[发明专利]泥水土压双模式盾构系统及控制方法

权利要求书

1.一种泥水土压双模式盾构系统，其特征是：盾构系统包括盾构部，跟随在盾构部之后的泥浆分离台车（8）和膨润土泥浆制备台车（9）；

在盾构部前端设有盾构刀盘（1），盾构刀盘（1）后设有土仓（2），在土仓（2）内设有土仓压力传感器（33），螺旋输送机（5）的入口接入到土仓（2）的下段内；

还设有连接到盾构刀盘（1）的润滑泥浆进管（4），和连接到土仓（2）的压力泥浆进管（3）；螺旋输送机（5）与泥浆排出装置（7）连接，泥浆排出装置（7）与第一循环管（27）连接，第一循环管（27）与润滑泥浆进管（4）和压力泥浆进管（3）连接；

在压力泥浆进管（3）设有第二阀（21），在润滑泥浆进管（4）设有第一阀（20）；

在螺旋输送机（5）的出料口下方设有采石箱（6），采石箱（6）的溢流口通过第二循环管（28）与第一排出管（29）和第一循环管（27）连通；

第二循环管（28）上设有第二循环阀（23），第二循环管（28）上还设有第二泥浆循环泵（16），第一排出管（29）上设有第一排出阀（24），第一循环管（27）上设有第一循环阀（19）；

在第一排出管（29）的出口设有泥浆处理装置；

在采石箱（6）的底部设有可启闭的闸板（64），在采石箱（6）的底部设有输送带（10）；

所述的泥浆处理装置包括振动筛（11），第一排出管（29）的出口位于振动筛（11）的上方，振动筛（11）的筛上通过溜槽与输送带（10）连接，振动筛（11）的筛下设有沉淀箱（12），沉淀箱（12）内设有溢流箱体，沉淀箱（12）的溢流口与第三循环管（31）连接，第三循环管（31）与膨润土泥浆制备罐（13）连接；

采石箱（6）的底部倾斜，倾斜角度与输送带（10）的倾角大致相同，闸板（64）与采石箱（6）底部的滑槽滑动连接，闸板（64）与驱动开合的驱动装置连接；

驱动装置包括由电机驱动的齿轮齿条机构、丝杠螺母机构、气缸或液压缸；

所述的泥浆排出装置（7）位于靠近螺旋输送机（5）进料端的位置，在泥浆排出装置（7）上设有筛网（73）；

在第一循环管（27）上设有粘度计（15），通过对泥浆粘度的检测，能够通过对第一循环阀（19）、第一阀（20）、第二阀（21）和第一排出阀（24），分别将从泥浆排出装置（7）排出的泥浆输送至压力泥浆进管（3）、润滑泥浆进管（4）和第一排出管（29）。

2.根据权利要求1所述的一种泥水土压双模式盾构系统，其特征是：所述的膨润土泥浆制备罐（13）内设有搅拌装置，膨润土泥浆制备罐（13）的上方设有进液管，进液管上设有进液泵（18）；

膨润土泥浆制备罐（13）通过润滑泥浆管（30）与润滑泥浆进管（4）连接，润滑泥浆管（30）上设有润滑泥浆阀（22）。

3.根据权利要求1所述的一种泥水土压双模式盾构系统，其特征是：泥浆排出装置（7）的结构为：在靠近螺旋输送机（5）进料端的位置，进料端管体（71）通过连接法兰（72）与管体本体（78）连接，在进料端管体（71）上设有排泥开口（77），排泥开口（77）的周边设有卡槽（76），排泥管连接板（74）固定安装在卡槽（76），在排泥管连接板（74）的端头设有法兰结构，排泥管连接板（74）上设有排泥管（75），排泥管（75）与第一循环管（27）连通，排泥管（75）与排泥管连接板（74）连接的位置设有筛网（73）。

4.一种采用权利要求1~3任一项所述的泥水土压双模式盾构系统的施工方法，其特征是：

土压平衡盾构工况下，关闭第一循环管（27）上的第一循环阀（19），开启采石箱（6）的闸板（64），根据土仓（2）内设置的土仓压力传感器（33）调节螺旋输送机（5）的转速，螺旋输送机（5）出料口的石块经过采石箱（6）排出到输送带（10），进行土压盾构施工；

在泥水平衡盾构工况下，启动第一泥浆循环泵（14），开启第一循环管（27）的第一循环阀（19），第一泥浆循环泵（14）从泥浆排出装置（7）循环排出泥浆为土仓（2）内提供压力泥浆，或者通过控制第一阀（20）的启闭为润滑泥浆进管（4）提供润滑泥浆，或者通过第一排出管（29）送到泥水分离装置，螺旋输送机（5）转动将泥浆中的石块输送至采石箱（6），采石箱（6）的溢流泥浆输送至压力泥浆进管（3）或泥浆处理装置，间歇开启采石箱（6）底部的闸板（64），将采石箱（6）内的石块排出到输送带（10），进行泥水盾构施工；

通过以上步骤实现土压平衡盾构工况和泥水平衡盾构工况的快速切换。