[发明专利]盾构带压进仓施工方法及配套装置

说明书

本发明涉及土层或岩层掘进工艺及设备领域，特别是涉及到了一种盾构带压进仓施工方法及配套装置。盾构带压进仓施工方法是在盾构机主机的后方，在已开挖的隧道内设置隔断装置，通过在隔断装置前方形成封闭气室，施工人员在所述封闭气室内建立起气压后，带压进入封闭气室内施工。本发明首次提出在盾构机主机后方已开挖的隧道内设置隔断装置，将隧道的一部分作为封闭气室的方法，可在该封闭气室内建立气压，至少使盾构机主机整体位于带压环境中，从而便无需再依靠盾构机盾体在土仓内专门建立带压环境，与传统带压施工方式中在盾构机盾体内建带压环境的方式相比，彻底消除了盾构直径对带压施工条件的影响，解决了小直径盾构机无法带压进仓施工的问题。

技术领域

本发明涉及土层或岩层掘进工艺及设备领域，特别是涉及到了一种盾构带压进仓施工方法及配套装置。

背景技术

目前，隧道开挖已经逐渐从常规地铁发展至引水、排污、电缆等多种用途。在排污、电缆等市政小直径隧道施工过程中，由于隧道开挖直径较小，隧道直径在2-3.5m，当采用盾构机进行隧道开挖时，盾构机开挖直径在2.5-4m之间。在此类直径隧道开挖过程中，当地层出现异物或者需要换刀时，为了保持掌子面的稳定，需要首先在盾构机土仓内加压，施工人员在带压情况下进仓施工。由于施工人员进仓前必须保证土仓内的压力大于大气压，因此，需要在盾构机的主驱动后部设置人舱，人舱与土仓之间设置有密封的内门，施工人员进仓时，首先保持内门封闭，维持土仓内的较高气压，从人舱后部的外门进入人舱，然后关闭外门，打开内门进入到土仓中进行相应操作。

然而，当盾构开挖直径较小时，由于盾构机内部空间较为紧凑，现有设计无法满足人舱的布置。为了解决该问题，公布号为CN111852494A、公布日为2020年10月30日的专利申请提供了一种土压平衡盾构机，该土压平衡盾构机通过设置独立人舱，满足了独立人舱的国际标准要求，但是导致了盾构机主机长度增长，从而导致了其转弯能力削弱、设计成本增加的问题。而且即使采用该结构，也仅仅是在盾构开挖直径到达4m以上时才勉强可行，并且还需要对盾构机盾壳进行特殊加长处理，导致盾构机主机长度增加，这一方面会导致盾构机自身转弯能力进一步减弱，无法满足小曲线施工要求(大部分小直径隧道由于位于市区，为了避开建筑物等，隧道曲线一般很小)；另一方面主机盾壳的加长，会急剧增加盾构机自身成本。

此外，对于更小直径的盾构机，即使采用上述结构，也无法满足盾构机独立人舱的布置。而且，当盾构机直径较小时，土仓内部空间很小。在进行带压进仓作业时，至少需要两个工作人员进入土仓。当人员进入土仓后，本来极小的土仓内容纳的压力空气体积会急剧减小，此时极易导致掌子面出现失稳现象，为了稳定掌子面，不得不提高土仓内的压缩空气压力，使得施工人员在一个较高压力环境下工作，增大了施工人员的风险性。而且，由于土仓有效压缩空气体积减小，当人员工作时，随着氧气的消耗，会导致土仓内氧气浓度过低，从而造成人员缺氧现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盾构带压进仓施工方法，以解决小直径盾构机无法带压进仓施工的问题。同时，本发明的目的还在于提供可用于实施上述方法的盾构带压进仓施工配套装置。

为了解决上述问题，本发明的盾构带压进仓施工方法采用以下技术方案：盾构带压进仓施工方法，该方法是在盾构机主机的后方，于后配套拖车之后在已开挖的隧道内设置隔断装置，通过在隔断装置前方形成封闭气室，施工人员在所述封闭气室内建立起气压后，带压进入封闭气室内施工。

有益效果：本发明首次提出在盾构机主机后方已开挖的隧道内设置隔断装置，将隧道的一部分作为封闭气室的方法，可在该封闭气室内建立气压，至少使盾构机主机整体位于带压环境中，从而便无需再依靠盾构机盾体在土仓内专门建立带压环境，与传统带压施工方式中在盾构机盾体内建带压环境的方式相比，彻底消除了盾构直径对带压施工条件的影响，解决了小直径盾构机无法带压进仓施工的问题。