一种盾构隧道始发密封装置及其使用方法与流程

本发明属于地下工程领域，尤其是涉及一种盾构隧道始发密封装置及其使用方法。

背景技术：

随着城市化进程的加快，地下空间利用成为一大热点，其中盾构法开挖因其不影响地面交通、环境影响小的优点得到了大量的应用。盾构始发一般需对始发侧土体进行加固以避免发生土体涌出以保障隧道始发的安全性，现有加固方法主要分两种，一种为冷冻法，另一种为化学浆液加固法，采用该两种方法虽然能保障盾构始发的安全性，但费用高昂，且需提供较大的施工场地。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种可使盾构隧道无加固始发情况下实现端头泥砂的有效密封，保证始发的安全性的结构简单、使用方便的盾构隧道始发密封装置及其使用方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种盾构隧道始发密封装置，包括始发密封桶，所述的始发密封桶的内壁分别设置有至少2道圆环状高弹性尾刷和至少1道圆环状气囊，所述的始发密封桶的壁内分别设置有油脂管道和充气管道，相邻两个所述的高弹性尾刷之间形成的空隙与所述的油脂管道连通，所述的气囊与所述的充气管道连通，所述的始发密封桶的外壁下部设置有支撑架，所述的支撑架的底部设置有可伸缩支撑体系和可伸缩轮对。

所述的始发密封桶内的盾构机的外轮廓形状与所述的始发密封桶的内横断面几何形状相似且所述的始发密封桶内的盾构机的外径略小于所述的始发密封桶的内径。

所述的高弹性尾刷的道数为3，所述的气囊的道数为2。

相邻两个所述的高弹性尾刷之间形成的空隙内填充有盾尾油脂。

所述的可伸缩支撑体系包括可伸缩支撑体系伸缩装置和撑靴，所述的可伸缩支撑体系伸缩装置为提供伸缩动力的第一液压千斤顶，所述的第一液压千斤顶的顶部固定在所述的支撑架上，所述的第一液压千斤顶的底部固定设置有所述的撑靴。支撑体系可伸缩以实现控制始发密封装置安装高度的目的

所述的可伸缩轮对包括可伸缩轮对伸缩装置和轮对，所述的可伸缩轮对伸缩装置为提供伸缩动力的第二液压千斤顶，所述的第二液压千斤顶的顶部固定在所述的支撑架上，所述的第二液压千斤顶的底部固定设置有所述的轮对。

上述盾构隧道始发密封装置的使用方法，包含以下步骤：

（1）盾构始发密封装置定位安装

通过可伸缩轮对将盾构隧道始发密封装置移动至指定位置，伸长可伸缩支撑体系，缩回可伸缩轮对，将盾构隧道始发密封装置固定在底面支撑上，进一步将始发密封桶1通过焊接的方式固定在始发端头结构的预埋件上；

（2）盾构机与始发密封装置间隙密封

将盾构机置于始发密封桶内，通过油脂管道向相邻高弹性尾刷之间注入盾尾油脂直至将盾构机、盾尾与始发密封桶间的间隙完全密封；

（3）衬砌管片与始发密封装置间隙密封

随着盾构机向前掘进，在盾尾脱离始发端头结构之前，通过充气管道向气囊内填充空气使气囊与衬砌管片之间产生大于盾构始发处的水土压力的挤压力，进一步向相邻高弹性尾刷之间填充盾尾油脂，加强密封效果即可。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明一种盾构隧道始发密封装置及其使用方法，该盾构隧道始发密封装置使盾构始发侧土体无需提前加固，通过始发密封装置固定在地下结构的维护或支护结构上，通过高弹性尾刷及气囊封闭密封装置与盾构机或隧道衬砌之间的间隙，以避免泥沙涌出从而保证始发施工的安全性，始发密封装置可自动调整空间位置使用方便，始发密封桶可拆卸并重复使用大大降低施工成本。综上所述，通过采用本发明可使盾构隧道无加固始发情况下实现端头泥砂的有效密封，保证始发的安全性，同时该装置使用简单可回收重复利用可大大降低盾构始发费用及工期。

附图说明

图1为本发明的盾构隧道始发密封装置三维示意图；

图2为本发明的盾构隧道始发密封装置横断面示意图；

图3为本发明的盾构隧道始发密封装置使用方法步骤一盾构始发密封装置定位安装示意图；

图4为本发明的盾构隧道始发密封装置使用方法步骤二盾构机与始发密封装置间隙密封示意图；

图5为本发明的盾构隧道始发密封装置使用方法步骤三衬砌管片与始发密封装置间隙密封示意图；

各部件标号说明：1始发密封桶；2高弹性尾刷；3气囊；4油脂管道；5充气管道；6支撑架；7可伸缩支撑体系；71可伸缩支撑体系伸缩装置；72撑靴；8可伸缩轮对；81可伸缩轮对支撑杆伸缩装置；82轮对；9始发端头结构；10预埋件；11底面支撑；12盾构机；13盾尾；14衬砌管片；15盾尾油脂。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

具体实施例一

一种盾构隧道始发密封装置包含以下组成部件：始发密封桶1、高弹性尾刷2、气囊3、油脂管道4、充气管道5、支撑架6、可伸缩支撑体系7和可伸缩轮对8。

如图1、图2所示，始发密封桶1的内壁分别设置有至少2道圆环状高弹性尾刷2和至少1道圆环状气囊3，始发密封桶1桶的壁内分别设置有油脂管道4和充气管道5，相邻两个高弹性尾刷2之间形成的空隙与油脂管道4连通，气囊3与充气管道5连通，始发密封桶1的外壁下部设置有支撑架6，支撑架6的底部设置有可伸缩支撑体系7和可伸缩轮对8。

如图2所示，始发密封桶1内的盾构机12的外轮廓形状与始发密封桶1的内横断面几何形状相似且始发密封桶1内的盾构机12的外径略小于始发密封桶1的内径。

如图1和图2所示，油脂管道4可向两道高弹性尾刷2之间注入盾尾油脂15，充气管道5可向气囊3内充气，相邻两个高弹性尾刷2之间形成的空隙内填充有盾尾油脂15。可伸缩支撑体系7包括可伸缩支撑体系伸缩装置71和撑靴72，可伸缩支撑体系伸缩装置71为提供伸缩动力的第一液压千斤顶，第一液压千斤顶的顶部固定在支撑架6上，第一液压千斤顶的底部固定设置有撑靴72；可伸缩轮对8包括可伸缩轮对伸缩装置81和轮对82，可伸缩轮对伸缩装置81为提供伸缩动力的第二液压千斤顶，第二液压千斤顶的顶部固定在支撑架6上，第二液压千斤顶的底部固定设置有轮对82。

上述高弹性尾刷2道数和气囊3道数可根据环境保护等级及设备空间进行确定，一般优选高弹性尾刷2的道数为3，气囊3的道数为2。

具体实施例二

上述具体实施例一所示的盾构隧道始发密封装置的使用方法，包含以下步骤：

步骤一：盾构始发密封装置定位安装。如图2和图3所示，通过可伸缩轮对8将盾构隧道始发密封装置移动至指定位置，伸长可伸缩支撑体系7，缩回可伸缩轮对8，将盾构隧道始发密封装置固定在底面支撑11上，进一步将始发密封桶1通过焊接的方式固定在始发端头结构9的预埋件10上。

步骤二：盾构机12与始发密封装置间隙密封。如图4所示，将盾构机12置于始发密封桶1内，通过油脂管道4向高弹性尾刷2之间注入盾尾油脂15，保证能将盾构机12、盾尾13与始发密封桶1间的间隙完全密封。

步骤三：衬砌管片14与始发密封装置间隙密封。如图5所示，随着盾构机12向前掘进，在盾尾13脱离始发端头结构9之前，通过充气管道5向气囊3内填充空气使气囊3与衬砌管片14之间产生一定的挤压力，该挤压力要求大于盾构始发处的水土压力，进一步向高弹性尾刷2之间填充盾尾油脂15，加强密封效果。

上述的对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。