一种顶管与洞井间接缝止水装置的制作方法

本实用新型涉及顶管施工领域，特别涉及一种顶管施工洞井止水装置。

背景技术：

随着城市的发展，城市土地资源越来越稀缺，城市建设也越来越依赖于地下空间的开发。顶管技术的应用为城市管线建设发挥了重要作用。随着大型顶管技术的发展，顶管技术已经成为城市人行通道等设施的重要施工方式。然而顶管为地下工程，上海等南方地区地下水位较高，土层质地较软，顶管渗漏时刻威胁着顶管的施工安全。在顶管施工的过程中，顶管接收端接缝渗漏事故较为常见，一旦发生渗漏，很大几率需要回填掉洞井，甚至需要将整条顶管进行回灌，造成极大经济损失。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是为了克服顶管施工过程中顶管与洞井井壁洞口间接缝易发生渗漏水的缺陷，提供一种顶管与洞井间接缝止水装置。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种顶管与洞井间接缝止水装置，所述顶管穿设于所述洞井的第一井壁，并与所述第一井壁的壁面之间形成所述接缝；其特点在于，所述顶管与洞井间接缝止水装置包括止水部件，所述止水部件包括第一密封面和第二密封面，所述止水部件的所述第一密封面被密封地压设于所述顶管的表面，所述第二密封面被密封地压设于所述第一井壁的壁面，所述止水部件将所述接缝与外部隔离。本方案中，止水部件将接缝与外部隔离，第一密封面压设于顶管表面，第二密封面压设于第一井壁的壁面，阻止了接缝及接缝周围的第一井壁的壁面处漏渗水的发生。止水部件同第一井壁和顶管的密封均为面密封，具有更佳的密封效果。止水部件将接缝与外部隔离，从而阻止接缝处漏渗水的发生。

较佳地，所述止水部件由至少两个止水单元围合构成，所述止水单元在对接处互相压接。

通过将多个止水单元连续设置在顶管的周向，相邻的止水单元之间互相压接，形成完整的止水部件。

较佳地，所述止水单元包括：

第一密封体，所述止水单元通过所述第一密封体与所述顶管密封；各所述第一密封体围合后产生所述第一密封面；和，

第二密封体，所述止水单元通过所述第二密封体与所述第一井壁的壁面密封；所述第二密封体密封连接于所述第一密封体的端部；各所述第二密封体围合后产生所述第二密封面。

通过各第一密封体围合而成的第一密封面被压紧于顶管表面，各第二密封体围合而成的第二密封面密封第一井壁的壁面。第一密封体与第二密封体的材质为橡胶。当第一密封体被压紧于顶管表面，第二密封体被压紧于第一井壁的壁面时，由于橡胶材质具有一定弹性，密封体被压紧与密封表面时，橡胶可以填充满顶管表面与第一井壁的壁面不平整的区域，使得各密封面实际接触面积更大，贴合更紧密，具有更好的密封效果。

较佳地，所述止水单元还包括第一保护层和第二保护层，所述第二保护层固接于所述第一保护层的端部，所述第一密封体被夹设于所述第一保护层和所述顶管之间，所述第二密封体被夹设于所述第二保护层和所述第一井壁的壁面之间。

载荷通过第一保护层以及第二保护层传递给其对应的第一密封体和第二密封体，在传递过程中，点载荷经过第一保护层及第二保护层转换为面载荷传递至第一密封体及第二密封体，避免应力集中的现象出现，载荷传递更加均匀。从而，第一密封体与顶管、第二密封体与第一井壁壁面之间的作用力更加均匀，互相贴合更加紧密。

较佳地，所述第一密封体与所述第一保护层粘接，所述第二密封体与所述第二保护层粘接。

通过粘接第一密封体与第一保护层、第二密封体与第二保护层，第一密封体与第一保护层成为一体，第二密封体与第二保护层成为一体。止水单元在向顶管顶进过程中，因各密封体与各保护层采用粘接贴合在一起，不会出现因各密封体与周围部件无连接而悬空导致脱落的问题。

较佳地，所述顶管与洞井间接缝止水装置还包括支撑部件，所述支撑部件的两端通过沿竖直方向安装的销轴分别连接洞井和所述止水单元，所述止水单元被所述支撑部件压设于所述顶管和所述第一井壁的壁面上。

通过支撑部件输出线性运动，推动止水单元压设于顶管和第一井壁的壁面，支撑部件的尾部通过销轴连接洞井，销轴沿竖直方向安装，即销轴的轴线在竖直方向上，支撑部件可以绕竖直方向安装的销轴在水平面内转动。支撑部件的头部通过销轴连接止水单元，销轴沿竖直方向安装，止水单元可以绕销轴在水平面内转动。支撑部件在水平面内绕尾部的销轴转动带动止水单元在水平面内转动，止水单元同时可以绕支撑部件头部的销轴转动，使得止水单元可以在水平面内调整位置及止水单元与顶管的角度，使得止水单元能更紧密地贴合于顶管表面与第一井壁的壁面，使止水效果更佳。

较佳地，每个所述止水单元还包括至少三个支撑部件第一连接座，所述支撑部件第一连接座沿所述止水单元周向等间距布置，所述多个支撑部件第一连接座到所述止水单元的端面的距离相同，所述支撑部件第一连接座与所述支撑部件一一对应连接。

通过所述支撑部件第一连接座的对称分布安装，止水单元通过支撑部件第一连接座与支撑部件一一对应安装。支撑部件的载荷能够分布到止水单元的多个点加载，使支撑部件能够均匀地将载荷传递给止水单元。

较佳地，所述止水部件由两个所述止水单元构成，两个所述止水单元对应的所述支撑部件相对于顶管对称设置。

支撑部件在顶管的两侧对称设置，使得止水单元被支撑部件推动压向顶管及第一井壁的壁面时，两侧的止水单元能够均匀受力，即两侧止水单元所受合外力的方向指向顶管的轴向。防止两侧止水单元的受力不对称而使两侧止水单元压紧方向偏离顶管轴线方向，导致密封效果降低和止水效果不佳。

较佳地，所述顶管与洞井间接缝止水装置还包括两个支撑部件架体，所述支撑部件架体分别固接于所述洞井的第二井壁和第三井壁，所述支撑部件通过所述支撑部件架体连接所述洞井。

通过在第二井壁和第三井壁分别设置支撑部件架体，使得支撑部件能够通过支撑部件架体稳固地连接洞井的第二井壁与第三井壁。

较佳地，所述支撑部件架体包括：

垫板，所述第二井壁和所述第三井壁的壁面上各设置一个所述垫板；和，

至少三个支撑部件第二连接座，固接于所述垫板，所述支撑部件通过销轴与所述支撑部件第二连接座一一对应连接。

通过设置垫板以及支撑部件第二连接座，使得支撑部件能够与垫板相连，避免支撑部件直接作用在井壁面上，造成应力集中。垫板通过将支撑部件的后坐力均匀地传递到井壁面上，为支撑部件提供稳定的工作环境。

较佳地，所述顶管与洞井间接缝止水装置还包括限位部件，所述限位部件连接于所述支撑部件架体，所述限位部件位于所述支撑部件上方和下方，并用于对所述支撑部件向上或向下的运动进行限位。

通过在支撑部件的上、下设置限位部件限制支撑部件竖直方向的运动。支撑部件只能在水平面内转动调节。

较佳地，所述支撑部件为千斤顶。

通过使用千斤顶为支撑部件，实现了机械自动化操作。

较佳地，所述洞井为接收井。

通过在接收井中设置顶管与洞井间接缝止水装置，利用支撑部件将止水单元抵靠在顶管与洞井间的接缝处围合形成止水部件，止水部件的第一密封面与第二密封面分别密封顶管与洞井间的接缝，实现对顶管与洞井间接缝止水的作用。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型的顶管与洞井间接缝止水装置，通过利用支撑部件推动止水部件的橡胶衬垫与部分顶管管节及洞井井壁紧密贴合，使得顶管与洞井间接缝处形成闭合的密封区域，实现了对接缝处进行止水的效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例的顶管与洞井间接缝止水装置止水部件未闭合俯视结构示意图。

图2为本实用新型实施例的顶管与洞井间接缝止水装置止水部件闭合正视结构示意图。

图3为本实用新型实施例的顶管与洞井间接缝止水装置止水部件闭合正视结构示意图。

附图标记说明：

止水部件1

止水单元11

第一密封面111

第二密封面112

第一密封体113

第二密封体114

第一保护层115

第二保护层116

支撑部件第一连接座117

支撑部件2

支撑部件架体3

支撑部件第二连接座31

垫板32

销轴4

限位部件5

第一井壁6

第二井壁7

第三井壁8

顶管9

接缝100

洞井110

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

如图1、图2和图3所示，本实用新型实施例的顶管与洞井间接缝止水装置，顶管9穿设于洞井110的第一井壁6，顶管9与第一井壁6的壁面之间形成接缝100，顶管与洞井间接缝止水装置包括止水部件1，止水部件1包括第一密封面111和第二密封面112，止水部件1的第一密封面111被密封地压设于顶管9的表面，第二密封面112被密封地压设于第一井壁6的壁面，止水部件1将接缝100与外部隔离。

止水部件1是顶管与洞井间接缝止水装置中用于止水的部件。止水部件1承受载荷而被压设于顶管9的表面和第一井壁6的壁面。其中止水部件1的第一密封面111被密封地压设于所述顶管9的表面，止水部件1的第二密封面112被密封地压设于所述第一井壁6的壁面。第一密封面111为圆柱面，第二密封面112为圆环面。第一密封面111的轴线与第二密封面112相垂直，且第一密封面111的一端与第二密封面112密封连接，通过两个密封面共同作用，止水部件1将顶管9与第一井壁6之间的接缝100与外界密封隔离，阻止接缝100处渗漏水的发生。

止水部件1由至少两个止水单元11围合构成，各止水单元11在对接处互相压接，形成止水部件1。

图1-3以止水部件1由两个止水单元11构成为例进行了示意，诚然，在其他的实施例中，构成止水部件1的止水单元11的数量可以超过2个，例如止水单元11的数量可为3个或4个。

如图1及图3所示，各止水单元11未闭合状态的俯视方向视图与正视方向视图，此时各止水单元11未围合成完整的止水部件1，各止水单元11未压紧顶管9。

如图2所示，各止水单元11为闭合状态，即各止水单元11被互相压接，围合成完整止水部件1。各止水单元11压紧于顶管9与第一井壁6的壁面，第一密封面111密封顶管9，第二密封面112密封第一井壁6的壁面。

止水单元11包括：

第一密封体113，止水单元11通过第一密封体113与顶管9密封；各第一密封体113围合后产生第一密封面111；和，

第二密封体114，止水单元11通过第二密封体114与第一井壁6的壁面密封；第二密封体114密封连接于第一密封体113的端部；各第二密封体114围合后产生所述第二密封面112。

第一密封体113为半圆管体，第二密封体114为半柱状圆环体。第一密封体113的一端密封连接于第二密封体114。各止水单元11围合成完整止水部件1时，各第一密封体113围合成圆管体，圆管体的内表面为第一密封面111。止水部件1通过第一密封体113与顶管9密封。

各第二密封体114围合成柱状圆环体。第二密封体114围合形成的柱状圆环体的端面为第二密封面112。止水部件1通过第二密封体114与第一井壁6的壁面密封。

第一密封体113与第二密封体114的材质均为橡胶。第一密封体113紧贴顶管9管节，第二密封体114紧贴第一井壁6。第一密封体113和第二密封体114共同作用密封顶管9与第一井壁6之间的接缝100，阻止接缝100渗漏水。

止水单元11还包括第一保护层115和第二保护层116，第二保护层116固接于第一保护层115的端部，第一密封体113被夹设于第一保护层115和顶管9之间，第二密封体114被夹设于第二保护层116和第一井壁6的壁面之间。

第一保护层115为管状，第二保护层116为柱状圆环，第二保护层116固接于第一保护层115的端部。第一保护层115和第二保护层116为钢制，主要作用为承担载荷及传递载荷。

第一保护层115和第一密封体113、第二保护层116和第二密封体114分别构成半圆形环状止水单元11，各止水单元11围合后，形成一个完整圆形止水部件1，根据顶管9形状或为完整的椭圆形止水部件1，止水部件1内表面形状尺寸大小与顶管9管节外表面形状尺寸相同。此时止水部件1内侧橡胶止水垫与顶管9管节外表面紧密贴合，靠井壁墙面橡胶止水垫与井壁表面紧密贴合。两个贴合的表面将顶管9管节与井壁接缝100围合成密闭状态。

第一保护层115和第二保护层116将将推动力传递给第一密封体113和第二密封体114。通过第一保护层115和第二保护层116，增大了各保护层与各密封体之间的接触面积，使载荷能够更加均匀地传递，避免发生应力集中。更大的接触面积也使得第一密封体113与顶管9、第二密封体114与第一井壁6的壁面之间贴合更加紧密，达到更好的密封止水效果。

第一密封体与第一保护层粘接，第二密封体与第二保护层粘接。

通过粘接第一密封体113与第一保护层115、第二密封体114与第二保护层116，第一密封体113与第一保护层115成为一体，第二密封体114与第二保护层116成为一体。止水单元11在向顶管9顶进过程中，载荷通过保护层传递到其对应的密封体，防止了密封体因悬空而脱落。将各密封体与各保护层采用粘接的方法连接在一起，不会出现因各密封体与周围部件无连接而悬空导致脱落的问题。顶管与洞井间接缝止水装置还包括支撑部件2，支撑部件2的两端分别连接洞井110和止水单元11，止水单元11被支撑部件2压设于顶管9和第一井壁6的壁面上。

支撑部件2的两端通过沿竖直方向安装的销轴4分别连接于止水单元11和洞井110。支撑部件2通过输出线性载荷推动止水单元11压紧顶管9以及第一井壁6的壁面上，使得止水部件1能够紧密地压设于顶管9表面以及第一井壁6的表面，支撑部件2的尾部通过销轴4连接洞井110，销轴4沿竖直方向安装，即销轴4的轴线在竖直方向上，支撑部件2可以绕销轴4在水平面内转动。支撑部件2的头部通过销轴4连接止水单元11，销轴4沿竖直方向安装，止水单元11可以绕销轴4在水平面内转动。支撑部件2在水平面内绕尾部的销轴4转动带动止水单元11在水平面内转动，止水单元11同时可以绕支撑部件2头部的销轴4转动，使得止水单元11可以在水平面内调整位置及止水单元11与顶管9的角度，使得止水单元11能更紧密地贴合于顶管9表面与第一井壁6的壁面，使止水效果更佳。

每个止水单元11还包括至少三个支撑部件第一连接座117，支撑部件第一连接座117沿止水单元11周向等间距布置，多个支撑部件第一连接座117到止水单元11的端面的距离相同，支撑部件第一连接座117与支撑部件2一一对应连接。

每一个止水单元11与三台支撑部件2连接。每个止水单元11的外表面安装有三个支撑部件第一连接座117，每一个支撑部件第一连接座117与支撑部件2一一对应连接。每一个止水单元11对应的支撑部件2数量根据止水单元11尺寸而定，如顶管9尺寸较大，相对应的止水单元11尺寸也较大，可以增加每个止水单元11对应的支撑部件2数量。三个支撑部件第一连接座117于止水单元11周向等间距分布。三个支撑部件2到止水单元11的端面距离相同。支撑部件2通过销轴4与止水单元11上的支撑部件第一安装座相连接。

止水部件1由两个止水单元11构成，两个所述止水单元11对应的所述支撑部件2相对于顶管9对称设置。

支撑部件2对称设置于顶管9两侧，位于顶管两侧的支撑部件2推动止水单元11围合于顶管表面，两个止水单元11在连接处互相压接形成止水部件1，对称设置的支撑部件2使得两侧止水单元11的受力均匀，防止两侧止水单元11围合压接形成的止水部件1出现受力不均匀，止水部件1所受合外力方向与顶管9轴向不一致的情况，确保止水部件1的第一密封面111能密封地压设于顶管9的表面，第二密封面112能密封地压设于第一井壁6的壁面，达到良好的密封止水效果。

顶管与洞井间接缝止水装置还包括两个支撑部件架体3，支撑部件架体3分别固接于洞井110的第二井壁7和第三井壁8，支撑部件2通过支撑部件架体3连接洞井110。

支撑部件架体3安装于洞井110的第二井壁7和第三井壁8上，支撑部件2通过连接支撑部件架体3连接于洞井110的第二井壁7和第三井壁8。

支撑部件架体3包括垫板32和至少三个支撑部件第二连接座31，第二井壁7和第三井壁8的壁面上各设置一个垫板32，支撑部件第二连接座31固接于垫板32，支撑部件2通过销轴4与支撑部件第二连接座31一一对应连接。

垫板32材质为钢。支撑部件2的尾部通过销轴4与垫板32上的支撑部件第二连接座31相连。垫板32固定到洞井井壁之上，支撑部件2通过垫板32连接洞井110的第二井壁7与第三井壁8，井壁体通过垫板32对支撑部件2提供后坐反力。支撑部件2通过垫板32连接到井壁上，使得支撑部件2的后坐力点载荷通过垫板32转换为面载荷传递到井壁面上，避免支撑部件2直接作用于井壁造成应力集中。支撑部件架体3为支撑部件2提供稳定的工作环境。

支撑部件2上下均设置限位杆，支撑部件2可以在上下限位杆之间自由活动。

顶管与洞井间接缝止水装置还包括限位部件5，限位部件5连接于支撑部件架体3。限位部件5限制支撑部件2竖直方向的运动。

限位部件5为角钢，一台支撑部件2的上下两侧各安装两根角钢。限位部件5限制支撑部件2竖直方向的运动。支撑部件2通过销轴4与垫板32相连，通过在支撑部件2上下两侧安装限位部件5，在支撑部件下方的限位部件5起到支撑支撑部件2的作用。支撑部件2通过销轴4与垫板32上的支撑部件第二连接座31连接，支撑部件2的尾部的连接片开设有通孔，支撑部件第二连接座31与支撑部件2连接处开设有u型槽，u型槽的上下面均开设有与支撑部件2的尾部连接片的通孔相匹配的孔，将支撑部件2尾部的连接片插入支撑部件第二连接座31的u型槽中，利用销轴4连接u型槽与支撑部件2的连接片的通孔，该通孔的轴线为竖直方向。在限位部件5的作用下，支撑部件2竖直方向的运动被限制，在竖直方向安装的销轴4的作用下，支撑部件2仅能在水平面内转动。因为支撑部件2能在水平面自由转动，在使用时在水平方向调节支撑部件2的顶进方向，精准找到洞井110和顶管9的接缝位置。支撑部件2支撑止水单元11紧贴洞井110和顶管9的接缝，通过在水平方向调整支撑部件2的顶进角度，确保止水单元11能精准密封洞井110和顶管9的接缝，实现良好的密封止水的效果。

支撑部件2为千斤顶。顶管与洞井间接缝止水装置以千斤顶为动力源，通过千斤顶实现机械自动化操作，省去人工大量手动操作的环节。采用千斤顶作为支撑装置，千斤顶通过第一保护层115与第二保护层116，推动两个第一密封体113与两个第二密封体114围合形成的橡胶衬垫与部分顶管9管节外壁以及第一井壁6紧密贴合，形成闭合的密封区域，达到止水的作用。

洞井110为接收井。

通过在接收井中设置顶管与洞井接缝止水装置，利用支撑部件将两个止水单元抵靠在顶管与洞井间的接缝处，两个止水单元在连接处互相压接，形成完整的止水部件，止水部件的第一密封面与第二密封面分别密封顶管以及顶管与洞井间的接缝，防止土层的水自接缝处向接收井内渗漏，实现顶管与洞井间接缝止水的作用。虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。