CN102392652A - 消除盾构机土舱或泥水室内泥饼的方法以及盾构机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种消除盾构机土舱或泥水室内泥饼的方法，该方法通过设置在盾构机土舱或泥水室密封隔板上的喷射孔向盾构机喷射高压液流对土舱或泥水室内所结的泥饼进行喷射切割，后用盾构机的排渣系统对切割下来的渣土进行外排。本发明还公开了一种盾构机。本发明方法及盾构机通过设置在土舱或泥水室密封隔板上的喷射孔向盾构机喷射高压液流对土舱或泥水室内所结的泥饼进行喷射切割，后用盾构机的排渣系统对切割下来的渣土进行外排，实现了在有压状态下对泥饼进行有效地液流切割及清除，解决了以往需要开舱人工清除泥饼的难题，达到了安全、便捷、高效的工程效果。

Description

消除盾构机土舱或泥水室内泥饼的方法以及盾构机
技术领域
本发明涉及盾构施工技术领域，特别是涉及一种消除盾构机土舱或泥水室内所结泥饼的工艺方法。本发明还涉及一种使用该方法的盾构机。
背景技术
隧道全断面掘进机通常也被称作盾构机，是一种用于隧道掘进的专用工程机械。现代盾构机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高，盾构机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。
在较复杂的地层中应用盾构机进行隧洞施工常用的机型有两种，分别是泥水平衡式盾构机和土压平衡式盾构机。其中，泥水平衡式盾构机是通过加压泥浆来稳定开挖面的。其刀盘后面有一个密封隔板，从而在密封隔板与开挖面之间形成一充满泥浆的泥水室，由盾构机刀盘切割开挖的渣料与泥浆混合后由泥浆泵输送到洞外进行渣料与泥浆分离，经分离后的泥浆则重复使用。而土压平衡式盾构机是利用盾构机刀盘切割开挖的渣料作为介质来稳定开挖面的。其刀盘后面设置有一个隔板，隔板与开挖面之间形一个土舱，刀盘旋转开挖使渣料增加，再由螺旋机将渣料排出土舱并外运，土舱内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋机排渣量进行调节。 
然而，不论是泥水平衡式盾构机，还是土压平衡式盾构机，在一些地层中掘进时，经常会在刀盘与密封隔板之间聚结大量泥泥饼，刀盘主轴旋转处被这些泥饼粘牢，同时泥水室或土舱空间缩小，刀盘开口部位被堵塞，造成掘进困难甚至无法掘进。
盾构机聚结泥饼的问题一直困扰着盾构施工。对与泥饼的清除，至今仍没有理想方法。目前通常所采用的方法大多是在地基加固后，由施工人员常压进或带压进入泥水室或土舱内人工进行清除。这种人工清除泥饼的方法存在效率低和安全威胁大的缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种有效清除盾构机泥水室或土舱内聚结的泥饼的方法，从而克服现有技术中人工清除泥饼存在的效率低和安全威胁大的缺点。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种可有效清除泥水室或土舱中所聚结的泥饼的盾构机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种消除盾构机土舱或泥水室内泥饼的方法，该方法通过设置在盾构机土舱或泥水室密封隔板上的喷射孔向盾构机喷射高压液流对土舱或泥水室内所结的泥饼进行喷射切割，后用盾构机的排渣系统对切割下来的渣土进行外排。
作为上述技术方案的改进，所述高压液流对泥饼进行旋转喷射切割。
作为上述技术方案的进一步改进，上述方法具体包括以下步骤：
（1）、停止盾构机掘进，保持土舱或泥水室压力稳定，在盾构机土舱或泥水室的密封隔板上预留的喷射孔上安装闸阀和防漏导向接头；
（2）、在防漏导向接头上旋入带有喷射头的全外牙喷射管，在全外牙喷射管末端连接一个旋转卡口接头，再在旋转卡口接头的另一端接一个导流器；
（3）、将导流器通过高压软管与高压液体射流发生器相连；
（4）、开启闸阀后再开启高压液体射流发生器，同时，旋转卡口接头，将带有喷射头的全外牙喷射管旋入盾构机土舱或泥水室内，对泥饼进行旋转喷射切割；
（5）  、开启盾构机的排渣系统，将切割下来的渣土进行外排。
作为上述技术方案的进一步改进，所述喷射头喷射出两道互成角度的液流，对泥饼进行切割。
作为上述技术方案的进一步改进，所述喷射口设置有多个，并通过多个喷射口逐一对泥饼进行喷射切割。
本发明还提供一种盾构机，所述盾构机土舱或泥水室的密封隔板上设置有至少一个喷射孔。
作为上述技术方案的改进，所述喷射孔内顺序安装有闸阀、防漏导向接头、全外牙喷射管、旋转卡口接头、导流器及高压液体射流发生器，所述全外牙喷射管带有喷射头。
作为上述技术方案的进一步改进，所述喷射头具有第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴与喷射头同轴设置，第二喷嘴与第一喷嘴呈一夹角设置。
本发明的有益效果：本发明方法及盾构机通过设置在土舱或泥水室密封隔板上的喷射孔向盾构机喷射高压液流对土舱或泥水室内所结的泥饼进行喷射切割，后用盾构机的排渣系统对切割下来的渣土进行外排，实现了在有压状态下对泥饼进行有效地液流切割及清除，解决了以往需要开舱人工清除泥饼的难题，达到了安全、便捷、高效的工程效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得的其他设计方案和附图。
图1是本发明盾构机结构示意图；
图2是本发明盾构机中密封隔板的正面结构示意图；
图3是本发明防漏导向接头剖视图；
图4是本发明的旋喷头剖视图；
图5是本发明的全外牙喷射管剖视图；
图6是本发明的旋转卡口接头剖视图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清除、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
参照图1，是本发明盾构机结构示意图，其中盾构机的土舱或泥水室10由密封隔板20隔开。图2是本发明盾构机中密封隔板20的正面结构示意图，该密封隔板20上设置有共8个喷射孔201，需要注意，至少需要设置一个这样的喷射孔201。通过设置密封隔板20上的喷射孔201向盾构机喷射高压液流对土舱或泥水室内所结的泥饼进行喷射切割，后用盾构机的排渣系统对切割下来的渣土进行外排，实现了在有压状态下对泥饼进行有效地液流切割及清除，解决了以往需要开舱人工清除泥饼的难题，达到了安全、便捷、高效的工程效果。
作为优选，喷射孔内顺序安装有闸阀、防漏导向接头50、全外牙喷射管60、旋转卡口接头70、导流器及高压液体射流发生器，所述全外牙喷射管60带有喷射头30。图3至图6分别是示出了本发明的防漏导向接头50、喷射头30、全外牙喷射管60和旋转卡口接头70的结构示意图。
结合图4，本发明的喷射头30的结构图，该喷射头具有第一喷嘴301和第二喷嘴302，所述第一喷嘴301与喷射头30同轴设置，第二喷嘴302与第一喷嘴301呈一夹角设置。图4中所示的该夹角为90°。
本发明提供的消除盾构机土舱或泥水室内泥饼的方法的一个实施例如下：
该方法通过设置在盾构机土舱或泥水室10密封隔板20上的喷射孔201向盾构机喷射高压液流对土舱或泥水室10内所结的泥饼进行喷射切割，后用盾构机的排渣系统对切割下来的渣土进行外排。
作为一种较佳的实施方式，高压液流对泥饼进行旋转喷射切割。
上述方法较佳地包括下述步骤：
（1）、停止盾构机掘进，保持土舱或泥水室10压力稳定，而后,密封隔板20预留的喷射孔201上安装闸阀，通过防漏导向接头50的外牙501将防漏导向接头50与闸阀对接；
（2）、将带有喷嘴的喷射头30通过喷射头外牙303与全外牙喷射管60的喷射管内牙601对接，而后,再将全外牙喷射管60旋入防漏导向接头50的内牙502；全外牙喷射管60的末端外牙602与旋转卡口接头70的旋转卡口接头内牙701对接，旋转卡口接头70的另一端的旋转卡口接头外牙702与导流器相接；
（3）将导流器通过高压软管与高压液体射流发生器相连；
（4）开启闸阀后再开启高压液体射流发生器，同时，通过卡口703转动旋转卡口接头70，缓慢将带有喷射头30的全外牙喷射管60旋入盾构机土舱或泥水室内10，对泥饼进行旋转喷射切割；
（5）开启盾构机的排渣系统，对切割下来的渣土进行外排；
较佳地，密封隔板20上设置多个喷射孔201，可逐个通过这些喷射孔201对盾构机土舱或泥水室进行上述喷射切割操作。
上述步骤中，步骤（1）和（2）使得全外牙喷射管60通过防漏导向接头50旋入土舱对泥饼旋转喷射切割时不发生浆液泄漏到盾构机密封隔板外，并且对全外牙喷射管60起导向作用。
较佳地，喷射头30的具有第一喷嘴301和第二喷嘴302，所述第一喷嘴301与喷射头30同轴设置，第二喷嘴302与第一喷嘴301呈一夹角设置。这样，所述喷射头喷射出两道互成角度的液流，对泥饼进行切割。平行于喷射头轴线的第一喷嘴301主要用于切割喷射头前方的泥饼，使得全外牙喷射管60能顺利旋入盾构机土舱或泥水室10内，而与之成夹角的第二喷嘴302喷出的射流则为对泥饼进行旋转喷射切割，将泥饼逐渐切除。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种消除盾构机土舱或泥水室内泥饼的方法，其特征在于：该方法通过设置在盾构机土舱或泥水室密封隔板上的喷射孔向盾构机喷射高压液流对土舱或泥水室内所结的泥饼进行喷射切割，后用盾构机的排渣系统对切割下来的渣土进行外排。
2.根据权利要求1所述的消除盾构机土舱或泥水室内泥饼的方法，其特征在于：所述高压液流对泥饼进行旋转喷射切割。
3.根据权利要求2所述的消除盾构机土舱或泥水室内泥饼的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）、停止盾构机掘进，保持土舱或泥水室压力稳定，在盾构机土舱或泥水室的密封隔板上预留的喷射孔上安装闸阀和防漏导向接头；
（2）、在防漏导向接头上旋入带有喷射头的全外牙喷射管，在全外牙喷射管末端连接一个旋转卡口接头，再在旋转卡口接头的另一端接一个导流器；
（3）、将导流器通过高压软管与高压液体射流发生器相连；
（4）、开启闸阀后再开启高压液体射流发生器，同时，转动旋转卡口接头，将带有喷射头的全外牙喷射管旋入盾构机土舱或泥水室内，对泥饼进行旋转喷射切割；
（5）、开启盾构机的排渣系统，将切割下来的渣土进行外排。
4.根据权利要求3所述的消除盾构机土舱或泥水室内泥饼的方法，其特征在于：所述喷射头喷射出两道互成角度的液流，对泥饼进行切割。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的消除盾构机土舱或泥水室内泥饼的方法，其特征在于：所述喷射口设置有多个，并通过多个喷射口逐一对泥饼进行喷射切割。
6.一种盾构机，其特征在于：所述盾构机土舱或泥水室的密封隔板上设置有至少一个喷射孔。
7.根据权利要求6所述的盾构机，其特征在于：所述喷射孔内顺序安装有闸阀、防漏导向接头、全外牙喷射管、旋转卡口接头、导流器及高压液体射流发生器，所述全外牙喷射管带有喷射头。
8.根据权利要求7所述的盾构机，其特征在于：所述喷射头具有第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴与喷射头同轴设置，第二喷嘴与第一喷嘴呈一夹角设置。
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