盾构机、顶管机始发矩形帘布橡胶板 方形帘布橡胶板基本介绍  
 
 
 盾构、顶管机通过洞口时，洞口环形钢板和盾构、顶管机外壳或衬砌管片外壁之间存在环形间隙，若不进行密封，外面土体和水极容易从间隙流入工作井内，长时间会使得洞外土体严重流失，导致土体沉降，因此，须在洞口安装出洞装置以确保施工  。帘布橡胶板是目前运用较多的盾构、顶管机出洞密封装置，“地下立体交通工程箱涵顶进双重置换工法”所采用出洞密封装置为帘布橡胶板。受顶管机机头断面形状限制，矩形顶管机的帘布橡胶板设计与圆形顶管机、盾构有所不同，下面着重阐述矩形顶管机的帘布橡胶板设计。  
 
 
 盾构机、顶管机始发矩形帘布橡胶板 方形帘布橡胶板性能特点  
 
 
 
盾构出洞装置包括帘布橡胶板、圆环板、扇形翻板及相应的连接螺栓和垫圈；安装顺序为帘布橡胶板→圆形板→扇形翻板。
 
 
安装完成后，圆形板通过连接螺栓迫使帘布橡胶板紧贴洞门，盾构推进过程中，帘布橡胶板随盾构前进方向翻转，并且帘布橡胶板下缘被拉伸而紧贴盾构外壁，形成密封止水。
 
 
此时，扇形翻板翻转后会顶住帘布橡胶板，防止出现前方因水土压力过大而导致帘布橡胶板逆向翻转的情况出现；橡胶板在前方水土压力的作用下还会紧靠扇形翻板，这种密封状态是较为可靠的。
 
 
 
 盾构机、顶管机始发矩形帘布橡胶板 方形帘布橡胶板技术参数  
 
 
 
从理论上来说，帘布橡胶板内缘拉伸率越大，橡胶板与盾构机之间越密贴，密封止水效果也越好。实际情况并非完全如此：
 
 
 
  
盾构出洞密封状态下，橡胶板在前方水土压力的作用下会紧靠扇形翻板，这种密封状态较为可靠，所以，出洞状态下的帘布密封效果不必完全依赖帘布橡胶板的拉伸来保持紧贴盾构外壳。
 
  
橡胶板有一定的最大拉伸率，工程应用中一般约为2.88 左右，超过该拉伸率，橡胶板会发生撕裂破坏。盾构通过时帘布橡胶板整体拉伸率虽较小，但如果局部出现应力集中，也会出现较大的拉伸率；整体拉伸率越大的情况下，橡胶板与盾构外壳之间环向摩擦力也越大，两者之间越容易出现局部应力集中现象，也即局部拉伸率远大于整体拉伸率的情况。
 
 
 
 
这也是盾构外壳尺寸较大时，橡胶板设计选择较小的拉伸率的原因所在。
 
 
 
 盾构机、顶管机始发矩形帘布橡胶板 方形帘布橡胶板使用说明  
 
 
 
矩形顶管机帘布橡胶板设计“地下立体交通工程箱涵顶进双重置换工法”所采用机头正面尺寸为边长  460 mm 的正方形，四角为半径为50 mm 的圆弧设计。橡胶板四角采用内凹式 3/4 圆弧形式，设橡胶板四角圆弧半径为 R、橡胶板内直角边长为 X；根据经验，橡胶板搭接长度取为 110 mm（同轴线、自然状态下顶管机外壳与橡胶板内边缘之间距离）。
 
 
据此推断橡胶板内直角边长为：X=1 460- 2×110- 2×R按照图 5 假设，橡胶板四角拉伸率为：［(1 460- X- 2×50) +π×50÷2］÷π×R×1.5≤2.88根据上述两式解得 R≥17 mm，此为极限值，对于1 460 mm 矩形盾构机显然不合适；当 
 
 
R=30 mm 时，按上式计算得出橡胶板四角拉伸率为 1.83，帘布橡胶板四角为 3/4圆弧形式，其实际四角拉伸率较 1.83 应稍大；帘布橡胶板整体拉伸率为 1.09，对于出始发井帘布橡胶板是较为合适的。根据上述取值，得到 1 460 mm矩形盾构机橡胶板正视图如图 6、断面图如图 7 所示。帘布橡胶板厚度取值为20 mm；从经济角度考虑，端头无圆头处理，从试验工程效果来看，若运用于实际工程中，端头应做圆头处理。图 8 为帘布橡胶板止水装置的安装剖面图。4 现场试验情况通过现场顶进试验情况（见图 9），基本验证矩形顶管机帘布橡胶板变形假设情况，帘布橡胶板直角边变形较小，基本为原厚度，四角变形后最小厚度约为 10 mm，橡胶板四角最大拉伸率约为 2，与上文中计算结果基本吻合。
 
 
 
 盾构机、顶管机始发矩形帘布橡胶板 方形帘布橡胶板采购须知  
 
 
 
帘布板安装断面
 
 
试验结果表明：
 
 
① 
 
 
矩形顶管机过帘布橡胶板时橡胶板最大拉伸位置出现在四角；
 
 
② 整张帘布的拉伸变形量主要出现在四角位置，这与圆形顶管机、盾构过帘布橡胶板时橡胶板均匀变形的情况是完全不同的。另外，出始发井帘布橡胶板止水情况良好，基本无漏水
 
 
、漏浆现象发生，仅在橡胶板其中一角处有少量泥浆挤出、无渗漏（但本次试验时水压较小），如图 10 所示。图 
 
 
9 橡胶板四角位置变形 图 
 
 
10 橡胶板一角堵漏浆液少量挤出对于产生少量漏浆情况，分析其产生原因后应采取以下
 
 
措施：
 
 
（1） 帘布橡胶板板自身安装时有一定安装间隙，帘布橡胶板安装时，四角压板端头位置应加设螺栓压紧压板、橡胶板。
 
 
（2） 帘布橡胶板四角处应采用内凹式 1/2 圆弧形式，而不应采用凹式 3/4 圆弧形式，这样橡胶板下缘边线将会 加平顺，与矩形盾构机能够  的密贴