[发明专利]一种防止土压平衡盾构机的螺旋输送机喷涌的方法

说明书

本发明公开了一种防止土压平衡盾构机的螺旋输送机喷涌的方法，包括以下措施：措施一，在螺旋输送机的出渣口依次安装第一道闸门、第二道闸门、出渣导管、第三道闸门和溜渣漏斗；当盾构机在砂性土地层中掘进时，控制第一道闸门的开口度为10～20％，控制第二道闸门的开口度为30～40％，控制第三道闸门的开口度为50～60％；措施二，当采取措施一后螺旋输送机仍然出现喷涌时，向土仓内注入膨润土浆液进行渣土改良；措施三，当采取措施一、二后螺旋输送机仍然出现喷涌时，向土仓内缓慢注入高分子聚合物水溶液来增稠渣土。本发明的方法有利于连续出渣，减少螺旋输送机发生喷涌的机率，并能降低土仓压力的波动。

技术领域

本发明涉及一种防止土压平衡盾构机的螺旋输送机喷涌的方法。

背景技术

盾构机的液压马达驱动刀盘旋转，将开挖掌子面切削下来的渣土，从刀盘开口进入落到土仓的底部，通过螺旋输送机运送至出渣闸门，再排到皮带输送机上，皮带输送机将渣土卸到停在轨道上的渣斗车里,并运到洞外出渣口吊至地面倒入渣土坑。

土压平衡盾构机在施工时，若遇到基岩突起和全断面中风化岩层，软硬不均岩土过渡段裂隙水较为发育，会造成土仓内的含水量增加，上方土层极易受水浸泡扰动坍塌，导致土方超挖，下方硬岩切削高温喷涌，盾构推进过程中出现跳动异响，土压波动和滾刀偏磨。在软土和硬岩交接出现汇水区，螺旋输送机排出的渣土不能满足皮带粘黏输送，带出的渣土造成掌子面开挖无法控制，掘进过程容易出现掌子面失稳、水土流失和地表沉降，盾构机停止掘进出现螺旋输送机的出渣闸门喷水漏浆等现象，给盾构施工安全及生产进度带来极其不利的影响。针对螺旋输送机喷涌问题进行分析，发现主要原因在岩土过渡段裂隙水较为发育，掌子面浸泡坍塌超挖水土不均比例失调，上软下硬盾构机刀盘高温切削产生气流，土压升高流窜往螺旋输送机的出渣闸门渗漏，形成循环周影响土仓压力波动变化失稳。为了防止出现喷涌现象，盾构机厂家通常采用的办法是在螺旋输送机前端设置一道土仓闸门，后端安装两道出渣闸门。土仓闸门由两个闸板左右对开，开口由中间向两侧开启，优点明显占用的空间小，但是渣土流动不畅容易沉积在闸门处，而会塞进缝隙容易卡住土仓闸门开关。螺旋输送机出渣闸门在遇到喷涌时，喷涌的泥沙作用在出渣闸门的闸板上，形成出渣闸板的阻力增大无法正常关闭，容易造成喷涌超方甚至地面坍塌。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种防止土压平衡盾构机的螺旋输送机喷涌的方法，它有利于连续出渣，减少螺旋输送机发生喷涌的机率，并能降低土仓压力的波动。

本发明的目的是这样实现的：一种防止土压平衡盾构机的螺旋输送机喷涌的方法，包括以下措施：

措施一，在螺旋输送机的出渣口依次安装第一道闸门、第二道闸门、出渣导管、第三道闸门和溜渣漏斗；其中，

所述出渣导管呈弧形且进口端与出口端之间的夹角为120°～160°；

所述第一道闸门、第二道闸门和第三道闸门的结构和尺寸均相同，且第一道闸门的开闸方向与皮带输送机的旋转方向相反，第二道闸门的开闸方向与皮带输送机的旋转方向相同，第三道闸门的开闸方向与第二道闸门的开闸方向相同；所述溜渣漏斗呈L形且进口端与出口端之间的夹角100°～130°；

当盾构机在且渗透性系数大于1×10^-5cm/s的砂性土地层中掘进时，控制第一道闸门的开口度为10％～20％，控制第二道闸门的开口度为30％～40％，控制第三道闸门的开口度为50％～60％，使渣土在第一道闸门、第二道闸门、出渣导管、第三道闸门和溜渣漏斗中实现“弓”形流动后落到皮带输送机上；

措施二，当采取措施一后螺旋输送机仍然出现喷涌时，向土仓内注入膨润土浆液进行渣土改良；所述膨润土浆液的配比为：膨润土掺量为10％，纯碱掺量为5％，CMC掺量为5‰，膨润土浆液的粘度为100s；膨润土浆液的注入体积是土仓内的渣土体积的8～25％；