一种用于隧道掘进机的外置密封结构的制作方法

本发明涉及隧道掘进机，特别涉及一种用于隧道掘进机的外置密封结构。

背景技术：

近年来，随着我国建设事业的快速发展，以地铁、公路、市政为代表的隧道工程建设规模逐年增加，除传统明挖法、矿山法、浅埋暗挖法等施工工法外，隧道掘进机以其非开挖、机械化施工、安全快速等特点，在城市隧道建设、水下隧道建设中的应用越来越广泛。

为减小掘进机在向前推进时受到的地层阻力，通常掘进机开挖断面尺寸都大于隧道横断面尺寸，在隧道与地层间人为形成空隙。为控制地面沉降，通常在掘进机后部开孔进行同步注浆，对空隙进行填充。

隧道掘进机在施工时，前部使用机械挖掘土体，尾部连接隧道衬砌。为保证施工期间外界水土不渗入掘进机内部，通常在尾部与隧道衬砌连接处需设置密封。

而现有密封通常只设置在掘进机壳体内表面与隧道衬砌外表面之间，掘进机施工时注入的空隙填充浆液将沿掘进机壳体外表面窜向掘进机刀盘。严重时，浆液固结在掘进机壳体外表面，增加掘进机推进阻力，甚至将刀盘糊住，增加刀盘扭矩，降低挖土切削效率。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于隧道掘进机的外置密封结构，以有效避免填充浆液窜向掘进机刀盘，确保隧道掘进机掘进效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的一种用于隧道掘进机的外置密封结构，设置于隧道掘进机钢壳体尾部，隧道衬砌结构延伸入钢壳体尾部一定距离，隧道衬砌结构外周壁与隧道开挖后毛洞壁之间的环形空隙填充浆液，其特征是：所述钢壳体尾端在其外周壁上固定设置外环形弹簧钢板，且于外环形弹簧钢板之后在钢壳体外周壁上固定设置至少一道末端与隧道开挖后毛洞壁保持接触的外层环形钢丝刷，外环形弹簧钢板与外层环形钢丝刷之间、相邻外层环形钢丝刷之间的外环形空腔内注入密封油脂形成密封，阻挡浆液窜入钢壳体外周壁与隧道开挖后毛洞壁之间的空隙内。

本发明的有益效果是，可有效将浆液阻隔在掘进机壳体外，防止浆液向前窜入掘进机壳体与隧道开挖后毛洞壁之间的间隙，避免造成浆液固结壳体、糊住刀盘，确保隧道掘进机掘进效率。

附图说明

本说明书包括如下五幅附图：

图1是本发明一种用于隧道掘进机的外置密封结构的纵断面图；

图2是沿图1中a-a线的剖视图；

图3是图1中b局部的放大示意图；

图4是本发明一种用于隧道掘进机的外置密封结构的使用状态示意图；

图5是图4中c局部的放大示意图。

图中示出构件和对应的标记：隧道掘进机10、钢壳体11、外层环形钢丝刷12、内层环形钢丝刷13、内环形弹簧钢板14、外环形弹簧钢板15、油脂输送通道16、隧道衬砌结构20、环形空隙21、隧道开挖后毛洞壁22、浆液31、密封油脂32。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参照图1至图5，本发明的一种用于隧道掘进机的外置密封结构，设置于隧道掘进机10钢壳体11尾部，隧道衬砌结构20延伸入钢壳体11尾部一定距离，隧道衬砌结构20外周壁与隧道开挖后毛洞壁22之间的环形空隙21填充浆液31。所述钢壳体11尾端在其外周壁上固定设置外环形弹簧钢板15，且于外环形弹簧钢板15之后在钢壳体11外周壁上固定设置至少一道末端与隧道开挖后毛洞壁22保持接触的外层环形钢丝刷12，外环形弹簧钢板15与外层环形钢丝刷12之间、相邻外层环形钢丝刷12之间的外环形空腔内注入密封油脂32形成密封，阻挡浆液31窜入钢壳体11外周壁与隧道开挖后毛洞壁22之间的空隙内。

所述钢壳体11尾端在其内周壁上固定设置内环形弹簧钢板14，且于内环形弹簧钢板14之后在钢壳体11内周壁上固定设置至少一道末端与隧道衬砌结构20外周壁保持接触的内层环形钢丝刷12，内环形弹簧钢板14与内层环形钢丝刷12之间、相邻内层环形钢丝刷12之间的内环形空腔内注入密封油脂32形成密封。

参照图1和图3，所述外环形弹簧钢板15的前段与钢壳体11外周壁相贴合，后段向隧道掘进机10尾部弯折朝向隧道开挖后毛洞壁22。所述内环形弹簧钢板14的前段与钢壳体11内周壁相贴合，后段向隧道掘进机10尾部弯折朝向隧道衬砌结构20外周壁。所述钢壳体11尾部的纵断面上，外环形弹簧钢板15、内环形弹簧钢板14的剖面呈喇叭状。

参照图3、图5，所述钢壳体11的尾部设置与各外环形空腔、内环形空腔相连通的油脂输送通道16。

参照图4和图5，隧道掘进机10施工时，隧道开挖后毛洞壁22与拼装预制管片而成的隧道衬砌结构20外周壁之间形成环形空隙21，隧道衬砌结构20延伸入钢壳体11尾部一定距离。隧道掘进机10在推进过程中，持续将浆液31注入环形空隙21内进行填充。同时，在隧道掘进机10内部，通过油脂输送通道16将密封油脂32持续注入内层环形钢丝刷13与内环形弹簧钢板14之间和相邻内层环形钢丝刷13之间的内环形空腔内，以及外层环形钢丝刷12与外环形弹簧钢板15之间和相邻外层环形钢丝刷12之间的外环形空腔内，以平衡浆液31的压力，防止浆液经由掘进机壳体与隧道开挖后毛洞壁之间的间隙窜向刀盘。

以上所述只是用图解说明本发明一种用于隧道掘进机的外置密封结构的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

技术特征：

技术总结
一种用于隧道掘进机的外置密封结构，以有效避免填充浆液窜向掘进机刀盘，确保隧道掘进机掘进效率。外置密封结构设置于隧道掘进机钢壳体尾部，隧道衬砌结构延伸入钢壳体尾部一定距离，隧道衬砌结构外周壁与隧道开挖后毛洞壁之间的环形空隙填充浆液，其特征是：所述钢壳体尾端在其外周壁上固定设置外环形弹簧钢板，且于外环形弹簧钢板之后在钢壳体外周壁上固定设置至少一道末端与隧道开挖后毛洞壁保持接触的外层环形钢丝刷，外环形弹簧钢板与外层环形钢丝刷之间、相邻外层环形钢丝刷之间的外环形空腔内注入密封油脂形成密封，阻挡浆液窜入钢壳体外周壁与隧道开挖后毛洞壁之间的空隙内。

技术研发人员：陈昂;陶伟明;朱勇;范磊;龙杰
受保护的技术使用者：中铁二院工程集团有限责任公司
技术研发日：2019.04.25
技术公布日：2019.07.26