一种隧道施工方法及盾构机技术

本发明专利技术提出一种隧道施工方法及盾构机，该施工方法，包括泥水破碎模式和土压模式，土压模式下，渣土依次经过螺旋输送机、皮带机进行排渣；在泥水破碎模式下，泥浆经过进浆管进入盾体的土仓内，然后携带渣土依次经过螺旋输送机、破碎机、排浆管进行排渣。该盾构机包括盾体，盾体内设有泥水平衡系统和土压平衡系统，土压平衡系统包括螺旋输送机，所述的螺旋输送机与破碎机可拆卸连接，螺旋输送机的后端存储有皮带机。本发明专利技术的有益效果：该盾构机可进行模式切换（即拆除破碎机及其附属管路，安装皮带机）在低水压地层实现高效土压掘进；同时在土压模式的基础上也可一键切换至直排管泥水模式进行掘进。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道施工方法及盾构机
本专利技术涉及隧道施工设备，特别是指一种隧道施工方法及盾构机。
技术介绍
随着国内隧道施工越来越多，单一模式的盾构机已经不能完全满足日益增多的复杂多变地质施工要求。泥水盾构机凭借施工安全、地表沉降控制良好等优点在高水压（＞3bar）突泥突水等复杂地层广泛应用，然而当开挖隧道内存在大量大直径卵石破碎带时，大卵石将无法直接从泥水管道中排出，泥水盾构极有可能出现堵仓滞排等不利现象。针对此情况，目前没有很好的解决方案，通常施工人员只能进仓处理大卵石，极大程度影响施工效率及安全。同时与泥水盾构机相比，土压盾构凭借掘进效率高、施工成本低等在低压地层（＜3bar）广泛应用。针对掘进区间水压不定、存在大量卵石破碎带等复杂多变地质，亟需设计一种具有土压功能的泥水双通道盾构机。如名称为“双模式掘进机”，申请号为2015102617068的专利技术专利申请，其公开了一种泥水双模式盾构机，不能实现土压模式下的掘进，局限隧道掘进方式，影响了隧道施工效率。
技术实现思路
本专利技术提出一种隧道施工方法及盾构机，具备气垫+直排泥水模式及螺旋机采石+破碎机+管路泥水模式在线并联无缝切换特点，能够满足高水压地层掘进的需求又能够解决因破碎地层、大直径卵石等导致的堵仓滞排问题，同时可以通过模式切换完成土压模式的快速掘进要求。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种隧道施工方法，包括泥水破碎模式和土压模式，将泥水破碎模式切换为土压模式时，将破碎机拆除，安装螺旋输送机后端的皮带机，土压模式下，渣土依次经过螺旋输送机、皮带机进行排渣；将土压模式切换为泥水破碎模式时，将皮带机拆除，安装螺旋输送机排渣口处的破碎机，在泥水破碎模式下，泥浆经过进浆管进入盾体的土仓内，然后携带渣土依次经过螺旋输送机、破碎机、排浆管进行排渣。还包括泥水直排模式，泥水直排模式切换为泥水破碎模式时，启动螺旋输送机和破碎机；泥水破碎模式切换为泥水直排模式时，关闭螺旋输送机和破碎机，在泥水直排模式下，泥浆经过进浆管进入盾体的土仓内，然后携带渣土经过排浆管进行排渣。一种盾构机，包括盾体，盾体内设有泥水平衡系统和土压平衡系统，土压平衡系统包括螺旋输送机，所述的螺旋输送机与破碎机可拆卸连接，螺旋输送机的后端存储有皮带机。所述的盾体的前端设有刀盘，盾体内设有驱动刀盘的主驱动。所述的泥水平衡系统包括进浆管和排浆管，进浆管和排浆管均伸至土仓内，破碎机与排浆管连通。所述的排浆管位于螺旋输送机的两侧。所述的螺旋输送机的后端设在一号拖车上，皮带机存储在一号拖车上。所述的螺旋输送机的前端通过关节轴承与盾体上的螺旋输送机座连接，螺旋输送机的后端通过支撑座连接在一号拖车上。所述的螺旋输送机与伸缩装置连接。所述的破碎机与一号拖车活动配合。所述的破碎机为颚式破碎机。所述的破碎机上设有行走轮，行走轮在平台轨道行走，平台轨道设在一号拖车上。所述的皮带机存储在一号拖车的上部。所述的盾体的前部设有土仓，土仓的底部设有出渣门。所述的出渣门为蝴蝶出渣门。本专利技术实现的功能或目的：该泥水双通道盾构机在小颗粒均质地层采用直排管路的泥水模式（通过开挖仓底部直排管路出渣，经排浆泵、排浆管输送至洞外）进行出渣，提高出渣效率，即泥水通道一；在大卵石破碎带等复合地层，采用螺旋输送机采石+破碎机碎石+管路的泥水模式进行出渣，即泥水通道二，解决堵管滞排问题，无需拆换任何设备即可实现两种模式的无缝切换。本专利技术的有益效果：该盾构机可进行模式切换（即拆除破碎机及其附属管路，安装皮带机）在低水压地层实现高效土压掘进；同时在土压模式的基础上也可一键切换至直排管泥水模式进行掘进。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术泥水通道一（直排管）掘进模式图。图2为本专利技术泥水通道二（螺旋输送机+破碎机+排浆管）掘进模式图。图3为图2的A-A向视图。图4为图2的B-B向视图。图5为本专利技术泥水通道二（螺旋输送机+皮带机）掘进模式图。图6为本专利技术泥水破碎模式切换为土压模式图一。图7为本专利技术泥水破碎模式切换为土压模式图二。图8为本专利技术泥水破碎模式切换为土压模式图三。图9为本专利技术泥水破碎模式切换为土压模式图四。图10为本专利技术泥水破碎模式切换为土压模式图五。图11为本专利技术泥水破碎模式切换为土压模式图六。图12为本专利技术泥水破碎模式切换为土压模式图七。图13为本专利技术土压模式切换为泥水破碎模式图一。图14为本专利技术土压模式切换为泥水破碎模式图二。图15为本专利技术土压模式切换为泥水破碎模式图三。图16为本专利技术土压模式切换为泥水破碎模式图四。图17为本专利技术土压模式切换为泥水破碎模式图五。图18为本专利技术土压模式切换为泥水破碎模式图六。图19为本专利技术土压模式切换为泥水破碎模式图七。图20为本专利技术泥水破碎模式切换为泥水直排模式图一。图21为本专利技术泥水破碎模式切换为泥水直排模式图二。图22为本专利技术泥水破碎模式切换为泥水直排模式图三。图23为本专利技术泥水破碎模式切换为泥水直排模式图四。图中：1-刀盘；2-盾体；3-主驱动；4-进浆管；5-排浆管；6-螺旋输送机；7-破碎机；8-一号拖车；9-皮带机；10-出渣门；601-支撑座；701-行走轮；801-平台轨道。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种隧道施工方法，包括泥水直排模式、泥水破碎模式和土压模式。如图13~19所示，将泥水破碎模式切换为土压模式时。如图13所示，监测土仓（此模式下等于泥水仓）和气垫仓压力波动情况。如图14所示，进浆管4和排浆管5通过旁通管连通，将环流系统切换为旁通模式。为确保后续土压模式转泥水破碎模式各管路通畅，气垫仓内渣土不堆积，需做好相应防堵措施，具体步骤如下：如图15所示，环流系统由旁通模式切换至气垫仓底部洗仓模式；监测土仓和气垫仓压力波动情况。如图16所示，关闭联通管路上刀闸，切断土仓和气垫仓联通管；关闭气垫仓保压系统，气垫仓恢复常压；监测土仓压力波动情况，必要时启动维修保压模式，对土仓进行适当补充泥浆，稳定土仓压力；清理气垫仓渣土，泥浆管路内注入盾尾油脂做好防堵措施等。然后盾构机开始缓慢掘进，土仓逐渐进行堆渣，具体步骤如下：如图17所示，环流系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道施工方法，包括泥水破碎模式，其特征在于：还包括土压模式，将泥水破碎模式切换为土压模式时，将破碎机（7）拆除，安装螺旋输送机（6）后端的皮带机（9），土压模式下，渣土依次经过螺旋输送机（6）、皮带机（9）进行排渣；将土压模式切换为泥水破碎模式时，将皮带机（9）拆除，安装螺旋输送机（6）排渣口处的破碎机（7），在泥水破碎模式下，泥浆经过进浆管（4）进入盾体（2）的土仓内，然后携带渣土依次经过螺旋输送机（6）、破碎机（7）、排浆管（5）进行排渣。/n

【技术特征摘要】
1.一种隧道施工方法，包括泥水破碎模式，其特征在于：还包括土压模式，将泥水破碎模式切换为土压模式时，将破碎机（7）拆除，安装螺旋输送机（6）后端的皮带机（9），土压模式下，渣土依次经过螺旋输送机（6）、皮带机（9）进行排渣；将土压模式切换为泥水破碎模式时，将皮带机（9）拆除，安装螺旋输送机（6）排渣口处的破碎机（7），在泥水破碎模式下，泥浆经过进浆管（4）进入盾体（2）的土仓内，然后携带渣土依次经过螺旋输送机（6）、破碎机（7）、排浆管（5）进行排渣。


2.根据权利要求1所述的隧道施工方法，其特征在于：还包括泥水直排模式，泥水直排模式切换为泥水破碎模式时，启动螺旋输送机（6）和破碎机（7）；泥水破碎模式切换为泥水直排模式时，关闭螺旋输送机（6）和破碎机（7），在泥水直排模式下，泥浆经过进浆管（4）进入盾体（2）的土仓内，然后携带渣土经过排浆管（5）进行排渣。


3.一种盾构机，包括盾体（2），盾体（2）内设有泥水平衡系统和土压平衡系统，泥水平衡系统和土压平衡系统包括螺旋输送机（6），其特征在于：所述的螺旋输送机（6）与破碎机（7）可拆卸连接，螺旋输送机（6）的后端存储有皮带机（9）。


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【专利技术属性】
技术研发人员：阴书玉，袁文征，贺开伟，郑康泰，张伟强，徐儒村，苏志学，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41