TBM盾尾封堵系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种TBM盾尾封堵系统，包括：耐磨密封板结构，整体呈与TBM盾尾一致的环形连接固定至TBM盾尾，包括内侧密封板和外侧密封板，密封板具有连接端和封堵端，连接端闭合并连接固定至TBM盾尾，封堵端朝向掘进后方开口，并且内侧密封板抵接管片，外侧密封板抵接围岩；橡胶气囊结构，整体呈与TBM盾尾一致的环形布置在所述内侧密封板与外侧密封板之间，在充气膨胀状态下，橡胶气囊结构内侧区域与管片紧密接触，外侧区域与围岩紧密接触。采用本实用新型专利技术的封堵系统，安装在TBM盾尾，能够对管片与围岩之间产生的间隙进行及时封堵，使得施工过程中能够超前吹填豆砾石，并实现同步灌浆。浆。浆。

【技术实现步骤摘要】
TBM盾尾封堵系统


[0001]本技术涉及隧道施工
，尤其涉及开挖间隙回填技术，具体涉及TBM盾尾封堵系统。

技术介绍

[0002]TBM即(全断面)隧道掘进机(Tunnel Boring Machine)，分为敞开式隧道掘进机和护盾式隧道掘进机两种。护盾式隧道掘进机区别于敞开式掘进施工法，其自带护盾，不需要进行锚喷、二衬等繁琐的支护手段，只需要在开挖完成后进行管片衬砌拼装和壁后间隙回填两道工序即可，是集开挖、支护、出渣于一体，可以实现隧道的一次成型。
[0003]与盾构的盾尾结构最大的差别是，TBM盾尾没有盾尾刷，因此与管片间不能构成封闭体系。常规的TBM盾尾内外两侧不设有封堵装置，这就导致在吹填豆砾石或灌浆时不能太靠近盾尾，否则极易导致豆砾石或浆液渗漏进入隧道内部，影响隧道内的正常施工。但如果远离盾尾吹填豆砾石的话，这就会导致刚脱出盾尾那几环的管片处于腾空状态，即仅靠千斤顶推力和螺栓维持管片的受力平衡，极易造成管片结构失稳。因此，常规的TBM施工采用将盾尾底部两侧(7点位和4点位位置)开两个槽，以保证能及时将垫块(有的采用木质垫块、有的用预制混凝土垫块、有的甚至采用工字钢垫块等)垫到盾尾刚脱出的那一环，不至于其处于腾空的危险状态。
[0004]现有的护盾式TBM的管片拼装及回填存在如下问题：
[0005](1)豆砾石无法做到同步充填。即由于TBM盾尾的不封闭结构，过早吹填豆砾石必定会导致漏入隧道内，甚至引起大量灰尘导致无法正常施工。因此豆砾石的吹填不得不滞后，同时灌浆过程也不得不在此基础上更加滞后。
[0006](2)至少脱出盾尾的3～5环管片不能受到充填的豆砾石的保护，仅靠底部垫块的支撑难以保证整环管片结构的稳定。
[0007](3)由于底部垫块的阻挡，导致豆砾石吹填过程中难以将管片底部位置吹填“饱满”。这就导致灌浆后出现许多豆砾石分布不均匀、甚至纯水泥灌浆体的情况。
[0008](4)TBM盾尾处的开挖间隙无法密封，因此常规施工只能通过吹填豆砾石的方式完成初步填充，再通过注入水泥浆完成二次填充。而相比于盾构的同步注浆的一次填充来说，这种分两次填充的效果往往较差。
[0009]因此，有必要提出一种新的TBM盾尾封堵方案，以保证对管片与围岩之间产生的间隙进行及时封堵，避免以上问题的发生。

技术实现思路

[0010]鉴于现有技术的不足，本技术主要目的是提供一种TBM盾尾封堵系统，以解决现有技术中的一个或多个问题。
[0011]本技术的技术方案如下：
[0012]一种TBM盾尾封堵系统，包括：耐磨密封板结构，整体呈与TBM盾尾一致的环形连接
固定至TBM盾尾，所述耐磨密封板结构包括内侧密封板和外侧密封板，内侧密封板与外侧密封板具有连接端和封堵端，连接端闭合并连接固定至TBM盾尾，封堵端朝向掘进后方开口，并且内侧密封板抵接管片，外侧密封板抵接围岩；橡胶气囊结构，整体呈与TBM盾尾一致的环形布置在所述内侧密封板与外侧密封板之间，所述橡胶气囊结构具有面向掘进后方的封堵面，并且在充气膨胀状态下，所述封堵面的内侧区域与管片紧密接触，外侧区域与围岩紧密接触。
[0013]较佳的，所述TBM盾尾边缘临时开设螺栓孔，耐磨密封板结构通过基座板和螺栓固定至TBM盾尾。
[0014]较佳的，所述内侧密封板与外侧密封板在非使用状态下在封堵端连接固定形成闭合，使用状态下能够弹开朝向掘进后方开口。
[0015]较佳的，所述内侧密封板与外侧密封板在封堵端开设有多个螺丝孔，非使用状态下采用一条形连接板和螺丝连接固定形成闭合，使用状态下通过拧开螺丝拆卸条形连接板后能够自动弹开。
[0016]较佳的，所述内侧密封板在封堵端作向外弯折处理，所述外侧密封板在封堵端作向内弯折处理，并在弯折处作倒圆角。
[0017]较佳的，所述内侧密封板与外侧密封板均由三片板片横向局部重叠交错搭接构成，所述板片采用65Mn弹簧钢制作。
[0018]较佳的，所述橡胶气囊结构为一整环形气囊，呈与TBM盾尾一致的环形布置在所述内侧密封板与外侧密封板之间，在充气膨胀后环形内圈与管片紧密贴合，环形外圈与围岩紧密贴合。
[0019]较佳的，该TBM盾尾封堵系统还包括气囊保护结构，所述气囊保护结构包括外包耐磨弹性钢丝网，外包耐磨弹性钢丝网包覆在所述封堵面，一端绕过所述封堵面的内侧区域连接固定于所述内侧密封板上，另一端绕过所述封堵面的外侧区域连接固定于所述外侧密封板上。
[0020]较佳的，所述气囊保护结构还包括内嵌耐磨弹性钢丝网，内嵌耐磨弹性钢丝网嵌入气囊表层或内部。
[0021]较佳的，所述橡胶气囊结构还具有面向掘进前方的充气面，在充气面上设置至少两组间隔不大于180
°
的进气孔和排气孔。
[0022]本技术相对于现有技术的有益效果是：本技术设计了一种安装在TBM盾尾的封堵系统，在不影响正常施工的前提下，以保证对管片与围岩之间产生的间隙进行及时封堵。预期能够达到如下效果：
[0023](1)能够完全堵住豆砾石，保证在吹填过程中不会流进隧道内，以达到“盾尾刚脱出即可吹填豆砾石”的效果；
[0024](2)能够完全阻挡无压力的流动浆液，使灌浆时机提前。TBM隧道的灌浆一般从管片抓举孔进行，常规条件下一般在吹填豆砾石20环后才开始灌浆，而使用封堵系统后，可以保证吹填豆砾石1～2环后即可灌浆。
[0025](3)基本能够阻挡低压力的灌浆，使“吹填豆砾石+灌浆”替换为“同步灌浆”的方式实现。因为在一些富水中强风化类岩层TBM的施工时，直接灌浆充填的方式能够使浆液直接渗入围岩中，既起到加固作用，又能够保证填充，同时还能起到止水、堵水作用。因此往往比
吹填豆砾石的效果更好。
[0026]应当理解，本技术任一实施方式的实现并不意味要同时具备或达到上述有益效果的多个或全部。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0028]所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
涵盖的范围内。
[0029]图1为TBM盾尾的内外两侧示意图；
[0030]图2为耐磨密封板与盾尾连接侧面示意图(未示出气囊)；
[0031]图3为封堵系统结构侧面示意图(充气前)；
[0032]图4为封堵系统使用状态示意图(充气后)；
[0033]图5为封堵系统横本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TBM盾尾封堵系统，其特征在于，包括：耐磨密封板结构，整体呈与TBM盾尾一致的环形连接固定至TBM盾尾，所述耐磨密封板结构包括内侧密封板和外侧密封板，内侧密封板与外侧密封板具有连接端和封堵端，连接端闭合并连接固定至TBM盾尾，封堵端朝向掘进后方开口，并且内侧密封板抵接管片，外侧密封板抵接围岩；橡胶气囊结构，整体呈与TBM盾尾一致的环形布置在所述内侧密封板与外侧密封板之间，所述橡胶气囊结构具有面向掘进后方的封堵面，并且在充气膨胀状态下，所述封堵面的内侧区域与管片紧密接触，外侧区域与围岩紧密接触。2.根据权利要求1所述的TBM盾尾封堵系统，其特征在于：所述TBM盾尾边缘临时开设螺栓孔，耐磨密封板结构通过基座板和螺栓固定至TBM盾尾。3.根据权利要求1所述的TBM盾尾封堵系统，其特征在于：所述内侧密封板与外侧密封板在非使用状态下在封堵端连接固定形成闭合，使用状态下能够弹开朝向掘进后方开口。4.根据权利要求3所述的TBM盾尾封堵系统，其特征在于：所述内侧密封板与外侧密封板在封堵端开设有多个螺丝孔，非使用状态下采用一条形连接板和螺丝连接固定形成闭合，使用状态下通过拧开螺丝拆卸条形连接板后能够自动弹开。5.根据权利要求1所述的TBM盾尾封堵系统，其特征在于：所述内...

【专利技术属性】
技术研发人员：江玉生，杨星，王守慧，齐子豪，赵继增，邵小康，叶守杰，杨志勇，刘泉维，宗超，刘利，张连庆，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：新型
国别省市：