂進，當頂管機頂進距離長造成密封橡膠環A、B不可避免的磨損時，及時逐一更換被磨損的止水密封橡膠環。
[0015]本發明設置了兩層止水密封橡膠環，增強了密封效果，尤其在更換其中一層止水密封橡膠環時，還能有一層止水密封橡膠環可以起止水密封的作用；本發明採用多塊可滑動頂板的設計，可根據頂管機和環板之間的距離進行調節可滑動頂板的位置，使可滑動頂板內弧形成的圓直徑儘量接近頂管機外徑，以減小頂管機在洞口的偏移，減小密封橡膠環因壓力過大產生外翻的可能性。本發明採用多塊可滑動頂板的設計可以大大提高裝置的止水密封性能，使本裝置夠承受地層的高水壓。本發明的裝置結構簡單，止水效果好且能耐高水壓。
[0016]本發明的高水壓條件下頂管機始發洞口止水密封裝置及方法與現有技術相比具有的有益效果是:
[0017]1、本發明的裝置結構簡單。僅由簡單的幾個構件組成，易於安裝，機動性好。本發明採用兩層橡膠環密封，並設計了多片可滑動頂板，解決了傳統止水密封裝置的不足，為頂管施工洞口始發密封提供了保障，不僅提高了工程的安全性，也降低了工程造價，為頂管工程帶來了很大的效益。
[0018]2、採用本發明的裝置及方法節約施工成本。採用本裝置進行洞口止水密封，可以減少對始發端土體的加固和降水施工，大大節約了施工成本。
[0019]3、本發明的裝置及方法適用性廣。本發明的裝置止水效果好，適用於各種地層，尤其是高水壓複雜地層。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明的高水壓條件下頂管機始發洞口止水密封裝置結構示意圖。
[0021]圖2為本發明中的可滑動頂板的安裝結構示意圖。
[0022]圖3為本發明頂管機進始發洞結構示意圖。
[0023]上述圖中:1-環板，2-密封橡膠環A，3-可滑動頂板，4-螺栓，5_長條螺栓槽孔，6-法蘭管，7-密封橡膠環B，8-孔口管，9-進洞口牆，10-頂管機。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳述。
[0025]實施例1:本發明提供的一種高水壓條件下頂管機始發洞口止水密封裝置，其結構如圖1、2所示，包括孔口管8，法蘭管6，可滑動頂板3，兩層密封橡膠環和環板I ;所述的孔口管8安裝在始發洞口的進洞口牆9上，孔口管8與進洞口牆9牆體之間通過錨杆定位，孔口管8與進洞口牆9牆體之間空隙採用注漿填充；所述的法蘭管6 —端與密封橡膠環B7通過螺栓4固定在孔口管8與進洞口牆9上，法蘭管6的另一端通過螺栓4依次固定有密封橡膠環A2和環板1，參見圖2，所述的環板I上通過螺栓4安裝有9片可滑動頂板3，可滑動頂板上的螺栓孔為長條螺栓槽孔5，通過螺栓4在長條螺栓槽孔5內滑動實現可滑動頂板與頂管機10之間距離的調節。這樣可以根據頂管機10和環板I之間的距離進行調節可滑動頂板3的位置，起到儘量減小兩層密封橡膠環因壓力過大產生外翻的作用。所述的兩層密封橡膠環為密封橡膠環A2和密封橡膠環B7組成兩層止水密封環。
[0026]本發明還提供一種使用上述的高水壓條件下頂管機始發洞口止水密封裝置的方法，先將孔口管8埋置在始發井進洞口牆9牆體中；再按如下步驟操作:
[0027]步驟⑴、孔口管8安裝的過程中，需對孔口管的位置進行測量以保證孔口管8安裝的精度，孔口管8與進洞口牆9之間先用錨杆定位，且孔口管8與進洞口牆9牆體之間空隙採用注漿填充。
[0028]步驟⑵、參見圖1，分別通過螺栓4將法蘭管6、密封橡膠環B7、孔口管8固定在進洞口牆9上，法蘭管6另一端與環板1、密封橡膠環A2通過螺栓4進行連接。
[0029]步驟⑶、參見圖2，將9片可滑動頂板3安裝在環板I上，調節好每一片可滑動頂板3的位置，使每一片可滑動頂板內弧形成的圓直徑儘量接近頂管機10外徑，以減小頂管機10的偏移，同時起到防止兩層密封橡膠環外翻的作用。
[0030]步驟⑷、參見圖3，在頂管機10運行靠近密封橡膠環A2時，在頂管機10外壁上抹上潤滑油，以減小兩層止水密封橡膠環與頂管機10的摩擦。
[0031]步驟(5)、頂管機10頂進時，頂管機先後頂進兩層密封橡膠環，兩層密封橡膠環向頂進方向翻轉，起到止水密封的作用。此時若可滑動頂板內弧形成的圓與頂管機間隙太大，則頂管機可暫停頂進，再次調節可滑動頂板3，使其儘量靠近頂管機10的機身，防止密封橡膠環因地層壓力過大而外翻。
[0032]步驟(6)、當頂管機10長距離頂進時，需要經常檢查兩層密封橡膠環的磨損狀況，及時逐一將有較大磨損的那層止水密封橡膠環更換下來。
[0033]實施例2:本發明提供的一種高水壓條件下頂管機始發洞口止水密封裝置，其結構與實施例1基本相同，不同的只是安裝了 18片可滑動頂板3，操作步驟⑶中安裝18片可滑動頂板，其餘操作步驟與實施例1相同。
[0034]本發明的高水壓條件下頂管機始發洞口止水密封裝置結構簡單，易於安裝，機動性好。使用本裝置可節約施工成本。本發明的裝置及方法適用性廣，可適用於各種地層，尤其是高水壓複雜地層條件下止水效果好。
【權利要求】
1.一種高水壓條件下頂管機始發洞口止水密封裝置，包括孔口管，法蘭管，可滑動頂板，環板和兩層密封橡膠環，孔口管埋置在始發洞口的進洞口牆上；其特徵在於:所述的孔口管與進洞口牆牆體之間通過錨杆定位，孔口管與進洞口牆之間空隙採用注漿填充；所述的法蘭管一端與密封橡膠環B通過螺栓固定在孔口管與進洞口牆上，法蘭管的另一端通過螺栓依次固定有密封橡膠環A和環板，所述的環板通過螺栓安裝有多片可滑動頂板，所述的密封橡膠環A和密封橡膠環B組成兩層止水密封圈。
2.根據權利要求1所述的高水壓條件下頂管機始發洞口止水密封裝置，其特徵在於:所述的環板上通過螺栓安裝有8?19片可滑動頂板。
3.根據權利要求1所述的高水壓條件下頂管機始發洞口止水密封裝置，其特徵在於:所述的可滑動頂板上的螺栓孔為長條螺栓槽孔，通過螺栓在長條螺栓槽孔內滑動實現可移動滑板與頂管機之間距離的調節。
4.一種使用權利要求1所述的高水壓條件下頂管機始發洞口止水密封裝置的方法，先將孔口管埋置在始發井進洞口牆中，其特徵在於，再按如下步驟操作: 步驟⑴、埋置孔口管時先需對孔口管的位置進行測量以保證孔口管安裝的精度，孔口管與進洞口牆體之間先用錨杆定位，且孔口管與牆體之間空隙採用注漿填充； 步驟⑵、分別通過螺栓將法蘭管、密封橡膠環B、孔口管固定在進洞口牆上，法蘭管另一端與環板、密封橡膠環A通過螺栓進行連接； 步驟⑶、將多片可滑動頂板通過螺栓安裝在環板上，調節好每片可滑動頂板的位置，使每片可滑動頂板內弧形成的圓直徑大於頂管機外徑5?10cm，以減小頂管機在洞口的偏移，同時防止密封橡膠環A和密封橡膠環B外翻； 步驟⑷、在頂管機運行到達密封橡膠環A前，在頂管機外壁上抹上潤滑油，以減小兩層止水密封橡膠環與頂管機的摩擦； 步驟(5)、頂管機頂進時，頂管機先後頂進通過兩層密封橡膠環，兩層密封橡膠環向頂進方向翻轉，起到止水密封的作用，此時若可滑動頂板內弧形成的圓與頂管機間隙太大，則頂管機暫停頂進，再次調節可滑動頂板使其內弧形成的圓直徑靠近頂管機身，防止密封橡膠環因地層壓力過大而外翻； 步驟(6)、頂管機向前頂進，當頂管機頂進距離長造成密封橡膠環A、B不可避免的磨損時，及時逐一更換被磨損的止水密封橡膠環。
【文檔編號】E21D11/38GK104265333SQ201410524503
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月30日 優先權日:2014年9月30日
【發明者】高海東, 張鵬, 馬勝利, 趙濤, 黎軒, 王翔宇, 劉應亮, 謝紅明 申請人:中鐵十八局集團有限公司, 中鐵十八局集團第一工程有限公司, 中國地質大學（武漢）