专利名称：一种盾构机管路连接处的阻塞装置及方法
技术领域：
本发明涉及隧道工程施工设备技术领域，特别地，涉及一种盾构机管路连接处的阻塞装置及方法。
背景技术：
泥水盾构的管路延伸是泥水平衡盾构在施工中解决起来比较繁琐和头疼的问题。随着隧道长度的增加，管路也随之增长，在这种情况下，管路里的泥浆量也持续增大。因此在延长管道、在原有管路上增加连接管时，原有管路里的泥浆会从接口处大量涌出，影响施工进度，并严重污染隧道环境，给后续施工带来诸多不必要的麻烦。而目前泥水盾构管路延伸的解决方案是:在管路延伸的泥水盾构拖车上，增加泥浆收纳箱，其作用是在管路延伸时，接收、存放管路里涌出的泥浆。这种解决方案存在以下缺点:I)受隧道长度的限制:如果隧道较长，则管路中排出的泥浆量非常大，就要求收纳箱体积要足够大；但实际上受隧道直径、拖车尺寸和结构的限制，收纳箱体积不会很大，因此就必须开展二次设计来满足施工要求，增加了施工难度。2)在施工过程中要对收纳箱内的泥浆进行多次倒运，如果倒运不及时，会产生泥浆沉淀影响收纳箱的泥浆存储量；同时还需要根据施工进度不定期的对收纳箱进行清洁，额外增加施工的工作量。3)未从本质上解决管路延伸接管问题，只是一种补救措施。
发明内容
本发明目的在于提供一种管路连接处的阻塞装置及方法，以解决泥水盾构施工过程中泥浆系统延管路时:程序复杂、劳动时间长、劳动强度大的技术问题。为实现上述目的，本发明提供了一种盾构机管路连接处的阻塞装置，包括阻塞器和与所述阻塞器同心布置的液压缸，所述阻塞器的外周大小与原管路相适配；所述阻塞器包括高压气管接头、密封刷、密封气囊和密封橡胶；所述密封刷分布在所述阻塞器两端，所述密封气囊位于所述阻塞器中部位置，所述密封橡胶位于所述密封刷和所述密封气囊之间；所述高压气管接头与设备管路相连接，通过密封气囊上的气孔为所述密封气囊提供闻压空气。优选的，所述阻塞器一端设置有钢丝绳，所述钢丝绳连接到位于泥水盾构拖车上的钢丝绳收放器。优选的，所述阻塞器另一端设置有压紧螺母和螺栓保护罩，所述螺栓保护罩安装在压紧螺母的外侧。优选的，还包括阻塞器安装管，所述阻塞器安装管的内径与所述阻塞器的外周相适配。
一种利用上述的阻塞装置来实现盾构机管路连接处的阻塞方法，包括以下步骤:A、关闭盾构泥浆系统和止回阀，将阻塞器放置在三通接头一端；启动液压缸通过高压气管向密封气囊注入高压气体，将阻塞器送至原管路与三通接头的管路连接处；B、松开三通接头和原管路的连接；C、将高压气管穿过要安装的延伸管，进行延伸管和原管路的对接安装，然后将延伸管另一端与三通接头连接。优选的，步骤C之后还包括步骤:D、降低密封气囊压力，通过钢丝绳回收阻塞器及高压气管；E、当阻塞器碰到行程开关时，行程开关控制钢丝绳收放器停止工作，并打开止回阀和盾构泥浆系统。优选的，所述步骤A还包括将阻塞器安装管放置在三通接头一端，打开所述阻塞器安装管上的闸阀。本发明具有以下有益效果:1、快速密封管路:在需要更换管道、延长管路或者其他需断开管路进行维修查看时，利用液压缸的推力该阻塞器设备送至管路连接处，利用气囊在压力作用力下膨胀之后与管壁产生的摩擦力，来抵消来自管路中残余液体回路产生的向外推力，从而实现管路的密封，降低打开管路的复杂程序；2、减轻现场劳动强度:阻塞器将管路快速密封后，原管路中的内容物被堵塞在被封闭的管路中，不会污染管路外环境；在管路重新连接或延长后，阻塞器可利用钢丝绳自行退出管路内部，确保续管后的管路畅通和环境清洁。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
构成本申请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是本发明优选实施例的阻塞器结构示意图；图2是本发明优选实施例的阻塞器应用原始状态示意图；图3是本发明优选实施例的阻塞器应用伸出状态示意图；图4是本发明优选实施例的阻塞器工作，管路断开状态示意图；图5是本发明优选实施例的阻塞器应用，管路延伸状态示意图；图6是本发明优选实施例的阻塞器收回，管路正常工作状态示意图；其中，1、阻塞器，2、液压缸，3、原管路，4、密封刷，5、密封气囊，6、密封橡胶，7、高压气管，8、气孔，9、钢丝绳收放器，10、压紧螺母，11、螺栓保护罩，12、阻塞器安装管，13、三通接头，14、延伸管，15、止回阀，16、闸阀，17、挡板，18、行程开关，19、钢丝绳，20、气路快换接头。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。参见图1，本发明提供了一种盾构机管路连接处的阻塞装置，包括阻塞器I和与所述阻塞器I同心布置的液压缸2，所述阻塞器I的外周大小与所述管路相适配，以便通入管路内部进行截堵。阻塞器I包括以高压气管7所在直线为对称轴分布的两组设备，分别位于相对的两侧；每组设备包括密封刷4、密封气囊5和密封橡胶6 ;所述密封刷4分布在所述阻塞器I两端，位于阻塞器I的最外端，可在行进过程中清除粘接在管壁上的附着物，保持管壁的清洁；所述密封气囊5位于所述阻塞器I中部位置，可通过高压气体的作用膨胀，使外层气囊壁与管壁完全接触从而产生摩擦力对抗管路液体的推力，并达到密封效果；所述密封橡胶6位于所述密封刷4和所述密封气囊5之间，不仅对密封气囊5进行保护，同时对管壁进行进一步的清洁，从而保障密封气囊5与管壁的无缝接触。所述高压气管的接头一端连接到设备管路，通过密封气囊上的气孔为所述密封气囊5提供高压空气。则高压气体通过高压气管接头和气孔8，通入至密封气囊5内，并且对阻塞器I产生一个向前的推力，使其向前抵达管道内部。优选的，所述阻塞器I 一端设置有钢丝绳19，所述钢丝绳19连接到位于泥水盾构拖车上的钢丝绳19收放器9 ;钢丝绳19收放器9可通过对钢丝绳19的收放来控制阻塞器I的后退距离和速度。钢丝绳19连接口可设置在阻塞器I的最前端的挡板17上，以便阻塞器I回收。优选的，所述阻塞器I另一端设置有压紧螺母10和螺栓保护罩11，通过螺母的机械压紧保证轴向密封；所述螺栓保护罩11安装在压紧螺母10的外侧进行保护，防止压紧螺母10常期在液体、潮湿环境中产生锈蚀和腐蚀影响设备的维护性能。优选的，还包括阻塞器安装管12，所述阻塞器安装管12的内径与所述阻塞器I的外周相适配，作为阻塞器I不工作时的保护装置。另外，可在阻塞器I前端的端面上设置密封板，板面上开有密封槽，并内置O形圈，通过螺母压紧保证轴向密封。本发明还提供了一种利用上述的阻塞装置来实现盾构机管路连接处的阻塞方法，包括以下步骤:A、参见图2和图3，关闭盾构泥浆系统和止回阀15，将阻塞器I放置在三通接头13 一端；启动液压缸2通过高压气管7和气路快换接头20向密封气囊5注入高压气体，将阻塞器I送至原管路3与三通接头13的管路连接处(原管路中充满泥浆);当气路系统连通时，气路快换接头20不起作用，当系统断开时气路快换接头20密封系统气路，起到单向阀的作用。当需要进管路延伸时，将盾构泥浆系统停止运转，使得泥浆的压力降低，这时关闭止回阀15防止盾构设备管路中的泥浆倒流。然后，启动液压缸2，液压缸2通过高压气管7向密封气囊5注入高压气体，使其膨胀并被向前推至管路连接处密封管路后，液压缸2收回。高压气管7可连接到气管收放器，由其控制气管的延伸和收回。也可将阻塞器I放入阻塞器安装管12内部，并将阻塞器安装管12放置在三通接头13 —端，在使用前打开所述阻塞器安装管12上的闸阀16，向密封气囊5内注入气体。
B、参见图4，松开三通接头13和原管路3的连接；此时，由于阻塞器I已将原管路3的端口封闭，松开三通接头13与原管路3的连接，则不会有管内容物喷出，保持环境清洁。C、参见图5，将高压气管7穿过要安装的延伸管14，进行延伸管14和原管路3的对接安装，然后将延伸管14另一端与三通接头13连接。当原管路延伸机架移动到满足延伸管14长度时，断开气路快换接头和钢丝绳19快换接头，把与阻塞器I相连接的高压气管7穿过要安装的延伸管14后，进行延伸管14和原管路3路的安装。再将延伸管14与三通接头13连接，从而完成在原管路3和三通接头13之间加入延伸管14的安装。通过上述方法，利用液压缸2的推力使得阻塞器I设备送至管路连接处，利用气囊在压力作用力下膨胀并产生摩擦力，来抵消来自管路中残余液体回路产生的推力。优选的，参见图6，步骤C之后还包括步骤:D、通过连接气路快换接头20使管路系统连通来降低密封气囊5压力，通过钢丝绳19回收阻塞器I及高压气管7 ；在延伸管14安装完毕后，降低密封气囊5的压力，使密封气囊5回复到原始状态。E、当阻塞器I碰到行程开关18时，行程开关18控制钢丝绳19收放器9停止工作，并打开止回阀15和盾构泥浆系统，使原管路3路连通。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种盾构机管路连接处的阻塞装置，其特征在于，包括阻塞器和与所述阻塞器同心布置的液压缸，所述阻塞器的外周大小与原管路相适配；所述阻塞器包括高压气管接头、密封刷、密封气囊和密封橡胶；所述密封刷分布在所述阻塞器两端，所述密封气囊位于所述阻塞器中部位置，所述密封橡胶位于所述密封刷和所述密封气囊之间； 所述高压气管接头与设备管路相连接，通过密封气囊上的气孔为所述密封气囊提供高压空气。
2.根据权利要求1所述的一种管路连接处的阻塞装置，其特征在于，所述阻塞器一端设置有钢丝绳，所述钢丝绳连接到位于泥水盾构拖车上的钢丝绳收放器。
3.根据权利要求1或2所述的一种管路连接处的阻塞装置，其特征在于，所述阻塞器另一端设置有压紧螺母和螺栓保护罩，所述螺栓保护罩安装在压紧螺母的外侧。
4.根据权利要求1或2所述的一种管路连接处的阻塞装置，其特征在于，还包括阻塞器安装管，所述阻塞器安装管的内径与所述阻塞器的外周相适配。
5.一种利用权利要求1至4任一项所述的阻塞装置来实现盾构机管路连接处的阻塞方法，其特征在于，包括以下步骤: A、关闭盾构泥浆系统和止回阀，将阻塞器放置在三通接头一端；启动液压缸通过高压气管向密封气囊注入高压气体，将阻塞器送至原管路与三通接头的管路连接处； B、松开三通接头和原管路的连接； C、将高压气管穿过要安装的延伸管，进行延伸管和原管路的对接安装，然后将延伸管另一端与三通接头连接。
6.根据权利要求5所述的一种管路连接处的阻塞方法，其特征在于，步骤C之后还包括步骤: D、降低密封气囊压力，通过钢丝绳回收阻塞器及高压气管； E、当阻塞器碰到行程开关时，行程开关控制钢丝绳收放器停止工作，并打开止回阀和盾构泥衆系统。
7.根据权利要求5所述的一种管路连接处的阻塞方法，其特征在于，所述步骤A还包括将阻塞器安装管放置在三通接头一端，打开所述阻塞器安装管上的闸阀。
全文摘要
一种盾构机管路连接处的阻塞装置及方法。本发明提供了一种管路连接处的阻塞装置及方法，该装置包括阻塞器和与所述阻塞器同心布置的液压缸，阻塞器的外周大小与原管路相适配；阻塞器包括高压气管接头、密封刷、密封气囊和密封橡胶；密封刷分布在阻塞器两端，密封气囊位于阻塞器中部位置，密封橡胶位于密封刷和密封气囊之间；高压气管接头连接到管路，通过气孔为密封气囊提供高压气体。在需要更换管道、延长管路或者其他需断开管路进行维修查看时，利用液压缸的推力该阻塞器设备送至管路连接处，利用气囊在压力作用力下膨胀之后与管壁产生的摩擦力，来抵消来自管路中残余液体回路产生的向外推力，从而实现管路的密封。
文档编号F16L55/128GK103148313SQ20131010853
公开日2013年6月12日 申请日期2013年4月1日 优先权日2013年4月1日
发明者刘飞香, 程永亮, 郑大桥, 麻成标, 王宇飞, 刘学 申请人:中国铁建重工集团有限公司