專利名稱：用壓縮空氣替換支撐液體的方法和實(shí)施方法的水力掘進(jìn)盾構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一方面涉及一種將水力掘進(jìn)盾構(gòu)中支撐掘進(jìn)工作面的支撐液體用壓縮空氣替換的方法，該方法包括首先在用壓縮空氣替換的同時(shí)將處于采掘腔的上橫截面區(qū)域中的支撐液體排掉;另一方面涉及一個(gè)實(shí)施該方法的水力掘進(jìn)盾構(gòu)，它包括一個(gè)位于采掘腔內(nèi)的采掘刀輪，采掘腔由裝在掩護(hù)殼體內(nèi)并與掘進(jìn)工作面相距一定距離的擋水胸墻和迎水墻構(gòu)成。
根據(jù)水力掘進(jìn)盾構(gòu)原理，在遂道橫截面的掘進(jìn)或鉆進(jìn)中，利用在壓力控制下帶氣墊的支撐液體來支撐掘進(jìn)工作面。當(dāng)停機(jī)進(jìn)行諸如更換刀具或排除障礙物(例如大石頭、樹根或鋼鐵物件)的工作時(shí)，經(jīng)常要進(jìn)入采掘腔。直到目前為止，這都需要在通入壓縮空氣的同時(shí)完全或部分地排掉支撐液體，而在部分排掉支撐液體時(shí)，只能進(jìn)入上橫截面區(qū)域內(nèi)。
強(qiáng)制性的穩(wěn)定證明是上述方法的前提條件，而要使工作面穩(wěn)定，支撐壓力必須大于待挖掘的泥土和水的壓力。要達(dá)到不發(fā)生“漏氣”的工作面的穩(wěn)定，所使用的壓力必須小于過載。在一些現(xiàn)有的邊緣條件下，例如當(dāng)從采掘截面上邊緣到地層上邊緣覆蓋面較小時(shí)和在不同的水位時(shí)，用現(xiàn)有的方法無法實(shí)現(xiàn)不發(fā)生“漏氣”的穩(wěn)定，尤其是在大的采掘截面時(shí)更是如此。
本發(fā)明的目的是，在開頭所稱的措施的范圍內(nèi)，消除“漏氣危險(xiǎn)”。
本發(fā)明采用的方法是，在上橫截面區(qū)域內(nèi)的支撐液體排掉后，在上、下橫截面之間裝上一個(gè)基本水平的隔斷層，接著用含有固體成分的支撐材料填充隔斷層上面的上橫截面，使它在采掘腔的上部能起到所需要的靜態(tài)支撐作用。然后用壓縮空氣把下橫截面區(qū)域內(nèi)的支撐液體替換掉，在充有壓縮空氣的空間內(nèi)完成所需做的工作后，以相反的順序進(jìn)行在這之前所做的工藝步驟，直到完全用支撐液體重新充滿。更佳的實(shí)施方式是，在支撐液體排掉后，在工作面上用噴射混凝土、人造材料薄膜或相類似的材料涂上一層。
本發(fā)明所采用的上述措施取得了很好的效果，當(dāng)只在下半橫截面區(qū)域內(nèi)實(shí)施部分排放支撐液體時(shí)，通過工作腔內(nèi)的維修工作可使防止出現(xiàn)“漏氣”的可靠性得以顯著的改善。
從采準(zhǔn)工作的角度看，水力掘進(jìn)盾構(gòu)的發(fā)明特征在于使用了支承板，利用支承板在采掘腔中構(gòu)成一個(gè)基本水平的隔斷層，并在支承片上加上了密封材料。在這方面有許多具體的實(shí)施方式，一種較佳的實(shí)施方式是，把支承板支承在采掘刀輪的處于水平位置的輪臂上和/或支承在固定于擋水胸墻上的支承座上。此時(shí)為支承支承板還可以專門采用從擋水胸墻上可向前伸出的并且支承在輪臂上的支承管。一種特別簡單的實(shí)施方式是，當(dāng)支承板可折疊地相互連接或與擋水胸墻連接，并掛在支承管上時(shí)，即可構(gòu)成一種特別簡單的操作方式。另一種可單獨(dú)實(shí)施或與前述的措施一起實(shí)施的方式是，支承板在液壓的作用下可伸出和/或收回地裝在刀輪的輪臂上。但是，可折疊的支承板也可以固定在擋水胸墻上。無論怎樣實(shí)施，指向工作面的支承板都可以通過刀輪的向前推進(jìn)插入工作面中。
本發(fā)明將結(jié)合附圖作詳細(xì)說明，附圖是

圖1 液壓盤的縱向剖面圖，圖2 圖1示所示物體的部分前視圖，圖3 從液壓盤軸邊上剖開的縱向視圖，圖中的液壓盤處在另一個(gè)位置狀態(tài)，圖4至7 圖1至圖3所示的液壓盤的其它實(shí)施方式，圖8至10 圖1至圖3所示的液壓盤處在不同作用位置時(shí)的進(jìn)一步變化的實(shí)施方式。
如圖1和2所示，液壓盤主要是由掩護(hù)殼體1和位于掘進(jìn)工作面2區(qū)域的采掘刀輪3組成。刀輪3包括主軸承4、刀輪輪緣5、輪臂6和一個(gè)中心刀7。刀輪3在采掘腔8內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，采掘腔內(nèi)一個(gè)距工作面2一定距離的迎水墻10分隔出來，在迎水墻10前有一擋水胸墻9。還設(shè)有一個(gè)向采掘腔8注入液體的閘門11。在采掘腔8的下部裝有一個(gè)碎石器13和一個(gè)吸管14，壓縮空氣的供給部分沒有具體地表示出來。裝在中心刀7的液壓盤隨著相應(yīng)的進(jìn)刀在采掘刀輪3之前鉆入工作面2并在中心腔被填滿時(shí)停下來，當(dāng)?shù)遁?沒有中心腔時(shí)，這種情況自然也就不存在。然后在供入壓縮空氣的同時(shí)，將支撐液體從上橫截面區(qū)15中排掉(參見圖1、2)。如果有支承板的話，可以在壓縮空氣進(jìn)入前將其抽來。借助于刀輪3上的兩條處于水平位置的輪臂6。將輪臂6前邊緣與工作面2之間的隙縫到掩護(hù)殼體1或到刀輪圖5的邊緣隙縫以及有可能的話到中心刀7的隙縫都密封起來，密封材料16從輪臂6的后邊緣直到擋水胸墻9。此時(shí)，用手將支承板17插在處于水平位置的輪臂6上面(參見圖2)，支承板從工作面2一直到擋水胸墻9，支承在刀輪3的輪臂6和擋水胸墻9上。用厚的塑料帶、由塑料或類似物制成的護(hù)棱帶作為一種附加密封16?？墒褂门菽?、可吹氣的軟管和類似的密封材料作為邊緣密封材料。在工作面2的噴射混凝土加固18之后，通過相應(yīng)的噴嘴用人造材料;或用砂子、皂土和水的混合物或者用砂子和泡沫的混合物對(duì)上橫截面區(qū)15進(jìn)行填充。接著在通入壓縮空氣的同時(shí)把下橫截面區(qū)19內(nèi)的支撐液體排掉，圖3表示了此時(shí)的狀態(tài)。此時(shí)可以在壓縮空氣中進(jìn)行必要的操作，在這些操作結(jié)束后，用支撐液體將下橫截面區(qū)19充滿。利用一個(gè)未表示的、單獨(dú)的沖洗循環(huán)實(shí)現(xiàn)用支撐液體對(duì)處于上橫截面區(qū)域15中的材料的必要的替換。在某些情況下，這種替換也可以通過刀輪3的轉(zhuǎn)動(dòng)和正常掘進(jìn)循環(huán)中的排料完成。
圖4所示的實(shí)施方式是，采掘工具20裝在刀輪3的輪臂6上，用手工將支承板17裝在輪臂6前面，刀輪3向前推進(jìn)把支承片17插入工作面2中。圖中其余部分如圖1至圖3所示的實(shí)施方式。圖5所示的實(shí)施方式是，上、下橫截面區(qū)15和19之間的密封是用支承板17實(shí)現(xiàn)，支承板17裝在輪臂6上且可在液壓千斤頂21的作用下伸出和收回。
圖6所示的實(shí)施方式是，可以伸出的支承板17或者磨損過的刀片在位于迎水墻中的液壓器22的作用下可以向前和向后運(yùn)動(dòng)。與此相對(duì)，圖7所示的實(shí)施方式為，借助于液壓器22，穿過擋水胸墻9的是支承管23可伸縮的，支承管在水平的輪臂6上由墊片24支承。圖8至圖10所示的實(shí)施方式同樣使用了可伸縮的支承管23，在這里支承板17可以折疊起來并與擋水胸墻9連接在一起，并掛在支承管23上。當(dāng)支承管23縮回時(shí)，支承板17拆疊在一起，位于擋水胸墻9的壁盒25中(參見圖8)。當(dāng)支承管23伸出時(shí)(參見圖9)，支承板17伸展開，并且一直伸展到水平位置(參見圖10)。在壁盒25中，設(shè)有用于噴射液體的噴嘴26，用它還可以沖洗支承板17和壁盒25。
權(quán)利要求
1.一種用壓縮空氣替換水力掘進(jìn)盾構(gòu)中的支撐掘進(jìn)工作面的支撐液體的方法，包括首先在用壓縮空氣替換的同時(shí)將位于上橫截面區(qū)內(nèi)的支撐液體排放掉，其特征在于然后在上、下橫截面區(qū)之間裝上一個(gè)基本上水平的密封隔斷層，接著用含有固定成份的支撐材料填滿隔斷層上面的上橫截面區(qū)，使處于采掘腔上部的支撐材料能起到足夠的靜態(tài)支撐作用，最后用壓縮空氣把下橫截面區(qū)內(nèi)的支撐液體替換掉，當(dāng)在充有壓縮空氣的區(qū)域中完成了所需做的工作后，以相反的順序重復(fù)上述方法的步驟，直到支撐液體完全充滿。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在排掉支撐液體后，在掘進(jìn)工作面上用噴射混凝土、人造材料薄膜或類似的材料涂上一層保護(hù)層。
3.實(shí)施按照權(quán)利要求1或2所述方法的水力掘進(jìn)盾構(gòu)，包括一個(gè)位于采掘腔中的采掘刀輪，采掘腔由一個(gè)裝在掩護(hù)殼體內(nèi)并距掘進(jìn)工作面一定距離的擋水胸墻和迎水墻構(gòu)成，其特征在于有一個(gè)支承板(17)，支承板在采掘腔中構(gòu)成一個(gè)基本水平的隔斷層，在支承板(17)上裝有密封材料(16)。
4.按照權(quán)利要求3所述的水力掘進(jìn)盾構(gòu)，其特征在于支承板(17)可支承在刀輪(3)的水平位置的輪臂(6)上和/或支承在固定于擋水胸墻(9)上的支座上。
5.按照權(quán)利要求4所述的水力掘進(jìn)盾構(gòu)，其特征在于為支承支承板(17)采用從擋水胸墻(9)可向前伸出并且支承在輪臂(6)上的支承管(23)。
6.按照權(quán)利要求5所述的水力掘進(jìn)盾構(gòu)，其特征在于支承板(17)可拆疊地與擋水胸墻(19)連接并掛在支承管上。
7.按照權(quán)利要求3至6所述的水力掘進(jìn)盾構(gòu)，其特征在于支承板(17)在液壓的作用下可伸出和/或可收回地裝在刀輪(3)的輪臂(6)上。
8.按照權(quán)利要求3至7所述的水力掘進(jìn)盾構(gòu)，其特征在于通過刀輪(3)向前推進(jìn)可將指向采掘工作面(2)的支承板(17)，插入工作面(2)中。
全文摘要
為了用壓縮空氣替換支撐掘進(jìn)工作面(2)的支撐液體，在通入壓縮空氣的同時(shí)，先把處于上橫截面區(qū)(15)內(nèi)的支撐液體排掉，然后在上、下橫截面區(qū)(15和19)之間裝入一個(gè)基本上水平的隔斷層，更確切地說，隔斷層是由支承片(17)和密封材料(16)組成。接著把隔斷層上面的橫截面區(qū)(15)用含有固體成分的支撐材料填滿，使它能起到支撐作用，并用空氣阻止它的涌出和倒流。接著把位于下橫截面區(qū)內(nèi)的支撐液體用壓縮空氣替換掉。
文檔編號(hào)E21D9/06GK1113289SQ9510288
公開日1995年12月13日 申請(qǐng)日期1995年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月17日
發(fā)明者卡爾·H·梅爾澤, 羅爾夫·海爾賓, 德特爾夫·卡瑟夫 申請(qǐng)人:霍蒂夫股份公司霍夫曼兄弟公司