[发明专利]气垫式泥水加压平衡盾构机

权利要求书

1.一种气垫式泥水加压平衡盾构机，有开挖模式、旁通模式、隔绝模式、逆转模式四种运行模式，其特征在于：其工作原理是，气垫式泥水加压平衡盾构机是借助气垫来调整开挖室内封闭压力的一种泥水盾构，在开挖不稳定地层过程中，使用一定压力的流体介质膨润土泥浆支撑稳固隧道掌子面；通过控制气垫压力和泥浆与气垫界面的高程实现掌子面压力的控制，以达到对地层干扰小的目的；在盾构泥水室内，装有一道隔板，将泥水室分隔成两部分，在隔板前面充满压力泥浆，隔板后面在盾构轴线以上部分加入压缩空气，形成气垫；由于在接触面上的气、液具有相同的压力，因此只要调节气垫的空气压力，就可以确定开挖面上相应的支护压力，气垫压力可通过空气控制阀使压力保持恒定；同时气垫起着吸振缓冲的作用，吸收泥浆流量的明显波动。

2.根据权利要求1所述的气垫式泥水加压平衡盾构机，其特征在于：所说的开挖模式是，此模式用于盾构机开挖时使用，调整P1.1泵的转速用以校正泥浆、气垫界面高程达到所要求的值；调整P2泵的转速，用以校正排渣流量达到所要求的排渣模式的值，P3泵的转速必须能确保排渣的流体能被泵送到地面的分离厂。

3.根据权利要求1所述的气垫式泥水加压平衡盾构机，其特征在于：所说的旁通模式是，当前盾内的控制阀V01、V02、V03、V04、V05、V06、V11、V12关闭，阀V13打开时，处于旁通模式，用于盾构机不进行开挖时执行其它功能，也用于当盾构机从一种功能切换到另一种功能时；特别是，旁通功能是用于安装管片衬砌环的情况；在旁通模式下，开挖室被隔离，各泥浆泵都根据泵的超载压力和要求的排渣流量保持旋转；泥浆、气垫界面的高程可能由于水从界面上流失或进入而发生变动；在这些情况下，可能需要补充泥浆或排出泥浆以调整这个高程。

4.根据权利要求1所述的气垫式泥水加压平衡盾构机，其特征在于：所说的隔绝模式是，即隧道里的泥浆管道系统与地面系统处于完全隔绝的状态，从膨润土制备工厂出来的泥浆直接连通到地面膨润土分离厂；此模式通常用于隧道泥浆管道延伸时的情况，各排渣泵P2.1，P3均停止运转，而P1.1仍保持运行，以保持制备厂和分离厂之间回路的循环。

5.根据权利要求1所述的气垫式泥水加压平衡盾构机，其特征在于：所说的逆转模式是，此模式使开挖室里的泥浆逆向流动，仅用于一些特别的情况，特别是在开挖室内发生阻塞，或用于清理盾构机上的排渣管道；为了不让泥浆充满开挖室，气垫压力与泥浆、气垫界面高程的控制仍需维持。