高富水软土地层盾构机密封装置的制作方法

1.本技术涉及盾构机密封装置的领域，尤其是涉及高富水软土地层盾构机密封装置。


背景技术：

2.目前，地铁、高铁等基础建设发展越来越好，更多的城市开通了地铁以及高铁线路，而建设地铁和高铁的过程中就需对隧道进行挖掘，这个过程就使用到盾构机。
3.盾构机从前到后分为切削环、支撑环和衬砌环三个部分，为方便盾构机的工作，盾构机各部分之间留有空隙。在盾构机对隧道进行挖掘的过程中常遇到高富水的软土层，在挖掘过程中这种含水量丰富的地质结构会渗出大量地下水，地下水以及地下水带来的泥浆容易从盾构机的支撑环和衬砌环之间的空隙进入盾构机内部，并对盾构机造成损坏，因此需要在盾构机支撑环和衬砌环的连接处设置防水装置。常见的盾构机防水装置仅在盾构机外表面进行防水处理，盾构机支撑环和衬砌环的连接处存在防水措施不完善的缺陷。


技术实现要素：

4.为了提升盾构机支撑环和衬砌环连接处的防水性能，本技术提供一种高富水软土地层盾构机密封装置。
5.本技术提供的一种高富水软土地层盾构机密封装置，采用如下的技术方案：
6.一种高富水软土地层盾构机密封装置，设置在盾构机的支撑环与衬砌环之间，包括固定环和第一防水环，固定环一侧与盾构机的衬砌环固定连接，固定环位于盾构机的支撑环内，且固定环与支撑环同轴设置，固定环外壁套设有若干个第一防水环，第一防水环上套设有若干个第一密封环，第一密封环由柔性防水材质制成，第一密封环外壁与盾构机的支撑环内壁抵接。
7.通过采用上述技术方案，在盾构机工作过程中，当遇到地下水和泥浆时，地下水和泥浆将可能由盾构机支撑环与堆砌环之间的空隙进入盾构机中，当水和泥浆流至固定环外壁时，第一密封环外壁与支撑环内壁抵接，经过若干个第一防水环和第一密封条的阻挡，水和泥浆沿第一密封条之间的间隙流出盾构机，从而提升了盾构机支撑环和衬砌环连接处的密封性能。
8.可选的，所述第一密封环靠近衬砌环的方向呈扩口状。
9.通过采用上述技术方案，当水和泥浆进入防水环之间时，通过第一密封环扩口状的设置，水和泥浆被更好地限制在靠近盾构机衬砌环处的第一密封环间，减少了进入后续第一密封环间的水和泥浆，提升了盾构机支撑环和衬砌环连接处的密封性。
10.可选的，所述固定环上套设有压环，压环两端套设在第一防水环上，压环上设置有螺栓，螺栓与固定环螺纹连接。
11.通过采用上述技术方案，在盾构机工作的过程中，压环将第一防水环与固定环之间的空隙连接起来，同时压环的设置使第一防水环内壁与固定环外壁紧密抵接，增强了装
置的密封性能；螺栓用于将压环固定在固定环上，进一步使得压环与防水环边缘紧密抵接，从而增强了盾构机支撑环和衬砌环连接处的密封性。
12.可选的，所述压环靠近衬砌环的一端呈扩口状，且压环靠近衬砌环的一端与第一密封环外壁紧密抵接。
13.通过采用上述技术方案，盾构机在向前推进的过程中，支撑环与衬砌环之间会发生较小的相对位移，第一密封环一端与支撑环内壁抵接处摩擦增多，第一密封环的扩口方向可能会由于支撑环与衬砌环之间相对位移而发生改变，同时摩擦的增多会引起第一密封环的形变，从而影响盾构机连接处的密封性。压环扩口状的一端与第一密封环外壁紧密抵接，从而将第一密封环压紧，固定第一密封环扩口方向的同时限制了第一密封环的形变，增强了盾构机连接处的密封性。
14.可选的，所述螺栓与压环、固定环之间连接处涂抹有螺纹紧固胶。
15.通过采用上述技术方案，将螺栓与压环、固定环连接处涂上螺纹紧固胶，固化后的螺纹紧固胶在螺纹间隙中形成胶膜，使螺栓锁紧不会松动，使用螺纹紧固胶可填满螺栓与固定环之间的间隙，使得水和泥沙不易从间隙渗入盾构机内部，同时螺纹紧固胶的涂抹使得螺栓不易因水和泥沙的氧化而锈蚀，增强了密封装置的耐久性。
16.可选的，所述第一防水环内壁与固定环外壁之间涂抹有硅胶。
17.通过采用上述技术方案，硅胶的涂抹使得第一防水环与固定环之间连接更为牢固，同时硅胶将第一防水环内壁与固定环外壁连接处的间隙填满，从而使得水和泥浆不会由第一防水环与固定环的连接间隙渗入盾构机内，从而增强了盾构机连接处的密封性。
18.可选的，所述支撑环内壁设置有第二防水环，第二防水环外壁与支撑环内壁固定连接，第二防水环内径大于第一防水环外径，且第二防水环同轴设置于第一防水环外侧，第一密封环远离固定环的一端与第二防水环内壁紧密抵接，第二防水环上套设有第二密封环。
19.通过采用上述技术方案，当水和泥浆进入盾构机连接处时，第二防水环和第二密封环的设置使得水和泥浆被阻挡在第二防水环、第二密封环、第一防水环和第一密封环的间隙所形成的通道中，水和泥浆由这个间隙排出至盾构机外，第二密封环的设置给水和泥浆进入盾构机又增加了一道关卡。
20.可选的，所述第二密封环远离衬砌环的方向呈缩口状，第二密封环与第一密封环交错设置。
21.通过采用上述技术方案，当水和泥浆由一层密封环和防水环的抵接处流至下一层密封环处时，第二密封环与第一密封环的交错设置使得密封环和防水环抵接处的水和泥浆被阻挡，从而使得水和泥浆不易进入下一层密封环。
22.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
23.通过设置第一防水环和第一密封环，当水和泥浆流至固定环外壁时，经过若干个第一防水环和第一密封条的阻挡，水和泥浆沿第一密封条之间的间隙流出盾构机，从而提升了盾构机各部分之间连接处的密封性能；
24.通过压环一端扩口状的设置，固定了第一密封环扩口方向的同时限制了第一密封环的形变，增强了盾构机连接处的密封性；
25.通过使用螺纹紧固胶可填满螺栓与固定环之间的间隙，使得水和泥沙不易从间隙
渗入盾构机内部，同时螺纹紧固胶的涂抹使得螺栓不易因水和泥沙的氧化而锈蚀，增强了密封装置的耐久性。
附图说明
26.图1是本技术实施例1的结构示意图；
27.图2是本技术实施例1的剖面图；
28.图3是图2中a处的局部放大图；
29.图4是本技术实施例2的剖面图；
30.图5是图4中b处的局部放大图。
31.附图标记说明：1、连接环；2、固定环；21、第一防水环；22、第一密封环；23、压环；231、螺栓；232、外层；233、内层；3、支撑环；31、第二防水环；32、第二密封环；4、衬砌环。
具体实施方式
32.以下结合附图1-5对本技术作进一步详细说明。
33.本技术实施例公开一种高富水软土地层盾构机密封装置。
34.实施例1：
35.参照图1，一种高富水软土地层盾构机密封装置，设置在盾构机的支撑环3与衬砌环4之间，包括连接环1和固定环2，连接环1、固定环2均与衬砌环4同轴设置，连接环1一侧与衬砌环4固定连接，连接环1另一侧与固定环2固定连接；固定环2远离连接环1的一端插设在盾构机的支撑环3内，且固定环2与支撑环3同轴设置。
36.参照图2和图3，固定环2的外径小于支撑环3的内径，固定环2外壁套设有若干个第一防水环21，若干个第一防水环21沿固定环2轴线方向分布，第一防水环21由柔性防水材质制成，第一防水环21与固定环2同轴设置，第一防水环21内壁与固定环2外壁固定连接，且第一防水环21内壁与固定环2外壁之间涂抹有硅胶。第一防水环21上套设有若干个第一密封环22，若干个第一密封环22沿固定环2轴线方向分布，第一密封环22的材质与第一防水环21相同，且第一密封环22与第一防水环21一体连接，相邻第一密封环22间留有空隙，第一密封环22沿着靠近衬砌环4的方向呈扩口状，第一密封环22的外壁与支撑环3的内壁紧密抵接。
37.使用时，当盾构机开始工作，水和泥浆会从盾构机支撑环3和衬砌环4之间的空隙进入盾构机内，当水和泥浆流至固定环2外壁时，大部分水和泥浆被第一防水环21和第一密封环22阻拦在外，少部分水和泥浆由第一密封环22和支撑环3抵接处的微小间隙进入相邻第一密封环22之间的空隙中，进入空隙的水和泥浆被相邻第一密封环22阻挡，水和泥浆由第一密封环22之间的空隙流出盾构机连接处，从而使得水和泥浆经过若干层第一防水环21和第一密封环22的阻挡被阻拦在盾构机外，从而达到了提升盾构机连接处密封性的目的。
38.使用时，硅胶的涂抹使得第一防水环21与固定环2之间连接更为牢固，同时硅胶将第一防水环21内壁与固定环2外壁连接处的间隙填满，从而使得水和泥浆不会由第一防水环21与固定环2的连接间隙渗入盾构机内。
39.参照图3，固定环2上套设有压环23，压环23沿着固定环2的轴向设置有若干个，第一防水环21设置在相邻两个第一防水环21之间，压环23与固定环2同轴设置，压环23上沿其周向均匀穿设有若干个沉孔螺栓231，沉孔螺栓231与固定环2螺纹连接，沉孔螺栓231与压
环23、固定环2之间的缝隙内均填充有螺纹紧固胶。压环23分为外层232和内层233，内层233的内径与固定环2的外径相同，且内层233的厚度与第一防水环21的厚度相同，内层233的内壁与固定环2外壁固定连接，内层233的端面与第一防水环21抵接。外层232固定套设在内层233上，外层232与内层233材质相同且一体连接，外层232的轴向长度大于内层233的轴向长度，外层232两端分别套设在相邻的两个第一防水环21上，外层232的外径小于支撑环3的内径，外层232靠近衬砌环4的一端呈扩口状，且与相邻第一密封环22远离衬砌环4的一侧紧密抵接。
40.使用时，当盾构机开始工作，压环23将第一防水环21边缘与固定环2之间的空隙连接起来，同时压环23的设置使第一防水环21内壁与固定环2外壁紧密抵接；盾构机在向前推进的过程中，支撑环3与衬砌环4之间会发生较小的相对位移，第一密封环22一端与支撑环3内壁抵接处摩擦增多，第一密封环22的扩口方向可能会由于支撑环3与衬砌环4之间相对位移而发生改变，同时摩擦的增多会引起第一密封环22的形变，从而影响盾构机连接处的密封性，压环23外层232扩口状的一端与第一密封环22外壁紧密抵接，从而将第一密封环22压紧，固定第一密封环22扩口方向的同时限制了第一密封环22的形变，从而增强了盾构机连接处的密封性。
41.使用时，沉孔螺栓231的设置进一步使得压环23与防水环边缘紧密抵接，将沉孔螺栓231与固定环2之间涂上螺纹紧固胶，固化后的螺纹紧固胶在螺纹间隙中形成胶膜，使沉孔螺栓231锁紧不会松动，使用螺纹紧固胶可填满沉孔螺栓231与固定环2之间的间隙，使得水和泥沙不易从间隙渗入盾构机内部，同时螺纹紧固胶的涂抹使得沉孔螺栓231不易因水和泥沙的氧化而锈蚀，增强了密封装置的耐久性。
42.本技术实施例一种高富水软土地层盾构机密封装置的实施原理为：在盾构机向前推进时，水与泥浆从盾构机的支撑环3与衬砌环4连接处的间隙进入盾构机中，当水和泥浆流至固定环2外壁时，大部分水和泥浆被第一防水环21和第一密封环22阻拦在外，这些水和泥浆沿固定环2的外壁流出盾构机，少部分水和泥浆由第一密封环22和支撑环3抵接处的微小间隙进入相邻第一密封环22之间的空隙中，进入空隙的水和泥浆被相邻第一密封环22阻挡，水和泥浆由第一密封环22之间的空隙流出盾构机连接处，从而使得水和泥浆经过若干层第一防水环21和第一密封环22的阻挡被阻拦在盾构机外。
43.实施例2：
44.参照图4和图5，本实施例与实施例1的不同之处在于，支撑环3内壁沿支撑环3轴向方向设置有若干个第二防水环31，第二防水环31与支撑环3同轴设置，第二防水环31外壁与支撑环3内壁固定连接，第二防水环31外壁与支撑环3内壁之间涂抹有硅胶，第二防水环31材质与第一防水环21材质相同，第二防水环31数量与第一防水环21的数量相同，且第二防水环31与第一防水环21一一对应设置，第二防水环31的内径大于第一防水环21的外径，且每个第二防水环31都同轴设置于相对应的第一防水环21外侧，第一密封环22外壁与第二防水环31内壁紧密抵接。第二防水环31内壁设置有若干个第二密封环32，若干个第二密封环32沿第二防水环31轴向分布，第二密封环32与第一密封环22交错设置，相邻第二密封环32与第一密封环22之间留有空隙，第二密封环32沿着远离衬砌环4的方向呈缩口状，第二密封环32内壁与第一防水环21的外壁紧密抵接。
45.支撑环3内壁也设置有若干个压环23，第二防水环31设置于支撑环3内壁的相邻压
环23之间，支撑环3内壁的压环23上穿设有沉孔螺栓231，沉孔螺栓231与支撑环3螺纹连接，沉孔螺栓231与压环23、支撑环3之间的缝隙内也均涂抹有螺纹紧固胶。
46.使用时，当水和泥浆进入盾构机连接处时，水和泥浆由一层密封环和防水环的抵接处流至下一层密封环处，第二密封环32与第一密封环22的交错设置使得密封环和防水环抵接处的水和泥浆被阻挡，从而使得水和泥浆不易进入下一层密封环。第二防水环31和第二密封环32的设置使得水和泥浆被阻挡在第二防水环31、第一防水环21、第二密封环32和第一密封环22的间隙所形成的通道中，水和泥浆由这个间隙排出至盾构机外。
47.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。