一種具有凍結功能的泥水平衡盾構機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種盾構機，特別是涉及一種用于隧道工程領域的泥水平衡盾構機。
【背景技術】
[0002]泥水平衡盾構機，是一種隧道掘進的專用工程機械，具有開挖切削土體、輸送泥渣、拼裝隧道襯砌、等功能，已廣泛用于地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程。在泥水平衡盾構機施工過程中，刀盤、其上方的刀具以及盾尾刷等會在外力作用下出現(xiàn)過度磨損、泄漏等失效等現(xiàn)象，此時需要停機并對相應空間進行開挖，以便對刀盤進行維護，對刀具和盾尾刷等進行維修與更換。目前泥水平衡盾構機開倉主要采用常壓直接開倉法和帶壓開倉法。采用常壓直接開倉法時，掌子面或者開挖空間頂部容易發(fā)生透水，并攜帶大量的沙涌入泥水倉，造成重大事故；采用帶壓開倉法時，存在施工難度大、技術要求高、費用昂貴等問題。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是提出一種能有效避免維護過程中水、氣壓對工作人員造成的影響，降低施工難度，工作過程簡單高效且安全性高，費用低的具有凍結功能的泥水平衡盾構機。
[0004]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供的具有凍結功能的泥水平衡盾構機，包括進漿管、盾體、刀盤、泥水倉、氣墊室、主驅動單元、后隔板、排漿管和前隔板，在所述的刀盤和所述的盾體上布置有凍結循環(huán)管路；在所述的前隔板上布置有加熱管路；冷凍機組、儲藏槽和加熱裝置安裝于泥水平衡盾構機的后配套系統(tǒng)中，所述的凍結循環(huán)管路通過進液管、回液管與所述的冷凍機組和所述的儲藏槽相連，所述的加熱管路通過進液管、回液管與所述的加熱裝置相連。
[0005]所述的刀盤安裝有第一蓋板，所述的凍結循環(huán)管路以間斷圓環(huán)形式布置于所述的第一蓋板與所述的刀盤之間。
[0006]所述的盾體周向安裝有圓環(huán)蓋板，所述的凍結循環(huán)管路布置于所述的圓環(huán)蓋板與所述的盾體之間。
[0007]所述的凍結循環(huán)管路以螺旋線形式固定于所述的盾體的外側、內側或內部。
[0008]所述的加熱管路布置于所述的前隔板靠所述的氣墊室一側，所述的加熱管路右側裝有第二蓋板。
[0009]所述的加熱管路以同心圓方式均布在所述的前隔板端面上。
[0010]所述的凍結循環(huán)管路以多進液管、多供液管連接或單進液管、單供液管連接，所述的加熱管路以單進液管、單回液管連接。
[0011]采用上述技術方案的具有凍結功能的泥水平衡盾構機，凍結循環(huán)管路分別置于刀盤側向或內部，盾體外側或內側，其使用的材料是銅、鋁等導熱材料；加熱管路，置于前隔板內部；儲藏槽，置于后配套系統(tǒng)，用來儲藏凍結管路所需的冷媒；冷凍機組，置于后配套系統(tǒng)，通過鹽水冷凍的原理為泥水平衡盾構機提供凍結功能；加熱裝置，安裝于后配套系統(tǒng)，通過輸出高溫導熱液為加熱管路或凍結管路升溫。
[0012]導熱液是水、蒸汽、油等具有傳熱功能的介質。
[0013]冷凍機組其使用冷媒是鹽水、液氨、液態(tài)二氧化碳，其中鹽水選自氯化鈉、氯化鈣、亞硝酸鈉中的任意一種或任意幾種的混合物，冷媒依據(jù)實際需求而定。
[0014]本發(fā)明還提供了一種具有凍結功能的泥水平衡盾構機凍結和維護過程，通過在泥水平衡盾構機內添加的凍結管路對指定區(qū)域進行凍結處理，從而實現(xiàn)泥水平衡盾構機凍結功能，對泥水倉以及盾體周向一定區(qū)域進行凍結時，開啟刀盤、盾體處凍結管路閥門，將冷媒注入凍結循環(huán)管路中，同時往前隔板處加熱管路輸入導熱液防止主驅動單元受低溫影響；凍結一定時長后，通過前隔板上預留孔洞確定凍結區(qū)域凍結程度；當凍結區(qū)域達到相關要求后，將凍結管路與冷凍機組相連對凍結目標區(qū)進行保溫處理；然后，工作人員由后隔板上人艙進入泥水倉內，對凍結區(qū)域進行清理并對刀具或刀盤進行維護；維護工作完成后，開啟泥水環(huán)流系統(tǒng)，同時將高溫導熱液輸入凍結管路中，通過排漿管將凍結區(qū)域殘留物質帶出。
[0015]本發(fā)明單獨配置或在泥水平衡盾構機后配套系統(tǒng)處增加冷凍機組、儲藏槽、加熱裝置，在刀盤內部或側面，盾體內部或外側增設凍結循環(huán)管路，使得泥水平衡盾構機能對刀盤周圍、泥水倉、盾體周圍一定區(qū)域范圍內的液態(tài)、半液態(tài)以及固態(tài)物質進行凍結處理。在前隔板靠氣墊室一側安裝加熱管路，通過加熱裝置分別將高溫導熱液輸入加熱管路和凍結管路中，用來保護主驅單元、中心回轉接頭和融解凍結區(qū)域。本發(fā)明能使泥水平衡盾構機在常壓工況下維護作業(yè)，避免泥水平衡盾構機維護過程中遇到的帶壓進倉換刀等問題。
[0016]本發(fā)明的有益效果如下:
[0017]1)節(jié)約成本:現(xiàn)有泥水平衡盾構機維護方法中帶壓進倉換刀維護技術對工作人員以及施工相關技術要求很高，而具有凍結功能的泥水平衡盾構機可以在常壓下開倉進行維護作業(yè)，且降低費用。
[0018]2)提高安全度:現(xiàn)有維護方法中帶壓進倉具有很大的風險，具有凍結功能的泥水平衡盾構機能避免維護過程中水、氣壓對工作人員造成的影響。
[0019]3)降低施工難度:具有凍結功能的泥水平衡盾構機能避免維護過程中水、氣壓對施工帶來的不便。
[0020]4)節(jié)省工時:具有凍結功能的盾構機維護過程僅需花費一定時間對目標區(qū)域凍結以及清理凍結區(qū)域，能在較短時間內恢復工作，不會對施工造成重大影響。
【附圖說明】
[0021]圖1為具有凍結功能泥水平衡盾構機結構示意圖。
[0022]圖2為刀盤背面蓋板凍結循環(huán)管路布置圖(多進液管、多回液管)。
[0023]圖3為刀盤背面蓋板凍結循環(huán)管路布置圖(單進液管、單回液管)。
[0024]圖4為前隔板加熱管路布置圖。
[0025]圖中:1_進漿管，2-凍結循環(huán)管路，3-人艙，4-圓環(huán)蓋板，5-盾體，6-氣墊室，7-前艙門，8-第一蓋板，9-刀盤，10-刀具，11-刀盤支撐臂，12-泥水倉，13-主驅動單元，14-加熱管路，15-第二蓋板，16-中心回轉接頭，17-后隔板，18-排漿管，19-空氣壓縮機，20-前隔板，21-空氣控制閥，22-加熱裝置，23-儲藏槽，24-冷凍機組，25-進液管，26-回液管。
【具體實施方式】
[0026]下面結合圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0027]參見圖1、圖2、圖3和圖4，具有凍結功能的泥水平衡盾構機，包括進漿管1、盾體
5、人艙3、刀盤9、刀具10、刀盤支撐臂11、泥水倉12、主驅動單元13、氣墊室6、空氣壓縮機19、空氣控制閥21、后隔板17、排漿管18和前隔板20，前艙門7和加熱管路14安裝于前隔板20上，在刀盤9和盾體5上布置有凍結循環(huán)管路2 ;包括有對主驅動單元13加熱的加熱管路14 ;還包括加熱裝置22、儲