[發明專利]一種多模式盾構機

有效

• 申請號: 201811570359.7
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109630149B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 竺維彬;郭永順;鐘長平;黃威然;王俊彬;祝思然;卓普周;王杜鵑;肖瑞傳;陳和;凌波
• 申請（專利權）人: 廣州軌道交通建設監理有限公司
• 主分類號: E21D9/087
• 分類號: E21D9/087;E21D9/12;E21D9/13
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種多模式盾構機，包括盾殼、皮帶輸送機、螺旋輸送機、泥漿循環系統和刀盤；皮帶輸送機和螺旋輸送機設于盾殼內，刀盤設于盾殼的前端，刀盤和盾殼的前端之間具有密封艙；盾殼內部設有與密封艙相連通的泥漿進漿口和泥漿出漿口，泥漿循環系統包括外部泥漿源、進漿管道和出漿管道；進漿管道的一端通過泥漿進漿口連通于密封艙，另一端連接于外部泥漿源；出漿管道的一端通過泥漿出漿口連通于密封艙，另一端連接于外部泥漿源；螺旋輸送機的進渣口連通于密封艙并通過可開合的進渣閘門封閉，出渣口和皮帶輸送機的輸送通道相對應。本發明可以根據復雜多變地層條件切換不同的盾構掘進模式。

技術領域

本發明涉及盾構技術領域，具體涉及一種多模式盾構機。

背景技術

在花崗巖發育的地層中，區間隧道穿越的地層條件復雜多變：部分段隧道穿越軟土地層，例如砂性黏土地層、花崗巖殘積層等；部分段隧道穿越軟硬不均地層，例如隧道開挖斷面的上部分是花崗巖殘積層，下部分是微風化花崗巖層，或者穿越的花崗巖殘積層中夾雜著微風化花崗巖球狀風化體等情況；部分段全斷面穿越微風化花崗巖層，微風化花崗巖強度普遍在100mPa以上。同時隧道施工可能還面臨著復雜的周邊環境，例如穿越建筑物、河流等。針對這種復雜的工況，單一模式的盾構機已經無法適應。

針對斷面內局部的微風化花崗巖，傳統的辦法是地面人工開挖破碎、地面取芯法、預先爆破處理等。這些方法都需要提前勘察到巖體的位置，容易出現勘察遺漏的巖體，為后面盾構施工帶來風險。此外這些方法都需要地面作業，對周邊環境、居民生活產生一定的影響，且其中部分方法處理效果也并不理想。

針對全斷面的微風化花崗巖，傳統的辦法是采用礦山法先施工(需爆破)后盾構空推經過。這種辦法需要在地面開挖豎井，為礦山法施工提供工作面，而且工法工序轉換，導致工期有所增長；同時該方法會增加工程投資。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明旨在提供一種多模式盾構機，可以根據復雜多變地層條件切換不同的盾構掘進模式。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種多模式盾構機，包括盾殼、皮帶輸送機、螺旋輸送機、泥漿循環系統和刀盤；所述皮帶輸送機和螺旋輸送機設于所述盾殼內，所述刀盤設于所述盾殼的前端，刀盤和盾殼的前端之間具有密封艙；所述盾殼上設有與密封艙相連通的泥漿進漿口和泥漿出漿口，所述泥漿循環系統包括外部泥漿源、進漿管道和出漿管道；所述進漿管道的一端通過所述泥漿進漿口連通于所述密封艙，另一端連接于外部泥漿源；所述出漿管道的一端通過所述泥漿出漿口連通于所述密封艙，另一端連接于外部泥漿源；所述螺旋輸送機的進渣口連通于所述密封艙并通過可開合的進渣閘門封閉，出渣口和所述皮帶輸送機的輸送通道相對應。

進一步地，所述泥漿進漿口設于所述盾殼的前端。

進一步地，所述泥漿進漿口包括上部進漿口和下部進漿口，分別設于所述盾殼前端的上部和下部；所述進漿管道分別連通于所述上部進漿口和下部進漿口。

進一步地，所述泥漿出漿口設于所述盾殼前端的底部。

進一步地，所述刀盤的中心采用整板焊接，刀盤上所有滾刀刀具與切削刀刀具之間可互換安裝，且所有刀具采用可更換的背裝方式。

進一步地，刀盤的驅動功率采用1400KW。

本發明還提供一種利用上述多模式盾構機的方法，具體為：

當采用土壓模式掘進時：通過密封艙內土體壓力來平衡掌子面水土壓力，刀具切削下來的渣土進入到密封艙內；螺旋輸送機的進渣閘門打開，渣土從螺旋輸送機的進渣口輸送至位于盾殼內部的螺旋輸送機的出渣口，并經出渣口落在所述皮帶輸送機上，經過皮帶輸送機輸送至盾殼外部；泥漿循環系統不工作；