[發(fā)明專利]一種可滿足大間隙需求的疊式多層橡膠囊封閉結(jié)構(gòu)及其使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010177048.5
• 申請(qǐng)日: 2020-03-13
• 公開（公告）號(hào): CN111425211B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉立鵬;汪小剛;吳浩;周剛;潘定才;郭凱;英鵬濤;張琪琦;黃鶴程;王玉杰;趙宇飛;馮珺;王斌;孫興松;傅睿智;皮進(jìn);冷合勤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): E21D9/087
• 分類號(hào): E21D9/087;E21D11/05;E21D11/00;E21D11/08;E21D11/10;E21F17/18;E21F17/00
• 代理公司: 北京智橋聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11560
• 代理人: 洪余節(jié)

本發(fā)明公開了一種可滿足大間隙需求的疊式多層橡膠囊封閉結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)層橡膠囊，中間可疊加橡膠囊，外層橡膠囊，外層橡膠囊心囊，充氣管，出口單向閥，加長(zhǎng)管，內(nèi)層囊密封墊片，中間囊密封墊片，外層囊密封墊片，充氣管壓力表，出口單向閥壓力表，橡膠囊穿管孔和管片。疊式多層橡膠囊結(jié)構(gòu)按內(nèi)層、中間層、外層組裝，內(nèi)層橡膠囊在管片安裝槽內(nèi)固定，外層橡膠囊與圍巖相貼，中間可疊加橡膠囊根據(jù)實(shí)際需要確定數(shù)量。本發(fā)明能夠?qū)ψo(hù)盾式TBM管片與圍巖大間隙進(jìn)行快速有效的封閉，以滿足回填灌漿的阻隔封閉要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地下工程圍巖變形控制領(lǐng)域，具體是隧道開挖管片外圍巖快速支護(hù)結(jié)構(gòu)及施工方法。

背景技術(shù)

隧道(洞)工程中巖體開挖后，由于應(yīng)力重新調(diào)整作用使得圍巖產(chǎn)生變形。護(hù)盾式TBM在施工過(guò)程中，對(duì)挖掘出的還未襯砌的隧洞段起著臨時(shí)支撐的作用，承受周圍土層的壓力，有時(shí)還承受地下水壓以及將地下水擋在外面。在開挖掘進(jìn)過(guò)后，迅速拼接管片成環(huán)，管片與圍巖間回填灌漿以達(dá)到圍巖支護(hù)的目的。同時(shí)，在實(shí)際施工過(guò)程中，為避免回填過(guò)程中豆礫石和砂漿卡死TBM 設(shè)備及防止頂部回填不密實(shí)空腔的產(chǎn)生，管片與圍巖間已有單層膨脹式橡膠囊的使用，但遇到護(hù)盾與圍巖之間、管片與圍巖之間間隙較大時(shí)，單層膨脹式橡膠囊極易發(fā)生如下不利情形：(1)橡膠囊與圍巖接觸面在加壓過(guò)程中，會(huì)因圍巖凹凸粗糙不平使橡膠囊表面局部卡阻不能均勻受壓，導(dǎo)致在小于設(shè)計(jì)壓力時(shí)破損；(2)破損后模袋失效，無(wú)補(bǔ)救或備用措施。同時(shí)，橡膠囊內(nèi)壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并智能調(diào)整壓力，這也是工程的迫切需求。如何基于現(xiàn)有單層膨脹式橡膠囊施工工藝的基礎(chǔ)上，對(duì)工程進(jìn)度不產(chǎn)生影響情況下，消除上述不利情形，仍是工程中亟待解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可滿足大間隙需求的疊式多層橡膠囊封閉結(jié)構(gòu)，在護(hù)盾式TBM管片膨脹式橡膠囊支護(hù)結(jié)構(gòu)中，解決上述背景技術(shù)中提出的隧道施工中管片與圍巖大間隙需求、橡膠囊破損且無(wú)備用措施以及無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模袋內(nèi)壓力等問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種可滿足大間隙需求的疊式多層橡膠囊封閉結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)層橡膠囊，中間可疊加橡膠囊，外層橡膠囊，外層橡膠囊心囊，充氣管，出口單向閥，加長(zhǎng)管，內(nèi)層囊密封墊片，中間囊密封墊片，外層囊密封墊片，充氣管壓力表，出口單向閥壓力表，橡膠囊穿管孔和管片；所述內(nèi)層橡膠囊設(shè)置在疊式多層橡膠囊最內(nèi)層，與所述管片外表面相貼；所述外層橡膠囊設(shè)置在疊式多層橡膠囊最外層，與圍巖相貼；所述中間可疊加橡膠囊設(shè)置在內(nèi)層橡膠囊和外層橡膠囊之間，可根據(jù)實(shí)際需要確定數(shù)量；所述外層橡膠囊心囊置于所述外層橡膠囊中；所述充氣管穿過(guò)所述內(nèi)層橡膠囊、所述中間可疊加橡膠囊、所述外層橡膠囊、所述外層橡膠囊心囊的一側(cè)所述橡膠囊穿管孔；所述出口單向閥依次連接所述內(nèi)層橡膠囊、所述中間可疊加橡膠囊、所述外層橡膠囊、所述外層橡膠囊心囊的另一側(cè)所述橡膠囊穿管孔；所述加長(zhǎng)管是滿足所述內(nèi)層橡膠囊的所述充氣管和所述出口單向閥穿過(guò)所述管片的穿管孔管路加長(zhǎng)需要使用；所述內(nèi)層囊密封墊片是用于密封所述內(nèi)層橡膠囊的穿管孔與所述充氣管、所述出口單向閥間的空隙；所述外層囊密封墊片是用于密封所述外層橡膠囊和所述外層橡膠囊心囊的穿管孔與所述充氣管、所述出口單向閥間的空隙；所述中間囊密封墊片是用于密封所述中間可疊加橡膠囊的穿管孔與所述充氣管、所述出口單向閥間的空隙；所述充氣管壓力表布置在所述充氣管的管口處；所述出口單向閥壓力表布置在所述出口單向閥加長(zhǎng)管的管口處。

進(jìn)一步地，在上述方案中，所述管片是TBM施工中主要裝配構(gòu)件，其外表面預(yù)制有內(nèi)層橡膠囊安裝槽，或在管片預(yù)制完成后進(jìn)行開槽制作，且安裝槽邊緣設(shè)有橡膠囊固定配件。所述管片上有兩個(gè)穿管孔，可在制作時(shí)預(yù)留或預(yù)制完成后開孔。

進(jìn)一步地，在上述方案中，由所述內(nèi)層橡膠囊、所述中間可疊加橡膠囊、所述外層橡膠囊組成的疊式多層橡膠囊充氣后能膨脹到一定厚度，能充填管片和圍巖間的間隙，橡膠囊的長(zhǎng)度可根據(jù)管片長(zhǎng)度調(diào)整定制，所述中間可疊加橡膠囊疊加數(shù)量可根據(jù)間隙大小增減。疊式多層橡膠囊抽空后可壓成片狀置于安裝槽內(nèi)，不影響管片的施工。

進(jìn)一步地，在上述方案中，所述加長(zhǎng)管可根據(jù)管片實(shí)際厚度調(diào)整長(zhǎng)度。