一种套筒活塞、套筒及盾构接收装置的制作方法

本技术属于盾构接收，具体涉及一种套筒活塞、套筒及盾构接收装置。

背景技术：

1、随着我国大量推广城市轨道交通，盾构技术越来越成熟、可靠，盾构行业内形成了能盾构则盾的施工理念，与之配套的钢套筒接收技术也得到了不同的发展，正在逐步推广的过程中。

2、传统的钢套筒接收技术，是在车站接收洞门端安装一套钢套筒，并将钢套筒内完全填充，这样盾构接收期间就完全和外界隔离开来，等盾构完全钻入钢套筒后，在隧道管片和洞门预埋钢环之间填充注浆，阻断车站外的泥水进入车站外的通道后，就可以拆开钢套筒，并拆除盾构，完成盾构的接收。

3、目前的钢套筒接收技术，能实现盾构安全接收，但同时也存在以下的问题：钢套筒长度必须超过盾构的长度，盾构完全进入钢套筒后才能完成盾构的接收，这样钢套筒就必须很长，6米直径的盾构，需要的钢套筒就需要11米以上，总重超过120吨，长度长，重量大带来的主要问题如下：

4、1、在不同工地之间转运过程中运费高昂；

5、2、钢套筒存放时需要拆解存放，造成存放时占用场地大；

6、3、钢套筒长度长，为了降低重量和成本，采用单层钢板，然后外面采用筋板加强受力的方式来设计、制造钢套筒，结构柔性大，实际使用过程中变形量大，重复使用几次后，整个钢套筒变形扭矩严重，再次使用时漏水的风险增大；

7、4、由于钢套筒结构限制，钢套环向和纵向连接法兰都采用单排螺栓连接的方式，法兰和法兰之间密封垫密封性能可靠性不是很高；

8、5、钢套筒长度长，造成维修、喷漆花费大；

9、6、每次接收时，钢套筒长度长，安装、拆除繁琐，尤其是在暗井使用，地面没法直接吊运时，需要用人工搬运，安装，拆除费时费力，此时钢套筒的数量和重量越少越好；

10、7、现有钢套筒需要在盾构到达前对钢套筒内部进行填充，需要大量的填充材料，而且填充过程费时费力，如果用商品材料进行填充，费用较高；用渣土填充，盾构进入钢套筒内切削回填土时，土压和盾构方向控制困难；

11、8、现有的钢套筒技术在盾构切入钢套筒内的填充物后，需要转动刀盘对填充物进行切削，对钢套筒有比较大的扰动，存在破坏钢套筒密封的危险；

12、9、刀盘在对现有钢套筒内的土体进行切削时，土压波动大，不容易稳定和精确的控制。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种套筒活塞，以解决现有盾构接收的套筒长度较长的问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、一方面，提供一种套筒活塞，应用于套筒的盾构接收，包括用于安装于所述套筒内侧且能够与套筒形成滑动密封配合的活塞体，活塞体具有相互平行且同位于活塞体轴线上的第一受力面和第二受力面，第一受力面用于接受来自盾构的作用力，第二受力面用于接受来自套筒内流体填充物的作用力和/或可伸缩的第一支撑装置的作用力。

4、在可能的实现方式中，所述活塞体为柱形结构，所述第一受力面和所述第二受力面分别位于活塞体的两个端面。

5、在可能的实现方式中，所述活塞体具有周向侧部，所述周向侧部表面光滑，且周向侧部分别与第一受力面和第二受力面之间通过倒圆角结构过渡衔接。

6、在可能的实现方式中，所述活塞体包括沿周向依次可拆卸连接形成圆柱体结构的多个扇形连接部以及分别连接在圆柱体结构两端的前端盖板和后端盖板，前端盖板朝向盾构方向且构成有所述第一受力面，后端盖板朝向套筒方向且构成有所述第二受力面。

7、在可能的实现方式中，所述活塞体在所述第一受力面一侧设有至少一个用于检测盾构位置的检测部件，检测部件电性连接有控制部件。

8、在可能的实现方式中，所述活塞体内置有至少一个砂浆填充管，砂浆填充管于所述第一受力面形成有排出口，砂浆填充管于所述第二受力面形成有注入口，以通过砂浆填充管在活塞体于第一受力面一侧填充形成砂浆密封体。

9、在可能的实现方式中，所述活塞体内安装有若干个可伸缩的第二支撑装置，第二支撑装置具有沿所述第二受力面所在方向穿出活塞体外以用于与所述第一支撑装置连接的第二支撑端。

10、第二方面，也提供一种套筒，包括一端通过可拆卸的套筒端盖封闭且另一端敞开的钢套筒以及滑动密封配合在钢套筒内侧的如上述任一项技术方案的套筒活塞；

11、所述钢套筒沿周向具有密封段和填充段；所述密封段的内侧沿其轴向设有多组呈周向分布的弹性密封部件，每相邻两组弹性密封部件之间所形成的密封槽内设有至少一个密封介质注入口和至少一个介质压力检查口；所述填充段设有用于向钢套筒内侧注入流体填充物的填料管，填料管沿其轴向设有至少一个溢流口，溢流口设有阀门；

12、每组所述弹性密封部件之间设置有供活塞体或盾构滑行的轨道。

13、在可能的实现方式中，所述套筒端盖设有至少一个可伸缩的第一支撑装置，第一支撑装置具有伸入至钢套筒内侧的第一支撑端，第一支撑端与设于所述套筒活塞的第二支撑装置的第一支撑端可拆卸连接。

14、在可能的实现方式中，所述钢套筒包括通过法兰结构连接的密封套筒和填充套筒，密封套筒和填充套筒分别构成所述密封段和所述填充段；所述法兰结构沿周向由内向外至少设有两个环形螺栓层，在环向螺栓层之间设有防水密封垫。

15、在可能的实现方式中，密封套筒的端部外侧设置有多个定位销，相应的，在车站端墙中设置有可供定位销插入的预留孔。

16、在可能的实现方式中，所述活塞体设置有冷冻盐水循环管路，冷冻盐水循环管路具有进液口和出液口，进液口与用于输出冷冻盐水的冷冻机组的输出端连接，出液口与冷冻机组的输入端连接。

17、第三方面，还提供一种盾构接收装置，包括车站端墙、设于车站端墙的预埋钢环和如上述任一项的套筒以及用于支撑套筒的支撑系统。

18、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

19、本实用新型的套筒活塞，其能够滑动密封的安装在套筒内，并通过两个受力面接收分别来自盾构和套筒内流体填充物的作用力和/或第一支撑装置的作用力，这样既能够利于维持套筒内压力稳定，也能够实现活塞在套筒内移动过程中的滑动密封，从而可使得套筒的长度只需要具备较短的长度便能够实现盾构接收，以此解决需要在套筒内填充渣土以维持压力平衡和需要以长于盾构的长度包裹的问题，如此一来，便能够避免长度过长带来的不便于运输、成本高、不便于安装等一系列问题。

20、而且，套筒活塞通过在第一受力面一侧设置检测盾构位置的检测部件，可检测盾构是否到达邻近套筒活塞的位置，进而可判断是否完成切削工作，在检测后便可通过顶推使得套筒活塞移动而进行接收，进而可更好的避免在接收需要切削钢套筒内的渣土而导致土压和盾构方向控制困难的问题。

21、同时，通过在套筒活塞内置砂浆填充管，通过砂浆填充管在活塞体于第一受力面一侧填充形成砂浆密封体，而砂浆密封体既能够为车站的结构体提供支撑力，避免在盾构切削时这部分结构体抵抗不住盾构的推力而导致结构体崩塌影响车站结构和接收的问题。

22、此外，套筒活塞通过第二支撑装置与设于套筒端盖上的第一支撑装置连接，这样可使得活塞套筒可被移动控制和支撑，避免活塞体被地下水挤压而发生移动，这些油缸具有阻尼效果，使得盾构在推进过程中，活塞体移动更为稳定可控。

23、本实用新型的套筒，通过套筒可使其长度大大缩短，进而能够具有诸如可便于运输、占用空间更小、降低了运输成本和材料成本、降低了维修难度、拆装更为方便、更为安全等优点，并且通过设置多套弹性密封部件和可供油脂注入的密封介质注入口，可实现更好的密封效果，同时在套筒上设置填料管可便于填充如膨润土等流体填充物，又可通过其上溢流口的阀门可控制套筒内流体的压力，进而可为套筒活塞提供相适配的支撑力，使得盾构接收过程更为稳定可控。

24、同时，在钢套筒靠近端盖侧也可以通过填料管对钢套筒的内部进行灌水等液态或半液态物质，通过选择填料管上不同位置的阀门的开关来选择钢套筒内的不同压力，这样当活塞体在被盾构推向端盖过程中，钢套筒内部多余的水通过顶部选择的阀门自动排出，保证了钢套筒内部的压力稳定，自流，可控。

25、本实用新型的盾构接收装置，能够更为稳定、安全、有效的实现盾构接收。