[实用新型]一种具有冻结功能的泥水平衡盾构机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种盾构机，特别是涉及一种用于隧道工程领域的泥水平衡盾构机。

背景技术

泥水平衡盾构机，是一种隧道掘进的专用工程机械，具有开挖切削土体、输送泥渣、拼装隧道衬砌、等功能，已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。在泥水平衡盾构机施工过程中，刀盘、其上方的刀具以及盾尾刷等会在外力作用下出现过度磨损、泄漏等失效等现象，此时需要停机并对相应空间进行开挖，以便对刀盘进行维护，对刀具和盾尾刷等进行维修与更换。目前泥水平衡盾构机开仓主要采用常压直接开仓法和带压开仓法。采用常压直接开仓法时，掌子面或者开挖空间顶部容易发生透水，并携带大量的沙涌入泥水仓，造成重大事故；采用带压开仓法时，存在施工难度大、技术要求高、费用昂贵等问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提出一种能有效避免维护过程中水、气压对工作人员造成的影响，降低施工难度，工作过程简单高效且安全性高，费用低的具有冻结功能的泥水平衡盾构机。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的具有冻结功能的泥水平衡盾构机，包括进浆管、盾体、刀盘、泥水仓、气垫室、主驱动单元、后隔板、排浆管和前隔板，在所述的刀盘和所述的盾体上布置有冻结循环管路；在所述的前隔板上布置有加热管路；冷冻机组、储藏槽和加热装置安装于泥水平衡盾构机的后配套系统中，所述的冻结循环管路通过进液管、回液管与所述的冷冻机组和所述的储藏槽相连，所述的加热管路通过进液管、回液管与所述的加热装置相连。

所述的刀盘安装有第一盖板，所述的冻结循环管路以间断圆环形式布置于所述的第一盖板与所述的刀盘之间。

所述的盾体周向安装有圆环盖板，所述的冻结循环管路布置于所述的圆环盖板与所述的盾体之间。

所述的冻结循环管路以螺旋线形式固定于所述的盾体的外侧或内侧。

所述的加热管路布置于所述的前隔板靠所述的气垫室一侧，所述的加热管路右侧装有第二盖板。

所述的加热管路以同心圆方式均布在所述的前隔板端面上。

所述的冻结循环管路以多进液管、多供液管连接或单进液管、单供液管连接，所述的加热管路以单进液管、单供液管端连接。

采用上述技术方案的具有冻结功能的泥水平衡盾构机，冻结循环管路分别置于刀盘侧向或内部，盾体外侧或内侧，其使用的材料是铜、铝等导热材料；加热管路，置于前隔板内部；储藏槽，置于后配套系统，用来储藏冻结管路所需的冷媒；冷冻机组，置于后配套系统，通过盐水冷冻的原理为泥水平衡盾构机提供冻结功能；加热装置，安装于后配套系统，通过输出高温导热液为加热管路或冻结管路升温。

导热液是水、蒸汽、油等具有传热功能的介质。

冷冻机组其使用冷媒是盐水、液氨、液态二氧化碳，其中盐水选自氯化钠、氯化钙、亚硝酸钠中的任意一种或任意几种的混合物，冷媒依据实际需求而定。

本实用新型还提供了一种具有冻结功能的泥水平衡盾构机冻结和维护过程，通过在泥水平衡盾构机内添加的冻结管路对指定区域进行冻结处理，从而实现泥水平衡盾构机冻结功能，对泥水仓以及盾体周向一定区域进行冻结时，开启刀盘、盾体处冻结管路阀门，将冷媒注入冻结循环管路中，同时往前隔板处加热管路输入导热液防止主驱单元受低温影响；冻结一定时长后，通过前隔板上预留孔洞确定冻结区域冻结程度；当冻结区域达到相关要求后，将冻结管路与冷冻机组相连对冻结目标区进行保温处理；然后，工作人员由后隔板上人舱进入泥水仓内，对冻结区域进行清理并对刀具或刀盘进行维护；维护工作完成后，开启泥水环流系统，同时将高温导热液输入冻结管路中，通过排浆管将冻结区域残留物质带出。

本实用新型单独配置或在泥水平衡盾构机后配套系统处增加冷冻机组、储藏槽、加热装置，在刀盘内部或侧面，盾体内侧或外侧增设冻结循环管路，使得泥水平衡盾构机能对刀盘周围、泥水仓、盾体周围一定区域范围内的液态、半液态以及固态物质进行冻结处理。在前隔板靠气垫室一侧安装加热管路，通过加热装置分别将高温导热液输入加热管路和冻结管路中，用来保护主驱单元、中心回转接头和融解冻结区域。本实用新型能使泥水平衡盾构机在常压工况下维护作业，避免泥水平衡盾构机维护过程中遇到的带压进仓换刀等问题。

本实用新型的有益效果如下：

1)节约成本：现有泥水平衡盾构机维护方法中带压进仓换刀维护技术对工作人员以及施工相关技术要求很高，而具有冻结功能的泥水平衡盾构机可以在常压下开仓进行维护作业，且降低费用。