CN112943271B - 一种富水地层防喷涌、提高盾构掘进效率的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种富水地层防喷涌、提高盾构掘进效率的装置及方法，属于隧道盾构施工技术领域，可解决盾构机在穿越富水地层施工中易发地面塌陷、盾构机被淹及隧道坍塌、人员伤亡事故等问题，所述掘进装置，包括皮带机、位于皮带机上方的螺旋机以及位于皮带机底部的集水槽和侧排集水槽，掘进方法包括：土仓内排水，建立实土压、土仓渣土改良、盾构机推进、防喷涌快速泄压、启动引流疏渣系统，本发明可有效降低土仓内压力，防止喷涌发生，同时有效防止盾构机底部堆积掉落到皮带机外部的渣土和泥水，无需人工定期清理，提高了盾构掘进效率。
Description
技术领域
本发明属于隧道盾构施工技术领域，具体涉及一种富水地层防喷涌、提高盾构掘进效率的装置及方法。
背景技术
近年来，随着国内城市轨道交通的大发展，盾构法因其具有安全、高效和适应性广等优点，在轨道建设中得到广泛的应用。土压平衡盾构因其具有广泛的地层适应性和较强的破岩能力，越来越成为各类复合地层条件下进行盾构法施工的首选。但在富水地层施工中，由于地层中含水量大，盾构机在穿越过程中，岩层风化极易出现破碎、疏松等问题，当螺旋输送机密封不好或地下水压较大时极易发生喷涌现象。产生的喷涌使盾尾堆积大量泥沙和水流，将管片输送机完全淹没，无法正常掘进。由于空间有限，施工人员清理堆积泥沙和水流效率极低，严重制约了盾构施工效率，同时大量泥沙会导致土压平衡遭到破坏，易发地面塌陷、盾构机被淹及隧道坍塌、人员伤亡事故，风险巨大。
发明内容
本发明针对盾构机在穿越富水地层施工中易发地面塌陷、盾构机被淹及隧道坍塌、人员伤亡事故等问题，提供一种富水地层防喷涌、提高盾构掘进效率的装置及方法。
本发明采用如下技术方案：
一种富水地层防喷涌、提高盾构掘进效率的装置，所述装置包括皮带机和螺旋机，其特征在于：还包括引流疏渣系统和防喷涌快速泄压系统，所述引流疏渣系统包括位于皮带机底部的用于收集从螺旋机口排放渣土落到皮带机上时，滑落或飞溅到皮带机底部的渣土及水的集水槽和用于收集皮带机底部堆积的部分渣土及水的侧排集水槽，集水槽内设置水位监测系统，皮带机两侧设置防溅挡板，靠近螺旋机出口处的皮带机两侧的防溅挡板的高度高于远离螺旋机出口处的皮带机两侧的防溅挡板的高度，防溅挡板底部设有排水孔，排水孔通过进水管连通侧排集水槽。
所述防喷涌快速泄压系统包括位于螺旋机的出渣口底部的排渣仓，排渣仓的顶部和底部两侧分别设有移动轨道，移动轨道内分别设有通过油缸控制闭合的上闸门和下闸门，排渣仓底部靠近皮带机末端的一侧设有斜向的用于减少渣土垂直掉落，造成渣土飞溅现象的过渡挡板，过渡挡板通过合页与排渣仓底部的移动轨道连接，排渣仓相对于皮带机末端的一侧的侧壁设有用于排水的泄压管，泄压管上设有泄压阀门，泄压管的末端位于皮带机顶部平缓处上方。
所述集水槽通过固定杆Ⅰ与皮带机的底部连接，集水槽的端部超出皮带机的端部，集水槽的另一端底部设有排水孔，排水孔连接有排水管Ⅰ，排水管Ⅰ上设有用于控制集水槽内渣土及水的排放，防止溢流的排水阀门Ⅰ。
所述侧排集水槽通过若干固定杆Ⅱ与设备桥连接，侧排集水槽的底部设有排水孔，排水孔连接有排水管Ⅱ，排水管Ⅱ上设有用于控制侧排集水槽内渣土及水的排放的排水阀门Ⅱ，排水管Ⅰ的另一端与排水管Ⅱ连接后通过泥浆泵连接有用于将集水槽和侧排集水槽内的渣土及水排放的总排水管。
所述泄压阀门位于泄压管的中部，所述泄压管位于排渣仓的侧壁的中部。
所述过渡挡板的末端向皮带机的防溅挡板一侧倾斜。
所述集水槽的截面呈直角梯形，超出皮带机的一端从上至下向皮带机端部倾斜。
所述固定杆Ⅰ的数量为四个，分别位于集水槽的两侧的侧壁，所述固定杆Ⅱ等间距布置。
所述集水槽的排水孔和侧排集水槽的排水孔处均设有用于防止大直径泥沙进入的滤网。
所述集水槽和侧排集水槽内分别设有用于渣土的拌合，加快排放速度的搅拌装置，所述搅拌装置包括电机和搅拌杆，电机分别位于集水槽和侧排集水槽的外侧，电机的输出轴与搅拌杆连接，搅拌杆上设有若干搅拌叶，搅拌叶分别位于搅拌杆的两侧，相对搅拌杆交替布置，电机的底部设有底座，底座的一端分别与集水槽和侧排集水槽的外侧壁连接，电机的上方设有遮挡板，遮挡板的一端分别与集水槽和侧排集水槽的外侧壁连接。
所述水位监测系统包括液位感应传感器和报警器，液位感应传感器位于集水槽的内侧壁距离顶端10cm的位置，液位感应传感器的输出端连接有连接线Ⅰ，报警器的输入端连接有连接线Ⅱ，连接线Ⅰ的一端通过快速接线夹头与连接线Ⅱ的一端连接，报警器上设有指示灯。
所述总排水管底部设有渣土车。
一种富水地层防喷涌、提高盾构掘进效率的方法，通过实时收集掉落到皮带机两侧和底部的渣土和水，同时对收集后的渣土泥水进行监测，达到警戒量后及时排放，在喷涌发生时对渣土泥水立即快速清运，盾构能够正常掘进。
进一步地，一种富水地层防喷涌、提高盾构掘进效率的方法，下部管片拼装，上部管片拼装；土仓隔板排水球阀排水；渣土改良；管片拼装完成后，仓内下部土压或含水量分析，压力较低或实土压较低时，不转动螺旋机，关闭闸门推进；建立较高的实土压后或压力较高时，螺旋机转动，开启闸门排渣，开启皮带机引流疏渣系统；开启闸门排渣过程中，进行螺旋机压力分析，发生喷涌时，开启防喷涌快速泄压系统，直至不喷涌，关闭防喷涌快速泄压系统，进行螺旋机压力分析，发生喷涌时，重复上述操作；不发生喷涌时，直接盾构推进；
具体步骤如下：
S1：土仓内排水，建立实土压：
（1）下部管片拼装完成后，盾构机土仓内泥渣经沉积，在土仓底部形成实土压，当仓内水含量占比达2/3时，利用土仓隔板排水球阀放水；
（2）采用先打开3、9点位排水球阀放水，将清水或泥渣含量较少的浑水排出，降低土仓内水位，然后再开5、7点位球阀，直至排出泥水，将排水球阀关闭，防止污染盾尾；
（3）经过排水后，土仓内下部建立起实土压，高过螺机口，水土比达到1：1；
S2：土仓渣土改良：
（1）在土仓内注入膨润土浆液，改良土仓内渣土，同时添加速凝效渣土改良剂，把砂颗粒间隙中的自由水挤走，在砂颗粒与水之间形成絮状凝聚物，使其发生粘结，可以减少内摩擦角，提高流动性，确保顺畅出渣。
S3：盾构机推进：
（1）采用气压辅助模式推进，当土仓内下部土压较低时，不转动螺旋机，关闭阀门推进，建立较高的实土压后，转动螺旋机推进，开启闸门排渣；
S4：防喷涌快速泄压：
（1）当土仓内压力过高时，开启螺旋机上闸门，同时开启泄压阀门，高压力水通过泄压管从末端排出，通过皮带机输送至渣土车土斗内；当泄压管末端出水量缓和时，关闭泄压阀门，同时开启螺旋机下闸门，仓内渣土通过过渡挡板滑落到皮带机上，皮带机两侧加高的防溅挡板Ⅰ防止渣土飞溅；
（2）当土仓内压力适当时，先后开启螺旋机上闸门和螺旋机下闸门，仓内渣土通过过渡挡板滑落到皮带机上，皮带机两侧加高的防溅挡板Ⅰ防止渣土飞溅。
S5：启动引流疏渣系统：
（1）排渣情况较稀薄，水含量较大时，引流疏渣情况如下：一部分渣土通过皮带机运输至渣土车土斗内；一部分渣土和水流入底端集水槽中；一部分渣土和水通过防溅挡板Ⅰ的排水孔，经滤网过滤后，流入侧排集水槽内；
（2）当渣土含水量较小时，关闭底端的集水槽排水阀门Ⅰ和侧排集水槽的排水阀门Ⅱ，待底端集水槽或侧排集水槽内水位距离顶面10cm时，打开底端集水槽排水阀门Ⅰ或侧排集水槽排水阀门Ⅱ，开启泥浆泵，将渣土和水的混合物排入渣土车土斗内；
（3）底端集水槽或侧排集水槽内水位降低至排水孔上部10cm时，关闭泥浆泵，同时关闭底端集水槽的排水阀门Ⅰ和侧排集水槽的排水阀门Ⅱ；
（4）当渣土含水量较大或涌水时，直接开启底端集水槽的排水阀门Ⅰ和侧排集水槽的排水阀门Ⅱ，同时开启泥浆泵，待渣土稳定后，关闭泥浆泵，同时关闭底端集水槽的排水阀门Ⅰ和侧排集水槽的排水阀门Ⅱ，重复（2）-（3）步骤。
本发明的有益效果如下：
通过使用本发明的装置及方法，在富水地层施工中，盾构机穿越含水量大的地层时，发生喷涌时，可及时清理喷涌堆积的泥沙和水流，实现不停机正常掘进，提高掘进效率。
1. 皮带机底端（螺旋机出口范围）两侧安装加高的防溅挡板Ⅰ，有效减少排渣情况较稀薄，水含量较大时，溢流问题的发生；
2. 增加快速泄压阀门，开启泄压阀门，高压力水通过泄压管从末端排出，通过皮带机输送至渣土车土斗内，可有效降低土仓内压力，防止喷涌发生；
3. 在皮带机下方加装集水容器，可及时收集滑落或飞溅到皮带机底部的渣土及水，减少盾构机底部清渣工作量；
4. 在螺机口溜槽处皮带机防溅挡板Ⅰ底部开孔，引流至集水槽内，防止溢流问题的发生，有效减少了喷涌时造成落渣的清理时间；
5. 根据施工情况，可在集水槽内加装搅拌设备和液位监控设备，进一步加快了疏渣效果；
6. 可重复利用。
附图说明
图1为本发明的螺旋机的结构示意图；
图2为本发明的集水槽和侧排集水槽的结构示意图；
图3为本发明的搅拌装置和感应报警装置结构示意图；
图4为本发明的排水孔加装滤网结构示意图；
图5为本发明的掘进方法的流程图；
其中：1-皮带机；2-螺旋机；3-集水槽；4-侧排集水槽；5-上闸门；6-下闸门；7-排渣仓；8-过渡挡板；9-泄压管；10-泄压阀门；11-设备桥；12-防溅挡板Ⅰ；13-防溅挡板Ⅱ；14-进水管；15-固定杆Ⅰ；16-排水管Ⅰ；17-排水阀门Ⅰ；18-固定杆Ⅱ；19-排水管Ⅱ；20-排水阀门Ⅱ；21-泥浆泵；22-总排水管；23-滤网；24-电机；25-搅拌杆；26-搅拌叶；27-底座；28-遮挡板；29-液位感应传感器；30-报警器；31-连接线Ⅰ；32-连接线Ⅱ；33-快速接线夹头；34-指示灯。
具体实施方式
一种富水地层防喷涌盾构掘进装置，包括皮带机、位于皮带机上方的螺旋机以及位于皮带机底部的集水槽和侧排集水槽。
一种富水地层防喷涌盾构掘进方法，包括如下步骤：
S1：土仓内排水，建立实土压
1、下部管片拼装完成后，盾构机土仓内泥渣经沉积，在土仓底部形成实土压，当仓内水含量较高时（占比达2/3），利用土仓隔板排水球阀放水，
2、采用先打开3、9点位排水球阀放水，将清水或泥渣含量较少的浑水排出，降低土仓内水位，然后再开5、7点位球阀，直至排出泥水，则将排水球阀关闭，防止污染盾尾。
3、经过排水后，土仓内下部建立起实土压（高过螺机口），水土比约达到1：1。
S2：土仓渣土改良（同传统工艺）
4、在土仓内注入膨润土浆液，改良土仓内渣土，同时添加速凝效渣土改良剂，把砂颗粒间隙中的自由水挤走，在砂颗粒与水之间形成絮状凝聚物，使其发生粘结，可以减少内摩擦角，提高流动性，确保顺畅出渣。
S3：盾构机推进
5、采用气压辅助模式推进，当土仓内下部土压较低时，不转动螺旋机，关闭阀门推进，建立较高的实土压后，转动螺旋机推进，开启闸门排渣；
S4：防喷涌快速泄压
6、当土仓内压力过高时，开启螺旋机上闸门，同时开启泄压阀门，高压力水通过泄压管从末端排出，通过皮带机输送至渣土车土斗内；当泄压管末端出水量缓和时，关闭泄压阀门，同时开启螺旋机下闸门，仓内渣土通过过渡挡板滑落到皮带机上，皮带机两侧加高防溅挡板防止渣土飞溅；
7、当土仓内压力适当时，先后开启螺旋机上闸门和螺旋机下闸门，仓内渣土通过过渡挡板滑落到皮带机上，皮带机两侧加高防溅挡板防止渣土飞溅。
S5：启动引流疏渣系统
8、排渣情况较稀薄，水含量较大时，引流疏渣情况如下：（1）一部分渣土通过皮带机运输至渣土车土斗内；（2）一部分渣土和水流入底端集水槽中；（3）一部分渣土和水通过防溅挡板排水孔，经大孔径滤网过滤后，流入侧排集水槽内；
9、当渣土含水量较小时，关闭底端集水槽排水阀门和侧排集水槽排水阀门，待底端集水槽或侧排集水槽内水位距离顶面10cm左右时，打开底端集水槽排水阀门或侧排集水槽排水阀门，开启泥浆泵，将渣土和水的混合物排入渣土车土斗内；
10、底端集水槽或侧排集水槽内水位降低至排水口上部10cm左右时，关闭污水泵，同时关闭底端集水槽排水阀门和侧排集水槽排水阀门。
11、当渣土含水量较大或涌水时，直接开启底端集水槽排水阀门和侧排集水槽排水阀门，同时开启污水泵，带渣土稳定后，关闭污水泵，同时关闭底端集水槽排水阀门和侧排集水槽排水阀门，重复9-10步骤；
S6：启动搅拌和报警功能辅助渣土收集及排放
12：如在底端集水槽或侧排集水槽内安装有搅拌设备，则开启底端集水槽排水阀门和侧排集水槽排水阀门前，开启搅拌设备，将集水槽内渣土和水混合均匀后，再开启底端集水槽排水阀门和侧排集水槽排水阀；
13：如在底端集水槽或侧排集水槽内安装液位报警装置，则在液位装置报警后，再开启底端集水槽排水阀门和侧排集水槽排水阀。
Claims (10)
1.一种富水地层防喷涌、提高盾构掘进效率的方法，所述方法使用的装置包括皮带机（1）和螺旋机（2），还包括引流疏渣系统和防喷涌快速泄压系统，所述引流疏渣系统包括位于皮带机（1）底部的用于收集从螺旋机口排放渣土落到皮带机上时，滑落或飞溅到皮带机底部的渣土及水的集水槽（3）和用于收集皮带机底部堆积的部分渣土及水的侧排集水槽（4），集水槽（3）内设置水位监测系统，皮带机（1）两侧设置防溅挡板，靠近螺旋机（2）出口处的皮带机（1）两侧的防溅挡板的高度高于远离螺旋机（2）出口处的皮带机（1）两侧的防溅挡板的高度，防溅挡板底部设有排水孔，排水孔通过进水管连通侧排集水槽（4），水位监测系统控制防喷涌快速泄压系统启动；
所述防喷涌快速泄压系统包括位于螺旋机（2）的出渣口底部的排渣仓（7），排渣仓（7）的顶部和底部两侧分别设有移动轨道，移动轨道内分别设有通过油缸控制闭合的上闸门（5）和下闸门（6），排渣仓（7）底部靠近皮带机（1）末端的一侧设有斜向的用于减少渣土垂直掉落，造成渣土飞溅现象的过渡挡板（8），过渡挡板（8）通过合页与排渣仓（7）底部的移动轨道连接，排渣仓（7）相对于皮带机（1）末端的一侧的侧壁设有用于排水的泄压管（9），泄压管（9）上设有泄压阀门（10），泄压管（9）的末端位于皮带机（1）顶部平缓处上方；所述过渡挡板（8）的末端向皮带机（1）的防溅挡板一侧倾斜；
其特征在于：所述方法通过实时收集掉落到皮带机两侧和底部的渣土和水，同时对收集后的渣土泥水进行监测，达到警戒量后及时排放，在喷涌发生时对渣土泥水立即快速清运，盾构能够正常掘进；
下部管片拼装，上部管片拼装；土仓隔板排水球阀排水；渣土改良；管片拼装完成后，仓内下部土压或含水量分析，压力较低或实土压较低时，不转动螺旋机，关闭闸门推进；建立较高的实土压后或压力较高时，螺旋机转动，开启闸门排渣，开启皮带机引流疏渣系统；开启闸门排渣过程中，进行螺旋机压力分析，发生喷涌时，开启防喷涌快速泄压系统，直至不喷涌，关闭防喷涌快速泄压系统，进行螺旋机压力分析，发生喷涌时，重复上述操作；不发生喷涌时，直接盾构推进；
具体步骤如下：
S1：土仓内排水，建立实土压：
（1）下部管片拼装完成后，盾构机土仓内泥渣经沉积，在土仓底部形成实土压，当仓内水含量占比达2/3时，利用土仓隔板排水球阀放水；
（2）采用先打开3、9点位排水球阀放水，将清水或泥渣含量较少的浑水排出，降低土仓内水位，然后再开5、7点位球阀，直至排出泥水，将排水球阀关闭，防止污染盾尾；
（3）经过排水后，土仓内下部建立起实土压，高过螺旋机口，水土比达到1：1；
S2：土仓渣土改良：
（1）在土仓内注入膨润土浆液，改良土仓内渣土，同时添加速凝效渣土改良剂，把砂颗粒间隙中的自由水挤走，在砂颗粒与水之间形成絮状凝聚物，使其发生粘结，可以减少内摩擦角，提高流动性，确保顺畅出渣；
S3：盾构机推进：
（1）采用气压辅助模式推进，当土仓内下部土压较低时，不转动螺旋机，关闭阀门推进，建立较高的实土压后，转动螺旋机推进，开启闸门排渣；
S4：防喷涌快速泄压：
（1）当土仓内压力过高时，开启螺旋机上闸门，同时开启泄压阀门，高压力水通过泄压管从末端排出，通过皮带机输送至渣土车土斗内；当泄压管末端出水量缓和时，关闭泄压阀门，同时开启螺旋机下闸门，仓内渣土通过过渡挡板滑落到皮带机上，皮带机两侧加高的防溅挡板Ⅰ防止渣土飞溅；
（2）当土仓内压力适当时，先后开启螺旋机上闸门和螺旋机下闸门，仓内渣土通过过渡挡板滑落到皮带机上，皮带机两侧加高的防溅挡板Ⅰ防止渣土飞溅；
S5：启动引流疏渣系统：
（1）排渣情况较稀薄，水含量较大时，引流疏渣情况如下：一部分渣土通过皮带机运输至渣土车土斗内；一部分渣土和水流入底端集水槽中；一部分渣土和水通过防溅挡板Ⅰ的排水孔，经滤网过滤后，流入侧排集水槽内；
（2）当渣土含水量较小时，关闭底端的集水槽排水阀门Ⅰ和侧排集水槽的排水阀门Ⅱ，待底端集水槽或侧排集水槽内水位距离顶面10cm时，打开底端集水槽排水阀门Ⅰ或侧排集水槽排水阀门Ⅱ，开启泥浆泵，将渣土和水的混合物排入渣土车土斗内；
（3）底端集水槽或侧排集水槽内水位降低至排水孔上部10cm时，关闭泥浆泵，同时关闭底端集水槽的排水阀门Ⅰ和侧排集水槽的排水阀门Ⅱ；
（4）当渣土含水量较大或涌水时，直接开启底端集水槽的排水阀门Ⅰ和侧排集水槽的排水阀门Ⅱ，同时开启泥浆泵，待渣土稳定后，关闭泥浆泵，同时关闭底端集水槽的排水阀门Ⅰ和侧排集水槽的排水阀门Ⅱ，重复（2）-（3）步骤。
2.根据权利要求1所述的一种富水地层防喷涌、提高盾构掘进效率的方法，其特征在于：所述集水槽（3）通过固定杆Ⅰ（15）与皮带机（1）的底部连接，集水槽的端部超出皮带机（1）的端部，集水槽（3）的另一端底部设有排水孔，排水孔连接有排水管Ⅰ（16），排水管Ⅰ（16）上设有用于控制集水槽内渣土及水的排放，防止溢流的排水阀门Ⅰ（17）。
3.根据权利要求2所述的一种富水地层防喷涌、提高盾构掘进效率的方法，其特征在于：所述侧排集水槽（4）通过若干固定杆Ⅱ（18）与设备桥（11）连接，侧排集水槽（4）的底部设有排水孔，排水孔连接有排水管Ⅱ（19），排水管Ⅱ（19）上设有用于控制侧排集水槽内渣土及水的排放的排水阀门Ⅱ（20），排水管Ⅰ（16）的另一端与排水管Ⅱ（19）连接后通过泥浆泵（21）连接有用于将集水槽和侧排集水槽内的渣土及水排放的总排水管（22）。
4.根据权利要求1所述的一种富水地层防喷涌、提高盾构掘进效率的方法，其特征在于：所述泄压阀门（10）位于泄压管（9）的中部，所述泄压管（9）位于排渣仓（7）的侧壁的中部。
5.根据权利要求1所述的一种富水地层防喷涌、提高盾构掘进效率的方法，其特征在于：所述集水槽（3）的截面呈直角梯形，超出皮带机（1）的一端从上至下向皮带机（1）端部倾斜。
6.根据权利要求3所述的一种富水地层防喷涌、提高盾构掘进效率的方法，其特征在于：所述固定杆Ⅰ（15）的数量为四个，分别位于集水槽（3）的两侧的侧壁，所述固定杆Ⅱ（18）等间距布置。
7.根据权利要求1所述的一种富水地层防喷涌、提高盾构掘进效率的方法，其特征在于：所述集水槽（3）的排水孔和侧排集水槽（4）的排水孔处均设有用于防止大直径泥沙进入的滤网。
8.根据权利要求1所述的一种富水地层防喷涌、提高盾构掘进效率的方法，其特征在于：所述集水槽（3）和侧排集水槽（4）内分别设有用于渣土的拌合，加快排放速度的搅拌装置，所述搅拌装置包括电机（24）和搅拌杆（25），电机（24）分别位于集水槽（3）和侧排集水槽（4）的外侧，电机（24）的输出轴与搅拌杆（25）连接，搅拌杆（25）上设有若干搅拌叶（26），搅拌叶（26）分别位于搅拌杆（25）的两侧，相对搅拌杆（25）交替布置，电机（24）的底部设有底座（27），底座（27）的一端分别与集水槽（3）和侧排集水槽（4）的外侧壁连接，电机（24）的上方设有遮挡板（28），遮挡板（28）的一端分别与集水槽（3）和侧排集水槽（4）的外侧壁连接。
9.根据权利要求1所述的一种富水地层防喷涌、提高盾构掘进效率的方法，其特征在于：所述水位监测系统包括液位感应传感器（29）和报警器（30），液位感应传感器（29）位于集水槽（3）的内侧壁距离顶端10cm的位置，液位感应传感器（29）的输出端连接有连接线Ⅰ（31），报警器（30）的输入端连接有连接线Ⅱ（32），连接线Ⅰ（31）的一端通过快速接线夹头（33）与连接线Ⅱ（32）的一端连接，报警器（30）上设有指示灯（34）。
10.根据权利要求3所述的一种富水地层防喷涌、提高盾构掘进效率的方法，其特征在于：所述总排水管（22）底部设有渣土车。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN204476419U (zh) * | 2014-12-25 | 2015-07-15 | 中铁十七局集团第六工程有限公司 | 防喷涌螺旋机 |
| CN107060784A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-08-18 | 中铁工程装备集团有限公司 | 适用于隧道掘进机的泥水搅拌装置 |
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| CN109958472A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-07-02 | 山东黄金金创集团有限公司 | 一种巷道掘进通风除尘净化设备 |
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN204476419U (zh) * | 2014-12-25 | 2015-07-15 | 中铁十七局集团第六工程有限公司 | 防喷涌螺旋机 |
| CN107060784A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-08-18 | 中铁工程装备集团有限公司 | 适用于隧道掘进机的泥水搅拌装置 |
| CN107178376A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-09-19 | 中铁十九局集团轨道交通工程有限公司 | 复合地层盾构机渣土运输系统 |
| CN109281685A (zh) * | 2017-07-21 | 2019-01-29 | 中国铁建重工集团有限公司 | 一种逐级减压式盾构机 |
| CN109958472A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-07-02 | 山东黄金金创集团有限公司 | 一种巷道掘进通风除尘净化设备 |
| CN110344838A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-10-18 | 中国电建集团铁路建设有限公司 | 一种具有闸门防喷涌构造的土压平衡盾构结构及盾构方法 |
| CN110541716A (zh) * | 2019-09-29 | 2019-12-06 | 中铁工程装备集团有限公司 | 可渣水分离的u型密闭螺机防喷涌系统及防喷涌方法 |
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