专利名称：盾构机的止浆密封装置及盾构机的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种盾构机的止浆密封装置及带有该止浆密封装置的盾构机。
背景技术：
在敞口式盾构机工作中，开挖面是敞开的，无法像土压平衡或泥水平衡盾构机那样，在前方建立起动态变化的压力平衡。当局部出现超挖或孤石松动时，盾构壳与隧道表面就会形成较大的空隙，盾构推进时同步充入的砂浆很容易通过此空隙浸涌到无压力的开挖面，导致砂浆大量消耗，且不利于地表沉降的控制。
因此，解决盾构机掘进过程中砂浆涌向开挖面问题，防止砂浆大量消耗，便于地表沉降的控制是本技术领域人员有待解决的技术难题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的一个目的在于，提供一种盾构机的止浆密封装置，能够解决盾构机掘进过程中砂浆涌向开挖面的问题，防止砂浆大量消耗，并利于地表沉降的控制。有鉴于此，本发明提供一种盾构机的止浆密封装置，包括安装槽、密封囊体、充放管嘴和耐磨保护板；所述安装槽设置于盾构机的外壳上，用于容纳所述密封囊体；所述密封囊体，在膨胀工作时可封堵所述盾构机的外壳与隧道内壁面间的间隙，在收缩时可容纳于所述安装槽内；所述充放管嘴与所述密封囊体连通，用于向所述密封囊体内填充或者放出带压流体；所述耐磨保护板安装在所述盾构机的外壳上，在所述密封囊体收缩并容纳于所述安装槽内时，覆盖所述安装槽的开口、保护所述密封囊体，在所述密封囊体膨胀时，可打开所述安装槽的开口。在该技术方案中，密封囊体膨胀工作时可封堵盾构机的外壳与隧道内壁面间的间隙，防止盾构机掘进过程中砂浆涌向开挖面，减少砂浆大量消耗，利于地表沉降的控制 ’另夕卜，正常掘进状态，密封囊体可收缩，容纳在安装槽内，同时耐磨保护板覆盖所述安装槽，防止周围土体对密封囊体进行磨损，增加密封囊体的使用寿命。在上述技术方案中，优选地，所述安装槽为沿所述盾构机的外壳周向设置的U形槽。耐磨保护板安装在盾构机的外壳上，U形槽被耐磨保护板封住开口，一方面，防止周围土体对密封囊体产生磨损，损坏密封囊体；另一方面，防止恶劣环境下外界物质对安装槽的腐蚀，延长密封囊体及安装槽的使用寿命。在上述技术方案中，优选地，所述充放管嘴通过锁紧螺母安装在所述盾构机上。充放管嘴安装在盾构机上，且对充放管嘴进行定位，便于对充放管嘴进行控制，便于带压流体通过充放管嘴进出密封囊体。 在上述技术方案中，优选地，所述耐磨保护板具有弹性，可随所述密封囊体的膨胀自动打开、随所述密封囊体的收缩自动关闭。密封囊体膨胀时，耐磨保护板具有弹性自动打开，保证密封囊体迅速填充盾壳外表面与隧道内壁面之间的空隙；密封囊体收缩时，耐磨保护板在其自身弹性的作用下自动关闭，使所述密封囊体处于膨胀之前的状态，即密封囊体处于安装槽内，耐磨保护板覆盖安装槽的开ロ。在上述技术方案中，优选地，所述耐磨保护板的一侧通过压板安装在所述盾构机的外売上，并位于所述安装槽的开ロ处。压板对耐磨保护板进行定位，耐磨保护板与U形槽配合，共同完成对密封囊体的保护，防止密封囊体磨损。在上述技术方案中，优选地，所述密封囊体为一体结构，或者为分段结构。
密封囊体选用分段结构，避免整体式密封橡胶囊体在盾构掘进时因某一点损坏后，导致整个密封橡胶囊体失去效用，提高此装置的可靠性。在上述技术方案中，优选地，所述密封囊体为橡胶囊体。橡胶囊体具有好的弾性，充入带压流体可快速膨胀；流体回流后，橡胶囊体收缩，便于回收到安装槽内，且安装槽体积相对小，便于制造加工。本发明的另一方还提供了一种盾构机，包括上述技术方案中任一项所述的盾构机的止浆密封装置。显而易见，该盾构机具有上述盾构机的止浆密封装置的全部有益效果，不再赘述。综上所述，本发明提供的盾构机的止浆密封装置及带有该止浆密封装置的盾构机，解决了盾构机掘进过程中砂浆涌向开挖面的问题，減少了砂浆大量消耗，且利于地表沉降的控制。
图I是根据本发明盾构机的止浆密封装置一实施例密封囊体收缩状态下的纵剖示意图；图2是图I所示实施例中密封囊体膨胀状态下的纵剖示意图；图3是根据本发明盾构机的止浆密封装置中的密封囊体ー种结构工作状态下的横截面示意图；图4是根据本发明盾构机的止浆密封装置中密封囊体另一种结构工作状态下的横截面示意图。其中，图I至图4中附图标记与部件名称之间的对应关系为I安装槽 2密封囊体 3充放管嘴 4耐磨保护板 5锁紧螺母 6压板 7盾构机的外壳 8隧道围岩 9砂衆。
具体实施例方式为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行进一歩的详细描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。如图I、图2所示本发明提供的一种盾构机的止浆密封装置，包括安装槽I、密封囊体2、充放管嘴3和耐磨保护板4 ;安装槽I设置于盾构机的外壳7上，用于容纳密封囊体
2;密封囊体2，在膨胀工作时可封堵盾构机的外壳7与隧道内壁面间的间隙，在收缩时可容纳于安装槽I内；充放管嘴3与密封囊体2连通，用于向密封囊体2内填充或者放出带压流体；耐磨保护板4安装在盾构机的外壳7上，在密封囊体2收缩并容纳于安装槽I内时，覆盖安装槽I的开口、保护密封囊体2，在所述密封囊体2膨胀时，可打开所述安装槽I的开□。在该技术方案中，密封囊体膨胀时，在打压流体的作用下打开耐磨保护板4，密封 囊体2填充在盾构机的外壳和隧道内壁间，从而可封堵盾构机的外壳与隧道内壁面间的间隙，即图I至4中所示隧道围岩8的内壁面和盾构机的外壳之间，防止盾构机掘进过程中砂浆9涌向开挖面，减少砂浆9的大量消耗，并利于地表沉降的控制；另外，正常掘进状态，密封囊体收缩，容纳在安装槽内，同时耐磨保护板覆盖所述安装槽，防止周围土体对密封囊体进行磨损，增加密封囊体的使用寿命。本发明所述带压流体，可以是压缩气体、压力油、加压乳化液等，该流体的压力只要大于砂浆流动的压力即可。其中，优选地，安装槽I为沿盾构机的外壳7周向设置的U形槽。耐磨保护板安装在盾构机的外壳上，U形槽对耐磨保护板一端进行限定，一方面，防止周围土体对密封囊体产生磨损，损坏密封囊体；另一方面，防止恶劣环境下外界物质对安装槽的腐蚀，延长密封囊体及安装槽的使用寿命。在上述技术方案中，优选地，充放管嘴3通过锁紧螺母5安装在盾构机上。充放管嘴安装在盾构机上，对充放管嘴进行定位，便于对充放管嘴进行控制，便于带压流体通过充放管嘴进出密封囊体。充放管嘴3与密封囊体2连通，能够对密封囊体2进行充放，使密封囊体2完成膨胀和收缩动作。进一步，优选地，耐磨保护板4具有弹性，可随密封囊体2的膨胀自动打开、随所述密封囊体2的收缩自动关闭。密封囊体膨胀时，耐磨保护板具有弹性能自动打开，保证密封囊体迅速填充盾构机的壳外表面与隧道内壁之间的空隙；密封囊体收缩时，耐磨保护板在其自身弹性的作用下自动关闭，使所述密封囊体处于膨胀之前的状态，即密封囊体处于安装槽内，耐磨保护板覆盖安装槽的开口。耐磨保护板4的具体形状和材质可以有很多种选择，例如，一种实施方式耐磨保护板为多块弹性薄板，沿盾构机的壳体圆周鱼鳞状布置，在密封囊体(充入带压流体后)的挤压力下变形张开，在密封囊体内的带压流体排出后，在其自身弹性力的作用下恢复最初状态(即密封囊体未充入带压流体前的状态)。再进一步，优选地，耐磨保护板4的一侧通过压板6安装在盾构机的外壳7体上，并位于安装槽I的开口处。
压板对耐磨保护板进行定位，耐磨保护板与U形槽配合，共同完成对密封囊体的保护，防止密封囊体磨损。本实施例中，如图I和图2所示，压板6安装在U形槽的一侧，另一侧为卡口，该卡口可与压板6配合固定耐磨保护板。在上述技术方案中，优选地，密封囊体2为一体结构，或者为分段结构。如图3所示，密封囊体2为一体结构；如图4所示，密封囊体2为分段结构。密封囊体选用分段结构，可避免整体式密封橡胶囊体在盾构掘进时因某一点损坏后，导致整个密封橡胶囊体失去效用，提高此装置的可靠性。在上述技术方案中，优选地，密封囊体2为橡胶囊体。橡胶囊体具有好的弹性，充入带压流体可快速膨胀；流体回流后，橡胶囊体收缩，便于回收到安装槽内，且安装槽体积相对小，制造便于加工。 本发明还提供一种盾构机，包括上述任一实施例所述的盾构机的止浆密封装置。显而易见，该盾构机具有上述实施例所述盾构机的止浆密封装置的全部有益效果，不再赘述。综上所述，本发明提供的一种盾构机的止浆密封装置及带有该种止浆密封装置的盾构机，解决了盾构机掘进过程中砂浆涌向开挖面的问题，减少了砂浆大量消耗，且利于地表沉降的控制。基于上述技术方案，本发明提供的一种盾构机的止浆密封装置，其具体工作过程为正常工作情况下，如图I所示，密封囊体2处于收缩状态，位于安装槽I内并且在顶部有耐磨保护板4的遮挡，防止盾构掘进时周围土体对密封囊体2产生磨损；当需要工作时，如图2所示，通过充放嘴3向密封囊体2内充入带压的流体，使密封囊体2迅速膨胀，推开耐磨保护板4填充于盾构机的外壳表面与隧道内壁之间的空隙，防止砂浆向开挖面泄漏；当盾构机正常掘进时，通过充放嘴3将充入的带压流体迅速放出，则密封囊体2收缩，在耐磨保护板4自身弹性的作用下又收回到安装槽I内，并被耐磨保护板4覆盖保护。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种盾构机的止浆密封装置，其特征在于， 包括安装槽(I)、密封囊体(2)、充放管嘴(3)和耐磨保护板(4)； 所述安装槽(I)设置于盾构机的外壳(7 )上，用于容纳所述密封囊体(2 ); 所述密封囊体(2)，在膨胀时可封堵所述盾构机的外壳(7)与隧道内壁面间的间隙，在收缩时可容纳于所述安装槽(I)内； 所述充放管嘴(3 )与所述密封囊体(2 )连通，用于向所述密封囊体(2 )内填充或者放出带压流体； 所述耐磨保护板(4)安装在所述盾构机的外壳(7)上，在所述密封囊体(2)收缩并容纳于所述安装槽(I)内时，覆盖所述安装槽(I)的开口、保护所述密封囊体(2 )，在所述密封囊体(2 )膨胀时，可打开所述安装槽(I)的开口。
2.根据权利要求I所述的盾构机的止浆密封装置，其特征在于， 所述安装槽(I)为沿所述盾构机的外壳(7)周向设置的U形槽。
3.根据权利要求I所述的盾构机的止浆密封装置，其特征在于， 所述充放管嘴(3)通过锁紧螺母(5)安装在所述盾构机上。
4.根据权利要求I所述的盾构机的止浆密封装置，其特征在于， 所述耐磨保护板(4)具有弹性，可随所述密封囊体(2)的膨胀自动打开、随所述密封囊体(2)的收缩自动关闭。
5.根据权利要求4所述的盾构机的止浆密封装置，其特征在于， 所述耐磨保护板(4)通过压板(6)安装在所述盾构机的外壳(7)上，并位于所述安装槽Cl)的开口处。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的盾构机的止浆密封装置，其特征在于， 所述密封囊体(2)为一体结构，或者为分段结构。
7.根据权利要求6所述的盾构机的止浆密封装置，其特征在于， 所述密封囊体(2)为橡胶囊体。
8.一种盾构机，其特征在于，包含有如权利要求I至7中任一项所述的盾构机的止浆密封装置。
全文摘要
本发明提供了一种盾构机的止浆密封装置，包括安装槽、密封囊体、充放管嘴和耐磨保护板；其中，安装槽设置于盾构机的外壳上，用于容纳密封囊体；密封囊体，在膨胀工作时可封堵盾构机的外壳与隧道内壁面间的间隙，在收缩时，可容纳于安装槽内；充放管嘴与密封囊体连通，用于向密封囊体内填充或者放出带压流体；耐磨保护板安装在盾构机的外壳上，在密封囊体收缩并容纳于安装槽内时，覆盖安装槽的开口、保护密封囊体，在所述密封囊体膨胀时，可打开所述安装槽的开口。本发明还提供了一种盾构机。根据本发明提供的盾构机的止浆密封装置及盾构机，解决了盾构机掘进过程中砂浆涌向开挖面的问题，防止砂浆大量消耗，并利于地表沉降的控制。
文档编号E21D9/06GK102852526SQ201210364249
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者杨琦, 宫明兴 申请人:三一重工股份有限公司