[实用新型]一种盾构隧道突水涌土的自响应阻挡除险应急装置

说明书

本实用新型公开了一种盾构隧道突水涌土的自响应阻挡除险应急装置，包括预安装设置在盾构顶拱管片上的固定支座，带有触发响应装置的托板，托板上折叠存放的特制防汛袋，预设在盾构底板管片上的电化学传感器。当施工中的隧道突然出现涌水涌砂灾情时，在底板上涌动的砂水混合物遇到电化学传感器，触发顶拱响应装置，托举支架掉落，骨架顺势滑落，防汛袋迅速张开紧贴包裹住盾构隧道，袋口面朝砂水混合物的来向，截流住突涌砂水，通过尾部滤口将砂截留在防汛袋内，使含砂量较少的水流过。该隧道突水涌土的自稳定阻挡除险应急装置可减缓突涌砂水在盾构隧道内的蔓延速度，为灾害发生时人员的应急逃生提供时间，且结构简单、成本低廉、装卸便捷。

技术领域

本实用新型涉及盾构隧道施工及维护技术领域，具体涉及一种盾构隧道突水涌土的自稳定阻挡除险应急装置。

背景技术

在盾构施工中，时常会遇到富水砂层，或者下穿江河水域的工程情况，由于地质勘察的技术有限，当施工过程中遇到勘察阶段未发现的高承压水层或地下暗河等不良地质时，经常会发生管片破裂，水土突涌入隧道的情况，同时导致水资源枯竭、地表塌陷等次生环境地质灾害，对隧道工程建设安全、人民生命财产安全、生态环境保护等会构成严重威胁。

对于隧道突水涌土灾害发生时的应急措置，目前现有技术手段是采用气囊联合注浆的方式。中国专利202010034943.1公开了一种水下隧道快速防涌水装置，该实用新型通过在隧道衬砌侧壁上预固定设置一个可膨胀气囊，当隧道发生涌水事故时，及时在地面开启气泵向气囊充气形成挡水墙，阻挡水势蔓延。中国专利202110906863.5公开了一种用于防止盾尾涌水涌沙的方法和应急装置，该实用新型在盾尾间隙中采用高分子耐磨橡塑材料制作气囊，对盾尾间隙进行封堵，避免因盾尾刷失效发生安全事故。中国专利202110788688.4公开了一种基于气囊钢环的盾构管片预加固结构及施工方法，该实用新型沿衬砌管片铺设拼接环形气囊及固定钢圈，并在必要时向气囊层内注浆抑制隧道结构变形发展。但是上述采用气囊的应急装置均存在装置操作不便、气囊一旦破损即装置失效、易阻水而不挡砂等缺点。

综上所述，现有技术中存在以下问题：突发情况下隧道内涌水涌砂问题，缺少相关可行的应急减灾装置。

发明内容

本实用新型旨在提供一种结构简单、成本低廉、装卸方便的盾构隧道突水涌土的自稳定阻挡除险应急装置，此装置可在隧道内突涌灾害发生时，减缓突涌砂水蔓延速度，为隧道内人员的应急疏散提供时间。

本实用新型具体技术方案如下：

一种盾构隧道突水涌土的自稳定阻挡除险应急装置，包括：

通过膨胀螺栓预安装在盾构隧道衬砌管片上的固定支座；与固定支座连接的带有触发响应装置的支撑托板；所述支撑托板上设置有预先分层叠放的防汛袋。

所述防汛袋包括7个球形关节铰链、6根钢骨架和2段球链；所述固定支座上不同位置焊接有不可移动的部分球形关节铰链，其余可移动的球形关节铰链搭靠在固定支座上；球形关节铰链两端伸臂上有螺纹，与所述钢骨架4通过螺纹扭紧连接；所述球链与钢骨架之间通过球形关节铰链连接。

所述触发响应装置包括电化学传感器、传感线，所述电化学传感器与支撑托板通过传感线连接，所述支撑托板嵌固入固定支座的凹槽。

所述电化学传感器设置在距应急装置有一定距离的隧道前方盾构底板的缝隙中。

所述传感线紧贴盾构管片壁设置。

所述防汛袋由不透水且耐磨的PVC材料制成，尾部分布设置有铁丝网滤水孔。

所述集水袋后设置有水泵。