土压盾构开挖拱顶压力支护系统及其施工方法

摘要

本发明公开了一种土压盾构开挖拱顶压力支护系统，包括盾构主驱动，设置在盾构主驱动前方的刀盘，刀盘与盾构主驱动中间的土压仓，土压仓内的下部为渣土，土压仓内上部注入有膨润土，土压仓注入膨润土的上方与拱顶泥膜层相连接，拱顶泥膜层位于盾构机的上方及刀盘的前方，且拱顶泥膜层连接有覆土层或覆土水压层；土压仓连接有膨润土注入系统，以及与膨润土注入系统连接的压缩空气保压系统。本发明能起到很好的拱顶支护作用，减小开挖面的沉降。本发明的施工工法的应用，可有效的控制地表的沉降，在富水地层还可以起到隔水的作用。

主权项

土压盾构开挖拱顶压力支护系统，包括盾构主驱动（5），设置在盾构主驱动（5）前方的刀盘（3），刀盘（3）与盾构主驱动（5）中间的土压仓，土压仓内的下部为渣土（6），其特征在于：所述的土压仓内上部注入有膨润土（4），土压仓注入膨润土的上方与拱顶泥膜层（2）相连接，拱顶泥膜层（2）位于盾构机的上方及刀盘的前方，且拱顶泥膜层（2）连接有覆土层（1）或覆土水压层；土压仓连接有膨润土注入系统，以及与膨润土注入系统连接的压缩空气保压系统；其具体施工方法为：第一、根据支护系统中土压仓内的膨润土压力大于覆土层（1）或覆土水压层压力的要求，即拱顶需要的压力，将保压罐（11）中压缩空气的压力设定值；第二、设置在保压罐（11）上的压力检测装置（13）检测保压罐内实时的压力，将压力大小信号传递给压力调节器（14），通过压力调节器（14）控制进气阀（17）和排气阀（15）的开度，通过控制进入保压罐（11）里的气量来保持保压罐（11）内的压力稳定；土压仓内的膨润土通过膨润土注入管路注入或保压罐（11）内的膨润土注入；第三步、为了实时比较土压仓内的压力与保压罐（11）内的压力情况，设置在土压仓内的土压仓压力传感器和设置在保压罐(11)上的保压罐压力传感器（b），分别将检测到的压力信号传输到盾构PLC上面；保压罐（11）内的液位高度靠液位开关控制，当低液位时，第二气动球阀（10）关闭，当高液位时，第一气动球阀（20）关闭;所述的压缩空气保压系统包括保压罐（11），保压罐（11）通过管道连接膨润土注入系统的土压仓；保压罐（11）顶部连接有压力检测装置（13），压力检测装置（13）连接有压力调节器（14），压力调节器（14）通过管道连接有设置在进气管路（18）上的进气阀（17），进气管路（18）连接有保压罐（11）；所述的保压罐（11）内的下部为膨润土，上部为压缩空气，保压罐（11）上设置有安全阀（12），与盾构PLC连接的保压罐压力传感器（b）以及液位传感器（a）。