[实用新型]一种富水地层土压平衡盾构始发洞门密封装置

说明书

本实用新型涉及一种富水地层土压平衡盾构始发洞门密封装置，包括工作井围护结构、工作井内衬墙、洞门钢环、延长套筒和密封部件。所述洞门钢环埋设在所述工作井内衬墙中；所述延长套筒一端与洞门钢环连接，另一端为自由端；所述密封部件布置在延长套筒内壁环向及其自由端。本实用新型洞门密封良好，延长套筒自由端有效避免出现漏水、漏浆现象，地表沉降满足规范要求，而且结构简单、密封效果好、实用性强、成本低廉、推广前景好。

技术领域

本实用新型涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种富水地层土压平衡盾构始发洞门密封装置。

背景技术

我国隧道工程修建技术整体处于国际先进水平。国家新型城镇化建设、新一轮西部大开发、“一带一路”、海绵城市、城市地下综合管廊、城市轨道交通等战略规划，为我国隧道技术领域发展带来了前所未有的契机。盾构法以其施工安全、高效、机械化程度高以及对周围环境影响小等优势，已在我国隧道施工领域得到了广泛的应用和长足的发展。

盾构始发为盾构隧道施工过程中的关键环节，也是盾构法施工的重大风险源之一。富水地层中洞门涌水、涌泥、土体失稳以及盾尾通过洞门后背衬注浆浆液的流失是盾构始发所面临的主要问题。目前，解决以上问题的主要手段为采用地面注浆等方法对端头土体进行加固或采用不破除洞门盾构始发技术(以玻璃纤维筋代替围护结构中钢筋等)，以及在洞门钢环处安装密封装置等。上述方法在富水地层盾构始发中往往配合使用，防止出现突泥、涌水，以及防止盾尾通过洞门后注浆浆液流失等现象，以达到更好的止水、防坍塌效果。

传统不破除洞门始发技术时的洞门密封结构，采用此方法进行盾构始发时，洞门钢环(或洞门钢环与洞门破除后的围护结构)的长度往往小于刀盘切口至前端的长度，刀盘切口末端未完全进入橡胶帘布内。盾构机刚开始掘进时可能会出现两个问题：第一，盾构机刀盘至前盾切口末端部分未被橡胶帘布完全封闭。若端头加固效果不理想、围护结构止水效果不好，那么盾构机在掘进破除围护结构过程中，泥沙或地下水会从刀盘与橡胶帘布间缝隙及前盾切口处流出，易形成涌水、涌砂事故。第二，盾构机刀盘转动时，盾构机刀盘与橡胶帘布存在搭接，刀盘会直接破坏橡胶板，严重降低密封装置的防水性能。为盾构掘进带来巨大安全风险。

此外，传统洞门钢环处密封装置常采用一道橡胶帘布和折页板的组合。橡胶帘布是靠自身变形后的弹性恢复力复位，并与盾体或管片贴紧。橡胶帘布为环形，盾构机或管片沿盾构掘进方向顶开橡胶帘布后，橡胶帘布上的环向应力(或应变)在其末端处最大，在其固定端处最小。同一纵向断面内，橡胶帘布与盾体或管片搭接范围内的压应力在橡胶帘布延伸端处最大。上述橡胶帘布的密封效果取决于橡胶帘布末端最大环向拉应变，防水富余度有限。另一方面，橡胶帘布自身复位能力有限，变形恢复不彻底时，会与盾构机或管片之间接触不紧密，降低防水效果。一些专利、实用新型，提出采用两道橡胶帘布和折页板组合的方式，并在两道组合之间添加密封油脂以增强密封效果。采用两道橡胶帘布和折页板的组合密封装置往往结构复杂、成本高、适用性差。

实用新型内容

为解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种富水地层土压平衡盾构始发洞门密封装置，采用合理、简单、高效的方式，更好地实现洞门密封，保证盾构安全始发。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种富水地层土压平衡盾构始发洞门密封装置，包括工作井围护结构、工作井内衬墙、洞门钢环、延长套筒和密封部件；

所述洞门钢环埋设在所述工作井内衬墙中；所述延长套筒一端与洞门钢环连接，另一端为自由端；所述密封部件布置在延长套筒内壁环向及其自由端。

优选的，所述洞门钢环的轴向剖面为L形，包括：第一轴向钢环和第一径向钢环。

优选的，所述延长套筒包括：第二轴向钢环、第二径向钢环、第三径向钢环和内壁钢环；所述洞门钢环的所述第一轴向钢环与所述延长套筒的所述第二径向钢环通过螺栓连接，所述内壁钢环焊接在所述延长套筒的第二轴向钢环上。