一种盾构机盾尾渗漏气囊式应急密封装置的制作方法

本发明涉及一种盾构机密封件装置，具体涉及一种盾构机盾尾渗漏气囊式应急密封装置。

背景技术：

1、盾构机在掘进过程中，盾尾壳体与管片之间存在环形间隙，目前主要采用盾尾刷将盾尾内部空间与盾尾后方地下水土进行隔离。盾尾刷是由众多细钢丝与弹簧钢片组成的柔性密封结构，在盾尾刷之间的密封油脂腔内填充密封油脂，防止盾尾后方地下水土通过环形间隙流入隧道内。当盾尾刷磨损严重，或弹簧钢片疲劳失效，或盾尾偏心造成盾尾间隙过大时，地下高压水土将冲破密封油脂的隔离而流入隧道，此时若不及时进行封堵，则可能诱发盾构机被淹、地表塌陷等严重安全事故，造成恶劣的社会影响。因此，实现盾构机盾尾渗漏后的快速、有效密封是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

2、本领域技术人员提出了采用由若干个弧形楔形块组成的环状密封装置进行盾尾应急密封的技术方案(中国专利cn103062414a“一种用于盾构涌水事故抢险的紧急密封装置”)，该技术方案需要借助管片拼装机进行楔形块的分块抓举、安装，影响了盾尾应急密封的时效性；本领域技术人员还提出了在盾尾增设密封挡板进行盾尾应急密封的技术方案(中国专利cn110359920a“一种盾尾紧急密封装置”)，该技术方案所采用的密封挡板属于硬质结构，对管片外弧面的贴合效果不佳，难以有效应对盾尾刷失效造成的盾尾渗漏；本领域技术人员还提出了采用气囊完全替代既有盾尾刷进行盾尾密封的技术方案(中国专利cn110593882b“充气式盾尾密封装置”)，该技术方案无法保证被遗弃推出盾尾的气囊与工作状态的气囊可靠脱钩，即用户执行的气囊更换动作可能造成处于工作状态的气囊连带脱出盾尾而引起盾尾渗漏现象的发生。本领域技术人员还提出了在相邻两道盾尾刷之间增设气囊进行盾尾应急密封的技术方案(中国专利cn114352296a“一种盾尾刷-油脂腔密封系统渗漏应急密封装置”)，该技术方案中的气囊位于操作人员难以触及的密封油脂腔内，应急使用完毕的气囊受到密封油脂及渗漏浆液的污染而无法自行清洁、复位，既不具备可复用性，且维修困难。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，而提供一种盾构机盾尾渗漏气囊式应急密封装置，从而实现盾构机盾尾渗漏后的快速、有效密封；同时，气囊式应急密封装置位于盾尾靠近盾构推进方向的一侧，当推进油缸伸出行程到位后即可暴露气囊装置，方便操作人员进行清洁、复位及维修。

2、为实现上述目，本发明通过以下技术方案来实现：

3、一种盾构机盾尾渗漏气囊式应急密封装置，包括盾尾、压缩空气管路、气囊密封组件及管片，所述的盾尾在盾构推进方向一侧内壁面设有台阶式凹槽，所述的气囊密封组件安装于凹槽内，压缩空气管路内置于盾尾壳体内，压缩空气管路开口通向凹槽，压缩空气管路对气囊密封组件中的气囊本体充气使气囊本体弹出，实现盾尾与管片之间的快速密封。

4、进一步，所述的盾尾与管片之间设有钢丝刷和钢板刷，钢丝刷和钢板刷固定于盾尾内壁面上，相邻钢丝刷、盾尾内壁面、管片外弧面之间形成密封油脂腔，钢丝刷、钢板刷、盾尾内壁面、管片外弧面之间亦形成密封油脂腔，所述的密封油脂腔连接油脂管路，密封油脂通过油脂管路被注入并充盈密封油脂腔。

5、进一步，所述的盾尾壳体内置有同步注浆管路、油脂管路、压缩空气管路，同步注浆管路开口通向盾尾后方。

6、进一步，所述的台阶式凹槽沿盾尾内壁面环向开设呈环状，其台阶位于盾构推进方向一侧。

7、进一步，所述的气囊密封组件数量为多个，多个气囊密封组件相互邻接并沿凹槽环形布置。

8、进一步，所述的气囊密封组件包括气囊本体、气囊护板、护板转轴及护板挡块，所述的气囊本体进气口与压缩空气管路相连接，收缩状态的气囊本体收纳于凹槽内，所述的护板转轴固定于凹槽台阶处，所述的气囊护板通过护板转轴与盾尾相铰接，气囊护板的自由端为斜面指向管片一侧的楔形，所述的护板挡块固定于凹槽台阶相对侧的凹槽侧壁，护板挡块的自由端为斜面指向盾尾一侧的楔形。

9、进一步，所述的气囊本体由高强度纤维橡胶布制成，兼具柔韧性与耐磨性，所述的气囊护板与护板挡块由丁腈橡胶弹性材料或三元乙丙橡胶弹性材料制成。

10、进一步，所述的气囊本体为柔性结构，能对盾尾间隙空间边界进行贴合，实现盾尾有效密封。

11、本发明的有益效果是：

12、与现有技术相比，本发明仅需通过压缩空气管路对气囊本体充气即可使气囊弹出，实现盾尾快速密封；本发明所采用的气囊属于柔性结构，对盾尾间隙空间边界的贴合能力强，实现盾尾有效密封；本发明中的气囊密封组件安装于盾尾靠近盾构推进方向的一侧，当推进油缸伸出行程到位后即可暴露气囊装置，方便操作人员进行清洁、维修并实现复用。综合地，本发明实现了盾构机盾尾渗漏后的快速、有效密封，避免了盾尾渗漏诱发盾构机被淹、地表塌陷等严重安全事故的发生。

技术特征：

1.一种盾构机盾尾渗漏气囊式应急密封装置，其特征在于：包括盾尾、压缩空气管路、气囊密封组件及管片，所述的盾尾在盾构推进方向一侧内壁面设有台阶式凹槽，所述的气囊密封组件安装于凹槽内，压缩空气管路内置于盾尾壳体内，压缩空气管路开口通向凹槽，压缩空气管路对气囊密封组件中的气囊本体充气使气囊本体弹出，实现盾尾与管片之间的快速密封。

2.根据权利要求1所述的盾构机盾尾渗漏气囊式应急密封装置，其特征在于：所述的盾尾与管片之间设有钢丝刷和钢板刷，钢丝刷和钢板刷固定于盾尾内壁面上，相邻钢丝刷、盾尾内壁面、管片外弧面之间形成密封油脂腔，钢丝刷、钢板刷、盾尾内壁面、管片外弧面之间亦形成密封油脂腔，所述的密封油脂腔连接油脂管路，密封油脂通过油脂管路被注入并充盈密封油脂腔。

3.根据权利要求1所述的盾构机盾尾渗漏气囊式应急密封装置，其特征在于：所述的盾尾壳体内置有同步注浆管路、油脂管路、压缩空气管路，同步注浆管路开口通向盾尾后方。

4.根据权利要求1所述的盾构机盾尾渗漏气囊式应急密封装置，其特征在于：所述的台阶式凹槽沿盾尾内壁面环向开设呈环状，其台阶位于盾构推进方向一侧。

5.根据权利要求1所述的盾构机盾尾渗漏气囊式应急密封装置，其特征在于：所述的气囊密封组件数量为多个，多个气囊密封组件相互邻接并沿凹槽环形布置。

6.根据权利要求1所述的盾构机盾尾渗漏气囊式应急密封装置，其特征在于：所述的气囊密封组件包括气囊本体、气囊护板、护板转轴及护板挡块，所述的气囊本体进气口与压缩空气管路相连接，收缩状态的气囊本体收纳于凹槽内，所述的护板转轴固定于凹槽台阶处，所述的气囊护板通过护板转轴与盾尾相铰接，气囊护板的自由端为斜面指向管片一侧的楔形，所述的护板挡块固定于凹槽台阶相对侧的凹槽侧壁，护板挡块的自由端为斜面指向盾尾一侧的楔形。

7.根据权利要求6所述的盾构机盾尾渗漏气囊式应急密封装置，其特征在于：所述的气囊本体由高强度纤维橡胶布制成，兼具柔韧性与耐磨性，所述的气囊护板与护板挡块由丁腈橡胶弹性材料或三元乙丙橡胶弹性材料制成。

8.根据权利要求6所述的盾构机盾尾渗漏气囊式应急密封装置，其特征在于：所述的气囊本体为柔性结构，能对盾尾间隙空间边界进行贴合，实现盾尾有效密封。

技术总结
本发明涉及一种盾构机盾尾渗漏气囊式应急密封装置，包括盾尾、压缩空气管路、气囊密封组件及管片，所述的盾尾在盾构推进方向一侧内壁面设有台阶式凹槽，所述的气囊密封组件安装于凹槽内，压缩空气管路内置于盾尾壳体内，压缩空气管路开口通向凹槽，压缩空气管路对气囊密封组件中的气囊本体充气使气囊本体弹出，实现盾尾与管片之间的快速密封。当盾构机盾尾发生渗漏时，对气囊本体充气使气囊本体弹出并与管片外弧面相抵接，实现盾尾快速、有效密封；待盾尾渗漏问题解决后，使气囊本体泄气收缩后复位，实现复用。

技术研发人员：赵文强,朱涛,龚金弟,陆正,王瑾,胡杰,仇崧羽,孔康康,朱根本,孙笑坤
受保护的技术使用者：上海市基础工程集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16