[实用新型]一种新型盾构机尾刷

说明书

本实用新型公开了一种新型盾构机尾刷，包括固定腔座、护板和钢丝刷结构件，所述护板的顶部、钢丝刷结构件的顶部固定在固定腔座内，钢丝刷结构件位于护板之间，护板上设有搭接密封机构。所述固定腔座包括底板和L型的顶板，顶板和底板焊接成ㄈ型腔座，护板的顶部、钢丝刷结构件的顶部插接在ㄈ型腔座内且通过铆钉固定。本实用新型的设计依托现有尾刷的缺陷，针对尾刷失效的具体因素进行了尾刷的结构改进，提高了尾刷的综合性能，极大地降低了尾刷失效的概率，特别是对长距离隧道等地下工程而言，降低了尾刷更换的频率，不仅仅是节约了尾刷应用投入的成本，而是极大地提高了隧道施工的安全性，减少了尾刷更换过程的风险。

技术领域

本实用新型涉及盾构机尾刷技术领域，特别是指一种新型盾构机尾刷。

背景技术

盾尾密封和主轴密封、铰接密封是盾构机的三大密封，盾尾密封是盾构机重要密封之一。盾尾密封装置的主要构件之一就尾刷，尾刷的结构及性能的高低对盾尾密封性能有直接影响。目前，盾尾出现漏浆漏液等现象主要是由于尾刷损坏失效导致的。出现漏浆漏液时，必须及时封堵并更换尾刷。尾刷更换通常采用液氮冷冻或者工业盐水冷冻或者其他工法支护帷幕，更换过程复杂，风险较大，周期较长，费工误时，影响隧道开挖工期。特别对于大埋深、超大径、高承压泥水盾构而言，风险极大，一旦操作不慎，有可能导致隧道灌水，严重的可能会导致机毁人亡，甚至隧道废弃。

尾刷失效的原因很多，总的来说有两类，一类是尾刷结构设计的缺陷，导致尾刷密封性能和可靠性能有限；另一类是隧道施工中，操作不当，控制不利导致尾刷损坏失效。

通过研究发现，盾构机尾刷密封失效的具体因素有如下几种：①盾构机掘进时姿态控制不合理，在施工过程中出现左右偏转或者在遇到地层上下硬度不一致时，盾构头部下沉或上升或者停机时间过长，整体下沉，这些行为将使盾构机偏离轴线，导致盾尾间隙过小，致使尾刷保护钢板发生弹塑变形，护板与管片出现间隙，泥浆砾石颗粒易进入钢丝束，磨损加剧，最终导致密封能力下降。②在隧道转弯标段，盾构机调头过急，尾刷与盾尾间隙较小，尾刷过度挤压发生弹塑变形，致使密封能力下降。③在施工过程中，注脂压力或者注浆压力过大，密封腔的压力超出了护板的承压能力，致使护板与管片接触处发生上翘，减小了接触面积，密封能力下降，油脂的损耗量也将加剧；另外，上翘也易导致泥浆等杂物进入油脂腔，致使密封能力下降。④由于传统护板与管片接触是线面接触，受压后变成局部面面接触，边缘易翘起，出现微小间隙，影响密封性能，也会导致油脂损耗量增加。⑤尾刷与尾刷搭接，折弯处存在缝隙，缝隙处的油脂易被高压击穿，降低了尾刷的最大承压能力。⑥焊接工艺、材料属性、盾体后退等其他因素也会影响尾刷密封性能。简而言之传统尾刷存在密封能力有限、油脂损耗大、特殊工况下易失效和不能满足高承压大泥水盾构密封需要等问题。

实用新型内容

针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种新型盾构机尾刷，用以解决上述技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种新型盾构机尾刷，包括固定腔座、护板和钢丝刷结构件，所述护板的顶部、钢丝刷结构件的顶部固定在固定腔座内，钢丝刷结构件位于护板之间，护板上设有搭接密封机构。

进一步，所述固定腔座包括底板和L型的顶板，顶板和底板焊接成ㄈ型腔座，护板的顶部、钢丝刷结构件的顶部插接在ㄈ型腔座内且通过铆钉固定。

进一步，所述护板包括顶护板和底护板，钢丝刷结构件位于顶护板和底护板之间；所述搭接密封机构包括顶部搭接组件和尾部搭接密封组件，顶部搭接组件位于顶护板和底护板与固定腔座连接处，用于相邻顶护板及底护板之间的搭接密封。尾部搭接密封组件位于底护板尾部，用于相邻底护板之间尾部的搭接密封。

进一步，所述顶护板包括叠放设置的顶外护板和顶内护板，顶外护板的外侧壁上设有加强凸条，顶外护板的两侧设有第一折弯翼板，顶外护板的尾部设有尾部搭接密封组件。优选地，所述尾部搭接密封组件包括橡胶条，橡胶条的上端面设有圆弧凹槽，橡胶条的下端面为斜面设计，橡胶条外壁的一侧设有搭接块、另一侧设有搭接槽。