一种泥水盾构密封钢套始发装置的制作方法

本实用新型涉及隧道盾构施工领域，具体是一种泥水盾构密封钢套始发装置。

背景技术：

近年来，在城市地铁隧道修建过程中，盾构法因其“施工效率高、扰动小、安全”的特点而得以广泛应用。盾构机始发时的密封问题是盾构施工时需要重点控制的安全影响因素，也是盾构施工的难点之一。特别是当盾构施工在地质构造复杂且含有丰富地下水的地层中进行时，因密封问题导致漏水、漏砂、漏浆的安全事故时有发生，甚至可能引起洞口附近土体大量流失，造成工程塌方，为隧道施工带来极大的安全隐患。

申请号为201410467447.X的中国专利公开了一种富水砂层泥水盾构始发密封装置及始发密封控制方法，密封装置由油脂分配阀、洞门钢环、外接钢环、钢丝刷、注脂孔、注脂管和油脂闸阀组成，通过加注了密封油脂的钢丝刷形成密封环起到密封效果。该方法仅用加注了密封油脂的钢丝刷作为密封环，钢丝刷可能因为巨大的水土压力而发生反折，造成漏水、漏浆并引起压力失效。

申请号为201520448829.8的中国专利公开了一种盾构始发洞口密封装置，该装置包括预埋钢环延长钢环、密封橡胶板、固定环板、折页式扇形压板，通过密封橡胶板和折页式扇形压板形成密封环起到密封效果。但是该装置仅有一层密封环，密封效果较差；密封橡胶板和折页式扇形压板两者之间距离较远，贴合不紧密，容易产生压力集中的情况，在水土压力较大的地段可能折断压板，没有预留注浆孔，无法再盾构掘进时进行注浆操作。

技术实现要素：

本实用新型的目的，就是为解决现有技术存在的问题，而设计了一种泥水盾构密封钢套始发装置，能够为盾构始发提供有效的密封效果，并能在盾构机盾尾脱出帘布橡胶板时，避免漏水漏浆渗漏至管片外侧，造成压力失效，确保盾构始发的安全。

本实用新型的技术方案为：本实用新型提供了一种泥水盾构密封钢套始发装置，包括工作井内衬墙以及设置在所述工作井内衬墙内的预埋钢环，还包括封板、密封部件，所述预埋钢环的轴向剖面设置为双L形，包括轴向钢环和径向钢环，所述封板包括轴向封板和径向封板，所述轴向封板与径向钢环焊接连接，所述密封部件的上端与所述轴向封板固定连接，所述密封部件包括帘布橡胶板、圆环板Ⅰ、圆环板Ⅱ和翻板，所述圆环板Ⅰ和圆环板Ⅱ分别设置在所述帘布橡胶板的前后两侧，所述圆环板Ⅱ通过销轴与翻板铰接，所述密封部件设置有两个，并沿轴向封板的轴向间隔设置，所述轴向封板上相邻密封部件之间设置有堵漏剂加注孔，所述工作井内衬墙内设置有预埋注浆管，所述预埋注浆管的出料端伸入轴向钢环的内侧，待盾构机通过封板径向部分位置后，将径向封板与轴向封板焊接到一起。

上述翻板包括多个翻板板块，所述翻板板块沿轴向封板的周向方向均匀设置，所述翻板板块包括板块主体以及设置在板块主体上端的连接段Ⅰ、连接段Ⅱ，所述连接段Ⅰ和连接段Ⅱ上分别设置有铰接孔Ⅰ；所述圆环板Ⅱ包括多个圆环板块Ⅱ，所述圆环板块Ⅱ沿轴向封板的周向方向均匀设置，所述圆环板块Ⅱ的下端设置有连接段Ⅲ，所述连接段Ⅲ上设置有铰接孔Ⅱ，所述销轴依次穿过铰接孔Ⅰ和铰接孔Ⅱ进而将翻板板块与圆环板块Ⅱ连接在一起，并且加工方便、拆装方便，便于维护。

上述圆环板Ⅰ包括多个圆环板块Ⅰ，所述圆环板块Ⅰ沿轴向封板的周向方向均匀设置。

上述径向钢环和轴向封板之间设有加劲板Ⅰ，相邻的密封部件之间设有加劲板Ⅱ，所述径向钢环与密封部件之间设有加劲板Ⅲ，所述加劲板Ⅰ、加劲板Ⅱ和加劲板Ⅲ的轴向断面均设置为矩形。通过加劲板Ⅰ，径向钢环与轴向封板之间得到紧固与加强，通过加劲板Ⅱ，轴向封板与两个密封部件之间得到紧固与加强，通过加劲板Ⅲ，径向钢环、轴向封板与圆环板Ⅰ之间得到紧固与加强，避免堵漏材料注入以及前方泥浆的压力造成的变形，进而增强整个密封钢套始发装置的稳定性和使用可靠性。

上述堵漏材料加注孔沿轴向封板的周向方向间隔设置。通过堵漏材料加注孔，能够对密封钢套始发装置内的两道橡胶帘布板之间进行填满封堵，进而形成一个密闭空间，避免前方泥浆向后方渗漏，保证盾构始发的安全进行。

上述预埋注浆管沿径向钢环的周向方向均匀布置，相邻预埋注浆管之间的圆心角设置为10°~15°。紧急情况下可通过预埋注浆管注入聚氨酯等防水材料进行洞门密封。

上述圆环板Ⅰ、帘布橡胶板、圆环板Ⅱ通过螺栓可拆卸连接，所述圆环板Ⅱ与轴向封板焊接连接。

本实用新型的有益效果可通过上述方案得出：1、通过设置轴向封板，并沿轴向封板的轴向方向间隔设置两个密封部件，当盾构机始发所拼管片通过两道帘布橡胶板时，会将两道帘布橡胶板连同翻板顶起，使其向着掘进方向呈一定的角度紧贴在管片外表面上，由于翻板的存在使得呈倾斜状态的两道帘布橡胶板能够抵抗后期存在的水土压力而不会翻折，即使带有承压性的地下水也不会造成两道帘布橡胶板外翻及损坏，从而形成两道密封屏障，有力的确保了盾构机始发时的密封性能，保障了盾构始发的安全；2、通过设置径向封板，能够在盾构机盾尾脱出橡胶帘布板时，避免出现的漏水漏浆渗漏至管片外侧，造成压力失效，严重时造成工程塌方；3、紧急情况下可通过预埋注浆管注入聚氨酯等防水材料进行洞门密封。

由此可见，本实用新型与现有技术相比具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明：

图1为本实用新型的轴向断面结构示意图；

图2为本实用新型的横向断面结构示意图；

图3为本实用新型中翻板板块的主视示意图；

图4为本实用新型中翻板板块的剖视示意图；

其中，1为工作井内衬墙，2为预埋钢环，2-1为径向钢环，2-2为轴向钢环，3为加劲板Ⅰ，4为加劲板Ⅱ，5为加劲板Ⅲ，6为圆环板Ⅰ，7为圆环板Ⅱ，8为轴向封板，9为径向封板，10为螺栓，11为销轴，12为帘布橡胶板，13为翻板，13-1为连接段Ⅰ，13-2为连接段Ⅱ，13-2为板块主体，14为盾构外径处，15为管片外径处，16为堵漏材料加注孔，17为预埋注浆管。

具体实施方式：

为了更好地理解本实用新型，下面结合附图来详细解释本实用新型的实施方式。

具体实施方式：本实用新型提供了一种泥水盾构密封钢套始发装置，包括工作井内衬墙1、设置在所述工作井内衬墙内1的预埋钢环2、封板、密封部件，其中，预埋钢环2的轴向剖面设置为双L形，包括轴向钢环2-2和径向钢环2-1，封板包括轴向封板8和径向封板9，轴向封板8与径向钢环2-1焊接连接，密封部件的上端与轴向封板8固定连接。密封部件包括帘布橡胶板12、圆环板Ⅰ6、圆环板Ⅱ7和翻板13，所述圆环板Ⅰ6和圆环板Ⅱ7分别设置在所述帘布橡胶板12的前后两侧，所述圆环板Ⅱ7通过销轴11与翻板13铰接。其中，圆环板Ⅰ6、帘布橡胶板12、圆环板Ⅱ7通过螺栓10可拆卸连接，圆环板Ⅱ7的上端与轴向封板8焊接连接。在本实施例中，密封部件设置有两个，并沿轴向封板8的轴向间隔设置，所述轴向封板8上相邻密封部件之间设置有堵漏剂加注孔16。

工作井内衬墙内1设置有预埋注浆管17，所述预埋注浆管17的出料端伸入轴向钢环2-2的内侧。在本实施例中，预埋注浆管17沿径向钢环2-1的周向方向均匀布置，相邻预埋注浆管17之间的圆心角设置为10°~15°。待盾构机通过径向封板9部分位置后，将径向封板9与轴向封8板焊接到一起。

翻板13包括多个翻板板块，翻板板块沿轴向封板8的周向方向均匀设置，如图2所示，翻板板块包括板块主体13-2以及设置在板块主体13-2上端的连接段Ⅰ13-1、连接段Ⅱ13-3，连接段Ⅰ13-1和连接段Ⅱ13-3上分别设置有铰接孔Ⅰ；圆环板Ⅰ6包括多个圆环板块Ⅰ，圆环板块Ⅰ沿轴向封板的周向方向均匀设置；圆环板Ⅱ7包括多个圆环板块Ⅱ，圆环板块Ⅱ沿轴向封板的周向方向均匀设置，圆环板块Ⅱ7的下端设置有连接段Ⅲ，连接段Ⅲ上设置有铰接孔Ⅱ，销轴依次穿过铰接孔Ⅰ和铰接孔Ⅱ进而将翻板板块与圆环板块Ⅱ连接在一起，并且加工方便、拆装方便，便于维护。

径向钢环2-1和轴向封板8之间设有加劲板Ⅰ3，相邻的密封部件之间设有加劲板Ⅱ4，径向钢环2-1与密封部件之间设有加劲板Ⅲ5，加劲板Ⅰ3、加劲板Ⅱ4和加劲板Ⅲ5的轴向断面均设置为矩形。通过加劲板Ⅰ3，径向钢环2-1与轴向封板8之间得到紧固与加强，通过加劲板Ⅱ4，轴向封板8与两个密封部件之间得到紧固与加强，通过加劲板Ⅲ5，径向钢环2-1、轴向封板与靠近预埋钢环2的密封部件中的圆环板Ⅰ6之间得到紧固与加强，避免堵漏材料注入以及前方泥浆的压力造成的变形，进而增强整个密封钢套始发装置的稳定性和使用可靠性。

上述堵漏材料加注孔16沿轴向封板8的周向方向间隔设置。通过堵漏材料加注孔16，能够对密封钢套始发装置内的两道橡胶帘布板12之间的空隙进行填满封堵，进而形成一个密闭空间，避免前方泥浆向后方渗漏，保证盾构始发的安全进行。

本实用新型的工作原理如下：当盾构机始发时，由于两道帘布橡胶板12和翻板13内边缘均超过盾构机外径14、管片外径15，盾构机所拼管片通过两道帘布橡胶板12时，会将两道帘布橡胶板连同翻板顶起，使其向着掘进方向呈一定的角度紧贴在管片外表面上，由于翻板13的存在使得呈倾斜状态的两道帘布橡胶板12能够抵抗后期存在的水土压力而不会翻折，即使带有承压性的地下水也不会造成两道帘布橡胶板12外翻及损坏，从而形成两道密封屏障，有力的确保了盾构机始发时的密封性能，保障了盾构始发的安全。盾构机盾尾完全进入临时密封钢套后，径向封板9与轴向封板8焊接到一起，不至于引起漏水、漏浆引起压力失效，发生风险。紧急情况下可通过预埋注浆管17注入聚氨酯等防水材料进行洞门密封。

上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。