盾构机始发门洞用充气式密封止水机构的制作方法

1.本发明涉及盾构法隧道施工领域，特别涉及盾构机始发门洞用充气式密封止水机构。


背景技术：

2.目前在盾构法隧道施工时一般采用橡胶帘布作为洞门密封装置，降低盾构进出洞渗漏、涌水等安全风险。但在小半径、大坡度区间，盾构始发接收时盾构水平及垂直方向与洞门密封装置均不垂直，使用橡胶帘布进行洞门密封时密封效果难以保证。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种盾构机始发门洞用充气式密封止水机构，解决上述现有技术问题的一个或多个。
4.本发明提出一种盾构机始发门洞用充气式密封止水机构，包括与洞门的主体结构连接的充气式密封止水装置，所述充气式密封止水装置包括短套筒、与短套筒内侧壁连接的气囊，所述气囊连接充气管道，充气管道穿过所述短套筒连接阀门。在出现盾构始发接收时盾构水平及垂直方向与洞门密封装置均不垂直的情况时利用气囊进行密封，可以利用气囊自身的弹性根据其四周受力情况的不同进行微变形，更好地保证密封效果。
5.在一些实施方式中，
6.所述充气式密封止水装置与所述主体结构之间采用可拆卸式连接，这样地结构不仅便于对充气式密封止水装置进行拆卸维护，还能够有效地提升充气式密封止水装置的利用率；
7.盾构机始发门洞用充气式密封止水机构还包括与短套筒连接的组合式密封止水组件，所述组合式密封止水组件包括帘布和翻板，增加组合式密封止水组件后在盾体行进过程中不需要使用充气式密封止水装置也能够保证密封效果。
8.在一些实施方式中，所述气囊呈长条形，且所述气囊沿所述短套筒的内侧壁布设，所述气囊两侧端面相互对应设置，充气后所述气囊两侧端面紧密贴合，即气囊的首尾两侧端面紧密贴合，所述气囊的内侧壁上设有压力感应装置，通过该压力感应装置感应充气后气囊与管片拼装之间的压力，实现对视线盲区中气囊与管片拼装之间密封度进行实时监测；
9.充气前，所述气囊的两侧端面之间的距离为10-20厘米。
10.在一些实施方式中，所述气囊两侧端面中至少有一侧端面上设有压力感应装置，通过该压力感应装置能够及时的监测到气囊首尾两端面之间的衔接效果，充气后所述气囊的内侧面呈圆环形成，且表面平整，所述气囊两侧端面的贴合处置于所述充气式密封止水装置的上部，能够有效的降低异物进入气囊两侧端部之间影响气囊密封效果的几率。在一些实施方式中，所述气囊的两侧端采用斜三角构造。
11.在一些实施方式中，
12.所述气囊的一侧端面的内侧端部设有凸起部，和/或
13.所述气囊的该侧端面的外侧端部设有凸起部；
14.所述气囊的另一侧端面对应凸起部设置凹槽，
15.且所述凹槽的槽壁或凸起部的外侧壁上至少设有一个压力感应装置。在一些实施方式中，
16.所述气囊的一侧端面的内侧端部设有凸起部，和/或
17.所述气囊的该侧端面的外侧端部设有辅助凹槽；
18.所述气囊的另一侧端面对应凸起部设置凹槽，对应辅助凹槽设置辅助凸起部，
19.且所述凹槽的槽壁和/或凸起部的外侧壁上至少设有一个压力感应装置，所述辅助凹槽的槽壁和/或辅助凸起部的外侧壁上至少设有一个压力感应装置。
20.在一些实施方式中，所述凸起部的端部呈u型、v型以及梯型中的任一种，充气后所述凸起部的外侧壁与对应的凹槽的槽壁紧密贴合，实现对凸起部的端部实现有效包裹，进一步提升密封效果；
21.气囊两侧端面的材质的弹性小于所述气囊上沿所述短套筒内侧壁布设部分的材质的弹性；
22.气囊的内侧壁上设有耐磨层以进一步保证与衬砌管片外壁紧密贴合效果的同时降低衬砌管片外侧壁对气囊造成的损伤。
23.在一些实施方式中，
24.穿出所述短套筒的充气管道上设有压力表，所述压力表用于检测充气管道内气压值，实时监测气囊内的气压状态；
25.充气式密封止水装置还包括控制模块、与控制模块连接的存储模块和显示模块，控制模块与压力表、压力感应装置连接，
26.所述存储模块用于存储与压力表和压力感应装置对应的阈值范围；
27.所述控制模块用于接收压力表和压力感应装置感应到的数值，并将该数值有对应的阈值范围进行对比获取对比结果；
28.所述显示模块用于显示对比结果。
29.在一些实施方式中，所述短套筒和/或主体结构上设有与控制模块连接的指示件，所述指示件为彩色led灯和/或语音播报装置，所述控制模块根据对比结果控制对应的指示件发出指示信号，便于更好的提醒使用者该盾构机始发门洞用充气式密封止水机构的工作状态。本发明所述的盾构机始发门洞用充气式密封止水机构的优点为：通在盾构机始发完全进入洞门、短套筒位置衬砌管片拼装完成后，通过向气囊内加压充气，便可使得气囊填充短套筒与衬砌管片之间的间隙，并与衬砌管片的外壁紧密贴合，达到封堵前方流水的作用。
附图说明
30.图1为本发明的一些实施方式中盾体通过前盾构机始发门洞用充气式密封止水机构的结构示意图；
31.图2为图1中a-a部分的放大图；
32.图3为本发明的一些实施方式中管片拼装后气囊充气使用时盾构机始发门洞用充气式密封止水机构的结构示意图；
33.图4为图3中a-b部分的放大图；
34.图5为本发明的一些实施方式中盾构机始发门洞用充气式密封止水机构的横断面示意图；
35.图6为实施例1中气囊充气前气囊拼接处的结构示意图；
36.图7为实施例1中气囊充气后气囊拼接处的结构示意图；
37.图8为实施例2中气囊充气前气囊拼接处的结构示意图；
38.图9为实施例2中气囊充气后气囊拼接处的结构示意图；
39.图10为实施例3中气囊充气前气囊拼接处的结构示意图；
40.图11为实施例3中气囊充气后气囊拼接处的结构示意图；
41.图12为实施例4中气囊充气前气囊拼接处的结构示意图；
42.图13为实施例4中气囊充气后气囊拼接处的结构示意图。
43.图中：1、主体结构，2、连接件，3、短套筒，4、气囊，401、第一气囊，411、斜面，402、第二气囊，421、第一凸起部，422、第一凹槽，403、第三气囊，431、第三凹槽，432、第三凸起部432，433、第二凸起部，434、第二凹槽,404、第四气囊，441、第五凸起，442、第四凸起，443、第四凹槽，444、第五凹槽，5、阀门，6、辅助连接件，7、翻板，8、帘布，9、衬砌管片。
具体实施方式
44.结合图1-图13所示的内容，本发明公开了一种盾构机始发门洞用充气式密封止水机构，包括与洞门的主体结构1连接的充气式密封止水装置，充气式密封止水装置包括短套筒3、与短套筒3内侧壁连接的气囊4，气囊4连接充气管道，充气管道穿过短套筒3连接阀门5。充气式密封止水装置与主体结构1之间可利用连接件2进行可拆卸式连接，连接件可以为螺栓等现有连接件；
45.充气式密封止水装置还包括通过辅助连接件6与短套筒3连接的组合式密封止水组件，组合式密封止水组件包括帘布8和翻板7，辅助连接件可选用螺栓等现有连接件。
46.气囊4呈长条形，且气囊4沿短套筒3的内侧壁布设，气囊4首尾两侧端面相互对应设置，充气后气囊4两侧端面紧密贴合，气囊4的内侧壁上设有压力感应装置，气囊4的内侧壁为气囊4上与盾构机接触的面。
47.气囊4两侧端面中至少有一侧端面上设有压力感应装置，充气后气囊4的内侧面呈圆环形成，且表面平整，
48.在具体实现时气囊4两侧端面的贴合处一般置于充气式密封止水装置的上部，以有效降低杂物进入气囊4的两侧端面的可能，保证气囊4的正常工作。
49.气囊4两侧端面的材质的弹性小于气囊上沿短套筒内侧壁布设部分的材质的弹性；
50.气囊4的内侧壁上设有耐磨层。
51.穿出短套筒3的充气管道上还设有压力表，压力表用于检测充气管道内气压值，压力表一般置于短套筒3的中下部，便于使用者对压力表进行观察。
52.充气式密封止水装置还包括控制模块、与控制模块连接的存储模块和显示模块，控制模块与压力表、压力感应装置连接，
53.存储模块用于存储与压力表和压力感应装置对应的阈值范围，即气囊4首尾两侧
端面相接且达到抱紧衬砌管片状态时压力表和压力感应装置分别对应的阈值范围；
54.控制模块用于接收压力表和压力感应装置感应到的数值，并将该数值有对应的阈值范围进行对比获取对比结果；
55.显示模块用于显示对比结果。
56.在具体实现时可在短套筒3和/或主体结构1上设有与控制模块连接的指示件，指示件可为彩色led灯和/或语音播报装置，控制模块根据对比结果控制对应的指示件发出指示信号，便于操作人员及时观察短套筒内的密封状态。
57.结合图3所示的内容，衬砌管片9拼装后，气囊4充气至压力表、压力感应装置感应到的数值在对应的阈值范围内时关闭阀门5并停止充气，此时气囊4的首尾两侧端面相接且紧密贴合，同时气囊4抱紧衬砌管片起到密封止水的作用，但若压力表和/或压力感应装置感应到的数值超出了对应的阈值范围，只指示件便会发出指示信号，警报存在密封不佳漏水的风险。
58.气囊4的具体形状可以如下述几个实施例所示：
59.实施例1
60.结合图6和图7所示的内容，气囊4为第一气囊401，第一气囊401的两侧端采用斜三角构造，第一气囊401两侧的斜面411相互对应设置，且至少在一侧斜面411的中心位置处设置一个压力感应装置，充气后两侧的斜面411相互贴合。
61.实施例2
62.结合图8和图9所示的内容，气囊4为第二气囊402，第二气囊402的一侧端面的内侧端部(即该端面上靠近洞门一侧的端部)设有第一凸起部421，使得内侧端部形成类似l型的结构，另一侧端面上对应第一凸起部设置第一凹槽422，第一凸起部421的外侧壁上和/或第一凹槽422的槽壁上至少设有一个压力感应装置。
63.实施例3
64.结合图10和图11所示的内容，气囊4为第三气囊403，第三气囊403的一侧端面的内侧端部(即该端面上靠近洞门一侧的端部)设有第二凸起部433，外侧端部设有第二凹槽434；另一侧端面的外侧端部(即该测端面上远离洞门一侧的端部)对应第二凹槽434设置第三凸起部432，内侧端部对应第二凸起部433设置第三凹槽431，第二凹槽434的槽壁和/或第三凸起部432的外侧壁上至少设有一个压力感应装置；
65.第二凸起部433的外侧壁和/或第三凹槽431的槽壁上至少设有一个压力感应装置。
66.实施例4
67.结合图12和图13所示的内容，气囊4为第四气囊404，第四气囊404的一侧端面的内外两侧端部(即该端面上靠近洞门一侧的端部和远离洞门一侧的端部)分别设有第四凸起442和第五凸起441，另一侧端面上对应第四凸起442和第五凸起441分别设置第四凹槽443和第五凹槽444。
68.上述凸起部(包括第一凸起部421、第二凸起部432、第三凸起部433、第四凸起部443以及第五凸起部444)均可以为u型、v型以及梯型中的任一种，凹槽(包括第一凹槽422、第二凹槽434、第三凹槽431、第四凹槽443以及第五凹槽444)则对应凸起部设置，以进一步保证充气后的密封效果，充气后凸起部的外侧壁与对应的凹槽的槽壁紧密贴合，达到抱紧
状态。
69.上述未公开事宜均可采用现有技术实现，因此在此不做赘述。
70.以上所述仅是本发明的一些实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种盾构机始发门洞用充气式密封止水机构，其特征在于，包括与洞门的主体结构(1)连接的充气式密封止水装置，所述充气式密封止水装置包括短套筒(3)、与短套筒(3)内侧壁连接的气囊(4)，所述气囊(4)连接充气管道，充气管道穿过所述短套筒(3)连接阀门(5)。2.根据权利要求1所述的盾构机始发门洞用充气式密封止水机构，其特征在于，所述充气式密封止水装置与所述主体结构(1)之间采用可拆卸式连接；盾构机始发门洞用充气式密封止水机构还包括与短套筒(3)连接的组合式密封止水组件，所述组合式密封止水组件包括帘布(8)和翻板(7)。3.根据权利要求1所述的盾构机始发门洞用充气式密封止水机构，其特征在于，所述气囊(4)呈长条形，且所述气囊(4)沿所述短套筒(3)的内侧壁布设，所述气囊(4)两侧端面相互对应设置，充气后所述气囊(4)两侧端面紧密贴合，所述气囊(4)的内侧壁上设有压力感应装置。4.根据权利要求3所述的盾构机始发门洞用充气式密封止水机构，其特征在于，所述气囊(4)两侧端面中至少有一侧端面上设有压力感应装置，充气后所述气囊(4)的内侧面呈圆环形成，且表面平整，所述气囊(4)两侧端面的贴合处置于所述充气式密封止水装置的上部；充气前，所述气囊(4)的两侧端面之间的距离为10-20厘米。5.根据权利要求4所述的盾构机始发门洞用充气式密封止水机构，其特征在于，所述气囊(4)的两侧端采用斜三角构造。6.根据权利要求3所述的盾构机始发门洞用充气式密封止水机构，其特征在于，所述气囊(4)的一侧端面的内侧端部设有凸起部，和/或所述气囊(4)的该侧端面的外侧端部设有凸起部；所述气囊(4)的另一侧端面对应凸起部设置凹槽，且所述凹槽的槽壁或凸起部的外侧壁上至少设有一个压力感应装置。7.根据权利要求3所述的盾构机始发门洞用充气式密封止水机构，其特征在于，所述气囊(4)的一侧端面的内侧端部设有凸起部，和/或所述气囊(4)的该侧端面的外侧端部设有凹槽；所述气囊(4)的另一侧端面对应凸起部设置凹槽，对应凹槽设置凸起部，且所述凹槽的槽壁和/或凸起部的外侧壁上至少设有一个压力感应装置。8.根据权利要求6或7所述的盾构机始发门洞用充气式密封止水机构，其特征在于，所述凸起部的端部呈u型、v型以及梯型中的任一种，充气后所述凸起部的外侧壁与对应的凹槽的槽壁紧密贴合；所述气囊(4)两侧端面的材质的弹性小于所述气囊(4)上沿所述短套筒(3)内侧壁布设部分的材质的弹性；所述气囊(4)的内侧壁上设有耐磨层。9.根据权利要求8所述的盾构机始发门洞用充气式密封止水机构，其特征在于，穿出所述短套筒(3)的充气管道上设有压力表，所述压力表用于检测充气管道内气压值；充气式密封止水装置还包括控制模块、与控制模块连接的存储模块和显示模块，控制
模块与压力表、压力感应装置连接，所述存储模块用于存储与压力表和压力感应装置对应的阈值范围；所述控制模块用于接收压力表和压力感应装置感应到的数值，并将该数值有对应的阈值范围进行对比获取对比结果；所述显示模块用于显示对比结果。10.根据权利要求9所述的盾构机始发门洞用充气式密封止水机构，其特征在于，所述短套筒(3)和/或主体结构(1)上设有与控制模块连接的指示件，所述指示件为彩色led灯和/或语音播报装置，所述控制模块根据对比结果控制对应的指示件发出指示信号。

技术总结
本发明公开了一种盾构机始发门洞用充气式密封止水机构，其包括与洞门的主体结构连接的充气式密封止水装置，充气式密封止水装置包括短套筒、与短套筒内侧壁连接的气囊，气囊连接充气管道，充气管道穿过短套筒连接阀门。充气式密封止水装置还包括与短套筒连接的组合式密封止水组件。在出现盾构始发接收时盾构水平及垂直方向与洞门密封装置均不垂直的情况时利用气囊进行密封以更好地保证密封效果。时利用气囊进行密封以更好地保证密封效果。时利用气囊进行密封以更好地保证密封效果。


技术研发人员：刘映凯 罗艳平 陈云 袁少鹏 曾红兵 王辉 陈海银 黄国根 魏磊 沈贲颖 赵东 何梁 张亚南 姜涵
受保护的技术使用者：中铁十七局集团上海轨道交通工程有限公司
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/10/15