【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于盾构隧道施工，具体涉及一种超大直径盾构泥水仓积仓处置方法。
技术介绍
1、近年来，随着城市轨道交通及大型水下隧道的飞速发展，盾构法因施工快速、不影响地面交通以及能较好地控制地面沉降等优点成为城市主流隧道修建的首选方式。城市软土地层中掘进一般选择土压盾构或泥水盾构，其中泥水盾构相较于土压盾构能适应更复杂敏感的地质环境和更高水压，但容易发生大粒径岩块堵管滞排或结泥饼风险；土压盾构则在黏土地层/硬岩地层等均一地层中掘进具有更高的掘进效率，但无法控制水压过大时的喷涌及沉降大的风险。
2、目前，传统的泥水盾构机的泥水仓下部一般设有破碎机，以将盾构机掘进中形成的碎石破碎后随泥浆输出。
3、然而，在实际施工过程中，盾构机在复杂地质条件下掘进时，常会有大块碎石掉落至泥水仓底部，其硬度高、粒径大的特点，常常出现泥水仓底部的破碎机发生故障或者发生堵仓现象，导致泥水仓积仓，需盾构机停止作业，由人工进入泥水仓将大块碎石取出，并对破碎机进行维修，而泥水仓为带压环境，工作人员进入之前需要大量时间做准备工作，进入内部工作效率极低，且带压工作下危险性较大；此外，盾构机长时间停机，从而存在掌子面失稳的风险，严重影响着盾构掘进安全。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种全新的超大直径盾构泥水仓积仓处置方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：
3、一种超大直径盾构泥水仓积仓处置方法，将破碎设备设置
4、s1、停止掘进
5、控制盾构机停止掘进，以使得掌子面保持静止；
6、s2、置换泥浆
7、保持排渣通道处于打开状态，将泥水仓内的低粘度泥浆置换成高粘度泥浆，以形成覆盖掌子面的泥膜；
8、s3、封闭排渣通道
9、将排渣通道自打开状态切换至封闭状态，且排渣通道内形成一个或多个带压或常压隔离区，使得泥水仓内的渣浆停止向破碎设备传输，泥水仓内部保持仓压恒定，且破碎设备内部同步自带压状态切换至常压状态；
10、s4、排除故障
11、控制破碎设备处于停机状态，由人工进入处于常压状态的破碎设备和/或排渣通道以排查排渣故障，并进行大体积渣块的清理和/或设备的维修。
12、根据本专利技术的一个具体实施和优选方面，在s2中，泥水仓内置换后的泥浆粘度为置换前的泥浆粘度的2～4倍；和/或，置换后的高粘度泥浆的泥浆粘度为25～35s。在此，更换粘度大的泥浆，携渣能力更强，这样设置的目的是，在封闭排渣通道之前，尽可能将泥水仓内渣块输入排渣通道中以便于后序清理；同时能够在基于所形成泥膜稳定掌子面的前提下，还能够实现更快的置换效率，缩短施工周期。
13、优选地，在s2中，泥水仓内的泥浆比重在置换前后保持不变；和/或，泥水仓内的泥浆比重保持在1.0～1.05g/cm3。在此，能够基于原泥水仓泥浆粘度调整后再进行置换，操作简单，实施方便，成本低。
14、根据本专利技术的又一个具体实施和优选方面，在s2中，准备泥浆粘度逐级增加的多份泥浆，并按照泥浆粘度由低到高的顺序将多份泥浆依次注入泥水仓中以进行置换。在此，逐级提升泥水仓内泥浆粘度，从而逐级形成覆盖掌子面的泥膜，以确保在整个置换过程中掌子面的稳定。
15、优选地，置换时，将待置换的泥浆持续注入泥水仓内，泥水仓内的低粘度泥浆同步排出并回收至回浆池，当泥水仓内泥浆粘度达到当前置换泥浆的泥浆粘度时，切换至下一级泥浆持续注入泥水仓内，直至泥水仓内泥浆粘度达到高粘度泥浆的泥浆粘度。
16、根据本专利技术的又一个具体实施和优选方面，排渣通道包括上下倾斜延伸的通道本体、设置在通道本体内的螺旋输送机，其中通道本体的下部与泥水仓的底部相连通、上部与破碎设备相连通，螺旋输送机中的螺旋叶片的下部伸入泥水仓内并能够自下而上输送渣浆。由于在自重下，泥水仓内渣块容易沉淀，因此通过通道本体与螺旋输送机的布局，以确保泥水仓内渣浆顺利排出，同时，也方便排查排渣故障。
17、优选地，排渣通道还包括设置在通道本体下部的闸门，其中闸门至少有两个且沿着通道本体延伸方向间隔分布。在此，通过闸门封闭排渣通道，并抵抗掌子面前方的水压。
18、具体的，每相邻两个闸门之间形成阻隔区，且在s3中，封闭排渣通道时，自下而上依次关闭各闸门，且螺旋输送机同步将阻隔区内渣浆输出。在此，避免泥水仓内仓压失稳，提升开合闸门过程的安全性；同时，通过螺旋输送机排空阻隔区内渣浆，形成气封空间，大幅提升阻隔效果，保证施工安全性。
19、进一步的，螺旋输送机的螺旋叶片能够沿着通道本体延伸方向往复运动设置，封闭排渣通道时，螺旋叶片沿着通道本体延伸方向自下而上运动并依次避让各闸门，且螺旋叶片同步转动并将渣浆向上传输，以保持阻隔区内无渣浆。因此在停止掘进状态下，通过螺旋叶片的运动调节便于实现闸门的关闭，而且通过螺旋叶片的移动和闸门依次关闭之间的配合，实现将阻隔区内的渣浆全部带出以便于清理，并保证阻隔区内无渣浆以形成稳定的带压或常压状态；同时在正常掘进状态下，螺旋输送机既可以完成土压盾构输送流塑性渣土，也可以做到泥水盾构在全断面软硬不均地层的掘进，从而实现盾构机在正常掘进模式和积仓处置模式之间灵活切换，满足在复杂地质及高水压环境下安全、高效的完成掘进作业的需求。
20、此外，破碎设备至少有两组，且通过管路相并联设置，排渣通道与管路相连接。在此，如果其中一个出现堵仓或者设备损坏时，则可以启用另外一套设备，提高施工效率。
21、由于以上技术方案的实施，本专利技术与现有技术相比具有如下优点：
22、现有技术的盾构机在复杂地质条件下掘进时，常常出现泥水仓底部的破碎机发生故障或者发生堵仓现象，导致泥水仓积仓问题，需盾构机停机，由人工进入泥水仓将大块碎石取出，并对破碎机进行维修，而泥水仓为带压环境，工作人员进入需要大量时间做准备工作，进入内部工作效率极低，且带压工作下危险性较大；此外，盾构机长时间停机，从而存在掌子面失稳的风险，严重影响着盾构掘进安全；而本申请对超大直径盾构泥水仓积仓处置方法进行整体设计，巧妙解决现有技术的不足和缺陷，采取该处理方法，泥水仓出现积仓现象时，首先控制盾构机停止掘进，使得掌子面保持静止；其次，保持排渣通道处于打开状态，将泥水仓内的低粘度泥浆置换成高粘度泥浆，以形成覆盖掌子面的泥膜；然后将排渣通道自打开状态切换至封闭状态，使得泥水仓内的渣浆停止向破碎设备传输，泥水仓内部保持仓压恒定，且破碎设备内部同步自带压状态切换至常压状态；最后控制破碎设备处于停机状态，由人工进入处于常压状态的破碎设备和/或排渣通道以排查排渣故障，并进行大体积渣块的清理和/或设备的维修；因此，与现有技术相比，本专利技术一方面将破碎设备布局在盾构常压区本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超大直径盾构泥水仓积仓处置方法，其特征在于，将破碎设备设置在盾构机的常压区域，并通过排渣通道将所述泥水仓与破碎设备相连通，且在泥水环流中，所述泥水仓内的渣浆通过所述排渣通道传输至所述破碎设备，其中所述排渣通道具有打开状态和封闭状态，所述处理方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的超大直径盾构泥水仓积仓处置方法，其特征在于，在S2中，泥水仓内置换后的泥浆粘度为置换前的泥浆粘度的2～4倍；和/或，置换后的泥浆粘度为25～35s。
3.根据权利要求1所述的超大直径盾构泥水仓积仓处置方法，其特征在于，在S2中，所述泥水仓内的泥浆比重在置换前后保持不变；和/或，所述泥水仓内的泥浆比重保持在1.0～1.05g/cm3。
4.根据权利要求1或2或3所述的超大直径盾构泥水仓积仓处置方法，其特征在于，在S2中，准备泥浆粘度逐级增加的多份泥浆，并按照泥浆粘度由低到高的顺序将多份泥浆依次注入泥水仓中以进行置换。
5.根据权利要求4所述的超大直径盾构泥水仓积仓处置方法，其特征在于，置换时，将待置换的泥浆持续注入泥水仓内，泥水仓内的低粘度泥浆同步
6.根据权利要求1所述的超大直径盾构泥水仓积仓处置方法，其特征在于，所述排渣通道包括上下倾斜延伸的通道本体、设置在所述通道本体内的螺旋输送机，其中所述通道本体的下部与所述泥水仓的底部相连通、上部与所述破碎设备相连通，所述螺旋输送机中的螺旋叶片的下部伸入所述泥水仓内并能够自下而上输送渣浆。
7.根据权利要求6所述的超大直径盾构泥水仓积仓处置方法，其特征在于，所述排渣通道还包括设置在所述通道本体下部的闸门，其中所述闸门至少有两个且沿着所述通道本体延伸方向间隔分布。
8.根据权利要求7所述的超大直径盾构泥水仓积仓处置方法，其特征在于，每相邻两个所述闸门之间形成阻隔区，且在S3中，封闭排渣通道时，自下而上依次关闭各所述闸门，且所述螺旋输送机同步将所述阻隔区内渣浆输出。
9.根据权利要求8所述的超大直径盾构泥水仓积仓处置方法，其特征在于，所述螺旋输送机的螺旋叶片能够沿着所述通道本体延伸方向往复运动设置；封闭所述排渣通道时，所述螺旋叶片沿着所述通道本体延伸方向自下而上运动并依次避让各所述闸门，且所述螺旋叶片同步转动并将渣浆向上传输，以保持所述阻隔区内无渣浆。
10.根据权利要求1所述的超大直径盾构泥水仓积仓处置方法，其特征在于，所述破碎设备至少有两组，且通过管路相并联设置，所述排渣通道与所述管路相连接。
...【技术特征摘要】
1.一种超大直径盾构泥水仓积仓处置方法，其特征在于，将破碎设备设置在盾构机的常压区域，并通过排渣通道将所述泥水仓与破碎设备相连通，且在泥水环流中，所述泥水仓内的渣浆通过所述排渣通道传输至所述破碎设备，其中所述排渣通道具有打开状态和封闭状态，所述处理方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的超大直径盾构泥水仓积仓处置方法，其特征在于，在s2中，泥水仓内置换后的泥浆粘度为置换前的泥浆粘度的2～4倍；和/或，置换后的泥浆粘度为25～35s。
3.根据权利要求1所述的超大直径盾构泥水仓积仓处置方法，其特征在于，在s2中，所述泥水仓内的泥浆比重在置换前后保持不变；和/或，所述泥水仓内的泥浆比重保持在1.0～1.05g/cm3。
4.根据权利要求1或2或3所述的超大直径盾构泥水仓积仓处置方法，其特征在于，在s2中，准备泥浆粘度逐级增加的多份泥浆，并按照泥浆粘度由低到高的顺序将多份泥浆依次注入泥水仓中以进行置换。
5.根据权利要求4所述的超大直径盾构泥水仓积仓处置方法，其特征在于，置换时，将待置换的泥浆持续注入泥水仓内，泥水仓内的低粘度泥浆同步排出并回收至回浆池，当泥水仓内泥浆粘度达到当前置换泥浆的泥浆粘度时，切换至下一级泥浆持续注入泥水仓内，直至泥水仓内泥浆粘度达到高粘度泥浆的泥浆粘度。
...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚占虎，蒋华，魏驰，张亚洲，徐文礼，干聪豫，刘泓志，李辉，齐鹏亮，宋思文，张习颖，孙树良，乔正本，
申请(专利权)人：中交隧道工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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