[發(fā)明專利]泥水/土壓雙模式盾構(gòu)及其掘進(jìn)模式轉(zhuǎn)換方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010199907.0
• 申請(qǐng)日: 2020-03-20
• 公開（公告）號(hào): CN111219194B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐敬賀;左龍;孟鑑先;方東洋;賈少東;張挺;浮敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵隧道局集團(tuán)有限公司;中鐵隧道股份有限公司
• 主分類號(hào): E21D9/06
• 分類號(hào): E21D9/06;E21D9/12;E21D9/13
• 代理公司: 河南科技通律師事務(wù)所 41123
• 代理人: 張曉輝;樊羿

本發(fā)明公開了一種泥水/土壓雙模式盾構(gòu)及其掘進(jìn)模式轉(zhuǎn)換方法，該泥水/土壓雙模式盾構(gòu)配備有泥水模式和土壓模式掘進(jìn)所需要的裝置和配套設(shè)備，能夠采用泥水和土壓雙模式掘進(jìn)。在泥水模式轉(zhuǎn)換為土壓模式中，關(guān)閉旁通泥漿管路、連通管后，觀察土倉和氣墊倉壓力變化，然后判斷能否進(jìn)行轉(zhuǎn)換，有利于確保轉(zhuǎn)換過程土倉壓力穩(wěn)定；在逆流排漿過程中，通過排漿泵可控制泥漿排放速度，實(shí)現(xiàn)與盾構(gòu)掘進(jìn)速度相匹配，從而可主動(dòng)維持土倉內(nèi)壓力穩(wěn)定。在土壓模式轉(zhuǎn)換為泥水模式中，先通過螺旋機(jī)排出一部分渣土，螺旋機(jī)排渣速度快，有利于提高轉(zhuǎn)換效率；而預(yù)留的渣土通過逆洗模式完成渣漿置換，可防止螺旋機(jī)排出剩余少量土渣時(shí)出現(xiàn)噴涌而造成土倉壓力失穩(wěn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及盾構(gòu)施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種泥水/土壓雙模式盾構(gòu)及其掘進(jìn)模式轉(zhuǎn)換方法。

背景技術(shù)

采用盾構(gòu)施工的隧道在盾構(gòu)選型過程中，一般根據(jù)水文地質(zhì)條件及周邊環(huán)境因素平衡利弊來選擇泥水平衡盾構(gòu)或土壓平衡盾構(gòu)。

泥水平衡盾構(gòu)的泥水倉內(nèi)壓力控制精確，面對(duì)周邊環(huán)境復(fù)雜區(qū)域或水文地質(zhì)條件差的隧道，施工安全和沉降控制上具有優(yōu)勢；其缺點(diǎn)是配套設(shè)備多，場地條件要求高，掘進(jìn)成本較土壓平衡盾構(gòu)高。土壓平衡盾構(gòu)的土倉內(nèi)壓力控制精度稍差，面對(duì)水文地質(zhì)條件好或周邊環(huán)境沉降控制要求低的隧道，施工效率及成本具有優(yōu)勢，且配套設(shè)備少，場地條件要求低。

隨著盾構(gòu)隧道建設(shè)難度的增加，工程上出現(xiàn)了一種雙模式盾構(gòu)，這種盾構(gòu)兼具泥水平衡盾構(gòu)和土壓平衡盾構(gòu)的優(yōu)勢。如公開號(hào)為CN104879133A的中國專利文獻(xiàn)記載了一種雙模式盾構(gòu)機(jī)，其能夠進(jìn)行土壓平衡模式掘進(jìn)和泥水平衡模式掘進(jìn)。

采用雙模式盾構(gòu)施工過程中，需要進(jìn)行掘進(jìn)模式的轉(zhuǎn)換，也就是將泥水平衡模式轉(zhuǎn)換為土壓平衡模式，或土壓平衡模式轉(zhuǎn)換為泥水平衡模式。轉(zhuǎn)換過程中的關(guān)鍵點(diǎn)在于控制土倉內(nèi)壓力波動(dòng)，維持掌子面穩(wěn)定、控制上方土層沉降，以及減少噴涌或者堵管。

目前，未見在隧道施工過程中雙模式盾構(gòu)施工案例的相關(guān)報(bào)導(dǎo)，也沒有相關(guān)對(duì)掘進(jìn)模式轉(zhuǎn)換做詳細(xì)描述的文獻(xiàn)，為此，有必要提供一種有利于穩(wěn)定土倉壓力、控制沉降和穩(wěn)定掌子面的雙模式盾構(gòu)的模式轉(zhuǎn)換方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種泥水/土壓雙模式盾構(gòu)掘進(jìn)模式轉(zhuǎn)換方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中盾構(gòu)掘進(jìn)模式轉(zhuǎn)換過程中土倉壓力不穩(wěn)定的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的第一方面是：

設(shè)計(jì)一種泥水/土壓雙模式盾構(gòu)掘進(jìn)模式轉(zhuǎn)換方法，包括

泥水模式轉(zhuǎn)換為土壓模式：

（1.1）當(dāng)掘進(jìn)里程達(dá)到泥水模式轉(zhuǎn)換土壓模式位置時(shí)停止掘進(jìn)，土壓模式的各配套設(shè)備準(zhǔn)備到位；

（1.2）清洗土倉、氣墊倉和旁通泥漿管路；

（1.3）關(guān)閉清洗完的旁通泥漿管路以及土倉、氣墊倉之間的連通管，觀察土倉和氣墊倉壓力變化，若土倉內(nèi)壓力在一段時(shí)間內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定，可進(jìn)行下一步；

（1.4）進(jìn)行土倉堆渣：

（1.4.1）開啟旁通泥漿管路,并打開螺旋機(jī)前閘門；

（1.4.2）盾構(gòu)緩慢推進(jìn)，土倉內(nèi)渣土不斷堆積；同時(shí)，開通土倉上部連通的進(jìn)漿管，通過旁通泥漿管路將土倉中泥漿帶出，并注意觀察土倉壓力，使盾構(gòu)掘進(jìn)速度與排漿速度相匹配，以穩(wěn)定土倉壓力；

（1.4.3）檢測土倉內(nèi)泥漿是否排完，若排完，則關(guān)閉進(jìn)漿管和旁通泥漿管路，打開螺旋機(jī)后閘門，運(yùn)行螺旋機(jī)、皮帶機(jī)，盾構(gòu)開始按照土壓模式掘進(jìn)；

或土壓模式轉(zhuǎn)換為泥水模式：

（2.1）當(dāng)掘進(jìn)里程達(dá)到土壓模式轉(zhuǎn)換泥水模式位置時(shí)停止掘進(jìn)，泥水模式的各配套設(shè)備準(zhǔn)備到位；

（2.2）排出土倉渣土：