本发明属于地下盾构施工设备领域，涉及一种橡胶气囊式盾构机泥浆管路清理顶塞装置。
背景技术：
泥浆管路在泥水平衡盾构机中起着运送进出泥浆的重要作用，将隧道外稀释好的泥浆输送到开挖面上，用来混合挖掘下来的泥土砂石，再将混合后的泥浆输送到隧道外处理。随着盾构机的向前掘进，泥浆管路也需要不断的加长延伸，在加长延伸泥浆管路时，需要将前端的泥浆管路通过阀门截流，截流后会有部分泥浆砂石沉积在伸缩套管前端的管路中，为防止泥浆砂石沉积凝固在管壁上，影响盾构机掘进时泥浆流动，需要将管路中的沉积物清理掉。
现有的泥水平衡盾构机换管时泥浆管路沉积物清理装置是用带密封环板的清理塞头在管路中前后移动，将管路中的沉积物推出管外,这种清理顶塞在实际应用中存在两种明显的缺陷，一是顶塞密封环板与管路内壁接触的松紧程度不易调整，如果配合过紧，虽能将管路中的沉积物清理干净，但在清理完成后将顶塞拽回时比较困难，同时由于配合过紧顶塞，密封环板磨损加快，更换不方便；如果配合过松，管路中的沉积物则不易清理干净，影响管路流量流速；二是由于顶塞密封环板与管壁间隙较小，在遇到管路有弯曲的情况，顶塞前进或后退困难，甚至会发生卡住顶塞的现象，给沉积物清理工作带来极大不便。
技术实现要素：
本发明要解决的问题是在于提供一种橡胶气囊式盾构机泥浆管路清理顶塞装置，通过调整橡胶气囊的充气压力来控制橡胶气囊与管路内壁的接触紧密程度，既解决了沉积物清理不干净的问题，同时又防止了顶塞的卡顿和回拽困难的现象出现。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种橡胶气囊式盾构机泥浆管路清理顶塞装置，包括管塞内管、橡胶气囊和两个气囊夹板，所述管塞内管为空心圆柱结构，所述管塞内管的一端盖设有夹板支撑架且二者密封设置，两个所述气囊夹板平行设在所述管塞内管外圈的中部，所述气囊夹板与所述管塞内管的外圈密封设置，所述橡胶气囊固设在两个所述气囊夹板中间且远离所述管塞内管的一端，所述橡胶气缸与所述气囊夹板密封设置，所述管塞内管的内部设有充气管，所述充气管的一端穿过所述管塞内管设在所述橡胶气囊内，另一端穿过所述夹板支撑架与外部的供气装置连接，所述充气管上设有控制阀，所述充气管远离所述橡胶气囊的一端设有拖曳绳。
进一步的，所述气囊夹板与所述管塞内管同轴设置，在不充气状态下，橡胶气囊的外圈直径小于所述气囊夹板的外圈直径。
进一步的，所述拖曳绳与卷绳轮毂连接，所述卷绳轮毂固设在泥浆管的外部。
进一步的，所述管塞内管的外圈还固设有多个同轴的橡胶板，所述橡胶板的外圈为弧形且与待清理泥浆管路的内径弧度一致，所述橡胶板与待清理泥浆管路的内圈间隙配合。
进一步的，所述橡胶板的外圈与待清理泥浆管路的内圈间隙为0.8～2mm。
进一步的，所述橡胶板的数量为四个且相对所述橡胶内囊对称设置，所述橡胶板在所述管塞内管的外圈均布设置。
进一步的，中部的两个橡胶板通过对称设置在其两侧的固定架与所述管塞内管固定连接，所述固定架与所述橡胶板之间设有垫片，两端的橡胶板一侧通过所述固定架固定，另一侧通过定位板进行固定。
进一步的，所述管塞内管远离所述夹板支撑架的一端设有固定盖，所述管塞内管的内部设有调整钢丝绳，所述调整钢丝绳的中部为调节扣，所述调节扣的一端固设在所述固定盖上，另一端设有两个调节勾，两个所述调节勾的一端固设在所述夹板支撑架上，另一端与所述调节扣可伸缩式螺纹连接。
进一步的，所述夹板支撑架远离所述管塞内管的一侧设有连接板，所述连接板与所述夹板支撑架平行设置，所述连接板的中部设有固定孔，所述连接板通过侧面垂直设置且均布的四个连接柱与所述夹板支撑架固定连接。
进一步的，所述管塞内管设在待清理泥浆管路的盲端。
与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：本发明将整个清理顶塞装置与管路内壁的接触通过橡胶气囊来实现，可以通过调整橡胶气囊的充气压力来控制橡胶气囊与管路内壁的接触紧密程度，同时橡胶气囊具有可变形性，能够适应弯曲管路形状，可以将管路内的沉积物清理干净，同时不会发生卡住的现象；当整个清理顶塞装置清理完管路中沉积物后，可通过控制阀将橡胶气囊中的气体放掉部分，在将整个清理顶塞装置拽回时就会比较轻松，当整个清理顶塞装置被拽回至管路支岔口盲端后，再向橡胶气囊中充入适当压力的气体，防止工作时泥浆进入管路盲端，既解决了沉积物清理不干净的问题，同时又防止了整个清理顶塞装置的卡顿和回拽困难的现象出现，清理到位，使用方便。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明一种橡胶气囊式盾构机泥浆管路清理顶塞装置的剖视图；
图2是本发明一种橡胶气囊式盾构机泥浆管路清理顶塞装置的结构示意图；
图3是本发明一种橡胶气囊式盾构机泥浆管路清理顶塞装置在泥浆管路中运行的示意图。
附图标记：
1-橡胶气囊；2-橡胶板；3-气囊夹板；4-固定架；41-垫片；5-充气管；6-调整钢丝绳；61-调节扣；62-调节勾；7-夹板固定架；71-连接板；711-固定孔；72-连接柱；8-管塞内管；81-固定盖；9-拖曳绳；91-卷绳轮毂；20-阀门；30-伸缩套管；40-泥浆管路；50-高压水进口。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
如图1、图2和图3所示，本发明为一种橡胶气囊式盾构机泥浆管路清理顶塞装置，包括管塞内管8、橡胶气囊1和两个气囊夹板3，管塞内管8为空心圆柱结构，管塞内管8的一端盖设有夹板支撑架7且二者密封设置，两个气囊夹板3平行设在管塞内管8外圈的中部，气囊夹板3与管塞内管8的外圈密封设置，橡胶气囊1固设在两个气囊夹板3中间且远离管塞内管8的一端，橡胶气缸与气囊夹板3密封设置，管塞内管8的内部设有充气管5，充气管5的一端穿过管塞内管8设在橡胶气囊1内，另一端穿过夹板支撑架7与外部的供气装置连接，充气管5上设有控制阀，充气管5远离橡胶气囊1的一端设有拖曳绳9。
优选地，气囊夹板3与管塞内管8同轴设置，在不充气状态下，橡胶气囊1的外圈直径小于气囊夹板3的外圈直径，同轴设置保证结构对称设置，受力更加均匀，不充气状态下多为往回拖曳状态，橡胶气囊1的外圈直径设置的较小，可避免与管塞内管8的内壁干涉，这才可保证充气密封，放气好拖曳或者拐弯的功效。
优选地，拖曳绳9与卷绳轮毂91连接，卷绳轮毂91固设在泥浆管的外部，在拖曳的过程中更加省力。
优选地，管塞内管8的外圈还固设有多个同轴的橡胶板2，橡胶板2的外圈为弧形且与待清理泥浆管路的内径弧度一致，橡胶板2与待清理泥浆管路的内圈间隙配合，多个橡胶板2的设置对泥浆管路的内壁起到多重刮刷的作用，清理更加到位，而且避免将所有的泥浆清理全部作用在橡胶气囊1上，提升橡胶气囊1的使用寿命。
优选地，橡胶板2的外圈与待清理泥浆管路的内圈间隙为0.8～2mm，优选为1mm，避免过紧状态下磨损，也避免整个结构不易拐弯的现象，间隙过大清理不到位；更优选地，橡胶板2的数量为四个且相对橡胶内囊对称设置，橡胶板2在管塞内管8的外圈均布设置，多重刮刷，清理效果更好，延长橡胶气缸的使用寿命。
优选地，中部的两个橡胶板2通过对称设置在其两侧的固定架4与管塞内管8固定连接，固定架4与橡胶板2之间设有垫片41，增大接触面积，受力更加匀称，固定更加稳定牢靠，两端的橡胶板2一侧通过固定架4固定，另一侧通过定位板进行固定，结构简单稳定可靠，更优选地，固定架4的外侧均布有多个加强肋板。
优选地，管塞内管8远离夹板支撑架7的一端设有固定盖，管塞内管8的内部设有调整钢丝绳6，调整钢丝绳6的中部为调节扣61，调节扣61的一端固设在固定盖上，另一端设有两个调节勾62，两个调节勾62的一端固设在夹板支撑架7上，另一端与调节扣61可伸缩式螺纹连接，通过调节调节勾62相对调节扣61的长度，可对橡胶板2之间的距离进行微调，实现了多个橡胶板2之间位置的紧固，使得结构更加稳定，同时弥补加工误差，有利于提升装配效率。
优选地，夹板支撑架7远离管塞内管8的一侧设有连接板71，连接板71与夹板支撑架7平行设置，连接板71的中部设有固定孔711，连接板71通过侧面垂直设置且均布的四个连接柱72与夹板支撑架7固定连接，连接板71的设置方便与拖曳绳9连接，简化连接结构，节省转配时间。
优选地，管塞内管8设在待清理泥浆管路的盲端，避免影响盾构机正常的掘进。
在实际工作过程中，如图3所示，盾构机正常掘进时，泥浆管路40处于畅通状态，箭头方向为泥浆的循环路线，整个结构处于管路的支岔口前部，即待清理管路的盲端，当需要延伸泥浆管路40时，将前端的泥浆管路40通过阀门20截流，将伸缩管套30与右侧管路连接的法兰断开，然后向前移动换管车，调整出添加新泥浆管路40的距离，这时向橡胶气囊1中充气，使橡胶气囊1与泥浆管内壁紧密贴合，然后通过高压水进口50打水，用外部高压水将处于支岔口管路盲端的整个结构沿泥浆管路40向前推进，将沉积泥浆砂石等全部推出管路，然后通过控制阀将橡胶气囊1中的气体压力降低，再通过拖曳绳9将整个结构拽回至管路支岔口盲端初始位置，整个结构的运行形成为图3所示的l，回到初始位置后，再向橡胶气囊1中充入适当压力的气体，防止工作时泥浆进入管路盲端，管路清理过程完成，此时可将新管路添加到伸缩套管30右侧并与两侧法兰连接，泥浆管路40延伸结束后盾构机继续掘进工作。此结构既可以将管路内的沉积物清理干净，又能够适应形状弯曲的管路，不会发生卡顿现象，同时又解决了清理顶塞回拽复位困难的问题。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。