[發明專利]一種尾盾和盾構機

在審

• 申請號: 202111283968.6
• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN114060045A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 王林濤;賈連輝;李光;林福龍;王寧;鈄靖;郭正剛;孫偉;魏曉龍;黃震;孫開欣
• 申請（專利權）人: 中鐵工程裝備集團有限公司;大連理工大學
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 朱坤鵬;趙燕力

本發明提供了一種尾盾和盾構機，所述尾盾包括盾尾殼體(1)，盾尾殼體(1)內設有多圈密封刷(2)和多條分區擋板(4)，相鄰的兩圈密封刷(2)之間被分區擋板(4)分隔為多個獨立區域(16)，多個獨立區域(16)沿盾尾殼體(1)的周向間隔排列。所述尾盾采用了分區擋板將每道油脂腔分成獨立區域實施油脂壓力分區控制，通過傳感器對每個油脂腔分區的油脂壓力進行監測，調節油脂泵輸出到各個出油口的壓力，可以實時控制油脂腔不同區域內的油脂壓力，從而使不同區域的盾尾刷受壓變形程度大致相同，提高了盾尾密封系統的密封效率和密封性能。

技術領域

本發明涉及隧道掘進施工領域，具體的是一種尾盾，還是一種盾構機。

背景技術

盾構機是一種集成了機電、電液、控制等多種技術的大型掘進裝備，它帶有刀盤驅動系統、支撐系統、管片拼裝系統、排渣系統、盾尾密封系統等多個子系統和后配套系統，能夠實現開挖、支護、排渣、密封等功能的自動化作業，具有高效、安全的特點，提高了所挖隧道的質量，也減少了對工作場地周圍環境的影響。

盾尾密封系統是盾構機中具有密封保護功能的關鍵子系統，起到保持開挖壁面穩定、防止管片上浮、防止外部泥漿倒灌的作用，是盾構機內部設備的一道保護屏障。盾構機在掘進過程中，管片在尾部經過拼裝后由液壓缸推出盾尾。在這個過程中盾構機連續向前移動，盾構機尾部和拼裝完成的管道之間存在一定的間隙。為了防止盾體外部的泥漿、地下水等液體進入盾構機內，造成泄露，甚至引發重大安全事故，比如地面塌陷等，所以必須對盾構機尾部進行密封處理。

目前盾構機盾尾密封通常采用尾刷+充填油脂的形式，尾刷由3道鋼絲刷組成，尾刷與盾體、管片之間形成2個環形空腔，在空腔內通過注脂管道注入密封油脂充填，盾尾外部注入泥漿，在正常壓力情況下，兩端受力平衡，從而起到隔絕盾體內外的功能。然而，盾尾外部的泥漿、地下水等受到重力或地表沉降作用，對盾尾密封刷的壓力沿環形分布不均，在給定油脂壓力沿環向一致的情況下，容易造成部分尾刷兩側受力不平衡而引起過大變形，盾體外的水土、泥漿很容易穿透這部分密封刷進入盾體內，出現嚴重事故。

發明內容

為了解決盾尾密封刷受壓不均勻而導致的變形滲漏問題，本發明提供了一種尾盾和盾構機，所述尾盾采用了分區擋板將每道油脂腔分成獨立區域實施油脂壓力分區控制，通過傳感器對每個油脂腔分區的油脂壓力進行監測，調節油脂泵輸出到各個出油口的壓力，可以實時控制油脂腔不同區域內的油脂壓力，從而使不同區域的盾尾刷受壓變形程度大致相同，提高了盾尾密封系統的密封效率和密封性能。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種尾盾，所述尾盾包括盾尾殼體，盾尾殼體內設有多圈密封刷，多圈密封刷沿盾尾殼體的軸線方向間隔排列，盾尾殼體內還設有多條分區擋板，分區擋板沿盾尾殼體的軸線方向延伸，多條分區擋板沿盾尾殼體的周向間隔排列，分區擋板能夠與管片接觸，相鄰的兩圈密封刷之間被分區擋板分隔為多個獨立區域，多個獨立區域沿盾尾殼體的周向間隔排列。

一種盾構機，所述盾構機包括上述的尾盾。

本發明的有益效果是：

1、采用了分區擋板將密封油脂腔分成了多個獨立區域，通過傳感器對每個出油口和不同位置盾尾密封刷所受外部壓力的監測，對各個分區的不同壓力需求進行合理調節控制，達到實時控制油脂腔不同區域的油脂壓力的要求，可以使不同區域的盾尾刷受壓變形程度大致相同，從而提高盾尾密封系統的密封性能和密封效率；

2、由于分區擋板與盾尾密封刷具有相似結構：彈簧板-鋼絲束-彈簧板，在受到壓差不超過反彈力的情況下分區擋板起到分隔不同區域的作用，而在其中部分區域出現問題無法保證密封性時，相鄰分區油脂壓力高于擋板反彈力，將擋板壓下從而將油脂補充進失效分區中，這樣能夠在實現壓力分區控制的同時不影響盾尾密封系統的正常密封性能。

附圖說明