CN113863943A - 泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法，包括如下步骤：在拆解盾构后配套之前，利用临时供气管路连接盾构保压系统与地面泥水筛分系统中的储气罐；利用直流电源模块连接隧道内的照明电源与盾构气垫仓内的液位传感器，通过所述直流电源模块将所述照明电源的交流电转换为直流电以为所述液位传感器进行供电；利用所述液位传感器实时监测所述盾构气垫仓内的液位；拆解盾构后配套时，启动所述地面泥水筛分系统的空压机为所述储气罐供气，并利用所述盾构保压系统实时控制所述盾构气垫仓内的压力。本发明实现了盾构机长时间与地下水处于压力平衡状态，确保地面稳定安全，防止出现设备仪器故障以及安全事故。

Description

泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法

技术领域

本发明涉及盾构施工工程领域，特指一种泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法。

背景技术

随着城市密集度的提高，地面可利用空间越来越少，有效利用和创造地下空间是当今城市现代化建设的重要课题。使用盾构机开挖地下空间则是一种最优选择，盾构施工工法已广泛用于电力、水利隧道中。水利、电力廊道盾构始发工作井较小，一般采用分体始发的方案，盾构主机下井，待盾构向前推进一段距离，隧道内具备存放后配套拖车后停机，将后配套拖车陆续放置井下，按照顺序组装后进行调试。

受始发井口限制，泥水盾构分体始发时，一般只有盾构主机、临时桥架及1#拖车下井，随盾构推进随动，其余后配套拖车放置地面通过延长管线连接，为盾构掘进提供动力。盾构推进一段距离具备后配套拖车存放条件，将临时桥架及1#拖车下井拆解吊出地面，重新安装原连接桥、1#至6#拖车。该过程需要把分体始发的大量延长管线拆除，然后再进行临时后配套与原后配套的拆解及重新安装工作，停机时间较长。该阶段停机，后配套无法为盾构主机泥水仓及气垫仓提供气压，盾构操作室拆除无法对泥水仓压力进行监测，停机时间长，泥水仓内压力损耗，泥水仓压力过低会导致地下水进入气垫仓，气垫仓液位上涨易导致液位传感器进水出现故障，甚至会出现地面沉降或者塌陷事故。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法，解决现有的盾构长时间停机时泥水仓内压力损耗而使得地下水进入气垫仓进而导致传感器故障以及出现地面沉降或塌陷事故等的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法，包括如下步骤：

在拆解盾构后配套之前，设置临时供气管路，利用所设置的临时供气管路连接盾构保压系统与地面泥水筛分系统中的储气罐，通过地面泥水筛分系统中的储气罐为所述盾构保压系统供气；

于隧道内设置直流电源模块，利用所设置的直流电源模块连接隧道内的照明电源与盾构气垫仓内的液位传感器，通过所述直流电源模块将所述照明电源的交流电转换为直流电以为所述液位传感器进行供电；

利用所述液位传感器实时监测所述盾构气垫仓内的液位；以及

拆解盾构后配套时，启动所述地面泥水筛分系统的空压机为所述储气罐供气，并利用所述盾构保压系统实时控制所述盾构气垫仓内的压力。

本发明在盾构机长时间停机过程中，利用地面泥水筛分系统中的储气罐为盾构保压系统进行供气，使得盾构保压系统能够对盾构机的气垫仓进行实时的压力控制，确保气垫仓内的压力稳定，实现盾构机长时间与地下水处于压力平衡状态，确保地面稳定安全。通过直流电压模块将隧道内的照明电源转换为直流电为气垫仓内的液位传感器进行供电，实现实时监控气垫仓内的液位，实现长时间安全停机，防止出现设备仪器故障以及安全事故。

本发明泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法的进一步改进在于，还包括：

于所述盾构气垫仓的预留球阀处安装压力表，利用所安装的压力表实时监测所述盾构气垫仓内的压力。

本发明泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法的进一步改进在于，还包括：

提供智能电流表，将所述智能电流表与所述液位传感器连接，通过所述智能电流表将所述液位传感器监测得到的液位数值转换为电流信号并予以显示。

本发明泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法的进一步改进在于，还包括：

定期查看所述智能电流表的电流信号。

本发明泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法的进一步改进在于，在设置临时供气管路时，将所述临时供气管路敷设于隧道的侧壁上以避开盾构后配套。

本发明泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法的进一步改进在于，还包括：

为所述盾构气垫仓设定安全压力范围；

利用所述盾构保压系统控制所述盾构气垫仓内的实时压力以使得所述实时压力在所述安全压力范围内。

本发明泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法的进一步改进在于，在拆解好盾构后配套之后，将拆解下来的盾构后配套吊至地面；

将盾构的所有后配套设备按顺序吊至隧道内并进行组装，在调试好后，将后配套设备与盾构保压系统连接以为其供气，将后配套设备与所述液位传感器连接以为其供电，将所述临时供气管路和所述直流电源模块拆除。

附图说明

图1为本发明泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法，适用于泥水盾构分体始发的工法。在盾构机长时间停机阶段，盾构机无动力源，泥水仓压力损失，当泥水仓压力过低时，会导致地下水进入气垫仓，气垫仓内液位上涨易导致液位传感器进水进而出现故障，甚至会出现地面沉降或者塌陷事故。为解决这一问题，本发明的保压方法在泥水盾构分体始发二次拆机组装阶段长时间停机时，能够为气垫仓的液位传感器进行供电，实现对气垫仓内液位的实时监测，通过增设压力表可对气垫仓内的压力进行实时监测，确保停机过程中能够正常调节气垫仓内压力，保证停机位置所在地层盾构机埋深所需的泥土压力值，实现长时间安全停机，防止出现设备仪器故障以及安全事故。下面结合附图对本发明泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法进行说明。

参阅图1，显示了本发明泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法的流程图。下面结合图1，对本发明泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法进行说明。

如图1所示，本发明的泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法包括如下步骤：

执行步骤S101，在拆解盾构后配套之前，设置临时供气管路，利用所设置的临时供气管路连接盾构保压系统与地面泥水筛分系统中的储气罐，通过地面泥水筛分系统中的储气罐为盾构保压系统供气；接着执行步骤S102；

执行步骤S102，于隧道内设置直流电源模块，利用所设置的直流电源模块连接隧道内的照明电源与盾构气垫仓内的液位传感器，通过直流电源模块将照明电源的交流电转换为直流电以为液位传感器进行供电；接着执行步骤S103；

执行步骤S103，利用液位传感器实时监测盾构气垫仓内的液位；接着执行步骤S104；

执行步骤S104，拆解盾构后配套时，启动地面泥水筛分系统的空压机为储气罐供气，并利用盾构保压系统实时控制盾构气垫仓内的压力。

本发明的泥水平衡盾构法施工，指的是在盾构开挖仓内注入泥浆，通过加压与地层压力进行平衡，以保证开挖面土体的稳定。盾构推进时开挖下来的土进入到盾构前部的泥水室，经搅拌装置进行搅拌或破碎装置进行破碎，搅拌破碎后的高浓度泥水用泥浆泵泵送到地面，泥水在地面经过分离处理，经过送泥泵作用，将合适配比的浆液送到盾构的泥水仓，如此循环，不断地排渣、净化、使用。

泥水平衡盾构整机掘进，一般为盾构主机、连接桥、1#至6#拖车组装，通过10KV高压电提供动力源。高压电经过变压器处理后为盾构操作室提供220V电源。4#拖车上存放空压机，5#拖车上设置储气罐，空压机为储气罐提供压缩空气，该储气罐连接盾构保压系统，盾构保压系统为气垫仓提供压缩空气，以实现泥水仓的压力平衡。而在泥水平衡盾构采用分体始发时，连接桥与1#至6#拖车需在地面组装并吊至隧道内进行调试，此时盾构机需要长时间停机，且无动力源及压缩空气的提供，为确保停机过程中的安全，本发明在拆除盾构后配套之前，设置临时供气管路，通过临时供气管路将盾构保压系统与地面泥水筛分系统的储气罐连接，通过地面泥水筛分系统的储气罐为盾构保压系统提供压缩空气，实现盾构机上的盾构气垫仓内压力稳定，保证了停机安全。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

于盾构气垫仓的预留球阀处安装压力表，利用所安装的压力表实时监测盾构气垫仓内的压力。

本发明的盾构机的前部设有泥水仓和气垫仓，气垫仓设于泥水仓的后部，该气垫仓的隔板上预留有球阀。气垫仓的底部通过连通口与泥水仓连通，泥水仓内充满泥水，且泥水有部分通过连通口进入到气垫仓，气垫仓内的泥水未充满气垫仓，在气垫仓的上部设有空气，盾构保压系统与气垫仓的上部连通，盾构保压系统向气垫仓内压入压缩空气，利用压入的压缩空气控制气垫仓内的压力，气垫仓内的压力处于稳定状态时，能够确保泥水仓与地下水土压力处于平衡状态，进而保证了地面稳定安全。

较佳地，气垫仓书安装两个压力表，通过压力表监测气垫仓内的压力，压力表能够实时的测得气垫仓内的压力。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

提供智能电流表，将智能电流表与液位传感器连接，通过智能电流表将液位传感器监测得到的液位数值转换为电流信号并予以显示。

较佳地，智能电流表采用HB404TB智能电流表。利用智能电流表将液位传感器的液位数值转换为电流信号，以便于工作人员查看气垫仓内液位情况。

进一步地，还包括：定期查看智能电流表的电流信号。通过查看智能电流表的电流信号，了解气垫仓内的液位情况，在发生液位异常时能够及时的进行处理，确保盾构机的停机安全。

较佳地，直流电压模块将隧道照明220V电源转换为24V直流电，为液位传感器进行供电，使得液位传感器能够启动运行，实时监测气垫仓内的液位情况。

在本发明的一种具体实施方式中，在设置临时供气管路时，将临时供气管路敷设于隧道的侧壁上以避开盾构后配套。临时供气管路连接位于地面的储气罐以及位于隧道内的盾构机上的盾构保压系统，设置该临时供气管路时，在隧道的侧壁处设置挂架，利用挂架支撑临时供气管路，使得临时供气管路避开隧道内的盾构后配套，对盾构后配套的拆装不会产生任何影响。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

为盾构气垫仓设定安全压力范围；

利用盾构保压系统控制盾构气垫仓内的实时压力以使得实时压力在安全压力范围内。

较佳地，安全压力范围包括低极限值和高极限值，将低极限值和高极限值均输入至盾构保压系统，利用盾构保压系统控制气垫仓内的实时压力处于低极限值和高极限值之间，并维持气垫仓内的压力处于稳定状态。

盾构保压系统通过向气垫仓内通入压缩空气或从气垫仓内放出压缩空气来实现对气垫仓内的压力进行控制调整。较佳地，盾构保压箱体为Samson系统。

在本发明的一种具体实施方式中，在拆解好盾构后配套之后，将拆解下来的盾构后配套吊至地面；

将盾构的所有后配套设备按顺序吊至隧道内并进行组装，在调试好后，将后配套设备与盾构保压系统连接以为其供气，将后配套设备与液位传感器连接以为其供电，将临时供气管路和直流电源模块拆除。

由于盾构机后方设置的是临时桥架，故需将临时桥架拆解下来再重新组装连接桥，1#至6#拖车，将地面的拖车拆解，而后按顺序吊至隧道内，在隧道内进行重新组装。

在盾构机停机并断电后，启动地面泥水筛分系统的空压机，利用该空压机为储气罐提供压缩空气，智能电流表进入监控工作状态，施工人员可通过智能电流表的电流信号了解气垫仓内的液位情况，盾构保压系统通过设定的安全压力范围，实现气垫仓内的压力稳定，维持在中心线“0”位，实现泥水盾构泥水仓长时间与地下水土压力平衡，确保地面稳定安全。

本发明的保压方法有效的利用了盾构施工现场的设备，所需的电器元件成本低，检测结果能够直观显示，便于施工作业人员操作。

本发明有效解决了盾构后配套二次拆拆解组装阶段，隧道内空间受限，无法安放发电机及空压机等大型设备的问题。

本发明的保压方法在泥水盾构后配套完全拆解后，能够稳定控制气垫仓液位，防止传感器故障，防止出现地面沉降或塌陷事故。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法，其特征在于，包括如下步骤：

在拆解盾构后配套之前，设置临时供气管路，利用所设置的临时供气管路连接盾构保压系统与地面泥水筛分系统中的储气罐，通过地面泥水筛分系统中的储气罐为所述盾构保压系统供气；

于隧道内设置直流电源模块，利用所设置的直流电源模块连接隧道内的照明电源与盾构气垫仓内的液位传感器，通过所述直流电源模块将所述照明电源的交流电转换为直流电以为所述液位传感器进行供电；

利用所述液位传感器实时监测所述盾构气垫仓内的液位；以及

拆解盾构后配套时，启动所述地面泥水筛分系统的空压机为所述储气罐供气，并利用所述盾构保压系统实时控制所述盾构气垫仓内的压力。

2.如权利要求1所述的泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法，其特征在于，还包括：

于所述盾构气垫仓的预留球阀处安装压力表，利用所安装的压力表实时监测所述盾构气垫仓内的压力。

3.如权利要求1所述的泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法，其特征在于，还包括：

提供智能电流表，将所述智能电流表与所述液位传感器连接，通过所述智能电流表将所述液位传感器监测得到的液位数值转换为电流信号并予以显示。

4.如权利要求3所述的泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法，其特征在于，还包括：

定期查看所述智能电流表的电流信号。

5.如权利要求1所述的泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法，其特征在于，在设置临时供气管路时，将所述临时供气管路敷设于隧道的侧壁上以避开盾构后配套。

6.如权利要求1所述的泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法，其特征在于，还包括：

为所述盾构气垫仓设定安全压力范围；

利用所述盾构保压系统控制所述盾构气垫仓内的实时压力以使得所述实时压力在所述安全压力范围内。

7.如权利要求1所述的泥水平衡盾构后配套拆解组装长时间停机的保压方法，其特征在于，在拆解好盾构后配套之后，将拆解下来的盾构后配套吊至地面；

将盾构的所有后配套设备按顺序吊至隧道内并进行组装，在调试好后，将后配套设备与盾构保压系统连接以为其供气，将后配套设备与所述液位传感器连接以为其供电，将所述临时供气管路和所述直流电源模块拆除。

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