申请/专利权人：中电建铁路建设投资集团有限公司;西华大学;中电建成都建设投资有限公司

申请日：2019-09-24

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN110500108B

主分类号：E21D9/087

分类号：E21D9/087;E21D9/06;E21D9/12;E21D11/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2021.07.06#著录事项变更;2019.12.20#实质审查的生效;2019.11.26#公开

摘要：本发明公开了一种新型土压平衡盾构机及工作方法，盾构机包括刀盘、前盾、中盾、人闸、盾尾、拼装机、主驱动和螺旋输送机，前盾与中盾之间设置前盾隔板，前盾内安装中间隔板将前盾空间划分为两个部分，前方为泥土舱，后方为气垫舱；中间隔板下部未闭合；刀盘通过支撑臂与主驱动的大齿圈连接；前盾隔板上布置有第一闸门、进气口和溢气口，人闸上设置第二闸门；中间隔板上设置有通道门和被动搅拌棒；刀盘后方安装主动搅拌棒；第一闸门设置在前盾隔板的上部，前盾隔板的下部设置有运渣口。本发明设置了泥土舱和气垫舱，发挥了泥水平衡盾构的优点。本发明还设置了搅拌棒，通过搅拌棒对进入盾构机泥土舱的渣土进行搅拌，进一步增加了渣土的流塑性。

主权项：1.一种新型土压平衡盾构机，包括刀盘、前盾、中盾、人闸、盾尾、拼装机、主驱动和螺旋输送机，其特征在于：前盾与中盾之间设置前盾隔板，前盾内安装中间隔板将前盾空间划分为两个部分，前方为泥土舱，后方为气垫舱；中间隔板下部未闭合；刀盘通过支撑臂与主驱动的大齿圈连接；前盾隔板上布置有第一闸门、进气口和溢气口，人闸上设置第二闸门；中间隔板上设置有通道门和被动搅拌棒；刀盘后方安装主动搅拌棒；第一闸门设置在前盾隔板的上部，前盾隔板的下部设置有运渣口；中间隔板上安装第一土压传感器；在推进中，为达到所需平衡压力，泥土舱充满改良的泥浆，气垫舱下部空间充填泥浆，气垫舱上部为有压气体；通过至少一个土压传感器测得的实际土压与理论平衡压力比较，当实际土压低于理论平衡压力时，加入有压气体，进气口进入气垫舱的气压值逐步调大；当实际土压等于理论平衡压力时，进气口进入气垫舱的气压值保持；当实际土压大于理论平衡压力时，溢气口打开，气垫舱放气，同时进气口进入气垫舱的气压值逐步调小，一旦实际土压等于理论平衡压力时，溢气口马上关闭；前盾隔板上设置气压传感器；气垫舱内的实际气压由气压传感器测量；气垫舱内气压调节精度值为0.01bar，从而确保土压平衡压力控制精度可以达到0.01bar；在前盾隔板上设置泥浆液位行程传感器或者液位传感器，气垫舱的泥浆实际位置由泥浆液位行程传感器直接读取；前盾隔板上安装泥浆液位计；泥浆液位计包括第一泥浆液位计、第二泥浆液位计和第三泥浆液位计；在前盾隔板上，从下到上依次设置第三泥浆液位计、第二泥浆液位计和第一泥浆液位计；在盾构掘进过程中，根据气垫舱的泥浆位置实时调整螺旋输送机的出渣速度，确保气垫舱内泥浆液位处于第一泥浆液位计和第二泥浆液位计之间；当泥浆液位高于第一泥浆液位计时，盾构推进停止，第一节螺旋输送机和第二节螺旋输送机出渣；当泥浆液位低于第二泥浆液位计时，盾构机报警提醒，降低第一节螺旋输送机和第二节螺旋输送机出渣速度；当泥浆液位低于第三泥浆液位计时，第一节螺旋输送机和第二节螺旋输送机出渣自动停止，并关闭螺旋输送机闸门，继续掘进；螺旋输送机闸门的开关行程控制要精准、迅速。

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