高富水软土地层盾构洞门钢箱止水装置的制作方法

1.本技术涉及盾构机技术领域，尤其是涉及一种高富水软土地层盾构洞门钢箱止水装置。


背景技术：

2.目前，盾构机主要应用在隧道施工过程当中，随着盾构机的掘进作业，需要在盾构机尾部的隧道内壁固定管片环，管片环与盾构机尾部之间会存在空隙。在高富水软土地层中会有大量地下水通过盾构机尾部和管片环之间的空隙渗入管片环中，为了保护管片环，在盾构机尾部和管片环之间设置有防水装置。
3.传统的防水装置是在盾构机尾部和管片环之间安装3-4圈钢丝密封刷，来实现防水功能。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为盾构机施工过程中，在注浆和泥水循环压力的作用下，会使水泥砂浆会进入钢丝密封刷中，水泥砂浆固结造成钢丝密封刷损坏，使得防水装置失效，进而造成地下水渗入管片环中。


技术实现要素：

5.为了减少地下水渗入管片环，本技术提供一种高富水软土地层盾构洞门钢箱止水装置。
6.本技术提供的一种高富水软土地层盾构洞门钢箱止水装置，采用如下的技术方案：
7.一种高富水软土地层盾构洞门钢箱止水装置，安装在盾构机盾尾外壁和管片环之间，包括止水环，止水环设置在盾构机盾尾外壁和管片环之间，止水环沿盾构机长度方向设置有若干个，止水环内侧与盾构机外壁固定连接，止水环外侧与管片环内壁紧密抵接，止水环采用弹性材质制成。
8.通过采用上述技术方案，管片环内壁存在凸起结构，止水环在凸起结构的移动过程中，弹性材质制成的止水环能够紧密抵接在管片环内壁，避免止水环在凸起结构移动时地下水渗入，且止水环外侧与管片环内壁紧密抵接，避免隧道中的地下水从盾构机尾部和管片环之间的空隙中渗入，从而改善了盾构机的防水能力。
9.可选的，所述止水环的外侧朝着背离盾构机掘进方向的一端呈扩口状延伸。
10.通过采用上述技术方案，弹性材质的止水环能够恢复形变，使得止水环延伸部分能够抵紧在管片环内壁，从而进一步改善了盾构机的防水能力。
11.可选的，所述止水环靠近盾构机掘进方向的一侧固定设置有第一钢板，第一钢板与止水环的内侧抵接，第一钢板靠近管片环内壁的一侧连接有第二钢板，第二钢板远离第一钢板的一端朝着背离盾构机掘进方向的一端倾斜，并压紧在止水环外侧的扩口处，第二钢板远离第一钢板的一端与管片环内壁抵接。
12.通过采用上述技术方案，第一钢板和第二钢板能够直接阻挡地下水的渗入，避免
地下水直接与止水环接触，减小了止水环的压力，从而提升了盾构机的防水能力。
13.可选的，所述第二钢板绕止水环周向设置有若干个，且第二钢板远离管片环内壁的一端与第一钢板铰接。
14.通过采用上述技术方案，通过第一钢板来实现第二钢板的转动和安装，管片环内壁存在凸起结构，当止水环移动至凸起结构时，第二钢板和止水环靠近盾构机外壁的一侧均被固定，此时与第二钢板会先受力朝远离管片环内壁的方向转动，同时止水环与第二钢板抵接，止水环被第二钢板向上推动，避免钢板二无法转动，导致管片环内壁被钢板二破坏，从而改善了防水装置的实用性。
15.可选的，所述管片环内壁与盾构机外壁之间设置有法兰，法兰沿盾构机的长度方向设置有若干个，法兰与止水环一一对应，法兰外径小于管片环直径，法兰内侧与盾构机固定连接，法兰与止水环内侧固定连接，法兰上穿设有螺栓，螺栓同时穿设在对应的止水环和第一钢板上，并通过螺母将止水环和第一钢板均固定在对应的法兰上。
16.通过采用上述技术方案，通过法兰将止水环与第二钢板固定连接，使得在盾构机外壁就能够完成止水环、第一钢板和第二钢板的安装，从而改善了防水装置安装的便捷性。
17.可选的，所述止水环一侧设置有垫圈，垫圈套设在盾构机上，螺栓同时穿设在对应的垫圈上，并通过螺母将垫圈固定在对应的法兰上。
18.通过采用上述技术方案，止水环采用弹性材质制成，在止水环一侧设置的垫圈，能够避免止水环与螺栓直接挤压接触，造成止水环被破坏，从而改善了对止水环的保护。
19.可选的，所述第二钢板靠近管片环内壁的一侧固定设置有保护层，保护层采用柔性材料制成。
20.通过采用上述技术方案，第二钢板底部设置有保护层，使得第二钢板与管片环内壁不会直接接触，避免第二钢板移动时在管片环内壁留下划痕，从而改善了高富水软土地层盾构洞门钢箱止水装置的实用性。
21.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
22.通过设置止水环，避免了隧道中的地下水从盾构机尾部和管片环之间的空隙中渗入，从而改善了盾构机的防水能力；
23.通过设置法兰，使得在盾构机外壁就能够完成止水环和第一钢板的安装，从而改善了防水装置安装的便捷性；
24.通过设置保护层，避免第二钢板移动时在管片环内壁留下划痕，从而改善了高富水软土地层盾构洞门钢箱止水装置的实用性。
附图说明
25.图1是本技术实施例止水装置的剖视图；
26.图2是本技术实施例为了显示高富水软土地层盾构洞门钢箱止水装置安装位置的爆炸示意图。
27.附图标记说明：1、止水环；2、第一钢板；3、第二钢板；31、保护层；4、法兰；5、垫圈；6、后端盖；7、盾构机；8、管片环。
具体实施方式
28.以下结合附图1-2对本技术作进一步详细说明。
29.本技术实施例公开一种高富水软土地层盾构洞门钢箱止水装置，安装在盾构机7盾尾和管片环8之间。参照图1，高富水软土地层盾构洞门钢箱止水装置包括止水环1和法兰4，止水环1和法兰4均设置在盾构机7盾尾的外壁和管片环8之间，法兰4内壁与盾构机7固定连接，止水环1内侧与法兰4固定连接，止水环1外侧与管片环8内壁紧密抵接。
30.参照图1，法兰4为圆环状，法兰4同轴套设在盾构机7盾尾的外壁上，法兰4沿盾构机7的长度方向设置有三个，法兰4外径小于管片环8的内径；止水环1为圆环状，止水环1的外侧朝着背离盾构机7掘进方向的一端呈扩口状延伸，止水环1沿盾构机7的长度方向设置有三个，且法兰4与止水环1一一对应，止水环1采用弹性材质制成，止水环1与盾构机7同轴设置，止水环1内壁与盾构机7的外壁之间留有距离；盾构机7末端固定连接有后端盖6，后端盖6与盾构机7同轴设置，且后端盖6的直径大于盾构机7的直径；靠近后端盖6的法兰4与后端盖6抵接，靠近后端盖6的止水环1位于对应法兰4远离后端盖6的一侧，远离后端盖6的两个止水环1位于对应法兰4靠近后端盖6的一侧。
31.盾构机7在隧道中工作时，盾构机7尾部与管片环8之间存在间隙，地下水能够从间隙中渗入到管片环8中，此时止水环1设置在盾构机7盾尾外壁和管片环8之间，弹性材质制成的止水环1与管片环8内壁抵紧，使得地下水被止水环1挡住，当止水环1在移动的过程中遇到管片环8内壁的凸起结构时，止水环1能够贴合凸起结构表面，不会产生间隙，从而避免了地下水从盾构机7尾部与管片环8之间的间隙中渗入到管片环8。
32.参照图1和图2，靠近后端盖6的止水环1远离法兰4的一侧设置有第一钢板2，远离后端盖6的两个法兰4远离止水环1的一侧也均设置有第一钢板2，第一钢板2绕止水环1周向设置有若干个，第一钢板2一端与法兰4固定连接。第一钢板2远离盾构机7外壁的一侧连接有第二钢板3，第二钢板3一端与第一钢板2铰接，另一端朝着背离盾构机7掘进方向的一侧倾斜向外，并与止水环1的扩口处紧密抵接，第一钢板2远离第二钢板3的一端固定连接有保护层31，保护层31底部与管片环8的内壁抵接，保护层31采用柔性材质制成。
33.参照图1，靠近后端盖6的止水环1与第一钢板2之间抵接设置有垫圈5，其余两个止水环1远离法兰4的一侧抵接设置有垫圈5，垫圈5同轴套设在盾构机7上。法兰4周向均匀穿设有若干个螺栓，螺栓同时穿设在对应的止水环1、第一钢板2和垫圈5上，并通过螺母将止水环1、第一钢板2和垫圈5均固定在对应的法兰4上。
34.在盾构机7尾部外壁设置的法兰4，为止水环1、第一钢板2以及第二钢板3提供了安装位置，在止水环1遇到管片环8内的凸起结构时，第二钢板3先经过凸起结构，此时第二钢板3向远离管片环8的方向转动，同时第二钢板3与止水环1抵接，使得止水环1与第二钢板3共同移动，且止水环1为弹性材质，能够恢复自身形变压紧第二钢板3，使得止水环1能够贴合凸起结构表面移动，从而避免地下水渗入管片环8中。
35.本技术实施例一种高富水软土地层盾构洞门钢箱止水装置的实施原理为：盾构机7在隧道中工作时，盾构机7尾部与管片环8之间存在间隙，地下水能够从间隙中渗入到管片环8中，此时止水环1设置在盾构机7盾尾外壁和管片环8之间，弹性材质制成的止水环1与管片环8内壁抵紧，使得地下水被止水环1挡住，当止水环1在移动的过程中遇到管片环8内壁的凸起结构时，第一钢板2先经过凸起结构，此时第一钢板2向远离管片环8的方向转动，同
时第一钢板2与止水环1抵接，使得止水环1与第一钢板2共同移动，且止水环1为弹性材质，能够恢复自身形变压紧第一钢板2，使得止水环1能够贴合凸起结构表面移动，不会产生间隙，从而避免了地下水从盾构机7尾部与管片环8之间的间隙中渗入到管片环8。
36.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。