一种高水压条件下泥水盾构盾尾刷更换液氮冻结安全保护装置及方法.pdf

(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CN106988752A(43)申请公布日2017.07.28(21)申请号201710229498.2(22)申请日2017.04.10(71)申请人中铁十四局集团有限公司地址250101山东省济南市历下区奥体西路2666号(72)发明人陈健陈鹏张哲王承震李海振(74)专利代理机构济南舜源专利事务所有限公司37205代理人许静(51)Int.Cl.E21D9/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种高水压条件下泥水盾构盾尾刷更换液氮冻结安全保护装置及方法(57)摘要本发明涉及一种高水压条件下泥水盾构盾尾刷更换液氮冻结安全保护装置，包括由外而内设置的盾尾壳体、盾尾刷和管片，盾尾壳体内设有砂浆管，还包括至少一组液氮冻结装置，液氮冻结装置设置在相邻砂浆管之间的盾尾壳体内部，液氮冻结装置包括进液管、出液管和环向冻结管，进液管和出液管的另一端之间连接有环向冻结管，本发明的有益效果是：本发明避免了在管片上钻孔的风险和对管片结构造成的破坏影响，环向液氮冻结管道设置在盾尾，并与中盾位置预留的进液管、出液管形成液氮循环通道，通道内循环的液氮可对盾尾土体进行快速冷冻，防止泥水、浆液等杂质进入盾构机中，该装置操作简便，冷冻迅速，可有效保障盾尾刷更换过程中的人员和设备安全。CN106988752ACN106988752A权利要求书1/1页1.一种高水压条件下泥水盾构盾尾刷更换液氮冻结安全保护装置，包括由外而内设置的盾尾壳体、盾尾刷和管片，所述盾尾壳体内设有砂浆管，其特征在于：所述该安全保护装置还包括至少一组液氮冻结装置，所述液氮冻结装置设置在相邻砂浆管之间的盾尾壳体内部，所述液氮冻结装置包括进液管、出液管和环向冻结管，进液管和出液管的一端分别连接有不锈钢软管和低温液氮阀门，所述进液管和出液管的另一端之间连接有环向冻结管。2.根据权利要求1所述的一种高水压条件下泥水盾构盾尾刷更换液氮冻结安全保护装置，其特征在于：所述低温液氮阀门和不锈钢软管设置在盾构机主机壳体与盾尾壳体之间。3.根据权利要求1或2所述的一种高水压条件下泥水盾构盾尾刷更换液氮冻结安全保护装置，其特征在于：所述盾尾壳体尾部设有弹性密封板，所述环向冻结管设置在盾尾壳体内部靠近弹性密封板的一侧。4.根据权利要求1或2所述的一种高水压条件下泥水盾构盾尾刷更换液氮冻结安全保护装置，其特征在于：所述进液管和出液管的延伸方向与盾构机的掘进方向相同，所述环向冻结管的延伸方向与盾构机的掘进方向垂直。5.根据权利要求1或2所述的一种高水压条件下泥水盾构盾尾刷更换液氮冻结安全保护装置，其特征在于：所述液氮冻结装置设有6组。6.根据权利要求1所述的一种高水压条件下泥水盾构盾尾刷更换液氮冻结安全保护方法：包括如下步骤：1）盾构机停机，停止工作并检查盾尾渗漏点位；2）进液管和出液管的不锈钢软管与液氮系统连接，通入液氮，并进行测温；3）持续通入液氮冻结并进行温度监测检测渗漏点的渗漏情况；4）待渗漏情况消除后，持续通入液氮维护冻结；5）进行渗漏部位的盾尾刷拆除更换等的方案实施；6）更换完成后拆除盾构机内的临时冻结系统；7）冻结部位解冻；8）盾构机恢复推进。7.根据权利要求6所述的一种一种高水压条件下泥水盾构盾尾刷更换液氮冻结安全保护方法，其特征在于：所述步骤2中液氮通入压力为0.05-0.15MPa，最终温度为：零下15-20℃。8.根据权利要求6所述的一种一种高水压条件下泥水盾构盾尾刷更换液氮冻结安全保护方法，其特征在于：所述步骤4中液氮通入压力为0.05-0.1MPa。2CN106988752A说明书1/3页一种高水压条件下泥水盾构盾尾刷更换液氮冻结安全保护装置及方法技术领域[0001]本发明涉及盾构机领域，更具体的讲是一种高水压条件下泥水盾构盾尾刷更换液氮冻结安全保护装置及方法。背景技术[0002]盾尾钢丝刷是盾构机密封系统中的一个重要组成部分，在大直径泥水平衡盾构施工中，利用盾尾刷并注入一定量的填充物（盾尾油脂），可在盾构机和管片之间形成良好的密封体系，可有效防止地下水、泥浆及同步注浆的浆液等流入盾构机中，保障隧道掘进能够安全顺利地进行。但由于施工过程中不可避免的施工误差，导致盾尾刷受偏心管片过度挤压从而产生塑性变形以至于失去弹性，或者长距离掘进造成盾尾刷磨损严重，直接造成盾尾密封系统失效，导致同步注浆浆液等杂质流入盾构机，危及施工人员和施工设备的安全。因此，在盾尾刷失效后需要及时更换失效盾尾刷。[0003]通过专利检索，发现以下相似专利：①申请号为201210175808.4的一种盾构隧道洞内液氮冷冻更换尾刷的方法，该发明公开了一种液氮冷冻更换尾刷的方法，该方法在确定需更换的尾刷位置后，通过两次钻孔为