(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 1045576 A (43)申请公布日(43)申请公布日 2015.09.09
(21)申请号 201510247576.2(22)申请日 2015.05.15
(71)申请人中铁二局股份有限公司
地址610041 四川省成都市高新区九兴大道
高发大厦B幢一层156号
申请人中铁二局股份有限公司城通分公司(72)发明人李青山 陈卓 陈强 夏炜洋
刘东(74)专利代理机构四川力久律师事务所 51221
代理人熊晓果 韩洋(51)Int.Cl.
E21D 9/06(2006.01)
权利要求书2页 说明书6页 附图4页
(54)发明名称
TBM-EPB双模式盾构机模式转换方法(57)摘要
本发明涉及盾构施工领域，具体涉及TBM-EPB双模式盾构机模式转换方法，包括下述步骤：（一）后方皮带机拆除；（二）后方工作平台清理；（三）机内皮带机移除；（四）导土滑槽移除；（五）刮板移除；（六）搅拌棒焊接；（七）安装中心回转接头；（八）仓内安装蔽塞解除搅拌棒；（九）安装螺旋输送机；（十）平台恢复；（十一）后方皮带机复位；（十二）管路电路恢复；（十三）调试，本申请对目前双模式盾构机结构由TBM模式转换为EPB模式的方法作出了规范的步骤，最大程度的减少了拆除部件的数量，提供了由TBM模式转换为EPB模式的转换效率，降低了工人的劳动强度，节约了施工成本，还节约了工期。 C N 1 0 4 8 9 5 5 7 6 A CN 1045576 A
权 利 要 求 书
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1.TBM-EPB双模式盾构机模式转换方法，其特征在于，包括下述步骤：
（一）后方皮带机拆除；（二）后方工作平台清理；（三）机内皮带机移除；（四）导土滑槽移除；（五）刮板移除；（六）搅拌棒焊接；（七）安装中心回转接头；（八）仓内安装蔽塞解除搅拌棒；（九）安装螺旋输送机；（十）机内平台恢复；（十一）后方皮带机复位；（十二）管路电路恢复；（十三）调试。
2.根据权利要求1所述的模式转换方法，其特征在于，所述步骤（一）中，具体包括下述步骤：
（一a）在后方皮带机结构的从动端和连接端各用2组环链葫芦挂住，葫芦固定端挂在管片上，并在后方皮带机下方设置电瓶车；
（一b）割断传送带，拆除后方皮带机从动端支撑横梁；（一c）从动端2只葫芦同时下放，将从动端放至电瓶车上；（一d）拆除后方皮带机倾斜段与水平段的连接销轴；（一e）连接端2只葫芦同时下放，将后方皮带机整体放至电瓶车上；（一f）拆除的后方皮带机由电瓶车送出井口，并由行车吊出。3.根据权利要求2所述的模式转换方法，其特征在于，所述步骤（二）中，具体包括下述步骤：
（二a）拼装平台移除；（二b）拼装机电缆卷盘移除；（二c）盾构机内平台移除；（二d）后方平台上所有管路拆除；（二e）平台悬臂梁连接横梁移除；（二f）盾构机内电气柜移除。
4.根据权利要求1所述的模式转换方法，其特征在于，所述步骤（三）中，具体包括下述步骤：
（三a）在机内皮带机的出土端和进土端各用2只2t环链葫芦吊装固定，，并在机内皮带机下方设置电瓶车；
（三b）拆除出土端的花篮螺丝，拆除进土端底部支撑法兰的连接螺栓；（三c）出土端由2只葫芦同时作业放下至电瓶车上；（三d）电瓶车移动，进土端2只葫芦与电瓶车移动速度相配合的下放，将机内皮带机整体从机内抽出并下放至隧道内；
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权 利 要 求 书
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（三e）利用管片运输双梁上的电动葫芦将机内皮带机整体吊运至电瓶车上并送出井口。
5.根据权利要求4所述的模式转换方法，其特征在于，所述步骤（五）中，拆除前先做好被拆除刮板的固定措施，防止刮板掉落伤人，拆除后的刮板运出过程中必须保证动作平稳缓慢，防止晃动伤人及破坏驱动电机水冷外壳。
6.根据权利要求5所述的模式转换方法，其特征在于，所述步骤（七）中，具体包括下述步骤：
（七a）拆除土仓内分配盘螺栓孔压条；（七b）安装仓内管路分配盘，安装前其拆成两块，再分别吊运至土仓内安装，安装时需保证盘体外周的管路接口与刀盘扭腿内预埋的管路接口对齐；
（七c）安装分配盘内各类软管；（七d）安装盾构机内螺旋机进口隔板；（七e）安装机内中心回转接头。
7.根据权利要求6所述的模式转换方法，其特征在于，所述步骤（九）中，具体包括下述步骤：
（九a）在后方平台悬臂梁上设置吊装螺旋输送机的承重门架；（九b）由电瓶车将螺旋输送机整体运输到承重门架下方；（九c）通过承重门架起吊螺旋输送机，电瓶车移出盾构机；（九d）安装辅助吊点及辅助葫芦，调整螺旋输送机高度、角度及水平位置，使螺旋输送机位于设计位置；
（九e）螺旋输送机位置调整完成后，安装连接螺栓，固定螺旋输送机。8.根据权利要求7所述的模式转换方法，其特征在于，所述步骤（十）中，螺旋输送机安装完成后，安装后方工作平台和适合EPB模式下的拼装平台。
9.根据权利要求8所述的模式转换方法，其特征在于，所述步骤（十二）中，具体包括下述步骤：
（十二a）按照步骤（二d）的标示重新连接管路；（十二b）中心回转接头上的所有管路配管连接；（十二c）土仓壁上的所有加泥加水及泡沫管路连接；（十二d）螺旋输送机所有液压管路连接；（十二e）螺旋输送机加泥加泡管路连接；（十二f）已拆除的机内电气柜恢复。
10.根据权利要求9所述的模式转换方法，其特征在于，所述步骤（十三）中，具体包括下述步骤：
（十三a）螺旋输送机动作及液压系统调试；（十三b）中心回转接头所有管路调试；（十三c）土仓壁上所有加泥加水及泡沫管路调试。
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说 明 书
TBM-EPB双模式盾构机模式转换方法
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技术领域
[0001]
本发明涉及盾构施工领域，具体涉及TBM-EPB双模式盾构机模式转换方法。
背景技术
盾构是一种应用于隧道工程施工的大型机械设备，其集破岩、出渣、衬砌、支护等于一体，具有自动化程度高、速度快和安全高效等优点，近年来，在隧道项目上得到了广泛应用。
[0003] 在隧道施工中，通常会涉及到对不同地质情况的地层进行施工，就采用盾构施工而言，需要按照地层的硬度划分为硬岩地层和软岩地层，而盾构按照地层的硬度划分也相对应的划分为两种掘进模式，一种是适用于硬岩地层的TMB掘进模式，另一种是适用于软岩地层的EPB掘进模式。[0004] 在施工过程中，通过更换不同模式的盾构以实现在不同地层中的掘进，但是，由于在施工过程中更换不同模式的盾构，不仅需要耗费大量的人力物力，而且还需要较长的更换时间，延误工期，特别是在软硬地层交替出现的地段掘进中，更给施工带来诸多麻烦。[0005] 所以，为了解决上述问题，TBM-EPB双模式盾构应运而生，可以实现在两种模式情况下的正常掘进，即，能够在软硬地层的交界面处进行掘进模式的转换，以此适应与不同地层的要求，这种掘进模式的转换较传统更换不同掘进模式的盾构而言，不仅节省了大量的人力物力，而且还极大的缩短的施工工期。[0006] 但是，在目前采用TBM-EPB双模式盾构进行隧道施工中，依然存在着不足，在实际工程施工中，发明人发现，在TBM-EPB双模式盾构进行模式转换时，并无统一的规范方法，通常是除了刀盘和盾构机机壳外的其余部件都基本全部拆除后再进行布置，并且在模式更换过程中，各个步骤混乱，严重的浪费了人力物力，而且还需要较长的更换工期，极大的增加了施工成本。
[0002]
发明内容
本发明的目的在于：针对目前双模式盾构机在进行模式更换时所存在的上述问
题，提供一种针对于目前双模式盾构结构由TBM模式转换为EPB模式的模式转换方法。[0008] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
TBM-EPB双模式盾构机模式转换方法，包括下述步骤。[0009] （一）后方皮带机拆除；
（二）后方工作平台清理；（三）机内皮带机移除；（四）导土滑槽移除；（五）刮板移除；（六）搅拌棒焊接；（七）安装中心回转接头；
[0007]
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说 明 书
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（八）仓内安装蔽塞解除搅拌棒；
（九）安装螺旋输送机；（十）平台恢复；（十一）后方皮带机复位；（十三）调试，所述步骤（一）中，具体包括下述步骤：（一a）在后方皮带机结构的从动端和连接端各用2组环链葫芦挂住，葫芦固定端挂在管片上，并在后方皮带机下方设置电瓶车；
（一b）割断传送带，拆除后方皮带机从动端支撑横梁；（一c）从动端2只葫芦同时下放，将从动端放至电瓶车上；（一d）拆除后方皮带机倾斜段与水平段的连接销轴；（一e）连接端2只葫芦同时下放，将后方皮带机整体放至电瓶车上；（一f）拆除的后方皮带机由电瓶车送出井口，并由行车吊出。[0010] 在步骤（一）中，其目的是清理出机内皮带机的拆除通道和螺旋输送机的安装通道。
[0011] 拆除作业进行时，后方皮带机正下放不得有人逗留，葫芦操作人员不得站在后方皮带机上作业，必须在隧道内电瓶车两侧安全区域内手动操作葫芦。[0012] 作为优选，所述步骤（二）中，具体包括下述步骤：
（二a）拼装平台移除；（二b）拼装机电缆卷盘移除；（二c）盾构机内平台移除；（二d）后方平台上所有管路拆除；（二e）平台悬臂梁连接横梁移除；（二f）盾构机内电气柜移除。[0013] 在步骤（二）中，清理后方工作平台的目的是为保证后续模式转换相关部件的运输及拆除通道的畅通和保证作业人员的安全，步骤（二d）中，后方工作平台的管路由于对盾构机内皮带机的拆除通道和螺旋输送机的安装通道有干涉，因此需先拆除，拆除前必须在管路所有接口处做好标示，以方便模式转换后期的管路恢复。[0014] 作为优选，所述步骤（三）中，具体包括下述步骤：
（三a）在机内皮带机的出土端和进土端各用2只2t环链葫芦吊装固定，，并在机内皮带机下方设置电瓶车；
（三b）拆除出土端的花篮螺丝，拆除进土端底部支撑法兰的连接螺栓；（三c）出土端由2只葫芦同时作业放下至电瓶车上；（三d）电瓶车移动，进土端2只葫芦与电瓶车移动速度相配合的下放，将机内皮带机整体从机内抽出并下放至隧道内；
（三e）利用管片运输双梁上的电动葫芦将机内皮带机整体吊运至电瓶车上并送出井口。
机内皮带机拆除时必须注意葫芦动作平稳缓慢，避免机内皮带机剧烈晃动造成人
员伤害及破坏驱动电机水冷外壳。
[0015]
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说 明 书
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作为优选，所述步骤（四）中，拆除连接螺栓前必须先在土仓内做好固定措施，并搭建机内临时安装人员作业平台，并在平台与隧道底部之间安装斜坡平台，方便作业人员进出盾构机内以及作为导土滑槽及后续从土仓内拆除的刮板的移出通道，拆除导土滑槽需涉及到土仓内作业，在整个拆除步骤中，保证仓内的通风，仓内人员不可长时间作业，应每2小时换人一次。
[0017] 作为优选，所述步骤（五）中，拆除前先做好被拆除刮板的固定措施，防止刮板掉落伤人，拆除后的刮板运出过程中必须保证动作平稳缓慢，防止晃动伤人及破坏驱动电机水冷外壳。
[0018] 作为优选，所述步骤（六）中，刀盘背面的搅拌棒在安装前先按安装图纸在刀盘背部切割安装孔，搅拌棒根部插入安装孔后再焊接固定。[0019] 作为优选，所述步骤（七）中，具体包括下述步骤：
（七a）拆除土仓内分配盘螺栓孔压条；（七b）安装仓内管路分配盘，安装前其拆成两块，再分别吊运至土仓内安装，安装时需保证盘体外周的管路接口与刀盘扭腿内预埋的管路接口对齐。[0020] （七c）安装分配盘内各类软管；
（七d）安装盾构机内螺旋机进口隔板；（七e）安装机内中心回转接头。[0021] 步骤（七a）中，螺栓孔压条的主要作用是在TBM模式下保护分配盘安装螺栓孔不被土塞，因此在安装分配盘前需将其拆下。[0022] 作为优选，所述步骤（九）中，具体包括下述步骤：
（九a）在后方平台悬臂梁上设置吊装螺旋输送机的承重门架；（九b）由电瓶车将螺旋输送机整体运输到承重门架下方；（九c）通过承重门架起吊螺旋输送机，电瓶车移出盾构机；（九d）安装辅助吊点及辅助葫芦，调整螺旋输送机高度、角度及水平位置，使螺旋输送机位于设计位置；
（九e）螺旋输送机位置调整完成后，安装连接螺栓，固定螺旋输送机。[0023] 作为优选，所述步骤（十）中，螺旋输送机安装完成后，安装后方工作平台和适合EPB模式下的拼装平台。[0024] 作为优选，所述步骤（十一）中，将后方皮带机重新由电瓶车运至隧道内，并安装固定。
[0025] 作为优选，所述步骤（十二）中，具体包括下述步骤：
（十二a）按照步骤（二d）的标示重新连接管路；（十二b）中心回转接头上的所有管路配管连接；（十二c）土仓壁上的所有加泥加水及泡沫管路连接；（十二d）螺旋输送机所有液压管路连接；（十二e）螺旋输送机加泥加泡管路连接；（十二f）已拆除的机内电气柜恢复。
[0026]
作为优选，所述步骤（十三）中，具体包括下述步骤：（十三a）螺旋输送机动作及液压系统调试；
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（十三b）中心回转接头所有管路调试；
（十三c）土仓壁上所有加泥加水及泡沫管路调试。[0027] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本申请对目前双模式盾构机结构由TBM模式转换为EPB模式的方法作出了规范的步骤，最大程度的减少了拆除部件的数量，提供了由TBM模式转换为EPB模式的转换效率，降低了工人的劳动强度，节约了施工成本，还节约了工期。附图说明
图1为本发明模式转换方法的步骤框图；
图2为拆除后方皮带机的结构示意图；图3为后方平台清理的结构示意图；图4为安装螺旋输送机的结构示意图；图5为安装螺旋输送机的另一结构示意图；图6为完成模式转换后的结构示意图，图中标记：1-后方皮带机，2-机内皮带机，3-螺旋输送机，4-后方工作平台，5-拼装平台，6-导土滑槽，7-土仓，8-刮板，9-搅拌棒，10-刀盘，11-中心回转接头，12-分配盘,13-蔽塞解除搅拌棒。
[0028]
具体实施方式
[0029] 下面结合附图，对本发明作详细的说明。[0030] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。[0031] 如图所示，对应目前的双模式盾构机结构，采用本申请的方法，由TBM模式转换为EPB模式的具体步骤如下：
（一）后方皮带机1拆除：（一a）在后方皮带机1结构的从动端和连接端各用2组环链葫芦挂住，葫芦固定端挂在管片上，并在后方皮带机1下方设置电瓶车；
（一b）割断传送带，拆除后方皮带机从动端支撑横梁；（一c）从动端2只葫芦同时下放，将从动端放至电瓶车上；（一d）拆除后方皮带机倾斜段与水平段的连接销轴；（一e）连接端2只葫芦同时下放，将后方皮带机整体放至电瓶车上；（一f）拆除的后方皮带机由电瓶车送出井口，并由行车吊出。[0032] 在步骤（一）中，其目的是清理出机内皮带机2的拆除通道和螺旋输送机3的安装通道。
[0033] 拆除作业进行时，后方皮带机1正下放不得有人逗留，葫芦操作人员不得站在后方皮带机1上作业，必须在隧道内电瓶车两侧安全区域内手动操作葫芦；
（二）后方工作平台4清理：（二a）拼装平台移除；
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说 明 书
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（二b）拼装机电缆卷盘移除；
（二c）盾构机内平台移除；（二d）后方平台上所有管路拆除；（二e）平台悬臂梁连接横梁移除；（二f）盾构机内电气柜移除。[0034] 在步骤（二）中，清理后方工作平台4的目的是为保证后续模式转换相关部件的运输及拆除通道的畅通和保证作业人员的安全，步骤（二d）中，后方工作平台4的管路由于对盾构机内皮带机2的拆除通道和螺旋输送机3的安装通道有干涉，因此需先拆除，拆除前必须在管路所有接口处做好标示，以方便模式转换后期的管路恢复
（三）机内皮带机2移除：（三a）在机内皮带机2的出土端和进土端各用2只2t环链葫芦吊装固定，并在机内皮带机2下方设置电瓶车；
（三b）拆除出土端的花篮螺丝，拆除进土端底部支撑法兰的连接螺栓；（三c）出土端由2只葫芦同时作业放下至电瓶车上；（三d）电瓶车移动，进土端2只葫芦与电瓶车移动速度相配合的下放，将机内皮带机2整体从机内抽出并下放至隧道内；
（三e）利用管片运输双梁上的电动葫芦将机内皮带机2整体吊运至电瓶车上并送出井口。
[0035] 机内皮带机2拆除时必须注意葫芦动作平稳缓慢，避免机内皮带机2剧烈晃动造成人员伤害及破坏驱动电机水冷外壳；
（四）导土滑槽6移除：拆除连接螺栓前必须先在土仓7内做好固定措施，并搭建机内临时安装人员作业平台，并在平台与隧道底部之间安装斜坡平台，方便作业人员进出盾构机内以及作为导土滑槽6及后续从土仓7内拆除的刮板8的移出通道，拆除导土滑槽6需涉及到土仓7内作业，在整个拆除步骤中，保证仓内的通风，仓内人员不可长时间作业，应每2小时换人一次；
（五）刮板8移除：拆除前先做好被拆除刮板8的固定措施，防止刮板8掉落伤人，拆除后的刮板8运出过程中必须保证动作平稳缓慢，防止晃动伤人及破坏驱动电机水冷外壳；
（六）搅拌棒9焊接：刀盘10背面的搅拌棒9在安装前先按安装图纸切在刀盘背部割安装孔，搅拌棒9根部插入安装孔后再焊接固定；
（七）安装中心回转接头11：（七a）拆除土仓7内分配盘螺栓孔压条；（七b）安装仓内管路分配盘12，安装前其拆成两块，再分别吊运至土仓7内安装，安装时需保证盘体外周的管路接口与刀盘10扭腿内预埋的管路接口对齐。[0036] （七c）安装分配盘12内各类软管；
（七d）安装盾构机内螺旋机进口隔板；（七e）安装机内中心回转接头11。步骤（七a）中，螺栓孔压条的主要作用是在TBM模式下保护分配盘安装螺栓孔不被土塞，因此在安装分配盘12前需将其拆下；
（八）土仓内安装蔽塞解除搅拌棒13；
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（九）安装螺旋输送机3：
（九a）在后方平台悬臂梁上设置吊装螺旋输送机3的承重门架；（九b）由电瓶车将螺旋输送机3整体运输到承重门架下方；（九c）通过承重门架起吊螺旋输送机3，电瓶车移出盾构机；（九d）安装辅助吊点及辅助葫芦，调整螺旋输送机3高度、角度及水平位置，使螺旋输送机3位于设计位置；
（九e）螺旋输送机3位置调整完成后，安装连接螺栓，固定螺旋输送机3；（十）平台恢复：所述步骤（十）中，螺旋输送机3安装完成后，安装后方工作平台4和适合EPB模式下的拼装平台5；
（十一）后方皮带机1复位：将后方皮带机1重新由电瓶车运至隧道内，并安装固定；（十二）管路电路恢复：（十二a）按照步骤（二d）的标示重新连接管路；（十二b）中心回转接头11上的所有管路配管连接；（十二c）土仓7壁上的所有加泥加水及泡沫管路连接；（十二d）螺旋输送机3所有液压管路连接；（十二e）螺旋输送机3加泥加泡管路连接；（十二f）已拆除的机内电气柜恢复；（十三）调试：（十三a）螺旋输送机3动作及液压系统调试；（十三b）中心回转接头11所有管路调试；（十三c）土仓7壁上所有加泥加水及泡沫管路调试。
[0038] 最后完成双模式盾构机TBM模式转换为EPB模式的转换工作。[0039] 在本实施例中，对目前双模式盾构机结构由TBM模式转换为EPB模式的方法作出了规范的步骤，最大程度的减少了拆除部件的数量，提供了由TBM模式转换为EPB模式的转换效率，降低了工人的劳动强度，节约了施工成本，还节约了工期。[0040] 凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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说 明 书 附 图
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说 明 书 附 图
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说 明 书 附 图
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