CN111305858A - 一种混模盾构机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种混模盾构机，其包括：盾构壳体、刀盘、土仓、螺旋输送机、注入设备、推进装置、皮带输送机、钢丝盾尾密封刷、传感器系统和控制器；所述注入设备包括注入泥浆装置、注入泡沫装置、注入气体装置、输送管道和控制阀；注入气体装置与输送管道连通，注入泥浆装置和注入泡沫装置均通过管道与输送管道相连，输送管道连接土仓；控制阀设置在注入泥浆装置、注入泡沫装置和注入气体装置与输送管道的连接处；控制器分别与传感器系统和控制阀相连，控制器通过接收传感器系统传回的电信号控制控制阀的打开或闭合，以使注入泥浆装置、注入泡沫装置或注入气体装置与土仓连通。

Description

一种混模盾构机
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种混模盾构机。
背景技术
盾构机作为隧道施工专用设备，每一种形式的盾构均有最佳的适用地层。随着隧道地质条件复杂性增大，尤其是穿江过海的隧道项目，如果地质单一，采用常规单一模式的盾构掘进不成问题。但是，往往同一标段中，其地质情况存在较大的变化，在盾构法施工的过程中存在有些区间适合用土压平衡模式而另一些区间适合用泥水平衡模式进行隧道施工的情况。如果采用单一模式的土压平衡盾构或者是泥水平衡盾构进行施工可能会存在很多的问题。
针对类似于南宁5号线过江隧道，主要穿越粉土、粉细砂、圆砾、泥岩及粉砂岩等地层，邕江江底段隧道范围为全断面砂岩或者泥岩地层。线路下穿的自行车总厂生活区、三元小区、地宝小区等，均为年代久远的老旧建筑，房屋基础为条形基础。穿越需要严格控制地表沉降防止地面击穿，因此需要选用气垫式泥水平衡盾构，圆砾地层与邕江滴连通，施工时若采用土压盾构掘进螺旋输送机易产生喷涌，产生施工风险，需采用泥水盾构施工；全断面泥岩地层刀盘易结泥饼，泥水分离困难，泥水盾构掘进效率低，需采用土压盾构。为此，本发明提供了一种混模盾构机，以至少部分地解决上述问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施例部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为至少部分地解决上述技术问题，本发明提供了一种混模盾构机，其包括：盾构壳体、刀盘、土仓、螺旋输送机、注入设备、推进装置、皮带输送机、钢丝盾尾密封刷、传感器系统和控制器；
所述注入设备包括注入泥浆装置、注入泡沫装置、注入气体装置、注入稠膨润土装置、输送管道和控制阀；所述注入气体装置与所述输送管道连通，所述注入泥浆装置和所述注入泡沫装置均通过管道与所述输送管道相连，所述输送管道连接所述土仓；所述控制阀设置在所述注入泥浆装置、所述注入泡沫装置和所述注入气体装置与所述输送管道的连接处；
所述控制器分别与所述传感器系统和所述控制阀相连，所述控制器通过接收所述传感器系统传回的电信号控制所述控制阀的打开或闭合，以使所述注入泥浆装置、所述注入泡沫装置或所述注入气体装置与所述土仓连通；
其中，所述传感器系统用于采集实时的土壤信息，所述控制器中储存有土壤信息的标准值，所述控制器将所述注入设备与所述土仓的连通控制情况分为第一优先级控制类型和第二优先级控制类型，所述控制器通过将实时的土壤信息与土壤信息的标准值相比较对所述混模盾构机顺次进行第一优先级控制和第二优先级控制。
进一步地，土壤信息的标准值包括标准速度Vb、标准粘度值Nb、标准湿度值Sb，平衡水标准压力值P0，标准压差值ΔP。
进一步地，所述传感系统包括压力传感器组、湿度传感器组和土壤粘性检测装置；所述压力传感器组包括至少两个压力传感器，所述压力传感器分别设置在所述土仓的内外两侧，设置在土仓外侧的所述压力传感器用以检测出混模盾构机前方的土层压力P1，设置在所述土仓内侧的压力传感器用以检测土仓内侧的压力P2，所述湿度传感器组包括至少一个湿度传感器，所述湿度传感器设置在所述土仓的内部，以检测所述土仓中的实时湿度S1，所述土壤粘弹性检测装置用以检测土壤的粘性。
进一步地，所述推进装置均匀分布设置在盾构机壳体的四周，所述推进装置设有短程大功率推进挡和长行程稳定功率推进挡，其中，短行程大功率推进挡的功率大于长行程稳定功率推进挡。
进一步地，所述控制阀包括第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀，所述第一控制阀551设置在所述注入泥浆装置与所述输送管道的连接处；所述第二控制阀设置在所述注入泡沫装置与所述输送管道的连接处；所述第三控制阀设置在所述注入气体装置与所述输送管道的连接处；所述注入稠膨润土装置与所述输送管道连通，所述输送管道呈一定角度设置在所述混模盾构机中，以使来自所述注入稠膨润土装置的稠膨润土在重力的作用下经所述注浆孔进入所述土仓。
进一步地，第一优先级控制类型包括：
当所述土仓中的实时湿度S1大于标准湿度值Sb时，所述注入泡沫装置上的第二控制阀打开，泡沫通过注浆孔进入所述土仓中，以提高所述土仓中的湿度；
所述土仓的前后实时压差值大于标准压差值ΔP时，所述控制器控制第一控制阀和第二控制阀均关闭，第三控制阀打开，以使所述注入气体装置通过所述注浆孔向所述土仓中注入气体，从而降低所述土仓前后两端的压差。
进一步地，当所述混模盾构机启动时，所述控制器对所述混模盾构机先进行第一优先级控制，当所述土仓中的实时湿度S1小于等于标准湿度值Sb且所述土仓的前后实时压差值小于等于标准压差值ΔP 时，所述控制器对混模盾构机进行第二优先级控制。
进一步地，第二优先级控制类型包括：
当土壤粘度小于标准粘度值Nb时，所述控制器控制所述注入泡沫装置上的所述第二控制阀打通，所述泡沫装置向所述输送管道中注入泡沫，以对所述土仓提供压力，从而起到平衡水压力的作用；
其中，泡沫经所述注浆孔进入所述土仓，当所述土仓内侧的所述压力传感器检测到所述土仓内的压力值达到平衡水标准压力值P0时，所述控制器控制所述注入泥浆装置上的所述第一控制阀打开，所述注入泥浆装置通过所述注浆孔向所述土仓中注入泥浆，此时所述第二控制阀依然保持打开状态；在所述土仓中，所述刀盘切削出的渣土同泥浆和泡沫混合，混合后的渣土通过出土口排出，渣土经所述螺旋输送机输送到所述皮带运输机上，以离开所述混模盾构机。
进一步地，第二优先级控制类型包括：
当土壤粘度大于等于标准粘度值Nb时，所述控制器控制所述注入气体装置上的所述第二控制阀打开，所述注入气体装置向所述输送管道中注入气体，以对所述土仓提供压力，从而起到平衡水压力的作用；
其中，所述气体经注浆孔进入所述土仓，当所述土仓内侧的所述压力传感器检测到所述土仓内的压力值达到平衡水标准压力值P0时，所述控制器控制所述注入气体装置上的所述第三控制阀关闭，所述注入稠膨润土装置通过所述注浆孔向所述土仓中开始注入稠膨润土，以维持所述土仓中的压力；所述刀盘切削出的渣土直接通过所述出土口排出，渣土经所述螺旋输送机输送到所述皮带运输机上，以离开所述混模盾构机。
进一步地，所述控制器中的测速装置对所述混模盾构机的实时推进速度进行检测，所述控制器控制混模盾构机以长行程稳定功率推进挡进行工作；
在所述混模盾构机所处的土壤粘度小于标准粘度值Nb的前提下，当所述测速装置检测出的所述混模盾构机的实时速度Vs小于标准速度Vb时，所述控制器保持所述第一控制阀和所述第三控制阀持续打开，以使混模盾构机始终保持一定的压力；当混模盾构机的实时速度 Vs小于标准速度Vb持续的时间超过1个小时时，所述控制器控制所述推进装置更换成程大功率推进挡进行推进，直到所述混模盾构机的实时速度Vs大于等于标准速度Vb时，所述控制器控制所述推进装置切换回长行程稳定功率推进挡工作；
在所述混模盾构机所处的土壤粘度大于标准粘度值Nb的前提下，若所述测速装置检测出的所述混模盾构机的实时速度Vs小于标准速度Vb，所述控制器控制推进装置直接更换成程大功率推进挡进行推进，直到所述混模盾构机的实时速度Vs大于等于标准速度Vb时，所述控制器控制所述推进装置切换回长行程稳定功率推进挡工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明中控制器分别与传感器系统和控制阀相连，控制器通过接收传感器系统传回的电信号控制控制阀的打开或闭合；从而达到调整盾构机工作状态的目的，以提高工作效率。
进一步地，控制器根据传感系统传回的土壤压力信息、土壤湿度信息以及土壤的粘弹性信息控制各控制阀的开断，以保证混模盾构机在遇到不同土壤结构时可及时更换合适的注入物料，控制器中还设有测速模块，控制器根据测速模块检测出的混模盾构机推进速度控制推进装置的推进档位。
进一步地，控制器将全部控制逻辑分为第一优先级控制类型和第二优先级控制类型；以实现分级控制，进一步提高该混模盾构机的工作效率和控制的精确度。
附图说明
为了使本发明的优点更容易理解，将通过参考在附图中示出的具体实施方式更详细地描述上文简要描述的本发明。可以理解这些附图只描绘了本发明的典型实施方式，因此不应认为是对其保护范围的限制，通过附图以附加的特性和细节描述和解释本发明。
图1为本发明实施例所述的混模盾构机的剖面示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为本发明实施例所述的控制流程图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底了解本发明实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
在本发明的描述中，术语“内侧”、“外侧”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参阅图1至图3所示，本发明提供了一种混模盾构机，其包括：盾构壳体1、刀盘2、土仓3、螺旋输送机4、注入设备5、推进装置 6、皮带输送机7、钢丝盾尾密封刷8、传感器系统9和控制器10。控制器10为PLC逻辑控制器，控制器10分别与传感器系统9和控制阀相连，控制器10通过接收传感器系统9传回的电信号控制控制阀的打开或闭合；控制器10根据传感系统9传回的土壤压力信息、土壤湿度信息以及土壤的粘弹性信息控制各控制阀的开断，以保证混模盾构机在遇到不同土壤结构时可及时更换合适的注入物料，从而提高混模盾构机的工作效率。在本发明的一些实施例中，控制器10中还设有测速模块，控制器10根据测速模块检测出的混模盾构机推进速度控制推进装置6的推进档位。
在本发明的一些实施例中，混模盾构机的开挖直径为6300mm，壳体直径包括：前盾直径6270mm，中盾直径6260mm，尾盾直径 6250mm，混模盾构机的最大工作压力为6bar，整机设计压力为7.5bar，刀盘2的转速为0-2.2r/min。
具体而言，刀盘2包括撕裂刀21和切削刀22，其中，切削刀22 的刀锋略靠撕裂刀21之后，撕裂刀21主要针对未风化块石，当该盾构机遇到未风化凝灰岩，撕裂刀21通过挤压和自身滚动，从而破碎较硬块石。当该切削刀22遇到软土层时，撕裂刀21失去作用，此时依靠切削刀22，在刀盘2的转动下，切削软土。实际的盾构掘进过程是这两种刀的组合。
具体而言，土仓3设置在刀盘2后方，土仓3下部设置出土口 31，刀盘2切削下来的土进入土仓3中。螺旋输送机4的底端位于出土口31中，用于将土仓3内的土输送到皮带运输机7上，然后输送到弃土车上。注入设备5设置在土仓3的后壁面上，土仓3上设置有多个注浆孔32，注入设备5通过注浆孔32向前方的土层注入施工所需物料。
具体而言，螺旋输送机4上设置两道闸门，其中前一道闸门为液压闸门41，后一道闸门为手动闸门42。当盾构穿越含水率高的土层时，如果一道闸门发生故障，备用闸门可安全工作。
在本发明的一些实施例中，螺旋输送机4由螺旋轴，连接筒体，伸缩节，出渣节，驱动装置组成。螺旋输送机4的耐磨设计包括叶片耐磨设计和筒体耐磨设计：叶片轴前部外圆镶焊合金耐磨块，在螺旋叶片迎渣方向堆焊耐磨网格；前盾螺旋输送机筒体内套表面贴有耐磨复合钢板，前端两节筒体内表面贴复合耐磨钢板。螺旋输送机4采用中心驱动方式，驱动装置主要包括液压马达、减速机、轴承、密封等。螺旋轴采用驱动端固定，另一端浮动的支撑形式，螺旋输送机采用唇型密封保护驱动装置。
螺旋输送机4的筒体上还设置有渣土改良口；当发生螺旋轴卡住现象时，可以通过控制液压马达正反转或伸缩机构来脱困。必要时可打开设置在螺旋输送机筒体上的观察窗对壳体内部进行清理。螺旋输送机4的前闸门位于土仓3内，通过液压油缸来实现闸门的开启和关闭。突然断电时，后闸门会自动关闭，以防止涌渣现象的发生。
螺旋输送机4输送能力计算公式包括：
螺旋直径D＝0.8m；螺旋节距S＝0.63m；螺旋输送机倾斜角度β＝21.5°，充填系数φ＝0.75，螺旋最大转速n＝22rpm；物料轴向最大运动速度V＝S×n/60＝0.63×22/60＝0.23m/s。
具体而言，注入设备5包括：注入泥浆装置51、注入泡沫装置 52、注入气体装置53和输送管道54；注入气体装置53通过输送管道54连通，注入泥浆装置51和注入泡沫装置52均通过管道与输送管道54相连，输送管道54连接注浆孔32；其中，注入设备5还包括控制阀，注入泥浆装置51、注入泡沫装置52和注入气体装置53 均通过控制阀与输送管道54连通，控制阀包括第一控制阀551、第二控制阀552和第三控制阀553。第一控制阀551设置在注入泥浆装置51与输送管道54的连接处；第二控制阀552设置在注入泡沫装置 52与输送管道54的连接处；第三控制阀553设置在注入气体装置53 与输送管道54的连接处；注入稠膨润土装置55与输送管道54连通，输送管道54呈一定角度设置在混模盾构机中，以使来自注入稠膨润土装置55的稠膨润土在重力的作用下经注浆孔32进入土仓3。
具体而言，推进装置6均匀地设置在盾构壳体1的四周。推进装置6设有短程大功率推进挡和长行程稳定功率推进挡，其中，短行程大功率推进挡的功率大于长行程稳定功率推进挡；在本发明的一些实施例中，推进装置6包括液压油缸；在本实施例中，每台推进油缸的油缸规格如下：缸径220mm，杆径180mm，推进行程2150mm，最大推力3991N，在本实施例所述的混模盾构机中共分布设置有30台推进油缸，推进油缸的具体分布方式包括：在混模盾构机上侧和下侧分别设置8个推进油缸；在混模盾构机的左侧和右侧分别设置7个盾构机，当混模盾构机采用短程大功率推进挡进行推进工作时，混模盾构机的上下左右各有6台推进油缸进行工作，当混模盾构机采用长行程稳定功率推进挡进行推进工作时，混模盾构机的上下左右各有4台推进油缸进行工作；当本实施例所述的混模盾构机需要紧急推动或启动时，30台推进油缸全部开启。
具体而言，在本发明的一些实施例中，皮带输送机7输送物料的皮带带宽800mm；带速2.5m/s或150m/min(额定转速下)；皮带行程60m；倾斜段角度为10°；皮带架侧角为35°；驱动形式包括电驱和变频驱动，变频驱动的变频范围为0～3.0m/s(带速)；驱动功率为37kW。皮带机输送能力包括：掘进开挖出土速率Q1max＝D2×π/4 ×V×ξ＝6.32×π/4×4.8×2.0＝297m3/h；推进速度为Q2max＝A×V ×τ＝0.0678×2.5×3600×0.91＝555m3/h；式中：A物料的最大截面积(m2)，B为带宽，θ为物料堆积角，取20°，τ为倾斜导致的断面折损系数，取0.91。
具体而言，盾尾设有三道钢丝盾尾密封刷8，其中最后一道可以进行拆除更换。在三道钢丝刷之间充填满盾尾油脂，以使达到堵泥浆目的。在盾构推进过程中，利用盾尾油脂泵(未显示)可以不断地补充盾尾油脂而保证盾尾密封的可靠性。
具体而言，传感系统9包括压力传感器组、湿度传感器组和土壤粘性检测装置；压力传感器组包括多个压力传感器，压力传感器分别设置在土仓3的内外两侧，设置在土仓外侧的压力传感器用以检测出混模盾构机前方的土层压力P1，设置在土仓3内侧的压力传感器用以检测土仓3内侧的压力P2，湿度传感器组包括多个湿度传感器，湿度传感器分别设置在土仓3的内部，以检测土仓3中的实时湿度 S1，土壤粘性检测装置用以检测土壤的粘性。
具体而言，初始状态下，控制阀均处于关闭状态；控制器10中包括标准速度Vb、标准粘度值Nb、标准湿度值Sb，平衡水标准压力值P0，标准压差值ΔP；控制器10包括第一优先级控制类型和第二优先级控制类型；
第一优先级控制类型包括：
当土仓3中的实时湿度S1大于标准湿度值Sb时，注入泡沫装置 52上的第二控制阀552打开，泡沫通过注浆孔32进入土仓3中，以提高土仓3中的湿度，防止土仓3中的残土因为湿度太低而无法进入螺旋输送机4；
混模盾构机土仓3的前后实时压差值大于标准压差值ΔP时，控制器10控制第一控制阀551和第二控制阀552均关闭，第三控制阀 553打开，以使注入气体装置53通过注浆孔32向土仓3中注入大量气体，从而降低土仓3前后两端的压差，防止由于压差过大而使土仓3中的渣土通过出土口31向螺旋输送机4发生喷发事故。
第二优先级控制类型包括：
当盾构机进入硬土时，土壤粘性较小，土壤粘度小于标准粘度值 Nb，此时，控制器10控制注入泡沫装置52上的第二控制阀552打通，泡沫装置52向输送管道54中注入泡沫，以对土仓3提供一定的压力，从而起到平衡水压力的作用；当盾构机进入软土，包括砂层土时，控制器10控制注入气体装置53上的第二控制阀552打开，注入气体装置53向输送管道54中注入气体，以对土仓3提供一定的压力，从而起到平衡水压力的作用。
具体而言，泡沫经注浆孔32进入土仓3，当土仓3内侧的压力传感器检测到土仓3内的压力值达到衡水标准压力值P0时，控制器 10控制注入泥浆装置51上的第一控制阀551打开，注入泥浆装置51 通过注浆孔32向土仓3中开始注入泥浆，此时第二控制阀552依然保持打开状态；在土仓3中，刀盘2切削出的渣土同泥浆和泡沫混合，混合后的渣土粘度升高，以防止产生土塞，从而发生喷发事故；混合后的渣土通过出土口31排出，经螺旋输送机4输送到皮带运输机7 上，从而离开混模盾构机；
气体经注浆孔32进入土仓3，当土仓3内侧的压力传感器检测到土仓3内的压力值达到衡水标准压力值P0时，控制器10控制注入气体装置53上的第三控制阀553关闭，第一控制阀551打开，注入稠膨润土装置55通过注浆孔32向土仓3中开始注入稠膨润土，以维持土仓3中的压力；由于土壤粘度较高，故在土仓3中，刀盘2切削出的渣土直接通过出土口31排出，经螺旋输送机4输送到皮带运输机7上，从而离开混模盾构机。
具体而言，控制器10中的测速装置对混模盾构机的实时推进速度进行检测，控制器10控制混模盾构机以长行程稳定功率推进挡进行工作，在混模盾构机所处的土壤粘度小于标准粘度值Nb的前提下，当测速装置所检测出的混模盾构机的实时速度Vs小于标准速度Vb时，控制器保持第一控制阀551和第三控制阀553持续打开，以使混模盾构机始终保持一定的压力；当混模盾构机的实时速度Vs小于标准速度Vb持续的时间超过1个小时时，控制器10控制推进装置6更换成程大功率推进挡进行推进，直到混模盾构机的实时速度Vs大于等于标准速度Vb时，控制器10控制推进装置6切换回长行程稳定功率推进挡工作。在混模盾构机所处的土壤粘度大于标准粘度值Nb的前提下，若测速装置所检测出的混模盾构机的实时速度Vs小于标准速度Vb，控制器10控制推进装置6直接更换成程大功率推进挡进行推进，直到混模盾构机的实时速度Vs大于等于标准速度Vb时，控制器10控制推进装置6切换回长行程稳定功率推进挡工作。
具体而言，当混模盾构机启动时，控制器10对混模盾构机先进行第一优先级控制，当土仓3中的实时湿度S1小于等于标准湿度值 Sb时且混模盾构机土仓3的前后实时压差值小于等于标准压差值ΔP 时，控制器10对混模盾构机进行第二优先级控制。
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims (10)

1.一种混模盾构机，其特征在于，包括：盾构壳体、刀盘、土仓、螺旋输送机、注入设备、推进装置、皮带输送机、钢丝盾尾密封刷、传感器系统和控制器；
所述注入设备包括注入泥浆装置、注入泡沫装置、注入气体装置、注入稠膨润土装置、输送管道和控制阀；所述注入气体装置与所述输送管道连通，所述注入泥浆装置和所述注入泡沫装置均通过管道与所述输送管道相连，所述输送管道通过连接所述土仓；所述控制阀设置在所述注入泥浆装置、所述注入泡沫装置和所述注入气体装置与所述输送管道的连接处；
所述控制器分别与所述传感器系统和所述控制阀相连，所述控制器通过接收所述传感器系统传回的电信号控制所述控制阀的打开或闭合，以使所述注入泥浆装置、所述注入泡沫装置或所述注入气体装置与所述土仓连通；
其中，所述传感器系统用于采集实时的土壤信息，所述控制器中储存有土壤信息的标准值，所述控制器将所述注入设备与所述土仓的连通控制情况分为第一优先级控制类型和第二优先级控制类型，所述控制器通过将实时的土壤信息与土壤信息的标准值相比较对所述混模盾构机顺次进行第一优先级控制和第二优先级控制。
2.根据权利要求1所述的混模盾构机，其特征在于，土壤信息的标准值包括标准速度Vb、标准粘度值Nb、标准湿度值Sb，平衡水标准压力值P0，标准压差值ΔP。
3.根据权利要求2所述的混模盾构机，其特征在于，所述传感系统包括压力传感器组、湿度传感器组和土壤粘性检测装置；所述压力传感器组包括至少两个压力传感器，所述压力传感器分别设置在所述土仓的内外两侧，设置在所述土仓外侧的所述压力传感器用以检测出混模盾构机前方的土层压力P1，设置在所述土仓内侧的压力传感器用以检测土仓内侧的压力P2，所述湿度传感器组包括至少一个湿度传感器，所述湿度传感器设置在所述土仓的内部，以检测所述土仓中的实时湿度S1，所述土壤粘弹性检测装置用以检测土壤的粘性。
4.根据权利要求3所述的混模盾构机，其特征在于，所述推进装置均匀分布设置在盾构机壳体的四周，所述推进装置设有短程大功率推进挡和长行程稳定功率推进挡，其中，短行程大功率推进挡的功率大于长行程稳定功率推进挡。
5.根据权利要求4所述的混模盾构机，其特征在于，所述控制阀包括第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀，所述第一控制阀设置在所述注入泥浆装置与所述输送管道的连接处；所述第二控制阀设置在所述注入泡沫装置与所述输送管道的连接处；所述第三控制阀设置在所述注入气体装置与所述输送管道的连接处；所述注入稠膨润土装置与所述输送管道连通，所述输送管道呈一定角度设置在所述混模盾构机中，以使来自所述注入稠膨润土装置的稠膨润土在重力的作用下经所述注浆孔进入所述土仓。
6.根据权利要求5所述的混模盾构机，其特征在于，第一优先级控制类型包括：
当所述土仓中的实时湿度S1大于标准湿度值Sb时，所述注入泡沫装置上的第二控制阀打开，泡沫通过所述注浆孔进入所述土仓中，以提高所述土仓中的湿度；
所述土仓的前后实时压差值大于标准压差值ΔP时，所述控制器控制第一控制阀和第二控制阀均关闭，第三控制阀打开，以使所述注入气体装置通过所述注浆孔向所述土仓中注入气体，从而降低所述土仓前后两端的压差。
7.根据权利要求6所述的混模盾构机，其特征在于，当所述混模盾构机启动时，所述控制器对所述混模盾构机先进行第一优先级控制，当所述土仓中的实时湿度S1小于等于标准湿度值Sb且所述土仓的前后实时压差值小于等于标准压差值ΔP时，所述控制器对混模盾构机进行第二优先级控制。
8.根据权利要求7所述的混模盾构机，其特征在于，第二优先级控制类型包括：
当土壤粘度小于标准粘度值Nb时，所述控制器控制所述注入泡沫装置上的所述第二控制阀打通，所述泡沫装置向所述输送管道中注入泡沫，以对所述土仓提供压力，从而起到平衡水压力的作用；
其中，泡沫经所述注浆孔进入所述土仓，当所述土仓内侧的所述压力传感器检测到所述土仓内的压力值达到平衡水标准压力值P0时，所述控制器控制所述注入泥浆装置上的所述第一控制阀打开，所述注入泥浆装置通过所述注浆孔向所述土仓中注入泥浆，此时所述第二控制阀依然保持打开状态；在所述土仓中，所述刀盘切削出的渣土同泥浆和泡沫混合，混合后的渣土通过出土口排出，渣土经所述螺旋输送机输送到所述皮带运输机上，以离开所述混模盾构机。
9.根据权利要求7所述的混模盾构机，其特征在于，第二优先级控制类型包括：
当土壤粘度大于等于标准粘度值Nb时，所述控制器控制所述注入气体装置上的所述第二控制阀打开，所述注入气体装置向所述输送管道中注入气体，以对所述土仓提供压力，从而起到平衡水压力的作用；
其中，所述气体经注浆孔进入所述土仓，当所述土仓内侧的所述压力传感器检测到所述土仓内的压力值达到平衡水标准压力值P0时，所述控制器控制所述注入气体装置上的所述第三控制阀关闭，所述注入稠膨润土装置通过所述注浆孔向所述土仓中开始注入稠膨润土，以维持所述土仓中的压力；所述刀盘切削出的渣土直接通过所述出土口排出，渣土经所述螺旋输送机输送到所述皮带运输机上，以离开所述混模盾构机。
10.根据权利要求8或9所述的混模盾构机，其特征在于，所述控制器中的测速装置对所述混模盾构机的实时推进速度进行检测，所述控制器控制混模盾构机以长行程稳定功率推进挡进行工作；
在所述混模盾构机所处的土壤粘度小于标准粘度值Nb的前提下，当所述测速装置检测出的所述混模盾构机的实时速度Vs小于标准速度Vb时，所述控制器保持所述第一控制阀和所述第三控制阀持续打开，以使混模盾构机始终保持一定的压力；当混模盾构机的实时速度Vs小于标准速度Vb持续的时间超过1个小时时，所述控制器控制所述推进装置更换成程大功率推进挡进行推进，直到所述混模盾构机的实时速度Vs大于等于标准速度Vb时，所述控制器控制所述推进装置切换回长行程稳定功率推进挡工作；
在所述混模盾构机所处的土壤粘度大于标准粘度值Nb的前提下，若所述测速装置检测出的所述混模盾构机的实时速度Vs小于标准速度Vb，所述控制器控制推进装置直接更换成程大功率推进挡进行推进，直到所述混模盾构机的实时速度Vs大于等于标准速度Vb时，所述控制器控制所述推进装置切换回长行程稳定功率推进挡工作。
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