[发明专利]泥水土压双模式盾构系统及控制方法

说明书

本发明提供一种泥水土压双模式盾构系统及控制方法，包括盾构部，跟随在盾构部之后的泥浆分离台车和膨润土泥浆制备台车；在盾构部前端设有盾构刀盘，盾构刀盘后设有土仓，螺旋输送机的入口接入到土仓的下段内；还设有连接到盾构刀盘的润滑泥浆进管，和连接到土仓的压力泥浆进管；螺旋输送机与泥浆排出装置连接，泥浆排出装置与第一循环管连接，第一循环管与润滑泥浆进管和压力泥浆进管连接。通过采用螺旋输送机作为土仓的单一排泥口出口，从而减少安装空间，能够实现泥水平衡盾构模式和土压平衡盾构模式的无缝切换，提高了施工效率，大幅降低现场施工的劳动强度。

技术领域

本发明涉及盾构设备及施工领域，特别是一种能够快速切换的泥水土压双模式盾构系统及方法。

背景技术

常见的盾构机分为土压平衡式盾构和泥水平衡式盾构。土压平衡式盾构的基本原理是由刀盘切削土层，切削后的泥土进入土舱，土舱内的泥土与开挖面压力取得平衡的同时由土舱内的螺旋输送机出土，装于排土口的排土装置在出土量与推进量取得平衡的状态下，进行连续出土。泥水平衡式盾构的基本原理是在盾构机正面与支承环前面装置隔板的密封舱中，注入适当压力的泥浆使其在开挖面形成泥膜，支承正面土体，实现开挖面稳定，并以安装在正面的刀盘切削土体，渣土与泥浆混合后形成高密度泥浆，用排泥泵及管道输送至地面处理。

以上两种盾构机掘进方式只能为土压平衡式和泥水平衡式的其中一种，因此盾构机适应地层变化的工作能力受到极大限制，现阶段我国城市轨道交通、引水隧道、电力隧道大力发展，隧道穿越地区地质变化较大，在大量的复杂地段，单一掘进方式的盾构机容易出现掘进困难，影响施工工期，增加工程成本，对城市轨道交通等各类建设造成不利影响。

中国专利文献CN202707070U记载了一种土压平衡和泥水平衡双模式复合盾构机，通过切换集石破碎箱和输送带，配合管路实现土压平衡和泥水平衡施工方式的切换。存在的问题是，切换到泥水平衡施工方式时需要撤掉输送带，更换集石破碎箱，而在土压平衡施工方式时需要以输送带替换集石破碎箱，操作较为麻烦。中国专利文献CN 110306991 A记载的泥水土压双模式盾构机的技术方案也存在上述的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种泥水土压双模式盾构系统及方法，能够同时适应泥水平衡盾构施工和土压平衡盾构施工。优选的方案中，能够快速切换泥水平衡盾构施工和土压平衡盾构施工的工作模式，能够提高泥浆循环处理的效率，能够提高泥浆循环的经济效益，能够自动在不同的泥浆循环模式下进行切换。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种泥水土压双模式盾构系统，包括盾构部，跟随在盾构部之后的泥浆分离台车和膨润土泥浆制备台车；

在盾构部前端设有盾构刀盘，盾构刀盘后设有土仓，螺旋输送机的入口接入到土仓的下段内；

还设有连接到盾构刀盘的润滑泥浆进管，和连接到土仓的压力泥浆进管；螺旋输送机与泥浆排出装置连接，泥浆排出装置与第一循环管连接，第一循环管与润滑泥浆进管和压力泥浆进管连接；

在压力泥浆进管设有第二阀，在润滑泥浆进管设有第一阀。

优选的方案中，在螺旋输送机的出料口下方设有采石箱，采石箱的溢流口通过第二循环管与第一排出管和第一循环管连通；

第二循环管上设有第二循环阀，第二循环管上还设有第二泥浆循环泵，第一排出管上设有第一排出阀，第一循环管上设有第一循环阀；

在第一排出管的出口设有泥浆处理装置。

优选的方案中，在采石箱的底部设有可启闭的闸板，在采石箱的底部设有输送带。

优选的方案中，所述的泥浆处理装置包括振动筛，第一排出管的出口位于振动筛的上方，振动筛的筛上通过溜槽与输送带连接，振动筛的筛下设有沉淀箱，沉淀箱内设有溢流箱体，沉淀箱的溢流口与第三循环管连接，第三循环管与膨润土泥浆制备罐连接。