(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 108868884 A(43)申请公布日 2018.11.23
(21)申请号 201810668331.0(22)申请日 2018.06.26
(71)申请人 中铁隧道局集团有限公司
地址 471000 河南省洛阳市老城区状元红
路
申请人 盾构及掘进技术国家重点实验室(72)发明人 张兵 郭海坡 韩伟锋 李凤远
周建军 陈馈 郭璐 翟乾智 王利明 陈瑞祥 (74)专利代理机构 郑州浩翔专利代理事务所
(特殊普通合伙) 41149
代理人 靳锦 边延松(51)Int.Cl.
E21F 17/107(2006.01)E21D 9/06(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图1页
(54)发明名称
一种用于盾构隧道的封堵装置(57)摘要
本发明提供了一种用于盾构隧道的封堵装置，利用封堵装置封堵完毕后，根据封堵装置中的传感器检测泄漏点，及时补充泄漏点，以提高封堵装置对盾构隧道的封闭效果。本发明的封堵装置，便于寻求泄漏点，并针对泄漏点及时补偿，提高了封堵装置与隧道的贴合度，提高了封堵效果。
CN 108868884 ACN 108868884 A
权 利 要 求 书
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1.一种用于盾构隧道的封堵装置，包括可充气膨胀式容器本体和安装在所述容器本体一端的堵头，还包括控制器以及向所述容器本体充气的压缩机，其特征在于，所述容器本体包括内层、中间层、加固层，所述内侧层由第一可弹性变形的复合材料制成，中间层由第二可弹性变形的复合材料制成，加固层由第三可弹性变形的复合材料制成，第一可弹性变形的复合材料的可膨胀性高于第二可弹性变形的复合材料的可膨胀性，第二可弹性变形的复合材料的可膨胀性高于第三可弹性变形的复合材料的可膨胀性，第三可弹性变形的复合材料的刚性和强度高于第一可弹性变形的复合材料，第三可弹性变形的复合材料的刚性和强度高于第二可弹性变形的复合材料，加固层沿所述容器本体的轴线方向间隔设置有多列凹槽，每列中的多个所述凹槽沿加固层的周向间隔均布设置，所有的凹槽的沿加固层的周向方向的长度、沿所述容器本体的轴线方向的宽度均相等，相邻的两列凹槽中，一列凹槽内设置防洪水的遇水膨胀橡胶密封件，另一列凹槽内设置防烟雾或有毒气体的充气密封件，相邻的两列设置有防洪水的遇水膨胀橡胶密封件的凹槽相互交错设置，相邻的两列设置有充气密封件的凹槽相互交错设置，每一列凹槽中相邻的两个凹槽之间的间距小于等于每个凹槽沿周向方向的长度值，设置有充气密封件的凹槽的底部设置有充气通道，加固层中设置有与充气通道连通的充气管道，充气管道与压缩机连通，所述充气密封件还包括检测器，检测器用来检测所述充气密封件与隧道的贴合度。
2.一种如权利要求1所述的用于盾构隧道的封堵装置，其中靠近所述堵头的一列凹槽内设置的是遇水膨胀橡胶密封件。
3.一种如权利要求1所述的用于盾构隧道的封堵装置，所述遇水膨胀橡胶密封件外表面还设置有凹部。
4.一种如权利要求1所述的用于盾构隧道的封堵装置，所述充气密封件外表面还设置有凹部。
5.一种如权利要求1所述的用于盾构隧道的封堵装置，所述堵头与可充气膨胀式容器本体的进气口通道通过螺纹连接。
6.一种如权利要求1所述的用于盾构隧道的封堵装置，所述可充气膨胀式容器本体的进气口通道处设置有压力传感器。
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说 明 书
一种用于盾构隧道的封堵装置
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技术领域
[0001]本发明涉及一种封堵装置，更具体地说是涉及一种用于盾构隧道的封堵装置。背景技术
[0002]在盾构隧道施工过程中会遇到洪水，有毒气体或烟雾传播等危急情况，为了防止洪水或气体烟雾等的散播，常会利用充气式装置进行封堵，但现有的封堵装置与隧道的贴合度不够高，封堵不严，密封效果较差，而且现有的封堵装置体积大，当出现泄漏时，难以寻找泄漏点，也没有相应的措施将泄漏点密封起来，导致封堵失效，而且现有的封堵装置对于防水和防气没有针对性强化密封的措施。
发明内容
[0003]本发明通过在封堵装置的可充气膨胀式容器本体中增设遇水膨胀橡胶密封件和充气密封件，当隧道突遇有毒气体或烟雾时，利用封堵装置封堵完毕后，根据封堵装置中的传感器检测泄漏点，根据检测结果，利用气泵向充气密封件充气，使充气密封件及时封堵泄漏点或泄漏点附近区域；当隧道突遇洪水时，根据遇水膨胀橡胶密封件的特性，利用遇水膨胀橡胶密封件封堵泄漏点或泄漏点附近区域，而且根据传感器的检测结果，可以选择性使用充气密封件，以提高封堵装置对盾构隧道的封闭效果。本发明的封堵装置，便于寻求泄漏点，并针对泄漏点及时补充密封件，提高了封堵装置与隧道的贴合度，提高了封堵效果。[0004]本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
一种用于盾构隧道的封堵装置，包括可充气膨胀式容器本体和安装在所述容器本体一端的堵头，还包括控制器以及向所述容器本体充气的压缩机，其特征在于，所述容器本体包括内层、中间层、加固层，所述内层由第一可弹性变形的复合材料制成，中间层由第二可弹性变形的复合材料制成，加固层由第三可弹性变形的复合材料制成，第一可弹性变形的复合材料的可膨胀性高于第二可弹性变形的复合材料的可膨胀性，第二可弹性变形的复合材料的可膨胀性高于第三可弹性变形的复合材料的可膨胀性，第三可弹性变形的复合材料的刚性和强度高于第一可弹性变形的复合材料，第三可弹性变形的复合材料的刚性和强度高于第二可弹性变形的复合材料，加固层沿所述容器本体的轴线方向间隔设置有多列凹槽，每列中的多个所述凹槽沿加固层的周向间隔均布设置，所有的凹槽的沿加固层的周向方向的长度、沿所述容器本体的轴线方向的宽度均相等，相邻的两列凹槽中，一列凹槽内设置防洪水的遇水膨胀橡胶密封件，另一列凹槽内设置防烟雾或有毒气体的充气密封件，相邻的两列设置有防洪水的遇水膨胀橡胶密封件的凹槽相互交错设置，相邻的两列设置有充气密封件的凹槽相互交错设置，每一列凹槽中相邻的两个凹槽之间的间距小于等于每个凹槽沿周向方向的长度值，设置有充气密封件的凹槽的底部设置有充气通道，加固层中设置有与充气通道连通的充气管道，充气管道与压缩机连通，所述充气密封件还包括检测器，检测器用来检测所述充气密封件与隧道的贴合度。[0005]优选地，靠近所述堵头的一列凹槽内设置的是遇水膨胀橡胶密封件。
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说 明 书
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优选地，所述遇水膨胀橡胶密封件外表面还设置有凹部。
[0007]优选地，所述充气密封件外表面还设置有凹部。[0008]优选地，所述堵头与可充气膨胀式容器本体的进气口通道通过螺纹连接。[0009]优选地，所述可充气膨胀式容器本体的进气口通道处设置有压力传感器。[0010]当隧道遇到洪水需要利用封堵装置封堵隧道时，打开堵头，利用压缩机通过进气口通道向封堵装置内充气，当进气口通道处的压力传感器检测的压力信号达到预设值时，停止充气，利用堵头封闭进气口通道，完成封堵；当封堵装置与隧道有泄漏点，洪水可能会通过泄漏点泄漏时，通过泄漏点渗透的洪水会进入泄漏点或泄漏点区域的装配有遇水膨胀橡胶密封件的凹槽内，遇水膨胀橡胶密封件会遇水膨胀，补偿泄漏点的密封性，使封堵装置更好的封堵隧道。
[0011]当隧道遇到有毒气体或烟雾需要利用封堵装置封堵隧道时，打开堵头，利用压缩机通过进气口通道向封堵装置内充气，当进气口通道处的压力传感器检测的压力信号达到预设值时，停止充气，此时控制器根据充气密封件上设置的检测器传输的数值，判断充气密封件处与隧道的贴合度，当检测器传输的贴合度信号小于预设值时，利用压缩机通过该处的充气通道向充气密封件充气，使充气密封件紧贴隧道，提高封堵装置与隧道的贴合度，所有需要充气的充气密封件充气完成后，利用堵头封闭进气口通道，完成封堵。
[0012]遇水膨胀橡胶密封件上设置的凹部和充气密封件上设置的凹部可以使遇水膨胀橡胶密封件和充气密封件有更充分的变形空间。[0013]另一实施例中，当隧道遇到洪水需要利用封堵装置封堵隧道时，打开堵头，利用压缩机通过进气口通道向封堵装置内充气，当进气口通道处的压力传感器检测的压力信号达到预设值时，停止充气，此时控制器根据充气密封件上设置的检测器传输的数值，判断充气密封件处与隧道的贴合度，当检测器传输的贴合度信号小于预设值时，利用压缩机通过该处的充气通道向充气密封件充气，使充气密封件紧贴隧道，提高封堵装置与隧道的贴合度，所有需要充气的充气密封件充气完成后，利用堵头封闭进气口通道，完成封堵；当封堵装置与隧道有泄漏点，洪水可能会通过泄漏点泄漏时，通过泄漏点渗透的洪水会进入泄漏点或泄漏点区域的装配有遇水膨胀橡胶密封件的凹槽内，遇水膨胀橡胶密封件会遇水膨胀，补偿泄漏点的密封性，使封堵装置更好的封堵隧道，利用充气密封件和遇水膨胀橡胶密封件双重密封，提高密封性。
[0014]本发明的有益效果如下：
1. 通过在加固层中设置的遇水膨胀橡胶密封件和充气密封件，可以针对洪水和有毒气体、烟雾等进行有针对性的补偿密封，提高封堵装置与隧道的贴合度。[0015]2. 当需要封堵有毒气体、烟雾等时，利用传感器可以及时检测泄漏点，根据泄漏点利用充气密封件及时进行补偿密封，提高气密性。[0016]3.当需要封堵洪水时，利用遇水膨胀橡胶密封件的特性，当有洪水通过泄漏点渗透时，使遇水膨胀橡胶密封件及时膨胀进行补偿密封，提高水封性。
[0017]4.相邻的两列设置有防洪水的遇水膨胀橡胶密封件的凹槽的相互交错设置，相邻的两列设置有充气密封件的凹槽的相互交错设置，提高了遇水膨胀橡胶密封件和充气密封件的覆盖率，便于及时封堵泄漏点或泄漏点附近区域。[0018]5. 容器本体三层结构的可膨胀性、刚性和强度的设置，确保了容器本体的充分变
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形，并保证容器本体有足够的耐压力。
附图说明
[0019]图1是封堵装置的示意图。
[0020]图2是可充气膨胀式容器本体的剖视图。[0021]图中的附图标记分别为：
1.堵头 2.可充气膨胀式容器本体 3.凹槽 4.内层 5.中间层 6.加固层 7. 充气密封件 8.遇水膨胀橡胶密封件 9.充气管道。具体实施方式
[0022]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的 本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。[0023]一种用于盾构隧道的封堵装置，包括可充气膨胀式容器本体2和安装在所述容器本体2一端的堵头1，还包括控制器（图中未示出）以及向所述容器本体充气的压缩机（图中未示出），其特征在于，所述容器本体2包括内层4、中间层5、加固层6，所述内层4由第一可弹性变形的复合材料制成，中间层5由第二可弹性变形的复合材料制成，加固层6由第三可弹性变形的复合材料制成，第一可弹性变形的复合材料的可膨胀性高于第二可弹性变形的复合材料的可膨胀性，第二可弹性变形的复合材料的可膨胀性高于第三可弹性变形的复合材料的可膨胀性，第三可弹性变形的复合材料的刚性和强度高于第一可弹性变形的复合材料，第三可弹性变形的复合材料的刚性和强度高于第二可弹性变形的复合材料，加固层6沿所述容器本体2的轴线方向间隔设置有多列凹槽3，每列中的多个所述凹槽3沿加固层的周向间隔均布设置，所有的凹槽3的沿加固层的周向方向的长度、沿所述容器本体2的轴线方向的宽度均相等，相邻的两列凹槽3中，一列凹槽3内设置防洪水的遇水膨胀橡胶密封件8，另一列凹槽内设置防烟雾或有毒气体的充气密封件7，相邻的两列设置有防洪水的遇水膨胀橡胶密封件8的凹槽相互交错设置，相邻的两列设置有充气密封件7的凹槽相互交错设置，每一列凹槽中相邻的两个凹槽之间的间距小于等于每个凹槽沿周向方向的长度值，设置有充气密封件7的凹槽的底部设置充气通道（图中未示出），加固层中设置有与充气通道连通的充气管道9，有充气管道9，充气管道9与压缩机连通，所述充气密封件7还包括检测器（图中未示出），检测器用来检测所述充气密封件7与隧道的贴合度，靠近所述堵头1的一列凹槽3内设置的是遇水膨胀橡胶密封件8，遇水膨胀橡胶密封件8外周面还设置有凹部，充气密封件7的外周面还设置有凹部，堵头1与可充气膨胀式容器本体2的进气口通道通过螺纹连接，可充气膨胀式容器本体2的进气口通道（图中未示出）处设置有压力传感器（图中未示出）。
[0024]当隧道遇到洪水需要利用封堵装置封堵隧道时，打开堵头1，利用压缩机通过进气口通道向封堵装置内充气，当进气口通道处的压力传感器检测的压力信号达到预设值时，停止充气，利用堵头封闭进气口通道，完成封堵；当封堵装置与隧道有泄漏点，洪水可能会通过泄漏点泄漏时，通过泄漏点渗透的洪水会进入泄漏点或泄漏点区域的装配有遇水膨胀
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橡胶密封件8的凹槽内，遇水膨胀橡胶密封件8会遇水膨胀，补偿泄漏点的密封性，使封堵装置更好的封堵隧道。
[0025]当隧道遇到有毒气体或烟雾需要利用封堵装置封堵隧道时，打开堵头1，利用压缩机通过进气口通道向封堵装置内充气，当进气口通道处的压力传感器检测的压力信号达到预设值时，停止充气，此时控制器根据充气密封件上设置的检测器传输的数值，判断充气密封件处与隧道的贴合度，当检测器传输的贴合度信号小于预设值时，利用压缩机通过该处的充气通道向充气密封件7充气，使充气密封件紧贴隧道，提高封堵装置与隧道的贴合度，所有需要充气的充气密封件7充气完成后，利用堵头封闭进气口通道，完成封堵。[0026]另一实施例中，当隧道遇到洪水需要利用封堵装置封堵隧道时，打开堵头1，利用压缩机通过进气口通道向封堵装置内充气，当进气口通道处的压力传感器检测的压力信号达到预设值时，停止充气，此时控制器根据充气密封件7上设置的检测器传输的数值，判断充气密封件处与隧道的贴合度，当检测器传输的贴合度信号小于预设值时，利用压缩机通过该处的充气通道向充气密封件7充气，使充气密封件7紧贴隧道，提高封堵装置与隧道的贴合度，所有需要充气的充气密封件7充气完成后，利用堵头封闭进气口通道，完成封堵；当封堵装置与隧道有泄漏点，洪水可能会通过泄漏点泄漏时，通过泄漏点渗透的洪水会进入泄漏点或泄漏点区域的装配有遇水膨胀橡胶密封件的凹槽内，遇水膨胀橡胶密封件会遇水膨胀，补偿泄漏点的密封性，使封堵装置更好的封堵隧道，利用充气密封件7和遇水膨胀橡胶密封件8双重密封，提高密封性。
[0027]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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