[发明专利]用于盾构机常压开仓作业稳定掌子面的装置及方法

权利要求书

1.一种用于盾构机常压开仓作业稳定掌子面的装置的装拆方法，装置包括数个扇形气囊，所述扇形气囊嵌入刀盘的相邻刀杆之间的空挡中，扇形气囊的平面形状与两相邻刀杆之间的扇形空挡匹配，扇形气囊的厚度与刀盘厚度相等，扇形气囊的输气管旁接压力传感器；扇形气囊背离盾构机掘进面的一侧设有反土冲力机构，所述反土冲力机构沿扇形径向间隔设置在扇形气囊一侧的两相邻刀杆之间，包括径向杆和位于径向杆两端的固定半环，所述径向杆两端分别与圆环固定连接，固定半环上部分别与对应的圆环铰接，固定半环的底部分别垂直固定在相邻的刀杆上；其特征在于，用于盾构机常压开仓作业稳定掌子面的装置的装拆方法，包括以下步骤：

1)扇形气囊安装就位

将未充气的扇形气囊依次放入两相邻刀杆的扇形空挡处，逐个填满空挡；

2)扇形气囊充气成形

先根据掌子面处的水土压力设定所需的充气压力，启动气泵，开启充气阀门，将压缩空气通过输气管输入扇形气囊内，直至输气管旁接的气压表指示扇形气囊气压已达到所需的充气压力；压力传感器将气压信号转换成电信号传递给PLC，PLC发讯，气泵停机，压缩空气停止输入；在常压开仓作业过程中，当压力传感器检测到扇形气囊气压低于设定压力值时，PLC发讯启动气泵，将压缩空气再次输进扇形气囊中，如此往复，使得扇形气囊的气压与盾构机面的水平侧压力保持动态平衡；

3)安装反土冲力机构

按照扇形气囊的平面形状，从靠近盾构机主轴承处开始，间隔安装长度递增的各根径向杆；先将径向杆两端的圆环分别套入对应的固定半环中，接着将一个固定半环两端固定在一根刀杆的一侧上，再将另一个固定半环两端固定在相邻刀杆的一侧上，完成一根径向杆的安装；以此类推，逐根完成各径向杆的安装；

4)常压开仓作业完成后拆除扇形气囊

常压开仓作业完成后，PLC发讯反向启动气泵，抽出扇形气囊内的空气，扇形气囊排气结束后逐个拆除反土冲力机构，依次取出扇形气囊；拆除时，先拆除12点位置的扇形气囊以及其外侧的反土冲力机构，然后启动盾构机的刀盘，刀盘旋转将相邻位置的扇形气囊转动到12点位置后拆除，重复上述过程，完成拆除所有的扇形气囊。

2.如权利要求1所述的用于盾构机常压开仓作业稳定掌子面的装置的装拆方法，其特征在于，步骤2)中扇形气囊的气压大于盾构机掘进掌子面的水平侧压力0.02～0.06Mpa。