[發(fā)明專(zhuān)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(kāi)（公告）號(hào): CN113047856B
• 公開(kāi)（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(zhuān)利權(quán)）人: 中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21D9/087
• 分類(lèi)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

本發(fā)明提供了一種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，用于富含有害氣體地層的土壓盾構(gòu)機(jī)，包括刀盤(pán)、盾體、主驅(qū)動(dòng)、拼裝機(jī)、螺旋輸送機(jī)和后配套組件，后配套組件包括：后配套拖車(chē)；皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)，呈兩端開(kāi)口的筒狀結(jié)構(gòu)，皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)的前端與螺旋輸送機(jī)的出渣口密封連通，皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)的后端延伸至后配套拖車(chē)尾部的隧道皮帶機(jī)區(qū)域；盾構(gòu)機(jī)皮帶機(jī)，設(shè)置在皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)的內(nèi)腔中，盾構(gòu)機(jī)皮帶機(jī)能夠?qū)⒙菪斔蜋C(jī)的出渣口排出的渣料輸送至隧道皮帶機(jī)區(qū)域；抽吸組件，與皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)的內(nèi)腔連通，抽吸組件能夠抽取內(nèi)腔中的氣體。通過(guò)對(duì)排渣區(qū)域進(jìn)行封閉設(shè)計(jì)，以應(yīng)對(duì)富含有害氣體的地層中的隧道施工。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及盾構(gòu)機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種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。

背景技術(shù)

在隧道施工中，土壓平衡盾構(gòu)機(jī)具有設(shè)備成本低、工作占地面積小、施工效率高等多種優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于地鐵、高鐵和公路隧道的施工，并逐漸取代傳統(tǒng)的暗挖法隧道施工。

在隧道施工中，隧道地層中存在的有毒有害氣體一直是施工中的主要危險(xiǎn)源，如果施工不當(dāng)極易發(fā)生重大安全事故。因地質(zhì)特征的復(fù)雜性，隧道中常見(jiàn)的有害氣體主要有甲烷、一氧化碳、二氧化碳、硫化氫、氮?dú)獾龋矔?huì)遇到氨氣、氡氣等其他刺激性或放射性有害氣體。由于盾構(gòu)機(jī)主機(jī)和后配套中的電氣設(shè)備很多，很難全部設(shè)計(jì)成具備防爆狀態(tài)，因此對(duì)于甲烷、一氧化碳等可燃性氣體濃度達(dá)到爆炸極限時(shí)，在隧道施工中會(huì)極易因盾構(gòu)電氣火花、高溫等因素導(dǎo)致氣體爆炸。對(duì)于氨氣、氡氣等刺激性或放射性氣體，當(dāng)?shù)貙雍枯^高時(shí)，則極易隨著土壓盾構(gòu)的皮帶機(jī)渣土擴(kuò)散充溢到隧道中，嚴(yán)重?fù)p害工作人員的身體健康。現(xiàn)有盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)一般僅僅配置有害氣體檢測(cè)儀器，而缺乏有效的主動(dòng)防御措施，因此亟需設(shè)計(jì)一種能夠通用、高效、可靠應(yīng)對(duì)地層中有害氣體的土壓平衡盾構(gòu)機(jī)，用于解決有害氣體濃度較高的地層中的盾構(gòu)隧道施工問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種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，以解決因有毒有害氣體而導(dǎo)致的安全問(wèn)題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種用于富含有害氣體地層的土壓盾構(gòu)機(jī)，包括刀盤(pán)、盾體、主驅(qū)動(dòng)、拼裝機(jī)、螺旋輸送機(jī)和后配套組件，后配套組件包括：后配套拖車(chē)；皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)，呈兩端開(kāi)口的筒狀結(jié)構(gòu)，皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)的前端與螺旋輸送機(jī)的出渣口密封連通，皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)的后端延伸至后配套拖車(chē)尾部的隧道皮帶機(jī)區(qū)域；盾構(gòu)機(jī)皮帶機(jī)，設(shè)置在皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)的內(nèi)腔中，盾構(gòu)機(jī)皮帶機(jī)能夠?qū)⒙菪斔蜋C(jī)的出渣口排出的渣料輸送至隧道皮帶機(jī)區(qū)域；抽吸組件，與皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)的內(nèi)腔連通，抽吸組件能夠抽取內(nèi)腔中的氣體。

進(jìn)一步地，抽吸組件包括：抽風(fēng)機(jī)；抽風(fēng)主管，沿皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)的長(zhǎng)度方向設(shè)置，抽風(fēng)主管的一端與抽風(fēng)機(jī)連接；抽風(fēng)支管，一端與抽風(fēng)主管的另一端連接，抽風(fēng)支管的另一端與皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)的內(nèi)腔連通。

進(jìn)一步地，抽風(fēng)支管至少為兩條，沿皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)的長(zhǎng)度方向平行間隔設(shè)置，且其中一條抽風(fēng)支管設(shè)置在皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)靠近螺旋輸送機(jī)的一端，每條抽風(fēng)支管上均設(shè)置有風(fēng)管蝶閥。

進(jìn)一步地，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，與皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)的內(nèi)腔和皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)外部的隧道均連通，通風(fēng)組件能夠向內(nèi)腔和隧道內(nèi)供氣。

進(jìn)一步地，通風(fēng)組件包括：風(fēng)機(jī)組件；二次通風(fēng)管，沿皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)的長(zhǎng)度方向設(shè)置，二次通風(fēng)管的一端與風(fēng)機(jī)組件連接，二次通風(fēng)管的另一端與刀盤(pán)前方的隧道連通；通風(fēng)支管，一端與內(nèi)腔連通，通風(fēng)支管的另一端與二次通風(fēng)管連通。

進(jìn)一步地，皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)的倉(cāng)壁包括間隔設(shè)置的內(nèi)壁和外壁，外壁上設(shè)置有用于連接通風(fēng)支管一端的連接孔，內(nèi)壁上設(shè)置有多個(gè)間隔分布的供氣孔。

進(jìn)一步地，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，設(shè)置在皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)內(nèi)并能夠檢測(cè)皮帶機(jī)壓力隔絕倉(cāng)內(nèi)有害氣體濃度；控制組件，與有害氣體檢測(cè)組件、抽吸組件和通風(fēng)組件均電氣連接。