雙模式盾構(gòu)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于盾構(gòu)施工領(lǐng)域，具體涉及一種雙模式盾構(gòu)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]常見(jiàn)的盾構(gòu)機(jī)分為土壓平衡盾構(gòu)和泥水平衡盾構(gòu)。土壓平衡盾構(gòu)的基本原理是由刀盤(pán)切削土層，切削后的泥土進(jìn)入土倉(cāng)，土倉(cāng)內(nèi)的泥土與開(kāi)挖面壓力取得平衡的同時(shí)由土倉(cāng)內(nèi)的螺旋輸送機(jī)出渣，裝于出渣口的排渣裝置在出渣量與推進(jìn)量取得平衡的狀態(tài)下，進(jìn)行連續(xù)出渣；泥水平衡式盾構(gòu)的基本原理是在盾構(gòu)刀盤(pán)后部設(shè)置隔板，與刀盤(pán)之間形成泥水倉(cāng)(泥水壓力室)，將加壓的泥漿送入泥水倉(cāng)，通過(guò)加壓作用和壓力保持機(jī)構(gòu)，泥漿在壓力的作用下緩慢向地層中滲透形成泥膜來(lái)支撐掌子面穩(wěn)定，刀盤(pán)切削下來(lái)的土體和泥漿混合通過(guò)排漿泵及排漿管輸送到地面處理。
[0003]以上兩種盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)方式只能為土壓平衡式或者泥水平衡式的其中一種，因此盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)地層變化的工作能力受到極大限制，現(xiàn)階段我國(guó)城市軌道交通、引水隧道、電力隧道大力發(fā)展，隧道穿越地區(qū)地質(zhì)變化較大，在大量的復(fù)雜地段，單一掘進(jìn)方式的盾構(gòu)機(jī)容易出現(xiàn)掘進(jìn)困難，影響施工工期，增加施工成本，給城市軌道交通等各類(lèi)建設(shè)造成不利影響。
[0004]現(xiàn)階段雖然也存在一些能夠?qū)⑼翂浩胶夂湍嗨胶鈨煞N掘進(jìn)方式結(jié)合在一起的盾構(gòu)，但是由于其兩種不同性質(zhì)的開(kāi)挖掘進(jìn)模式導(dǎo)致整體設(shè)計(jì)極為不合理，雙模式切換過(guò)程導(dǎo)致后續(xù)的排渣排漿變化，其不僅在操作上存在很大的困難，同時(shí)對(duì)于整個(gè)空間的利用和布置都有很高的要求，無(wú)法實(shí)現(xiàn)良好的推廣應(yīng)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述存在的問(wèn)題和不足，提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，能夠使得土壓平衡掘進(jìn)和泥水平衡掘進(jìn)模式靈活切換的雙模式盾構(gòu)機(jī)。
[0006]為達(dá)到上述目的，所采取的技術(shù)方案是:
[0007]—種雙模式盾構(gòu)機(jī)，包括盾構(gòu)主機(jī)、設(shè)置在盾構(gòu)主機(jī)前部的刀盤(pán)、依次設(shè)置在刀盤(pán)后部的土倉(cāng)和氣墊倉(cāng)、以及土壓平衡系統(tǒng)和泥水平衡系統(tǒng)系統(tǒng)，所述的土倉(cāng)和氣墊倉(cāng)上均連通有進(jìn)漿管，所述的氣墊倉(cāng)上部還連通有進(jìn)氣管，氣墊倉(cāng)與土倉(cāng)之間設(shè)有連通管道；所述的土壓平衡系統(tǒng)包括伸入土倉(cāng)底部的螺旋輸送機(jī)、伸入土倉(cāng)內(nèi)的膨潤(rùn)土注入管道、設(shè)置在螺旋輸送機(jī)后部的稀釋箱和破碎機(jī)、以及破碎機(jī)出料端連接的排漿泵；所述的泥水平衡系統(tǒng)包括連通伸入土倉(cāng)底部的排漿管和設(shè)置在排漿管上的破碎機(jī)，所述的泥水平衡系統(tǒng)的破碎機(jī)出口連接排漿泵。
[0008]所述的進(jìn)漿管、進(jìn)氣管、膨潤(rùn)土注入管道、排漿管、循環(huán)管道上均設(shè)置有閥門(mén)，所述的螺旋輸送機(jī)的兩端均設(shè)置有閘門(mén)。
[0009]所述的稀釋箱上連通有泥漿沖刷管路。
[0010]所述的泥水平衡系統(tǒng)的破碎機(jī)與排漿泵之間還設(shè)置有分流箱，所述的分流箱的第三連通口與土倉(cāng)之間設(shè)有循環(huán)管道和逆循環(huán)泥漿泵。
[0011]采用上述技術(shù)方案，所取得的有益效果是:
[0012]①本實(shí)用新型機(jī)通過(guò)配置的土壓平衡系統(tǒng)和泥水平衡系統(tǒng)系統(tǒng)，在盾構(gòu)機(jī)工作時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際盾構(gòu)隧道的地層，在土壓平衡式和泥水平衡式掘進(jìn)中切換，以適應(yīng)復(fù)雜地段盾構(gòu)隧道的掘進(jìn)，提高對(duì)復(fù)雜地形的適應(yīng)性和盾構(gòu)施工效率。
[0013]②本實(shí)用新型中通過(guò)螺旋輸送機(jī)和破碎機(jī)的中間安裝一稀釋箱，稀釋箱再連接到進(jìn)漿沖刷管路，螺旋輸送機(jī)排出的渣土及大石塊落入稀釋箱，通過(guò)沖刷管路稀釋送到破碎機(jī)處破碎，破碎后的石塊通過(guò)排楽管送入排楽泵，從而在盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)換至泥水平衡模式時(shí)，能有效的清除土倉(cāng)內(nèi)的大石塊，避免大石塊使排漿管堵塞排渣不暢。
[0014]③本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)土壓平衡系統(tǒng)和泥水平衡系統(tǒng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的新的設(shè)計(jì)，強(qiáng)化了其排渣排漿功能，能夠有效的縮減雙模式盾構(gòu)機(jī)的空間占用面積，大大提高了設(shè)備的一體化性能，且便于操作，能夠靈活切換。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中序號(hào):1為盾構(gòu)主機(jī)、2為刀盤(pán)、3為土倉(cāng)、4為氣墊倉(cāng)、5為進(jìn)楽管、6為進(jìn)氣管、7為連通管道、8為螺旋輸送機(jī)、9為膨潤(rùn)土注入管道、10為稀釋箱、11為破碎機(jī)、12為排漿泵、13為排漿管、14-1為閥門(mén)、14-2為閥門(mén)、14-3為閥門(mén)、14_4為閥門(mén)、15-1為閘門(mén)、15_2為閘門(mén)、16為泥漿沖刷管路、17為分流箱、18為循環(huán)管路、19為逆循環(huán)泥漿泵。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]參見(jiàn)圖1，一種雙模式盾構(gòu)機(jī)，包括盾構(gòu)主機(jī)1，所述盾構(gòu)機(jī)的前部設(shè)有刀盤(pán)2，所述刀盤(pán)后面設(shè)置有土倉(cāng)3，所述土倉(cāng)3后面設(shè)置有氣墊倉(cāng)4，在盾構(gòu)主機(jī)I后方設(shè)有拖車(chē)，所述拖車(chē)安裝有土壓平衡系統(tǒng)和泥水平衡系統(tǒng)，所述的土倉(cāng)3和氣墊倉(cāng)4上均連通有進(jìn)漿管5，所述的氣墊倉(cāng)4上部還連通有進(jìn)氣管6，氣墊倉(cāng)4與土倉(cāng)3之間設(shè)有連通管道7 ;所述土壓平衡系統(tǒng)包括伸入所述土倉(cāng)3內(nèi)的螺旋輸送機(jī)8、伸入土倉(cāng)內(nèi)的膨潤(rùn)土注入管道9、依次設(shè)有螺旋輸送機(jī)8后部的稀釋箱10和破碎機(jī)11、以及破碎機(jī)11出料端連接的排漿泵12，所述的稀釋箱10上連通有泥漿沖刷管路16 ;所述的泥水平衡系統(tǒng)包括連通伸入土倉(cāng)3底部的排漿管13、依次設(shè)置在排漿管13上的破碎機(jī)11和分流箱17，所述的分流箱17的其中一連通口與土倉(cāng)3之間設(shè)有循環(huán)管道18和逆循環(huán)泥漿泵19，分流箱17的第三連通口連通排漿泵12。所述的進(jìn)漿管5、進(jìn)氣管6、膨潤(rùn)土注入管道9、排漿管13、循環(huán)管道18上均設(shè)置有閥門(mén)，所述的螺旋輸送機(jī)8的兩端均設(shè)置有閘門(mén)15-1和閘門(mén)15-2。
[0019]在土壓平衡模式下掘進(jìn)工作時(shí)，關(guān)閉伸入到土倉(cāng)的進(jìn)漿管閥門(mén)14-1，打開(kāi)伸入氣墊倉(cāng)的進(jìn)漿管的閥門(mén)14-2，打開(kāi)膨潤(rùn)土注入管路的閥門(mén)14-3，刀盤(pán)2旋轉(zhuǎn)切削隧道內(nèi)的土層，削落后的渣土進(jìn)入土倉(cāng)3，稀泥漿在氣墊倉(cāng)4的壓縮空氣作用通過(guò)連通管送入土倉(cāng)3，膨潤(rùn)土通過(guò)管路注入土倉(cāng)3，渣土、稀漿和膨潤(rùn)土三者混合，能夠有效提高螺旋輸送機(jī)的攜渣能力，螺旋輸送機(jī)工作，渣土通過(guò)螺旋輸送機(jī)前端輸送至末端，從出渣門(mén)落入稀釋箱，沖刷管路進(jìn)漿稀釋?zhuān)酀{混合著大石塊進(jìn)入破碎進(jìn)行破碎，破碎后的小石塊和泥漿通過(guò)排漿管送入排漿泵輸送至隧道外。
[0020]切換至泥水平衡模式，進(jìn)行泥水平衡模式掘進(jìn)時(shí)，關(guān)閉螺旋輸送機(jī)排渣系統(tǒng)，關(guān)閉螺旋輸送機(jī)前后閘門(mén)15-1和閘門(mén)15-2，打開(kāi)伸至土倉(cāng)內(nèi)的排漿管的閥門(mén)14-4和伸入土倉(cāng)3的進(jìn)漿管的閥門(mén)14-1，刀盤(pán)2旋轉(zhuǎn)切削隧道內(nèi)的土層，削落后的渣土進(jìn)入土倉(cāng)3內(nèi)，渣土與泥漿在土倉(cāng)3內(nèi)混合，從排漿管輸送至拖車(chē)上的破碎機(jī)11處破碎后，可經(jīng)過(guò)分流箱將破碎后的石塊通過(guò)分流箱分流石塊送入排漿泵，通過(guò)排漿泵輸送至隧道外，分流箱分流后的稀漿通過(guò)逆循環(huán)泥漿泵打回土倉(cāng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙模式盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，包括盾構(gòu)主機(jī)、設(shè)置在盾構(gòu)主機(jī)前部的刀盤(pán)、依次設(shè)置在刀盤(pán)后部的土倉(cāng)和氣墊倉(cāng)、以及土壓平衡系統(tǒng)和泥水平衡系統(tǒng)系統(tǒng)，所述的土倉(cāng)和氣墊倉(cāng)上均連通有進(jìn)漿管，所述的氣墊倉(cāng)上部還連通有進(jìn)氣管，氣墊倉(cāng)與土倉(cāng)之間設(shè)有連通管道；所述的土壓平衡系統(tǒng)包括伸入土倉(cāng)底部的螺旋輸送機(jī)、伸入土倉(cāng)內(nèi)的膨潤(rùn)土注入管道、設(shè)置在螺旋輸送機(jī)后部的稀釋箱和破碎機(jī)、以及破碎機(jī)出料端連接的排漿泵；所述的泥水平衡系統(tǒng)包括連通伸入土倉(cāng)底部的排漿管和設(shè)置在排漿管上的破碎機(jī)，所述的泥水平衡系統(tǒng)的破碎機(jī)出口連接排漿泵。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙模式盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，所述的進(jìn)漿管、進(jìn)氣管、膨潤(rùn)土注入管道、排漿管、循環(huán)管道上均設(shè)置有閥門(mén)，所述的螺旋輸送機(jī)的兩端均設(shè)置有閘門(mén)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙模式盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，所述的稀釋箱上連通有泥漿沖刷管路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙模式盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，所述的泥水平衡系統(tǒng)的破碎機(jī)與排漿泵之間還設(shè)置有分流箱，所述的分流箱的第三連通口與土倉(cāng)之間設(shè)有循環(huán)管道和逆循環(huán)泥漿泵。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型屬于盾構(gòu)施工領(lǐng)域。一種雙模式盾構(gòu)機(jī)，包括盾構(gòu)主機(jī)、設(shè)置在盾構(gòu)主機(jī)前部的刀盤(pán)、依次設(shè)置在刀盤(pán)后部的土倉(cāng)和氣墊倉(cāng)、以及土壓平衡系統(tǒng)和泥水平衡系統(tǒng)，在盾構(gòu)機(jī)工作時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際隧道的地層，在土壓平衡模式掘進(jìn)和泥水平衡模式掘進(jìn)中切換，來(lái)適應(yīng)不同地質(zhì)條件下的掘進(jìn)，提高對(duì)復(fù)雜地層的適應(yīng)性和盾構(gòu)施工效率。同時(shí)本實(shí)用新型通過(guò)在螺旋輸送機(jī)尾部安裝稀釋箱和破碎機(jī)將大石塊破碎到泥漿泵可以輸送的粒徑，從泥漿管路排出，這樣可以有效的防止在泥水模式下大石塊排出不暢。
【IPC分類(lèi)】E21D9/08, E21D9/06
【公開(kāi)號(hào)】CN204646242
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520331003
【發(fā)明人】王杜娟, 賀開(kāi)偉, 葉超, 張國(guó)良, 張志國(guó), 趙新合, 蘇志學(xué), 趙萬(wàn)里, 李建斌, 譚順輝, 鄭康泰, 卓興建, 楊?lèi)?ài)軍
【申請(qǐng)人】中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年5月21日