盾構(gòu)機由泥水掘進模式切換成土壓掘進模式的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種地下工程盾構(gòu)施工方法，特別是一種雙模式盾構(gòu)機由泥水掘進模式切換成土壓掘進模式的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]盾構(gòu)法施工技術(shù)已成為隧道建設(shè)的重要技術(shù)之一。一般來說盾構(gòu)設(shè)備的種類與地質(zhì)條件是相對應(yīng)的，目前采用的基本都是單模式盾構(gòu)機，無法進行模式切換利用。掘進方式只能為土壓平衡式掘進或者泥水平衡式掘進的其中一種，因此盾構(gòu)機適應(yīng)地層環(huán)境、地表環(huán)境和長距離的工作能力受到極大限制。
[0003]特別是在穿越行進地區(qū)的地質(zhì)情況變化較大，較為復(fù)雜的地段，地表建構(gòu)筑物、江河流域、管線等復(fù)雜環(huán)境。單一掘進模式的盾構(gòu)機容易出現(xiàn)掘進困難等問題。
[0004]傳統(tǒng)的單一模式的盾構(gòu)機是通過選型比選、適應(yīng)性評估，一是選定土壓平衡式盾構(gòu)機或泥水平衡式盾構(gòu)機中的一種；二是同時選定兩種盾構(gòu)機，分別應(yīng)用到工程中，致使增加設(shè)備投入費用或增加始發(fā)工作井等高額的費用。由于盾構(gòu)機單一模式的局限性，這種方法一旦選定，應(yīng)用在隧道施工中就無法更改，倘若必須要變更盾構(gòu)機則需花費非常大的經(jīng)濟代價和工期代價。影響施工工期，增加工程成本，對施工建設(shè)造成不利影響。
[0005]針對在復(fù)合地層中豐富的泥水盾構(gòu)、土壓盾構(gòu)施工經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合泥水、土壓雙模式盾構(gòu)機使用的實際經(jīng)驗，率先提出的新概念模式切換功能。然而現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)并沒有由泥水掘進模式切換成土壓掘進模式的施工方法或者實現(xiàn)了由土壓掘進模式切換成泥水掘進模式的施工方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的，在于提供一種盾構(gòu)機由泥水掘進模式切換成土壓掘進模式的方法。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題的解決方案是:盾構(gòu)機由泥水掘進模式切換成土壓掘進模式的方法，包括以下步驟，
1)在正常泥水掘進模式中，將泥水的環(huán)流切換至機內(nèi)旁路環(huán)流；
2)土倉內(nèi)壓力穩(wěn)定后，啟動盾構(gòu)機刀盤，開始挖掘；
3)關(guān)閉排泥漿閥，切換至環(huán)流正送模式；
4)隨著盾構(gòu)機挖掘，刀盤切削下來的土渣在土倉內(nèi)堆積，通過環(huán)流正送模式的泥漿經(jīng)過土倉后通過排泥管排出控制土倉的內(nèi)壓力；
5)打開螺旋機頂部預(yù)留的排漿閥進行排漿；
6)當(dāng)盾構(gòu)機掘進扭矩明顯增大時，控制掘進速度，使渣土堆積在土倉內(nèi)，直至螺旋機頂部排漿閥出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象；
7)打開盾構(gòu)機前體中隔板上部的排漿孔后排漿，當(dāng)排漿孔出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象后，疏通再排，
直至完全堵塞； 8)啟動螺旋機，通過閘門開閉控制出渣，完成泥水掘進模式切換成土壓掘進模式。
[0008]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，在步驟I)后，關(guān)閉排泥漿閥，開啟自動保壓模式,往土倉內(nèi)灌漿’穩(wěn)定土倉內(nèi)的壓力后開啟環(huán)流正送模式。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述自動保壓模式的泥漿流向為地面優(yōu)質(zhì)漿液—AVlO閥一送泥管路一CVl閥一MVl閥一土倉；環(huán)流正送模式的泥漿流向為地面優(yōu)質(zhì)漿液—AVlO閥一送泥管路一AVl閥一MVl閥一土倉一MV2閥一AV2 —排泥管路一地面處理。
[0010]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，在步驟2)中，盾構(gòu)機的刀盤的轉(zhuǎn)速0.6rpm-0.8rpm,盾構(gòu)機掘進速度 15mm/min-25mm/min。
[0011]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，在步驟6)中，盾構(gòu)機的挖掘速度降到8mm/mi n~11mm/mirin
[0012]作為上述技術(shù)方案的進一步改進,在步驟7)中，刀盤轉(zhuǎn)速為0.6rpm,推進速度控制在10mm/min,切換過程中有效推進進尺控制在500mm-700mm。
[0013]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，在步驟7)中，關(guān)閉MVl閥，停止泥漿環(huán)流，打開螺旋機閘門，螺旋機閘門的開度保持15%以內(nèi)，轉(zhuǎn)為螺旋機出渣，直至滿足土壓模式出渣為止。
[0014]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，在步驟7)中，所述排漿孔的數(shù)量為8、10或12個，所有排漿孔梅花相間分布或沿圓周均勻分布。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:此發(fā)明方法使得盾構(gòu)機在隧道內(nèi)可以直接完成掘進模式切換，無需拆裝任何部件。整個切換流程在盾構(gòu)機推進過程中完成，通過螺旋機和泥漿環(huán)流實現(xiàn)土倉介質(zhì)置換，方便、快速、安全；切換成土壓模式掘進后，泥水功能系統(tǒng)可用作土壓模式下渣土改良的大容量膨潤土 (泥漿)注入系統(tǒng)；環(huán)流系統(tǒng)可用作停機保壓及氣壓開倉制作泥膜。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單說明。顯然，所描述的附圖只是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他設(shè)計方案和附圖。
[0017]圖1是本發(fā)明中機內(nèi)旁路環(huán)流的環(huán)流示意圖；
圖2是本發(fā)明中自動保壓模式的環(huán)流示意圖；
圖3是本發(fā)明中環(huán)流正送模式的環(huán)流示意圖；
圖4是本發(fā)明中土壓模式的螺旋機出渣示意圖。
【具體實施方式】
[0018]以下將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進行清楚、完整地描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬于本發(fā)明保護的范圍。另外，文中所提到的所有聯(lián)接/連接關(guān)系，并非單指構(gòu)件直接相接，而是指可根據(jù)具體實施情況，通過添加或減少聯(lián)接輔件，來組成更優(yōu)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。
[0019]參照圖1?圖4，盾構(gòu)機由泥水掘進模式切換成土壓掘進模式的方法，包括以下步驟，
1)在正常泥水掘進模式中，將泥水的環(huán)流切換至機內(nèi)旁路環(huán)流；
2)土倉內(nèi)壓力穩(wěn)定后，啟動盾構(gòu)機刀盤，開始挖掘；
3)關(guān)閉排泥漿閥，切換至環(huán)流正送模式；
4)隨著盾構(gòu)機挖掘，刀盤切削下來的土渣在土倉內(nèi)堆積，通過環(huán)流正送模式的泥漿經(jīng)過土倉后通過排泥管排出控制土倉的內(nèi)壓力；
5)打開螺旋機頂部預(yù)留的排漿閥進行排漿；
6)當(dāng)盾構(gòu)機掘進扭矩明顯增大時，控制掘進速度，使渣土堆積在土倉內(nèi)，直至螺旋機頂部排漿閥出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象；
7)打開盾構(gòu)機前體中隔板上部的排漿孔后排漿，當(dāng)排漿孔出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象后，疏通再排，
直至完全堵塞；
8)啟動螺旋機8，通過閘門開閉控制出渣，完成泥水掘進模式切換成土壓掘進模式。
[0020]上述方法使得盾構(gòu)機在掘進狀況下不排漿繼續(xù)挖掘，在送泥漿管打開狀態(tài)下停止送漿，通過安全閥和螺旋機8確保倉內(nèi)壓力穩(wěn)定，實現(xiàn)轉(zhuǎn)換，直至滿足土壓模式出土掘進的標準。這樣，盾構(gòu)機在隧道內(nèi)可以直接完成掘進模式切換，無需拆裝任何部件。整個切換流程在盾構(gòu)機推進過程中完成，通過螺旋機8和泥漿環(huán)流實現(xiàn)土倉介質(zhì)置換，方便、快速、安全；切換成土壓模式掘進后，泥水功能系統(tǒng)可用作土壓模式下渣土改良的大容量膨潤土 (泥漿)注入系統(tǒng)；環(huán)流系統(tǒng)可用作停機保壓及氣壓開倉制作泥膜。
[0021]進一步作為優(yōu)選的實施方式，在步驟I)后，關(guān)閉排泥漿閥，開啟自動保壓模式，往土倉內(nèi)灌漿，穩(wěn)定土倉內(nèi)的壓力后開啟環(huán)流正送模式。
[0022]進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述自動保壓模式的泥漿流向為地面優(yōu)質(zhì)漿液I — AVlO閥2 —送泥管路一CVl閥3 — MVl閥4 —土倉；環(huán)流正送模式的泥漿流向為地面優(yōu)質(zhì)漿液I — AVlO閥2 —送泥管路一AVl閥5 — MVl閥4 — 土倉一MV2閥6 — AV2閥7 —排泥管路一地面處理。
[0023]進一步作為優(yōu)選的實施方式,在步驟2)中，盾構(gòu)機的刀盤的轉(zhuǎn)速0.6rpm-0.8rpm,盾構(gòu)機掘進速度15mm/min-25mm/min。
[0024]進一步作為優(yōu)選的實施方式，在步驟6)中，盾構(gòu)機的挖掘速度降到8mm/min-llmm/min,優(yōu)選地,盾構(gòu)機的挖掘速度控制在llmm/min。
[0025]進一步作為優(yōu)選的實施方式，在步驟7)中，刀盤轉(zhuǎn)速為0.6rpm,推進速度控制在10mm/min,切換過程中有效推進進尺控制在500mm-700mm。
[0026]進一步作為優(yōu)選的實施方式，在步驟7)中，關(guān)閉MVl閥4，停止泥漿環(huán)流，打開螺旋機閘門，螺旋機閘門的開度保持15%以內(nèi)，轉(zhuǎn)為螺旋機8出渣，直至滿