盾构到达工程中气弹簧反袜套装置的原理
来源：江苏鑫达气弹簧有限公司2023/2/27 17:51:3428
导读:
盾构机进洞过程中非常容易发生外翻，损坏等问题，从而导致洞圈漏水、漏泥，而且一旦发生破坏造成泄漏，现场处理非常困难。在传统的铰链板装置的基础上加装了一种可以提供恒定压力的气弹簧，形成了一种全新的反袜套气弹簧抗风险装置（以下简称反袜套气弹簧装置），并成功应用于盾构到达工程，为盾构到达工程中的风险控制提供了一个新的技术和思路。
在盾构隧道工程中，对于盾构到达的安全措施，传统工艺主要采用搅拌桩加固处理，也有采用冰冻法、水中到达等方式，但由于地下工程的诸多不确定性给盾构到达工程带来诸多隐患。而在诸如我国上海等软土地区，地层中含有大量地下水，土体自立性较差，因此在盾构到达时，极易发生地下水携带土体颗粒从盾构与洞门之间的空隙中进入工作井，从而引起地面沉降、隧道塌方等重大事故。为了防止此类事故发生，一般在基坑内盾构进洞预留的洞圈位置安装一圈密封止水垫圈来保证盾构进洞的安全，洞圈密封垫圈虽有一定的止水作用。
气弹簧反袜套密封装置在盾构到达之前现场安装完成。盾构机穿越洞门时挤压橡胶帘布使其外翻，并推动气弹簧产生压缩变形，气弹簧的反作用力通过铰链板作用于橡胶帘布，使橡胶帘布能够紧紧压住盾壳，从而形成稳定的密封环境。钢套环通过焊接并与洞圈通过螺栓连接，形成一个整体，具有较大的刚度，可以确保整个装置的安全运行。
盾构完成环管片拼装后继续推进直至盾构脱出气弹簧反袜套装置。此时，橡胶帘布紧紧压住管片。通过管片注浆孔向外注浆，迅速填充洞门与管片之间的间隙，从而封堵洞门。待浆液凝固挡住动圈内泥水后，拆除盾构进洞反袜套密封装置，盾构进洞施工结束。
在盾构到达过程中，整个密封装置能够抵挡巨大的水土压力，防止洞圈漏泥、漏水，保证盾构安全、顺利进洞。
整套装置的关键在于气弹簧的使用，气弹簧一般由缸筒、活塞（杆）、密封件和外部连接件组成。高压氮气或惰性气体和油液在缸内自成回路。活塞上的阻尼使有杆腔和无杆腔相通，使两腔压力相等。利用两腔受力面积差和气体的可压缩性产生弹力。
气弹簧具有结构轻巧，工作行程大；运动平稳，能起阻尼缓冲作用；在伸缩过程中可以向铰链板提供恒定不变的压力，并且安装操作简便，安全可靠。
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