CN111720129A - 一种盾构钢套筒密封装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盾构钢套筒密封装置及其安装方法，包括钢套筒主体，所述钢套筒主体由多个支撑筒体拼接而成，相邻两支撑筒体之间设置有密封结构，所述密封结构包括密封环和调节架，所述密封环装嵌在两支撑筒体之间，所述调节架包括转动连接的主连接片和副连接片，所述主连接片和副连接片一端与密封环固定连接，主连接片和副连接片另一端存有间隔，间隔间距改变时，所述密封环径向伸缩量同步发生改变。本发明的盾构钢套筒密封装置及其安装方法能够提高钢套筒主体的密封性，降低钢套筒返工的可能性。

Description

一种盾构钢套筒密封装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及盾构施工领域，特别涉及一种盾构钢套筒密封装置及其安装方法。

背景技术

随着我国经济的高速发展和城市化进程的不断加快，城市人口越来越多，地面可利用空间少越来越少，城市交通越来越拥挤，开发和利用城市地下空间成为当今城市发展的必然要求。盾构法因其对地面交通影响小，施工安全性高，低噪等优点，成为建设地铁区间隧道、过街地道的首选工法。

现有的盾构法施工盾构机可直接进入到洞口接收架上。而使用钢套筒接收，就是在盾构机外套上一个钢制套子，将盾构机密闭其中，盾构机在钢套筒内掘进完成时，再依次拆解钢套筒和盾构机并吊出。钢套筒接收与往常的盾构接收不同的是，钢套筒法相此常规盾构机接收能有效降低复杂地层带来的涌水涌砂风险，具有安全性能高、节省底面加固空间、施工方便并可以多次重复使用等优点，同样也有定位安装精度高、掘进参数控制、洞门封堵要求严等特点。

现有技术中，钢套筒多数采用拼接式组合，在拼接处通过法兰与螺栓进行固定，拼接处常常因施工误差存在间隙，导致钢套筒气密性出现问题，需要返工检测维修，影响后续的接收进度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盾构钢套筒密封装置及其安装方法，它能够提高钢套筒主体的密封性，降低钢套筒返工的可能性。

本发明的上述目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种盾构钢套筒密封装置，包括钢套筒主体，所述钢套筒主体由多个支撑筒体拼接而成，相邻两支撑筒体之间设置有密封结构，所述密封结构包括密封环和调节架，所述密封环装嵌在两支撑筒体之间，所述调节架包括转动连接的主连接片和副连接片，所述主连接片和副连接片一端与密封环固定连接，主连接片和副连接片另一端存有间隔，间隔间距改变时，所述密封环径向伸缩量同步发生改变。

通过采用上述技术方案，相邻两支撑筒体组装完成后，密封环装嵌在两支撑筒体之间，调节架的调节端受压后间距发生变化，调节架的固定端间距作出相应改变，从而使密封环本体壁厚发生改变，使密封环更紧密的安装在两支撑筒体之间，以此保障相邻支撑筒体间连接的密封性，避免二次返工，加快整体的施工进度。

本发明进一步设置为：所述支撑筒体相邻的端部开设有用于容纳密封环的让位槽，所述主连接片和副连接片的自由端挤压在相邻两支撑筒体之间。

通过采用上述技术方案，利用支撑筒体端部挤压调节架的调节端，使主连接片和副连接片的调节端全面受力，贴合设置在两支撑筒体端部之间，完成密封环径向伸缩量的调节。

本发明进一步设置为：所述密封结构还包括调节螺栓，所述支撑筒体相邻的端部开设有用于容纳密封环和调节架的让位槽，所述调节螺栓与支撑筒体螺纹连接，所述调节螺栓的端部能穿入让位槽中，抵压在主连接片或副连接片的自由端相向侧。

通过采用上述技术方案，旋拧调节螺栓的进给量来增大调节架调节端的间距，进而实现对密封环径向伸缩量的调节；且调节范围可控，以免调节架过度撑开密封环，使密封环自身产生裂缝，影响密封效果。

本发明进一步设置为：所述主连接片和副连接片的自由端部分重叠，所述调节螺栓能抵压在主连接片或副连接片重叠部分。

通过采用上述技术方案，使调节架受力点位于主连接片和副连接片之间，受力更均匀，提高调节的稳定性。

通过采用上述技术方案，密封环的横截面为标准的矩形，方便批量定制生产，成本较低。

本发明进一步设置为：所述密封环的横截面呈梭形。

通过采用上述技术方案，密封环的横截面设为中间宽两头细的梭形，让位槽与密封环的形状相适配，密封环自身壁厚向两侧延伸时，一方面密封环中部有余量可供壁厚向两侧延伸，降低密封环自身撕裂的可能；另一方面截面端部逐渐缩小密封环和让位槽更容易紧密配合，提高密封环的密封效果。

本发明进一步设置为：所述调节架数量设为多组，呈圆周布置在密封环周边。

通过采用上述技术方案，使密封环均匀受力，全面延展。

本发明进一步设置为：所述密封环上开设有插槽，所述主连接片或副连接片插入插槽内，通过热熔将密封环与主连接片或副连接片连接为一体。

通过采用上述技术方案，采用热熔使调节架与密封环连接为一体，提高两者连接的牢固性，避免密封环与调节架之间产生间隙。

本发明的上述目的二是通过以下技术方案得以实现的：

一种安装盾构钢套筒密封装置的方法，包括以下步骤：

步骤一、在基坑里确定线路中心线，钢套筒定位时，要求钢套筒架中心线、线路中心线两条控制线重合；

步骤二、在地面组装好第一节支撑筒体，然后整体下放到基坑内，使支撑筒体的中心与事先确定好的线路中心线重合，达到预定位置后进行固定；

步骤三、组装密封结构，采用热熔方式将调节架与密封环连接为一体，将密封环装嵌在第一节钢套筒的待连接端；

步骤四、重复步骤二，将第二节支撑筒体下放到基坑中，与第一节支撑筒体拼接，同时使调节架挤压在第一节、第二节支撑筒体内；依次类推，完成钢套筒主体的安装。

通过采用上述技术方案，为盾构钢套筒密封装置的安装提供标准的流程，方便现场流程化施工。

本发明进一步设置为：所述步骤四中，调节架受压由相邻支撑筒体端部挤压实现，或者通过调节螺栓挤压实现。

通过采用上述技术方案，根据实际需求选择调节架的施力件，使流程更多样化。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、在相邻两支撑筒体之间设置密封结构，密封结构利用调节架将密封环本体壁厚径向撑开，使密封环更紧密的安装在两支撑筒体之间，以此保障相邻支撑筒体间连接的密封性，避免二次返工，加快整体的施工进度；

2、通过采用调节螺栓控制调节架调节端的间距，进而实现对密封环径向伸缩量的调节；且调节范围可控，以免调节架过度撑开密封环，使密封环自身产生裂缝，影响密封效果。

附图说明

图1是实施例1中钢套筒主体的结构示意图；

图2是实施例1中密封结构的结构示意图；

图3是实施例2中密封结构的结构示意图。

图中，1、支撑筒体；11、让位槽；2、密封环；3、调节架；31、主连接片；32、副连接片；4、调节螺栓。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：一种盾构钢套筒密封装置，包括钢套筒主体和密封结构，如图1所示，钢套筒主体由多个支撑筒体1串联而成，单个支撑筒体1由上筒体和下筒体焊接而成，密封结构设置在相邻支撑筒体1之间，用于提高相邻支撑筒体1之间的密封性。

如图2所示，密封结构包括密封环2和调节架3，其中密封环2为橡胶环，其直径与支撑筒体1的直径相适配，密封环2的横截面呈矩形或中间宽两端细的梭形，相邻两支撑筒体1相对的端面上对称开设有与密封环2相适配的让位槽11，使密封环2刚好装嵌在两支撑筒体1之间。

调节架3数量设为多组，呈圆周布置在密封环2周边。调节架3包括主体呈直板状或折板状的主连接片31和副连接片32，本实施例中，主连接片31和副连接片32呈折板状，主连接片31和副连接片32的弯折点靠近下端位置处。主连接片31和副连接片32的中部固接有轴套，两者通过销轴错位转动连接在一起；或者，主连接片31中部开设有缺口，副连接片32从缺口中穿过，再通过销轴将两者相对铰接在一起。主连接片31和副连接片32的下端设为固定端，上端设为调节端。

密封环2的外环面上开设有若干组连接槽，连接槽数量与调节架3数量相适配；每组连接槽由两个供主连接片31、副连接片32插入的插槽组成，两插槽沿密封环2的轴向间隔分布。主连接片31和副连接片32的固定端分别插入到相应的插槽后，采用热熔的方式将密封环2和调节架3的固定端连接为一体；此时，主连接片31和副连接片32的调节端留有间隔，当调节端间距改变时，固定端间距同时发生改变。

相邻两支撑筒体1组装完成后，密封环2装嵌在让位槽11中，调节架3的调节端受压贴合设置在两支撑筒体1端部之间，调节架3的固定端同步作相近运动，从而将位于调节架3固定端之间的密封环2壁厚径向压缩，使密封环2更紧密挤压在两支撑筒体1拼接的接缝处，以此保障相邻支撑筒体1间连接的密封性。

热熔方式具体为在主连接片31和副连接片32的固定端上缠绕若干圈电热丝，电热丝随主连接片31或副连接片32一起插入到插槽中，然后将电热丝通电，使电热丝加热熔融密封环2，断电待密封环2冷却后，主连接片31和副连接片32的固定端即与密封环2一体连接。或者，主连接片31和副连接片32的固定端插入插槽前，先进行加热，插入插槽后，用自身加热的温度去熔融密封环2。

实施例2：本实施例与实施例1的区别在于,如图3所示，密封结构还包括调节螺栓4，相邻两支撑筒体1相对的端面上对称开设的让位槽11能够容纳密封环2和调节架3，即调节架3的调节端不会受到支撑筒体1端部的挤压。

相邻两支撑筒体1的端部均开设有与让位槽11相通的螺纹孔，调节螺栓4每组设为两个，分别与一个支撑筒体1螺纹连接，调节螺栓4的端部能穿入让位槽11，抵压在主连接片31或副连接片32调节端的相向侧，通过旋拧调节螺栓4的进给量来增大调节架3调节端的间距，进而实现密封环2壁厚径向撑开；且调节螺栓4调节范围可控，以免调节架3过度撑开密封环2，使密封环2自身产生裂缝，影响密封效果。

进一步的，使主连接片31和副连接片32的调节端部分重叠，重叠部分预留有让位口，使调节螺栓4能穿过主连接片31或副连接片32抵压在相应的连接片上，使调节架3受力点位于主连接片31和副连接片32之间，受力更均匀，提高调节的稳定性。

实施例3：一种盾构钢套筒密封装置的安装方法，包括以下步骤：

步骤一、在基坑里确定线路中心线，钢套筒定位时，要求钢套筒架中心线、线路中心线两条控制线重合。

步骤二、在地面组装好第一节支撑筒体1，然后整体下放到基坑内，使支撑筒体1的中心与事先确定好的线路中心线重合，达到预定位置后进行固定。

步骤三、组装密封结构，采用热熔方式将调节架3与密封环2连接为一体，将密封环2装嵌在第一节钢套筒的待连接端。

步骤四、重复步骤二，将第二节支撑筒体1下放到基坑中，与第一节支撑筒体1拼接，同时使调节架3挤压在第一节、第二节支撑筒体1内；依次类推，完成钢套筒主体的安装。

步骤四中，调节架3受压由相邻支撑筒体1端部挤压实现，或者通过调节螺栓4挤压实现。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种盾构钢套筒密封装置，包括钢套筒主体，所述钢套筒主体由多个支撑筒体(1)拼接而成，其特征在于：相邻两支撑筒体(1)之间设置有密封结构，所述密封结构包括密封环(2)和调节架(3)，所述密封环(2)装嵌在两支撑筒体(1)之间，所述调节架(3)包括转动连接的主连接片(31)和副连接片(32)，所述主连接片(31)和副连接片(32)一端与密封环(2)固定连接，主连接片(31)和副连接片(32)另一端存有间隔，间隔间距改变时，所述密封环(2)径向伸缩量同步发生改变。

2.根据权利要求1所述的盾构钢套筒密封装置，其特征在于：所述支撑筒体(1)相邻的端部开设有用于容纳密封环(2)的让位槽(11)，所述主连接片(31)和副连接片(32)的自由端挤压在相邻两支撑筒体(1)之间。

3.根据权利要求1所述的盾构钢套筒密封装置，其特征在于：所述密封结构还包括调节螺栓(4)，所述支撑筒体(1)相邻的端部开设有用于容纳密封环(2)和调节架(3)的让位槽(11)，所述调节螺栓(4)与支撑筒体(1)螺纹连接，所述调节螺栓(4)的端部能穿入让位槽(11)中，抵压在主连接片(31)或副连接片(32)的自由端相向侧。

4.根据权利要求3所述的盾构钢套筒密封装置，其特征在于：所述主连接片(31)和副连接片(32)的自由端部分重叠，所述调节螺栓(4)能抵压在主连接片(31)或副连接片(32)重叠部分。

5.根据权利要求1所述的盾构钢套筒密封装置，其特征在于：所述密封环(2)的横截面呈矩形。

6.根据权利要求1所述的盾构钢套筒密封装置，其特征在于：所述密封环(2)的横截面呈梭形。

7.根据权利要求1所述的盾构钢套筒密封装置，其特征在于：所述调节架(3)数量设为多组，呈圆周布置在密封环(2)周边。

8.根据权利要求1所述的盾构钢套筒密封装置，其特征在于：所述密封环(2)上开设有插槽，所述主连接片(31)或副连接片(32)插入插槽内，通过热熔将密封环(2)与主连接片(31)或副连接片(32)连接为一体。

9.一种安装如权利要求1至8中任意一项所述盾构钢套筒密封装置的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、在基坑里确定线路中心线，钢套筒定位时，要求钢套筒架中心线、线路中心线两条控制线重合；

步骤二、在地面组装好第一节支撑筒体(1)，然后整体下放到基坑内，使支撑筒体(1)的中心与事先确定好的线路中心线重合，达到预定位置后进行固定；

步骤三、组装密封结构，采用热熔方式将调节架(3)与密封环(2)连接为一体，将密封环(2)装嵌在第一节钢套筒的待连接端；

步骤四、重复步骤二，将第二节支撑筒体(1)下放到基坑中，与第一节支撑筒体(1)拼接，同时使调节架(3)挤压在第一节、第二节支撑筒体(1)内；依次类推，完成钢套筒主体的安装。

10.根据权利要求9所述的盾构钢套筒密封装置的安装方法，其特征在于：所述步骤四中，调节架(3)受压由相邻支撑筒体(1)端部挤压实现，或者通过调节螺栓(4)挤压实现。

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