CN102536259A - 土压平衡顶管的泥水转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种土压平衡顶管的泥水转换装置，包括泥水转换仓，排泥泵，旁通装置，沉淀池，泥水转换仓包括传动机座，传动轴，搅拌轴，搅拌叶，搅拌箱体，从动轴，三相电机，行星齿轮减速器，搅拌箱体一侧安装行星齿轮减速器及三相电机，行星齿轮减速器输出轴穿入搅拌箱体7与搅拌轴相连接，搅拌轴上连接有搅拌叶，搅拌轴另一端与从动轴连接。本发明采用土压平衡顶管施工结合泥水平衡出泥原理，土压平衡与泥水流体输送相结合的方法，把土转换成泥浆通过管道排出，由人工或电瓶车出土转变为自动泥水出土，这样就能减少项目投资，也降低了施工人员的劳动强度，可以保证顶管施工连续出土、连续顶进，提高工作效率。

Description

土压平衡顶管的泥水转换装置

技术领域

本发明涉及一种土压平衡式掘进中泥水输送装置，尤其是一种采用土压平衡与泥水流体输送相结合的输送装置。

背景技术

土压平衡式掘进法是通过土仓内压力和螺旋输送机排土来平衡地下水压力和土压力，能够保持挖掘面稳定，保持地面沉降量达到最小，但土压平衡式掘进常规出土采用电瓶车 ，需配套更多辅助设施，如电瓶车、泥斗车和轨道等。相应施工成本高，而且最大缺点就在于土压平衡式掘进法顶管施工的弃土处理速度制约着顶进速度，在运土过程中，需要停机等待，导致施工间断和施工效率低，并且也存在一定的潜在安全隐患。

发明内容

本发明是要提供一种土压平衡顶管的泥水转换装置，该装置与土压平衡式掘进机的螺旋输送机排泥口连接在一起，把土转换成泥浆通过管道排出，能减少项目投资，降低施工人员的劳动强度，保证顶管施工连续出土、连续顶进，提高工作效率。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种土压平衡顶管的泥水转换装置，包括泥水转换仓，排泥泵，旁通装置，沉淀池。泥水转换仓包括传动机座，传动轴，搅拌轴，搅拌叶，搅拌箱体，从动轴8，三相电机1，行星齿轮减速器2，其中，搅拌箱体一侧安装行星齿轮减速器及三相电机，行星齿轮减速器输出轴穿入搅拌箱体7与搅拌轴相连接，搅拌轴上连接有搅拌叶，搅拌轴另一端与从动轴连接。

转换仓容积为2.0m3，三相电机功率为7.5kw，行星齿轮减速器为行星摆线减速器，主轴转数为40r/min，转换仓出泥口与卧式螺旋叶片之间安装搅拌机，排泥泵的排泥口安装50mm的过滤网，转换仓顶部四周环形布置高压喷水装置。

本发明的有益效果是；

本发明采用土压平衡顶管施工结合泥水平衡出泥原理，土压平衡与泥水流体输送相结合的方法，即设置泥水转换装置与土压平衡式掘进机的螺旋输送机排泥口连接在一起，把土转换成泥浆通过管道排出，由人工或电瓶车出土转变为自动泥水出土，这样就能减少项目投资，也降低了施工人员的劳动强度，可以保证顶管施工连续出土、连续顶进，提高工作效率。

上海青草沙水源地原水工程严桥支线C4标顶管直径3.6米、单次顶进1960米，具有顶管直径大、顶进距离长、近距离双排同时顶进的特点。采用了土压平衡式顶进工艺，同时为土压平衡式掘进机配备泥水装换装置，增强设备实用能力，大幅度提高顶进速度，施工效率显著提高，最终提前近两个月完成节点目标，为整个工程赢得了宝贵时间。

附图说明

图1是本发明的泥水转换仓的结构主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的左视图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图1至图3所示，本发明的土压平衡顶管的泥水转换装置，包括泥水转换仓，排泥泵，旁通装置，沉淀池。

泥水转换仓包括三相电机1，行星齿轮减速器2，传动机座3，传动轴4，搅拌轴5，搅拌叶6，搅拌箱体7，从动轴8，其中，搅拌箱体7一侧安装行星齿轮减速器2及三相电机1，行星齿轮减速器2输出轴穿入搅拌箱体7与搅拌轴5相连接，搅拌轴5上连接有搅拌叶6，搅拌轴5另一端与从动轴8连接。

泥水转换仓设计：

①   泥水转换仓机理

根据土压平衡式掘进机出土系统排土量、泥水混合比及排泥泵排泥能力，计算得出转换仓容积为2.0m3。转换仓主体内安装设置卧式螺旋叶片，其三相电机1功率为7.5kw，采用行星摆线减速器2，主轴转数为40r/min，用于将进入转换仓的泥土搅拌成糊状胶体。转换仓出泥口与卧式螺旋叶片之间安装搅拌机，呈十字结构，配有刀刃，具有足够的强度和刚度，用于二次打碎和切削糊状土体中夹杂的硬块，排出最大粒径为30～50mm的泥浆，为防止大粒径破坏排泥泵，排泥口安装50mm的过滤网。转换仓顶部四周环形布置高压喷水装置，用于稀释泥土，同时可根据排泥泵输泥动力和功率，调节喷水量，控制泥浆浓度。

②排泥泵

转换仓出泥口处装置配备1台4/3E-HH高扬程渣浆泵，功率为75W，流量为126～152 m3/h，扬程为12～97m，转数为600～1400r/min。长距离工程排泥管道过长，流量及压力损失大，易导致排泥管道堵塞，顶距超过1200m时增加一台中间接力泵。为加大泥浆流速流量，排泥管道全部为6寸无缝钢管。

③旁通装置

施工过程或结束后管道应保持畅通和清理，不能存有泥沙。在转换仓进水、排泥处各安装一个蝶阀，进水管与排泥管安装管道相连通，其相通处再安装一个蝶阀形成旁通装置，可防止管道出现堵塞现象。转换仓运转时，将进水、排泥处两蝶阀打开，相通处旁通蝶阀关闭，即可进行正常施工，反之则可疏通和清洗管道。排泥浆出泥口设置三通，分别通向排泥管和转换仓并设置蝶阀，如遇转换仓内泥土堆积严重，可关闭通向排泥管蝶阀，打开通向转换仓的蝶阀，通过排泥泵的动力对泥砂形成缓冲，进一步稀释泥土。

④沉淀池

根据实际顶管管材规格，设计四个规格为6 x 4 x 3 = 72 m3的沉淀池，总容量为288 m3。参照实验数据，DN3600钢管长度为8.8m，实际出土量约为90 m3，泥水比为1 ：3，即90 x 3 = 270 m3，因此所设计的沉淀池能够满足施工需求。

本发明的技术效益

青草沙水源地原水工程严桥支线C4标顶管中泥水转换装置的应用，实践证明土压平衡式掘进及施工泥水输法技术实际应用的效果显著，该技术工艺流程简单且实用价值也高，在顶管施工中尤其是长距离大口径的顶管工程，将会有不错的使用前景。土压平衡式掘进机配备泥水转换装置能够有效加快施工的进度，因为满口大口径、顶距长、工期短的顶管要求及管道施工在社会需求中会日趋加大，同时还可以提升公司的信誉度和知名度。

土压平衡式掘进及施工泥水输送法改善了管内作业环境，减少了土壤中有害物质挥发及掘进机的运作噪音对人体产生的伤害，而且缩小了施工占地面积，更方便交通及出行。

Claims (5)

1.一种土压平衡顶管的泥水转换装置，包括泥水转换仓，排泥泵，旁通装置，沉淀池，其特征在于：所述泥水转换仓包括传动机座（3），传动轴（4），搅拌轴（5），搅拌叶（6），搅拌箱体（7），从动轴（8），三相电机（1），行星齿轮减速器（2），其中，搅拌箱体（7）一侧安装行星齿轮减速器（2）及三相电机（1），行星齿轮减速器（2）输出轴穿入搅拌箱体（7）与搅拌轴（5）相连接，搅拌轴（5）上连接有搅拌叶（6），搅拌轴（5）另一端与从动轴（8）连接。

2.根据权利要求1所述的土压平衡顶管的泥水转换装置，其特征在于：所述转换仓容积为2.0m3；所述三相电机（1）功率为7.5kw；所述行星齿轮减速器（2）为行星摆线减速器，主轴转数为40r/min。

3.根据权利要求1所述的土压平衡顶管的泥水转换装置，其特征在于：所述泥水转换仓出泥口与卧式螺旋叶片之间安装搅拌机。

4.根据权利要求1所述的土压平衡顶管的泥水转换装置，其特征在于：所述排泥泵的排泥口安装50mm的过滤网。

5.根据权利要求1所述的土压平衡顶管的泥水转换装置，其特征在于：所述泥水转换仓顶部四周环形布置高压喷水装置。

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