[發(fā)明專利]用于富含有害氣體地層的土壓盾構(gòu)機(jī)及隧道施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110345607.3
• 申請(qǐng)日: 2021-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN113047856B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹躍峰;劉騰龍;陳昆鵬;龐培彥;岳銀鵬;劉豪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E21D9/087
• 分類號(hào): E21D9/087;E21D9/093;E21F1/00;E21F7/00;E21F17/18
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 竇雪龍;韓嫚嫚

1.一種用于富含有害氣體地層的土壓盾構(gòu)機(jī)，包括刀盤(1)、盾體(2)、主驅(qū)動(dòng)(3)、拼裝機(jī)(4)、螺旋輸送機(jī)(5)和后配套組件，其特征在于，所述后配套組件包括：

后配套拖車(6)；

皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)(8)，呈兩端開口的筒狀結(jié)構(gòu)，皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)(8)的前端與螺旋輸送機(jī)(5)的出渣口密封連通，皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)(8)的后端延伸至后配套拖車(6)尾部的隧道皮帶機(jī)區(qū)域；

盾構(gòu)機(jī)皮帶機(jī)(9)，設(shè)置在皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)(8)的內(nèi)腔中，盾構(gòu)機(jī)皮帶機(jī)(9)能夠?qū)⒙菪斔蜋C(jī)(5)的出渣口排出的渣料輸送至所述隧道皮帶機(jī)區(qū)域；

抽吸組件，與皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)(8)的內(nèi)腔連通，所述抽吸組件能夠抽取所述內(nèi)腔中的氣體；

所述用于富含有害氣體地層的土壓盾構(gòu)機(jī)還包括通風(fēng)組件，所述通風(fēng)組件與皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)(8)的內(nèi)腔連通，所述通風(fēng)組件能夠向所述內(nèi)腔供氣；

所述通風(fēng)組件包括與所述內(nèi)腔連通的通風(fēng)支管(308)；

皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)(8)的倉(cāng)壁包括間隔設(shè)置的內(nèi)壁和外壁；

所述內(nèi)壁和所述外壁之間形成隔絕倉(cāng)中空腔(10)，所述外壁上設(shè)置有用于連接所述通風(fēng)支管(308)的連接孔，所述連接孔與所述隔絕倉(cāng)中空腔(10)連通，所述內(nèi)壁上設(shè)置有多個(gè)間隔分布的供氣孔，所述供氣孔與所述隔絕倉(cāng)中空腔(10)連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于富含有害氣體地層的土壓盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，所述抽吸組件包括：

抽風(fēng)機(jī)(304)；

抽風(fēng)主管(11)，沿皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)(8)的長(zhǎng)度方向設(shè)置，抽風(fēng)主管(11)的一端與抽風(fēng)機(jī)(304)連接；

抽風(fēng)支管(303)，一端與抽風(fēng)主管(11)的另一端連接，抽風(fēng)支管(303)的另一端與皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)(8)的所述內(nèi)腔連通。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于富含有害氣體地層的土壓盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，抽風(fēng)支管(303)至少為兩條，沿皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)(8)的長(zhǎng)度方向平行間隔設(shè)置，且其中一條抽風(fēng)支管(303)設(shè)置在皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)(8)靠近螺旋輸送機(jī)(5)的一端，每條抽風(fēng)支管(303)上均設(shè)置有風(fēng)管蝶閥(302)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于富含有害氣體地層的土壓盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，所述通風(fēng)組件與皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)(8)的內(nèi)腔和皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)(8)外部的隧道均連通，所述通風(fēng)組件能夠向所述內(nèi)腔和所述隧道內(nèi)供氣。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于富含有害氣體地層的土壓盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，所述通風(fēng)組件包括：

風(fēng)機(jī)組件；

二次通風(fēng)管(12)，沿皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)(8)的長(zhǎng)度方向設(shè)置，二次通風(fēng)管(12)的一端與所述風(fēng)機(jī)組件連接，二次通風(fēng)管(12)的另一端與刀盤(1)前方的所述隧道連通；

通風(fēng)支管(308)，一端與所述內(nèi)腔連通，通風(fēng)支管(308)的另一端與二次通風(fēng)管(12)連通。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于富含有害氣體地層的土壓盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，所述用于富含有害氣體地層的土壓盾構(gòu)機(jī)還包括：

有害氣體檢測(cè)組件(301)，設(shè)置在皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)(8)內(nèi)并能夠檢測(cè)皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)(8)內(nèi)有害氣體濃度；

控制組件，與有害氣體檢測(cè)組件(301)、所述抽吸組件和所述通風(fēng)組件均電氣連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于富含有害氣體地層的土壓盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，有害氣體檢測(cè)組件(301)包括第一氣體檢測(cè)傳感器和第二氣體檢測(cè)傳感器，所述第一氣體檢測(cè)傳感器設(shè)置在皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)(8)的一端，所述第二氣體檢測(cè)傳感器設(shè)置在皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)(8)的另一端。

8.一種隧道施工方法，采用權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的用于富含有害氣體地層的土壓盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行施工，其特征在于，所述隧道施工方法包括以下步驟：

步驟一、檢測(cè)皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)(8)內(nèi)有害氣體的濃度；

步驟二、根據(jù)皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)(8)內(nèi)有害氣體的濃度調(diào)整所述抽吸組件抽氣量和所述通風(fēng)組件的通風(fēng)量。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的隧道施工方法，其特征在于，所述步驟二具體為：

當(dāng)皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)(8)有害氣體的濃度低于第一設(shè)定值時(shí)，開啟所述通風(fēng)組件并關(guān)閉所述抽吸組件；

當(dāng)皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)(8)有害氣體的濃度高于第一設(shè)定值且低于第二設(shè)定值時(shí)，開啟所述通風(fēng)組件和所述抽吸組件；

當(dāng)皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)(8)有害氣體的濃度高于第二設(shè)定值時(shí)，控制所述用于富含有害氣體地層的土壓盾構(gòu)機(jī)停止掘進(jìn)，并增大所述通風(fēng)組件的通風(fēng)量，且增大所述抽吸組件抽氣量。