一种混模盾构机制造技术

本发明专利技术提供了一种混模盾构机，其包括：盾构壳体、刀盘、土仓、螺旋输送机、注入设备、推进装置、皮带输送机、钢丝盾尾密封刷、传感器系统和控制器；所述注入设备包括注入泥浆装置、注入泡沫装置、注入气体装置、输送管道和控制阀；注入气体装置与输送管道连通，注入泥浆装置和注入泡沫装置均通过管道与输送管道相连，输送管道连接土仓；控制阀设置在注入泥浆装置、注入泡沫装置和注入气体装置与输送管道的连接处；控制器分别与传感器系统和控制阀相连，控制器通过接收传感器系统传回的电信号控制控制阀的打开或闭合，以使注入泥浆装置、注入泡沫装置或注入气体装置与土仓连通。

A hybrid shield machine

【技术实现步骤摘要】
一种混模盾构机
本专利技术涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种混模盾构机。
技术介绍
盾构机作为隧道施工专用设备，每一种形式的盾构均有最佳的适用地层。随着隧道地质条件复杂性增大，尤其是穿江过海的隧道项目，如果地质单一，采用常规单一模式的盾构掘进不成问题。但是，往往同一标段中，其地质情况存在较大的变化，在盾构法施工的过程中存在有些区间适合用土压平衡模式而另一些区间适合用泥水平衡模式进行隧道施工的情况。如果采用单一模式的土压平衡盾构或者是泥水平衡盾构进行施工可能会存在很多的问题。针对类似于南宁5号线过江隧道，主要穿越粉土、粉细砂、圆砾、泥岩及粉砂岩等地层，邕江江底段隧道范围为全断面砂岩或者泥岩地层。线路下穿的自行车总厂生活区、三元小区、地宝小区等，均为年代久远的老旧建筑，房屋基础为条形基础。穿越需要严格控制地表沉降防止地面击穿，因此需要选用气垫式泥水平衡盾构，圆砾地层与邕江滴连通，施工时若采用土压盾构掘进螺旋输送机易产生喷涌，产生施工风险，需采用泥水盾构施工；全断面泥岩地层刀盘易结泥饼，泥水分离困难，泥水盾构掘进效率低，需采用土压盾构。为此，本专利技术提供了一种混模盾构机，以至少部分地解决上述问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施例部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为至少部分地解决上述技术问题，本专利技术提供了一种混模盾构机，其包括：盾构壳体、刀盘、土仓、螺旋输送机、注入设备、推进装置、皮带输送机、钢丝盾尾密封刷、传感器系统和控制器；所述注入设备包括注入泥浆装置、注入泡沫装置、注入气体装置、注入稠膨润土装置、输送管道和控制阀；所述注入气体装置与所述输送管道连通，所述注入泥浆装置和所述注入泡沫装置均通过管道与所述输送管道相连，所述输送管道连接所述土仓；所述控制阀设置在所述注入泥浆装置、所述注入泡沫装置和所述注入气体装置与所述输送管道的连接处；所述控制器分别与所述传感器系统和所述控制阀相连，所述控制器通过接收所述传感器系统传回的电信号控制所述控制阀的打开或闭合，以使所述注入泥浆装置、所述注入泡沫装置或所述注入气体装置与所述土仓连通；其中，所述传感器系统用于采集实时的土壤信息，所述控制器中储存有土壤信息的标准值，所述控制器将所述注入设备与所述土仓的连通控制情况分为第一优先级控制类型和第二优先级控制类型，所述控制器通过将实时的土壤信息与土壤信息的标准值相比较对所述混模盾构机顺次进行第一优先级控制和第二优先级控制。进一步地，土壤信息的标准值包括标准速度Vb、标准粘度值Nb、标准湿度值Sb，平衡水标准压力值P0，标准压差值ΔP。进一步地，所述传感系统包括压力传感器组、湿度传感器组和土壤粘性检测装置；所述压力传感器组包括至少两个压力传感器，所述压力传感器分别设置在所述土仓的内外两侧，设置在土仓外侧的所述压力传感器用以检测出混模盾构机前方的土层压力P1，设置在所述土仓内侧的压力传感器用以检测土仓内侧的压力P2，所述湿度传感器组包括至少一个湿度传感器，所述湿度传感器设置在所述土仓的内部，以检测所述土仓中的实时湿度S1，所述土壤粘弹性检测装置用以检测土壤的粘性。进一步地，所述推进装置均匀分布设置在盾构机壳体的四周，所述推进装置设有短程大功率推进挡和长行程稳定功率推进挡，其中，短行程大功率推进挡的功率大于长行程稳定功率推进挡。进一步地，所述控制阀包括第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀，所述第一控制阀551设置在所述注入泥浆装置与所述输送管道的连接处；所述第二控制阀设置在所述注入泡沫装置与所述输送管道的连接处；所述第三控制阀设置在所述注入气体装置与所述输送管道的连接处；所述注入稠膨润土装置与所述输送管道连通，所述输送管道呈一定角度设置在所述混模盾构机中，以使来自所述注入稠膨润土装置的稠膨润土在重力的作用下经所述注浆孔进入所述土仓。进一步地，第一优先级控制类型包括：当所述土仓中的实时湿度S1大于标准湿度值Sb时，所述注入泡沫装置上的第二控制阀打开，泡沫通过注浆孔进入所述土仓中，以提高所述土仓中的湿度；所述土仓的前后实时压差值大于标准压差值ΔP时，所述控制器控制第一控制阀和第二控制阀均关闭，第三控制阀打开，以使所述注入气体装置通过所述注浆孔向所述土仓中注入气体，从而降低所述土仓前后两端的压差。进一步地，当所述混模盾构机启动时，所述控制器对所述混模盾构机先进行第一优先级控制，当所述土仓中的实时湿度S1小于等于标准湿度值Sb且所述土仓的前后实时压差值小于等于标准压差值ΔP时，所述控制器对混模盾构机进行第二优先级控制。进一步地，第二优先级控制类型包括：当土壤粘度小于标准粘度值Nb时，所述控制器控制所述注入泡沫装置上的所述第二控制阀打通，所述泡沫装置向所述输送管道中注入泡沫，以对所述土仓提供压力，从而起到平衡水压力的作用；其中，泡沫经所述注浆孔进入所述土仓，当所述土仓内侧的所述压力传感器检测到所述土仓内的压力值达到平衡水标准压力值P0时，所述控制器控制所述注入泥浆装置上的所述第一控制阀打开，所述注入泥浆装置通过所述注浆孔向所述土仓中注入泥浆，此时所述第二控制阀依然保持打开状态；在所述土仓中，所述刀盘切削出的渣土同泥浆和泡沫混合，混合后的渣土通过出土口排出，渣土经所述螺旋输送机输送到所述皮带运输机上，以离开所述混模盾构机。进一步地，第二优先级控制类型包括：当土壤粘度大于等于标准粘度值Nb时，所述控制器控制所述注入气体装置上的所述第二控制阀打开，所述注入气体装置向所述输送管道中注入气体，以对所述土仓提供压力，从而起到平衡水压力的作用；其中，所述气体经注浆孔进入所述土仓，当所述土仓内侧的所述压力传感器检测到所述土仓内的压力值达到平衡水标准压力值P0时，所述控制器控制所述注入气体装置上的所述第三控制阀关闭，所述注入稠膨润土装置通过所述注浆孔向所述土仓中开始注入稠膨润土，以维持所述土仓中的压力；所述刀盘切削出的渣土直接通过所述出土口排出，渣土经所述螺旋输送机输送到所述皮带运输机上，以离开所述混模盾构机。进一步地，所述控制器中的测速装置对所述混模盾构机的实时推进速度进行检测，所述控制器控制混模盾构机以长行程稳定功率推进挡进行工作；在所述混模盾构机所处的土壤粘度小于标准粘度值Nb的前提下，当所述测速装置检测出的所述混模盾构机的实时速度Vs小于标准速度Vb时，所述控制器保持所述第一控制阀和所述第三控制阀持续打开，以使混模盾构机始终保持一定的压力；当混模盾构机的实时速度Vs小于标准速度Vb持续的时间超过1个小时时，所述控制器控制所述推进装置更换成程大功率推进挡进行推进，直到所述混模盾构机的实时速度Vs大于等于标准速度Vb时，所述控制器控制所述推进装置切换回长行程稳定功率推进挡工作；在所述混模盾构机所处的土壤粘度大于标准粘度值Nb的前提下，若所述测速装置检测出的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混模盾构机，其特征在于，包括：盾构壳体、刀盘、土仓、螺旋输送机、注入设备、推进装置、皮带输送机、钢丝盾尾密封刷、传感器系统和控制器；/n所述注入设备包括注入泥浆装置、注入泡沫装置、注入气体装置、注入稠膨润土装置、输送管道和控制阀；所述注入气体装置与所述输送管道连通，所述注入泥浆装置和所述注入泡沫装置均通过管道与所述输送管道相连，所述输送管道通过连接所述土仓；所述控制阀设置在所述注入泥浆装置、所述注入泡沫装置和所述注入气体装置与所述输送管道的连接处；/n所述控制器分别与所述传感器系统和所述控制阀相连，所述控制器通过接收所述传感器系统传回的电信号控制所述控制阀的打开或闭合，以使所述注入泥浆装置、所述注入泡沫装置或所述注入气体装置与所述土仓连通；/n其中，所述传感器系统用于采集实时的土壤信息，所述控制器中储存有土壤信息的标准值，所述控制器将所述注入设备与所述土仓的连通控制情况分为第一优先级控制类型和第二优先级控制类型，所述控制器通过将实时的土壤信息与土壤信息的标准值相比较对所述混模盾构机顺次进行第一优先级控制和第二优先级控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种混模盾构机，其特征在于，包括：盾构壳体、刀盘、土仓、螺旋输送机、注入设备、推进装置、皮带输送机、钢丝盾尾密封刷、传感器系统和控制器；
所述注入设备包括注入泥浆装置、注入泡沫装置、注入气体装置、注入稠膨润土装置、输送管道和控制阀；所述注入气体装置与所述输送管道连通，所述注入泥浆装置和所述注入泡沫装置均通过管道与所述输送管道相连，所述输送管道通过连接所述土仓；所述控制阀设置在所述注入泥浆装置、所述注入泡沫装置和所述注入气体装置与所述输送管道的连接处；
所述控制器分别与所述传感器系统和所述控制阀相连，所述控制器通过接收所述传感器系统传回的电信号控制所述控制阀的打开或闭合，以使所述注入泥浆装置、所述注入泡沫装置或所述注入气体装置与所述土仓连通；
其中，所述传感器系统用于采集实时的土壤信息，所述控制器中储存有土壤信息的标准值，所述控制器将所述注入设备与所述土仓的连通控制情况分为第一优先级控制类型和第二优先级控制类型，所述控制器通过将实时的土壤信息与土壤信息的标准值相比较对所述混模盾构机顺次进行第一优先级控制和第二优先级控制。


2.根据权利要求1所述的混模盾构机，其特征在于，土壤信息的标准值包括标准速度Vb、标准粘度值Nb、标准湿度值Sb，平衡水标准压力值P0，标准压差值ΔP。


3.根据权利要求2所述的混模盾构机，其特征在于，所述传感系统包括压力传感器组、湿度传感器组和土壤粘性检测装置；所述压力传感器组包括至少两个压力传感器，所述压力传感器分别设置在所述土仓的内外两侧，设置在所述土仓外侧的所述压力传感器用以检测出混模盾构机前方的土层压力P1，设置在所述土仓内侧的压力传感器用以检测土仓内侧的压力P2，所述湿度传感器组包括至少一个湿度传感器，所述湿度传感器设置在所述土仓的内部，以检测所述土仓中的实时湿度S1，所述土壤粘弹性检测装置用以检测土壤的粘性。


4.根据权利要求3所述的混模盾构机，其特征在于，所述推进装置均匀分布设置在盾构机壳体的四周，所述推进装置设有短程大功率推进挡和长行程稳定功率推进挡，其中，短行程大功率推进挡的功率大于长行程稳定功率推进挡。


5.根据权利要求4所述的混模盾构机，其特征在于，所述控制阀包括第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀，所述第一控制阀设置在所述注入泥浆装置与所述输送管道的连接处；所述第二控制阀设置在所述注入泡沫装置与所述输送管道的连接处；所述第三控制阀设置在所述注入气体装置与所述输送管道的连接处；所述注入稠膨润土装置与所述输送管道连通，所述输送管道呈一定角度设置在所述混模盾构机中，以使来自所述注入稠膨润土装置的稠膨润土在重力的作用下经所述注浆孔进入所述土仓。


6.根据权利要求5所述的混模盾构机，其特征在于，第一优先级控制类型包括：
当所述土仓中的实时湿度S1大于标准湿度值Sb时，所述注入泡沫装置上的第二控制阀打开，泡沫通过所述注浆孔进入所述土仓中，以提高所述土仓中的湿度；
所述土仓的前后实时压差值大于标准压差值ΔP时，所述控制器控制第一控制阀和第二控制阀均关闭，第三控制阀打开，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄钟晖，李翔，曾少武，王炳华，孟庆军，贾连辉，袁文征，谢锦昌，薛松，
申请(专利权)人：南宁中铁广发轨道装备有限公司，中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45