一种土压平衡盾构机凹型铰接密封结构的制作方法

本发明提供一种土压平衡盾构机凹型铰接密封结构，属于盾构施工领域。

背景技术：

目前市场上土压平衡盾构机铰接密封大多是图1所示的结构形式，此结构形式存在以下几个缺点：密封气囊平时处于无气状态，不起密封作用。密封气囊不能承受很大的摩擦力，发生摩擦和挤压时容易发生破裂和泄露。发生破裂将无法修补，为更换造成极大的困难。密封的耐久性不足。为了解决上述问题，中国专利局公开的cn204140079u公开了一种铰接密封装置，如图2的结构形式，其由凹型密封、两道挡块、调整螺栓、压紧块、一道紧急止水密封组成。其通过可调节的凹型密封解决了上述问题。该结构形式解决了大多数土压平衡盾构机在复杂多变的地质条件下施工，进行铰接密封的更换、曲线行进和多处转弯半径不等时铰接密封的失效，导致盾体外的泥浆、水侵入隧道内部，损坏设备上的电气元件，增加施工成本等缺点。

凹型密封是一种高饱和的弹性体，具有很好的耐抗性、防腐性。由于本身高度饱和的结构，优异的抗压缩、高强度、高撕裂性能的特性，是综合性极出色的橡胶之一。紧急止水密封是气囊式结构，平时处于不气状态，并与中盾有一定间隙。只有盾构机遇到紧急情况时，才会充气将盾构铰接部位的封闭起来。防止发生渗漏。正常掘进状态下不使用紧急止水密封，只有在盾构机停机状态时充气使用紧急止水密封。土压平衡盾构机凹型铰接结构装置，从结构可以看出盾构纠偏、曲线掘进过程中，尾盾与凹型密封存在相对运动，盾构姿态不断调整，凹型密封有足够的变形量可随之自动调整松紧度，有效的保证密封效果。当盾构机姿态出现较大波动时，隧道整体轴线并非沿隧道弧线平滑过渡，这种情况下，容易造成尾盾与管片卡壳，此时铰接油缸不能及时有效的收缩，会造成密封压力减小，普通形式的铰接密封容易被地下水和泥浆击穿。凹型密封（如图2所示）可以通过调节调整螺栓调节凹型密封的松紧度保证密封压力的有效性而不会被击穿。当凹型密封磨损（损坏）一定程度时，启用紧急充气止水密封，更换凹型密封解决施工中进行更换铰接密封这一难题。但上述凹型密封仍然具有一定的问题，长时间实用后在凹型密封的凹型部分会形成大量的大颗粒的杂质，造成密封圈和中盾之间的磨损，需要经常更换凹型密封。另外我们知道上述专利的环形密封圈一般的内径相对凹型密封的内径更小，让环形密封环处的摩擦力更大，如果两者的耐磨性的材质相同，环形密封环更容易磨损坏，也需要经常更换环形密封环，成本高，费时费力。

技术实现要素：

本发明解决上述技术问题提供一种土压平衡盾构机凹型铰接密封结构，通过在凹型密封的双唇之间凹型部开设油脂注入孔，利用气动油脂泵向凹型密封处注入油脂，注入油脂可以挤出密封处的应颗粒杂质，避免局部过大磨损，减小密封与尾盾的摩擦力；另外通过增加环形密封圈耐磨性材质设置，可以保证两种密封圈具有相同的磨损，达到同时更换的效果，省时省力。

本发明解决技术问题采用的技术方案：

一种土压平衡盾构机凹型铰接密封结构，包括设置在中盾和尾盾之间铰接结构，铰接结构和中盾配合处依次设有凹型密封、环形密封和紧急止水密封，所述的紧急止水密封与其它密封之间间隔设置，且紧急止水密封为充气式气囊密封，所述的环形密封上设有第一油脂注入口通道，第一油脂注入通道连通铰接结构与中盾配合处，其特征在于：所述的凹型密封中部设有第二油脂注入通道，第二油脂注入通道连通凹型密封的凹部，所述的第二油脂注入通道的孔径为凹型密封宽度的约1/10，所述凹型密封的耐磨性小于环形密封。

上述的紧急止水密封设置一个或间隔设置多个。

上述的铰接结构端部通过紧固螺钉固接有挡块；所述的凹型密封侧端部设有压紧块，压紧块外侧设有调整螺栓，通过调节调整螺栓调整压紧块对凹型密封的压紧程度，从而控制凹型密封的密封性能。

上述的铰接结构上还设有预留膨润土注入口。

上述的第二油脂注入通道的孔径为6.5mm。

本发明的有益效果：

1、本装置通过在凹型密封的双唇之间凹型部开设第二油脂注入孔，利用气动油脂泵向凹型密封处注入油脂，注入油脂可以挤出密封处的应颗粒杂质，避免局部过大磨损，减小密封与尾盾的摩擦力；另外通过增加环形密封圈耐磨性材质设置，可以保证两种密封圈具有相同的磨损，达到同时更换的效果，省时省力。

2、凹型密封的双唇之间凹型部开设第二油脂注入孔的孔径设置为凹型密封宽度的1/10,优选6.5mm,可以具有最好的解决问题的效果，如果孔径过大，密封油脂会浪费过大，而且会降低凹型密封的强度，如果孔径过小无法排出内部的杂质，其不到所要解决的技术问题。

3、多个紧急止水密封可以确保紧急密封的效果，在其一损坏时候，其余能紧急止水，或者同时工作增加紧急止水的速度。

4、设有预留膨润土注入口可以方便其它的密封润滑的需求。

附图说明

以下结合附图以实施例具体说明

图1为现有技术一的结构示意图；

图2是现有技术二的结构示意图；

图3是本发明的结构示意图。

具体实施方式

参照附图3，一种土压平衡盾构机凹型铰接密封结构，包括设置在中盾1和尾盾2之间铰接结构3，铰接结构和中盾配合处依次设有凹型密封5、环形密封6和紧急止水密封7，所述的紧急止水密封与其它密封之间间隔设置，且紧急止水密封为充气式气囊密封，所述的环形密封上设有第一油脂注入口通道8，第一油脂注入通道连通铰接结构与中盾配合处，所述的凹型密封中部设有第二油脂注入通道9，第二油脂注入通道连通凹型密封的凹部，所述的第二油脂注入通道的孔径为凹型密封宽度的约1/10，所述凹型密封的耐磨性小于环形密封。

优选地，所述的紧急止水密封设置一个或间隔设置多个。

优选地，所述的铰接结构端部通过紧固螺钉11固接有挡块10；所述的凹型密封侧端部设有压紧块12，压紧块外侧设有调整螺栓13，通过调节调整螺栓调整压紧块对凹型密封的压紧程度，从而控制凹型密封的密封性能。

优选地，所述的铰接结构上还设有预留膨润土注入口14。

优选地，所述的第二油脂注入通道的孔径为6.5mm。

盾尾的油脂密封可以有效的填充中盾和尾盾的空隙，在凹型密封外部形成一道保护屏障，起到隔水隔砂的作用。当凹型密封磨损（损坏）一定程度时，启用紧急充气止水密封，更换凹型密封解决施工中进行更换铰接密封这一难题。本专利土压平衡盾构机凹型铰接结构形式，技术成熟、结构简单先进、配套设施齐全，安全系数更高、更加安全。

铰接密封结构承担着整个盾构掘进过程中的姿态调整任务,在盾构掘进时的转弯、曲线行进、以及纠偏，尾盾铰接密封与尾盾存在一定的相对运动。分析了铰接密封的变形特性，将以有效的提高铰接密封的使用寿命为目标，杜绝由铰接密封的失效引发的铰接渗漏事故，为tbm的高效、安全掘进提供了有力保障。

本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。