一种新型尾盾防水密封系统技术方案

一种新型尾盾防水密封系统，它涉及盾构法隧道施工技术领域。它包括：盾构机的尾盾壳体以及管片，尾盾壳体与管片之间设置有防水密封结构，防水密封结构包括：设置于盾构机壳体上的钢环；设置于尾盾壳体多组第一钢套；设置于第一钢套内的第一防水密封件；设置于尾盾壳体内第一钢套后部的第二钢套；以及，设置于第二钢套内的第二防水密封件。采用上述技术方案的新型尾盾防水密封系统能够在不同水土压力、不同掘进长度的环境下安全实用，具有适用范围广，更换速度快，节约成本，更换简单，密封效果好，安全系数高的优势。

A new waterproof sealing system of tail shield

【技术实现步骤摘要】
一种新型尾盾防水密封系统
本技术涉及盾构法隧道施工
，具体涉及一种新型尾盾防水密封系统。
技术介绍
尾盾防水密封——是盾构法隧道掘进过程中，盾构机尾盾壳体与管片之间空隙由钢板刷防水密封件和止浆密封件组成的防水密封结构，并在钢板刷防水密封腔体内持续压注密封油脂，构成尾盾防水密封系统，防止盾构掘进时尾盾涌水涌砂安全风险的发生。现有尾盾防水密封均由多道钢板刷密封在尾盾壳体内焊接安装组成3～4道钢板刷密封，尾部安装一道止浆密封圈，构成的尾盾防水密封系统。近几年为改进尾盾防水效果，通过加长钢板刷密封的长度、材料性能等方法提高耐用寿命与防水效果。同时为实现快速更换由原来的焊接安装改为螺栓固定结构；尾盾止浆密封由原来的钢板刷密封改为橡胶密封圈，提高尾盾钢板刷密封的止浆效果与耐用时间。现有钢板刷密封防水系统，一般仅适用0.65bar以下水压，一次连续掘进小于3km盾构法隧道。根据目前盾构隧道项目建设需求，一次连续掘进穿越江河湖海达到3km-11km(或更长距离)，水压达到3.5bar-10bar，因此要求尾盾密封防水性能、耐用寿命必须具备在超长盾构法隧道与超高水压下，尾盾密封防水保障安全使用与快速安全更换的要求，因此，有待改进。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种新型尾盾防水密封系统，能够在不同水土压力、不同掘进长度的环境下安全实用，具有适用范围广，更换速度快，节约成本，更换简单，密封效果好，安全系数高的优势。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种新型尾盾防水密封系统，包括：盾构机的尾盾壳体以及管片，所述尾盾壳体与所述管片之间设置有防水密封结构，在盾构机掘进时，防水密封结构用于防止尾盾涌水涌砂，所述尾盾壳体尾部设置有橡胶制成的止浆板和单向阀，所述防水密封结构包括：设置于所述盾构机尾盾壳体内螺栓固定的钢环；设置于所述尾盾壳体内多道第一钢套；设置于所述第一钢套内用于防止泥水进入管片内部的第一防水密封件；设置于所述尾盾壳体内且位于所述第一钢套后部所述第二钢套；以及，设置于所述第二钢套内的、用于防止泥水砂浆进入到所述防水密封结构内的第二防水密封件。所述第二钢套上凸出设置有两个凸台，两个所述凸台之间固定安装有应急防水密封件。多道所述第一钢套之间和所述第一钢套与所述第二钢套之间均焊接连接成一个整体。所述第一钢套设置有三道或四道，所述第一防水密封圈与所述第一钢套的数量关系为一一对应关系。所述第一防水密封件为驼型密封圈或钢板刷密封。所述尾盾防水密封系统还包括：检测模块、数据采集模块、PLC模块、工控机模块以及预警模块；所述检测模块设置于所述防水密封结构内并与所述数据采集模块连接，所述检测模块用于对所述防水密封结构进行检测并将检测的数据发送至所述数据采集模块；所述数据采集模块的输出端与所述PLC模块连接，所述数据采集模块用于收集所述检测模块检测的数据并将收集的数据发送至所述PLC模块；所述PLC模块与所述工控机模块连接，所述PLC模块用于接收所述数据采集模块采集的数据且对该数据进行分析计算，并将分析计算的结果发送至所述工控机模块；所述工控机模块与所述预警模块连接，所述工控机模块用于根据所述PLC模块发出的信息向所述预警模块发出控制信号；所述预警模块用于接收所述工控机模块发出的控制信号预警。所述检测模块为设置于所述第一防水密封件内部和所述第二防水密封件内部的传感器组。所述传感器组包括：用于检测所述驼型密封圈和所述第二防水密封件所承受的压力的压力传感器，以及，用于检测所述驼型密封圈和所述第二防水密封件的磨损量的磨损传感器。所述预警模块为蜂鸣器、报警灯、显示中的任意一种或两种。采用上述技术方案后，本技术有益效果为：其一、在尾盾壳体通过通道注入水泥砂浆时，用户可以根据掘进的长度、掘进环境的水土压力计算的确定所需的第一钢套和第一防水密封件的数量，然后根据计算结果调整第一钢套和第一防水密封件的数量，从而保障盾构机在掘进过程中尾盾的密封防水效果，这样设置的密封防水结构能够有效防止泥水进入盾构机的尾盾内部，进而避免了盾构机的尾盾出现涌水涌砂的现象，不仅提升了尾盾防水密封结构的防水性能，提升了盾构机掘进过程中的安全系数，而且有效延长了盾构机的掘进长度，保证了盾构机在长距离的掘进过程中的防水密封效果；其二、当第一防水密封件损坏或需要更换时，通过对设置在第二钢套上的应急防水密封件内充气或注脂，使得应急防水密封件膨胀，从而将尾盾壳体与管片之间的间隙封闭，进而方便新的防水密封系统的安装与更换；其三、在盾构机工作时，通过设置在第一防水密封件内的传感器组对防水密封结构进行监测，并将检测的数据发送至数据采集模块，再通过PLC模块对采集的数据进行分析计算，将分析计算的结果发送至工控机模块，通过工控机模块对预警模块发出指令，从而在第一防水密封件的磨损量超过最大值时发出预警信号，实现对风险预前警示与防水密封结构的提前更换，能够有效控制涌水涌砂风险的发生。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本实施例的整体结构框图；图2是本实施例的剖视图；图3是对应图2中细节A的放大图；图4是本实施例在更换时的状态图。附图标记说明：1、尾盾壳体；2、管片；3、防水密封结构；4、检测模块；5、数据采集模块；6、PLC模块；7、工控机模块；8、预警模块；9、钢环；10、第一钢套；11、第一防水密封件；12、第二钢套；13、第二防水密封件；14、凸环；15、凸台；16、应急防水密封件；17、紧固螺栓；18、单向阀；19、止浆板；20、导向板；21、推进油缸；22、新的第一钢套；23、新的第二钢套；24、新的第一防水密封件；25、新的第二防水密封件；26、新的应急防水密封件；27、新的防水密封结构。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细说明。本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，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贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。本实施例涉及一种新型尾盾防水密封系统，如图1-4所示，包括：尾盾壳体1、管片2、防水密封结构3、检测模块4、数据采集模块5、PLC模块6、工控机模块7以及预警模块8。如图1-3所示，防水密封结构3设置于尾盾壳体1与管片2之间。在盾构机掘进时，防水密封结构3用于防止尾盾涌水涌砂。检测模块4设置于防水密封结构3内并与数据采集模块5连接。检测模块4用于对防水密封结构3进行检测并将检测的数据发送至数据采集模块5。数据采集模块5的输出端与PLC模块6连接，数据采集模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型尾盾防水密封系统，包括：盾构机的尾盾壳体(1)以及管片(2)，其特征在于，所述尾盾壳体(1)与所述管片(2)之间设置有防水密封结构(3)，在盾构机掘进时，防水密封结构(3)用于防止尾盾涌水涌砂，所述尾盾壳体(1)内水泥砂浆通道端部设置有单向阀(18)，所述尾盾壳体(1)端部设置有橡胶制成的止浆密封13和止浆板(19)，所述防水密封结构(3)包括：/n设置于所述盾构机壳体内的钢环(9)；/n设置于所述尾盾壳体(1)的多个第一钢套(10)；/n设置于所述尾盾壳体(1)内且位于所述第一钢套(10)内的、用于防止泥水进入尾盾壳体(1)内部的第一防水密封件(11)；/n设置于所述尾盾壳体(1)内且位于所述第一钢套(10)后部的第二钢套(12)；以及，/n设置于所述第二钢套(12)内的、用于防止水泥砂浆进入到所述防水密封系统内的第二防水密封件(13)。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型尾盾防水密封系统，包括：盾构机的尾盾壳体(1)以及管片(2)，其特征在于，所述尾盾壳体(1)与所述管片(2)之间设置有防水密封结构(3)，在盾构机掘进时，防水密封结构(3)用于防止尾盾涌水涌砂，所述尾盾壳体(1)内水泥砂浆通道端部设置有单向阀(18)，所述尾盾壳体(1)端部设置有橡胶制成的止浆密封13和止浆板(19)，所述防水密封结构(3)包括：
设置于所述盾构机壳体内的钢环(9)；
设置于所述尾盾壳体(1)的多个第一钢套(10)；
设置于所述尾盾壳体(1)内且位于所述第一钢套(10)内的、用于防止泥水进入尾盾壳体(1)内部的第一防水密封件(11)；
设置于所述尾盾壳体(1)内且位于所述第一钢套(10)后部的第二钢套(12)；以及，
设置于所述第二钢套(12)内的、用于防止水泥砂浆进入到所述防水密封系统内的第二防水密封件(13)。


2.根据权利要求1所述的新型尾盾防水密封系统，其特征在于，所述第二钢套(12)上凸出设置有两个凸台(15)，两个所述凸台(15)之间固定安装有应急防水密封件(16)。


3.根据权利要求2所述的新型尾盾防水密封系统，其特征在于，多道所述第一钢套(10)之间和所述第一钢套(10)与所述第二钢套(12)之间均焊接连接成一个整体。


4.根据权利要求3所述的新型尾盾防水密封系统，其特征在于，所述第一钢套(10)设置有三道或四道，所述第一防水密封件(11)与所述第一钢套(10)的数量关系为一一对应关系。


5.根据权利要求4所述的新型尾盾防水密封系统，其特征在于，所述第一防水密封件(11)为驼型密封圈、或驼型密封圈与钢板刷密封组合使用、或驼型密封圈与钢板刷密封使用其中一种。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李胜新，
申请(专利权)人：李胜新，
类型：新型
国别省市：河北;13