全文摘要
本发明公开了一种土压\/敞开双模盾构模式转换工法，解决了现有技术中双模盾构转换对操作人员要求高、不易转换的问题。本发明包括敞开模式向土压模式转换工法和土压模式向敞开模式转换工法；在硬岩地层中且距离软地层一定距离处进行从敞开模式向土压模式的转换，在软地层中且进入硬岩地层一定距离处进行从土压模式向敞开模式的转换。本发明对模式转换步骤进行了梳理和简化，可以指导现场操作人员准确、快速进行模式转换，提高了掘进效率，降低施工成本。
主设计要求
1.一种土压\/敞开双模盾构模式转换工法，其特征在于：包括敞开模式向土压模式转换工法和土压模式向敞开模式转换工法；在硬岩地层中且距离软地层一定距离处进行从敞开模式向土压模式的转换，在软地层中且进入硬岩地层一定距离处进行从土压模式向敞开模式的转换。
设计方案
1.一种土压\/敞开双模盾构模式转换工法，其特征在于：包括敞开模式向土压模式转换工法和土压模式向敞开模式转换工法；在硬岩地层中且距离软地层一定距离处进行从敞开模式向土压模式的转换，在软地层中且进入硬岩地层一定距离处进行从土压模式向敞开模式的转换。
2.根据权利要求1所述的土压\/敞开双模盾构模式转换工法，其特征在于：所述敞开模式向土压模式转换工法包括以下步骤：
S1：在硬岩地层中且距离软地层10~15m处，盾构停机；
S2：在盾构土仓内拆卸溜渣槽、溜渣板和挡渣板，并通过主驱动中心运出；
S3：拆除后配套皮带机尾部总成，并将后配套皮带机尾部总成放置在管片小车上，随管片小车一起运出；
S4：将主机皮带机后移，并拆下主机皮带机后段和主机皮带机前段，然后主机皮带机后段和主机皮带机前段分别用编组运输车运出，然后拆除主机皮带机轨道；
S5：将设备桥与拼装机断开，后配套整体后退一定距离后，将设备桥前端支撑于外导轨上，同时将管片小车移出，保证运输通道顺畅；
S6：将主驱动中心连接法兰和变接法兰运送至隧道洞内，并将中心连接法兰、变接法兰和中心回转接头安装到相应位置；
S7：将螺机门型吊梁运到隧道洞内，并将螺机门型吊梁固定在拼装机及轨道上合适位置；
S8：通过编组运输车将螺机轴呈缩回状态的螺机运到洞内，然后利用螺机门型吊梁将螺机吊装到位，并通过螺栓固定螺机；
S9：拆除螺机门型吊梁，并将螺机门型吊梁运出，然后连接螺机管线；
S10：将后配套皮带机尾部总成、设备桥和拼装机重新复位安装，完成模式转换；
S11：重新调试盾构，确保所有部件安装正确。
3.根据权利要求2所述的土压\/敞开双模盾构模式转换工法，其特征在于：所述
步骤S5中后配套整体后退15~25m。
4.根据权利要求1或3所述的土压\/敞开双模盾构模式转换工法，其特征在于：所述土压模式向敞开模式转换工法包括以下步骤：
S1：在软地层中且进入硬岩地层10~15m处，盾构停机；
S2：将设备桥后移，且将后配套皮带机尾部总成拆除，并通过编组运输车运出；
S3：将螺机门型吊梁运到隧道洞内，并将螺机门型吊梁固定在拼装机及轨道上合适位置；然后利用螺机门型吊梁将螺机拆除，然后将螺机门型吊梁和螺机运出；
S4：主驱动上的中心连接法兰、变接法兰和中心回转接头拆除并运出；
S5：将溜渣槽、溜渣板和挡渣板通过主驱动中心运进隧道洞中，然后安装在盾构土仓相应位置；
S6：将主皮带机的前段和主皮带机后段通过编组运输车运至隧道洞内，然后安装到合适位置；
S7：将后配套皮带机尾部总成、设备桥和拼装机重新复位安装，完成模式转换；
S8：重新调试盾构，确保所有部件安装正确。
设计说明书
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，特别是指一种土压\/敞开双模盾构模式转换工法。
背景技术
目前随着国内盾构施工范围的不断增加，开挖地质情况越来越复杂，单一模式的盾构已经不能满足现有的施工状况。当盾构机在长距离掘进中出现软硬地质交错变化的复杂地层时，若仅仅采用土压平衡模式，则在硬岩地层中掘进效率较低，若仅仅采用敞开TBM模式，则在软土地层中掘进效率较低，因此单一模式的盾构机严重影响了项目的进度及项目的施工成本。为了解决盾构机在软硬地层交替出现时掘进效率低下的情况，土压\/敞开双模盾构应运而生。
该双模盾构可以依据不同地质情况，选择对应的掘进模式进行高效施工作业。当开挖地质由硬岩地层转入软土地层时，可将敞开TBM模式转换到土压平衡模式进行掘进，同理当开挖地质由软土地层转入硬岩地层时，可将土压平衡模式转换到敞开TBM模式进行掘进。目前国内外6m或10m级中心皮带机出渣方式的土压\/敞开双模盾构应用较少，其模式转换工法的研究同样处于初始阶段。合理的模式转换工法对于双模盾构高效施工起着重要的作用。此外模式转换时需由经验丰富、且对该双模盾构机施工原理了解的人员操作，转换过程工序杂乱，转换效率低，极大程度制约着盾构掘进效率，增加盾构施工成本。
发明内容
针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种土压\/敞开双模盾构模式转换工法，解决了现有技术中双模盾构转换对操作人员要求高、不易转换的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种土压\/敞开双模盾构模式转换工法，包括敞开模式向土压模式转换工法和土压模式向敞开模式转换工法；在硬岩地层中且距离软地层一定距离处进行从敞开模式向土压模式的转换，在软地层中且进入硬岩地层一定距离处进行从土压模式向敞开模式的转换。
所述敞开模式向土压模式转换工法包括以下步骤：
S1：在硬岩地层中且距离软地层10~15m处，盾构停机；
S2：在盾构土仓内拆卸溜渣槽、溜渣板和挡渣板，并通过主驱动中心运出；
S3：拆除后配套皮带机尾部总成，并将后配套皮带机尾部总成放置在管片小车上，随管片小车一起运出；
S4：将主机皮带机后移，并拆下主机皮带机后段和主机皮带机前段，然后主机皮带机后段和主机皮带机前段分别用编组运输车运出，然后拆除主机皮带机轨道；
S5：将设备桥与拼装机断开，后配套整体后退一定距离后，将设备桥前端支撑于外导轨上，同时将管片小车移出，保证运输通道顺畅；
S6：将主驱动中心连接法兰和变接法兰运送至隧道洞内，并将中心连接法兰、变接法兰和中心回转接头安装到相应位置；
S7：将螺机门型吊梁运到隧道洞内，并将螺机门型吊梁固定在拼装机及轨道上合适位置；
S8：通过编组运输车将螺机轴呈缩回状态的螺机运到洞内，然后利用螺机门型吊梁将螺机吊装到位，并通过螺栓固定螺机；
S9：拆除螺机门型吊梁，并将螺机门型吊梁运出，然后连接螺机管线；
S10：将后配套皮带机尾部总成、设备桥和拼装机重新复位安装，完成模式转换；
S11：重新调试盾构，确保所有部件安装正确。
步骤S5中后配套整体后退15~25m。
所述土压模式向敞开模式转换工法包括以下步骤：
S1：在软地层中且进入硬岩地层10~15m处，盾构停机；
S2：将设备桥后移，且将后配套皮带机尾部总成拆除，并通过编组运输车运出；
S3：将螺机门型吊梁运到隧道洞内，并将螺机门型吊梁固定在拼装机及轨道上合适位置；然后利用螺机门型吊梁将螺机拆除，然后将螺机门型吊梁和螺机运出；
S4：主驱动上的中心连接法兰、变接法兰和中心回转接头拆除并运出；
S5：将溜渣槽、溜渣板和挡渣板通过主驱动中心运进隧道洞中，然后安装在盾构土仓相应位置；
S6：将主皮带机的前段和主皮带机后段通过编组运输车运至隧道洞内，然后安装到合适位置；
S7：将后配套皮带机尾部总成、设备桥和拼装机重新复位安装，完成模式转换；
S8：重新调试盾构，确保所有部件安装正确。
本发明是针对于6m或10m级中心皮带机出渣方式的土压\/敞开双模盾构设计的，本发明涉及的转换工法实现了双模盾构简易、可靠、准确、快速进行模式转换，提高施工效率。本发明对模式转换步骤进行了梳理和简化，可以指导现场操作人员准确、快速进行模式转换，提高了掘进效率，降低施工成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明溜渣槽分解及运输示意图。
图2为本发明刀盘溜渣板分解及运输示意图。
图3为本发明挡渣板分解及运输示意图。
图4为本发明后配套皮带机尾部总成拆除及管片小车运输示意图。
图5为本发明主皮带机后移及拆分运输示意图。
图6为本发明后配套整体后退状态示意图。
图7为本发明中心连接法兰、变节法兰、中心回转接头安装示意图。
图8为本发明螺机门型吊梁安装示意图。
图9 为本发明螺机运输及安装示意图。
图10为本发明转换为土压模式示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1，一种土压\/敞开双模盾构模式转换工法，土压\/敞开双模盾构包括土压模式和敞开模式，分别用于软地层开挖和硬岩地层开挖。所以其模式转换包括敞开模式向土压模式转换工法和土压模式向敞开模式转换工法；在硬岩地层中且距离软地层一定距离处进行从敞开模式向土压模式的转换，在软地层中且进入硬岩地层一定距离处进行从土压模式向敞开模式的转换。
敞开模式向土压模式转换工法包括以下步骤：
S1：在硬岩地层中且距离软地层10~15m处，盾构停机；
S2：在盾构土仓内拆卸溜渣槽1、溜渣板2和挡渣板3，并通过主驱动4中心运出；主驱动中部是中空通道，溜渣槽1、溜渣板2和挡渣板3可从上述中空通道通过，如图1、2、3所示。
S3：拆除后配套皮带机尾部总成5，并将后配套皮带机尾部总成5放置在管片小车上，随管片小车一起运出；如图4所示。
S4：将主机皮带机6后移，主机皮带机6包括主机皮带机后段和主机皮带机前段，拆下主机皮带机后段和主机皮带机前段，然后主机皮带机后段和主机皮带机前段分别用编组运输车运出，然后拆除主机皮带机轨道，如图5所示。
S5：将设备桥7与拼装机8断开，后配套整体后退15~25m后，将设备桥7前端支撑于外导轨上，同时将管片小车移出，保证运输通道顺畅；如图6所示。
S6：将主驱动中心连接法兰9和变接法兰10运送至隧道洞内，并将中心连接法兰9、变接法兰10和中心回转接头11安装到相应位置；如图7所示。
S7：将螺机门型吊梁12运到隧道洞内，并将螺机门型吊梁12固定在拼装机8及轨道上合适位置；如图8所示。
S8：通过编组运输车将螺机轴呈缩回状态的螺机13运到洞内，然后利用螺机门型吊梁12将螺机13吊装到位，并通过螺栓固定螺机；如图9所示。
S9：拆除螺机门型吊梁12，并将螺机门型吊梁12运出，然后连接螺机管线；
S10：将后配套皮带机尾部总成5、设备桥7和拼装机8重新复位安装，完成模式转换；
S11：重新调试盾构，确保所有部件安装正确。
其中：以上步骤为模式转换时所要进行的所有必须步骤，但并不是所有的步骤都按上述先后顺序进行，相关步骤可以同步高效并行开展。如步骤S2土仓内分解溜渣槽、溜渣板和挡渣板和步骤S3中拆除后配套皮带机尾部总成可以同时进行；步骤S6安装中心连接法兰、变接法兰和中心回转接头部分和步骤S8运送螺机可以同时进行。
实施例2，一种土压\/敞开双模盾构模式转换工法，所述土压模式向敞开模式转换工法包括以下步骤：
S1：在软地层中且进入硬岩地层10~15m处，盾构停机；
S2：将设备桥7和拼装机8断开，设备桥7后退15~25m后，将设备桥前端支撑于外导轨上，同时将后配套皮带机尾部总成5拆除，并通过编组运输车运出；
S3：将螺机门型吊梁12运到隧道洞内，并将螺机门型吊梁12固定在拼装机8及轨道上合适位置；然后利用螺机门型吊梁12将螺机13拆除，然后将螺机门型吊梁12和螺机13运出；
S4：将主驱动4上的中心连接法兰9、变接法兰10和中心回转接头11拆除并运出；
S5：将溜渣槽1、溜渣板2和挡渣板3通过主驱动4中心运进隧道洞中，然后安装在盾构土仓相应位置；
S6：将主皮带机6的前段和主皮带机6后段通过编组运输车运至隧道洞内，然后安装到合适位置；
S7：将后配套皮带机尾部总成5、设备桥7和拼装机8重新复位安装，完成模式转换；
S8：重新调试盾构，确保所有部件安装正确。
其中：以上步骤为模式转换时所要进行的所有必须步骤，但并不是所有的步骤都按上述先后顺序进行，相关步骤可以同步高效并行开展。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201910573483.7
申请日:2019-06-28
公开号:CN110145321A
公开日:2019-08-20
国家:CN
国家/省市:41(河南)
授权编号:授权时间:主分类号:E21D 9/087
专利分类号:E21D9/087
范畴分类:25A;
申请人:中铁工程装备集团有限公司
第一申请人:中铁工程装备集团有限公司
申请人地址:450016 河南省郑州市经济技术开发区第六大街99号
发明人:卓兴建;周亚州;袁文征;阴书玉;张永辉;刘金龙;王远志;徐正伟
第一发明人:卓兴建
当前权利人:中铁工程装备集团有限公司
代理人:郑园
代理机构:41125
代理机构编号:郑州优盾知识产权代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计