CN101476554A - 盾构同步注浆泵 - Google Patents

Abstract

一种盾构同步注浆泵包括：一泵体，用一隔板分隔成一设备仓及一盛料仓；一第一、第二套筒，可对称地设置于泵体的设备仓内，其下端为开口端，穿过隔板在盛料仓内伸缩移动，用于取盛料仓中的浆料；一第一、第二压料缸，分别可升降地设置于第一、第二套筒的内部，用于压送第一、第二套筒取得的浆料；以及一第一、第二出料管，对称地设置于泵体的底部开口，其一端与盛料仓连通，并对应于第一、第二套筒的开口端。本发明的盾构同步注浆泵是由第一、第二套筒交替地在盛料仓内伸缩移动取料，并由第一、第二压料缸将第一、第二套筒内的浆料交替地推送到第一、第二出料管，藉此可以在盾构推进过程中同步注入低含水率的浆料，以减小地面沉降。

Description

盾构同步注浆泵

技术领域

本发明属于隧道盾构同步注浆泵，特别是一种盾构同步注浆泵。

背景技术

在盾构往前推进的过程中，由于盾构机的外径大，而安装在它后面的盾构管片的外径小，所以，施工过后，两者之间有一环很大的空隙。必须及时地往空隙中注入充填浆，不然，地面就会产生较大的沉降。这种注入充填浆的方式，在盾构施工中被称之为同步注浆。

为了减小盾构施工后的地面沉降，对同步注浆是有要求的，这就是：

第一，注浆过程必须是连续不断的，并且须与盾构的推进保持同步。如果在盾构推进过后，留下的空隙中已经产生了塌陷，这时，即使再往空隙中注浆，效果就差些，地面沉降也会大些。

第二，注浆用浆液中的含水率不能太大。如果浆液中所含水份越多，它在固结过程中的体积收缩量也越大，因而，地面沉降也会大。

所以，用于同步注浆的注浆泵也必须同时满足上述两个要求才行。然而，在以往的同步注浆泵中，都能满足第一个要求，但却很难满足于第二个要求。其原因就在于以往同步注浆泵的进料方式都是采用抽吸式的。然而，当浆液中的含水量较小时，它不仅坍落度很小，而且流动性也很差。这时，如果采用抽吸式进料，则往往是抽进了许多空气而抽不进浆液。为了让以往同步注浆泵能很好地抽进浆液，只能增加浆液的流动性，也只有增加浆液中的含水率。这样一来，地面沉降也会随之增大。

发明内容

本发明提供一种可以在盾构推进过程中同步注入低含水率的浆料，以减小地面沉降的盾构同步注浆泵，其包括：

一泵体，用一隔板分隔成一设备仓及用于盛放注浆用浆料的一盛料仓；

至少一第一套筒、一第二套筒，可对称地设置于所述泵体的设备仓内，其下端为开口端，穿过所述隔板在所述盛料仓内伸缩移动，用于取所述盛料仓中的浆料；

至少一第一压料缸、一第二压料缸，分别可伸缩移动地设置于所述第一、第二套筒的内部，用于压送所述第一、第二套筒取得的浆料；以及

至少一第一出料管、一第二出料管，对称地设置于所述泵体的底部开口，其一端与所述盛料仓连通，并对应于所述第一、第二套筒的开口端，所述第一、第二出料管上分别设有一第一阀门、一第二阀门。

其中，所述盾构同步注浆泵还包括至少一第一套筒油缸、一第二套筒油缸，分别用一第一联结板、一第二联结板与所述第一、第二套筒连接，用于驱动所述第一、第二套筒于所述泵体内升降。

其中，所述第一、第二压料缸分别包括一缸筒和一活塞杆。

其中，所述第一、第二阀门分别为球阀，内含一球阀阀芯，分别由一第一球阀油缸、一第二球阀油缸带动一第一球阀手柄、一第二球阀手柄进行开关操作。

其中，所述第一、第二出料管的另一端分别与一Y形管的两端部连通。

其中，所述隔板供所述第一、第二套筒的开口端穿过处分别设有一第一套筒密封圈、一第二套筒密封圈。

其中，所述泵体的底部开口供设置所述第一、第二出料管处分别设有一第一出料管密封圈、一第二出料管密封圈。

本发明的积极进步效果在于：本发明的盾构同步注浆泵由于没有采用传统的压力抽吸式的取送浆料过程，而是由第一、第二套筒交替地在盛料仓内伸缩移动取料，并由第一、第二压料缸将第一、第二套筒内的浆料交替地推送到第一、第二出料管，所以可以取送低含水率甚至无水的浆料，并且可以与盾构的推进过程保持同步。因此，本发明的盾构同步注浆可以减小盾构施工后的地面沉降。

附图说明

图1A为本发明的盾构同步注浆泵的主视部分剖面示意图；

图1B为图1A中注浆泵沿着A-A线的部分剖面示意图；

图1C为图1A中注浆泵的仰视示意图；

图1D为图1A中注浆泵的俯视示意图；

图2A为本发明注浆泵的出料管中球阀处于开启状态的侧面示意图；

图2B为图2A的剖面示意图；

图3A为本发明注浆泵的出料管中球阀处于关闭状态的侧面示意图；

图3B为图3A的剖面示意图；以及

图4A～4G分别本发明的盾构同步注浆泵在使用过程中的动作过程状态示意图。

具体实施方式

请参考图1A～1D所示，为本发明的盾构同步注浆泵，包括：

一泵体10，用一隔板11分隔成一设备仓12及一盛料仓13，用于盛放注浆用浆料；

一第一套筒20、一第二套筒20′，对称地设置于泵体10的设备仓12内，其下端为开口端，穿过隔板11伸入盛料仓13内，并用一第一套筒密封圈22、一第二套筒密封圈22′将隔板11与第一、第二套筒20、20′的接触处密封，第一、第二套筒20、20′的上端用一第一联结板14、一第二联结板14′分别与二第一套筒油缸21、二第二套筒油缸21′连接，由第一、第二套筒油缸21、21′驱动第一、第二套筒20、20′在设备仓12及盛料仓13内上下伸缩移动，用于取盛料仓13中的浆料；

一第一压料缸30、一第二压料缸30′，分别包括一第一缸筒31和一第一活塞杆32、一第二缸筒31′和一第二活塞杆32′，第一、第二压料缸30、30′分别设置于第一、第二套筒20、20′的内部，并且也能在其内上下伸缩移动，用于输送第一、第二套筒20、20′取得的浆料；以及

一第一出料管40、一第二出料管40′，对称地设置于泵体10的底部开口处，其一端与盛料仓13连通，并对应于第一、第二套筒20、20′的开口端，以便第一、第二压料缸30、30′输送的浆料正好分别落入第一、第二出料管40、40′内，并且泵体10的底部开口处分别设有一第一出料管密封圈45、一第二出料管密封圈45′，以便送料时可将第一套筒20与第一出料管40之间的间隙完全密封和将第二套筒20′与第二出料管40′之间的间隙完全密封，并且第一、第二出料管40、40′上分别设有一第一阀门41、一第二阀门41′，例如为球阀，内含一球阀阀芯，分别由一第一球阀油缸42、一第二球阀油缸42′带动一第一球阀手柄43、一第二球阀手柄43′进行开关操作。第一、第二出料管40、40′的另一端分别与同一Y形管44的两端部连通。Y形管44可把第一、第二出料管40、40′的料汇集在一起。

下面详细描述本发明的盾构同步注浆泵的连续注浆的工作原理。

图4A为第一套筒20开始伸出，进行取料，图4B是第一套筒20伸到位，且第一出料管密封圈45把第一套筒20与第一出料管40之间的间隙完全密封后，第一阀门41就立即打开(如图2A和2B所示，当第一球阀油缸42的活塞杆完全缩回时，通过连杆，第一球阀手柄43把球阀阀芯上的孔转到与第一出料管40和Y形管44相连通，这时，球阀处于开启状态)。图4C是第一压料缸30的缸筒31伸出，将第一套筒20内的浆料压送到第一出料管40内。与此同时，第二套筒20′也开始伸出，进行取料。图4D是当第一压料缸30的缸筒31伸到位时，第一阀门41就立即关闭(如图3A和3B所示，当第一球阀油缸42的活塞杆完全伸出时，通过连杆，第一球阀手柄43把球阀阀芯上的孔转到与第一出料管40和Y形管44不相连通，这时，球阀处于关闭状态)。与此同时，当第二套筒20′伸到位时，在第二出料管密封圈45′把第二套筒20′与第二出料管40′之间的间隙完全密封后，第二阀门41′就立即打开。图4E是第二压料缸30′的缸筒31′伸出，将第二套筒20′内的浆料压送到第二出料管40′内。与此同时，在第一套筒油缸21的作用下让第一套筒20和第一压料缸30的缸筒31一起回缩。图4F是第二压料缸30′的缸筒31′即将伸到位。与此同时，当第一套筒20和第一压料缸30的缸筒31回缩到位后，第一套筒20立即开始伸出，进行取料。图4G是当第二压料缸30′的缸筒31′伸到位时，第二阀门41′就立即关闭。与此同时，当第一套筒20伸到位时，在第一出料管密封圈45把第一套筒20与第一出料管40之间的间隙完全密封后，第一阀门41就立即打开，并开始下一个循环。当第一压料缸30在压送料的时候，第二套筒20′正在取料；而当第二压料缸30′在压送料的时候，第一套筒20却在取料。这样，Y形管出口的浆料是连续不断的。因此本发明的盾构同步注浆泵可以源源不断地把符合要求的理想浆料注入到盾构机尾部壳体与安装好管片之间的空隙中去，以减小盾构施工过后的地面沉降。

从本发明的盾构同步注浆泵的工作原理中可以看出，它是以套筒方式取料的。单就取料而言，套筒取料方式完全可取含水率为0的干浆料，且对浆料的坍落度、流动性也没有任何要求。所以，它完全能适应盾构施工同步注浆中对浆料的要求。

Claims (7)

1.一种盾构同步注浆泵，其特征在于包括：

一泵体，用一隔板分隔成一设备仓及用于盛放注浆用浆料的一盛料仓；

至少一第一套筒、一第二套筒，可对称地设置于所述泵体的设备仓内，其下端为开口端，穿过所述隔板在所述盛料仓内伸缩移动，用于取所述盛料仓中的浆料；

至少一第一压料缸、一第二压料缸，分别可伸缩移动地设置于所述第一、第二套筒的内部，用于压送所述第一、第二套筒取得的浆料；以及

至少一第一出料管、一第二出料管，对称地设置于所述泵体的底部开口，其一端与所述盛料仓连通，并对应于所述第一、第二套筒的开口端，所述第一、第二出料管上分别设有一第一阀门、一第二阀门。

2.如权利要求1所述的注浆泵，其特征在于：还包括至少一第一套筒油缸、一第二套筒油缸，分别用一第一联结板、一第二联结板与所述第一、第二套筒连接，用于驱动所述第一、第二套筒于所述泵体内伸缩。

3.如权利要求1所述的注浆泵，其特征在于：所述第一、第二压料缸分别包括一缸筒和一活塞杆。

4.如权利要求1所述的注浆泵，其特征在于：所述第一、第二阀门分别为球阀，内含一球阀阀芯，分别由一第一球阀油缸、一第二球阀油缸带动一第一球阀手柄、一第二球阀手柄进行开关操作。

5.如权利要求1所述的注浆泵，其特征在于：所述第一、第二出料管的另一端分别与一Y形管的两端部连通。

6.如权利要求1所述的注浆泵，其特征在于：所述隔板供所述第一、第二套筒的开口端穿过处分别设有一第一套筒密封圈、一第二套筒密封圈。

7.如权利要求1所述的注浆泵，其特征在于：所述泵体的底部开口供设置所述第一、第二出料管处分别设有一第一出料管密封圈、一第二出料管密封圈。

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