CN102562080A - 泥水盾构反循环疏通堵塞泥浆门的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种泥水盾构反循环疏通堵塞泥浆门的方法和系统，以解决在利用正常泥水循环系统无法疏通堵塞的泥浆门、且在人员不具备进仓条件下泥水盾构泥浆门堵塞后的疏通难题。其施工工艺主要流程是：通过调整泥浆环流的方向，制造并依靠进浆、出浆流量差对泥浆门附近进行反方向冲洗，以恢复畅通的泥浆环流。本发明泥水循环系统反循环疏通法是进浆通过泥水循环旁通回路2反方向冲洗泥浆门附近，出浆通过进浆主管、旁通回路3联通原出浆通道管路排出。
Description
技术领域
本发明涉及盾构隧道工程技术领域属的泥水盾构的施工工艺，具体涉及一种泥水盾构反循环疏通堵塞泥浆门的方法和系统。
背景技术
随着经济和社会的发展，我国大直径水下盾构隧道工程越来越多，大直径、长距离、高水压、地质复杂是盾构施工技术发展的方向，而施工中面临的各种安全风险环境也越来越严峻，泥水循环系统是否畅通关系到泥水盾构施工整个工程的成败，特别是在水下软硬不均地层、破碎地层中进行大直径泥水盾构施工，泥水循环系统技术管理给予了我们更严峻的挑战。
在水下软硬不均地层、破碎地层泥水盾构施工中，除常规泥水循环方法若不采取反循环疏通法或反冲洗疏通法对泥浆门附近进行疏通，泥浆门附近一旦发生堵塞，将导致出现无法有效排浆出碴、仓内压力波动大、地（岩）层扰动大失稳、刀具损坏、刀盘损坏、设备损坏、泥浆管路爆裂、出浆泵堵塞直至无法掘进施工等一系列后续技术问题或安全隐患。
若因泥浆门附近堵塞造成泥水盾构无法掘进施工，无论是否采取加固辅助工法，若施工人员进入仓内进行疏通，不管是常压还是带压作业，水下软硬不均地层、破碎地层中进仓作业风险极大，有的情况甚至不具备进仓作业条件。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的问题和不足，提供一种反循环的泥水盾构的施工方法和系统，确保快速、安全、有效地疏通泥水盾构的泥浆门附近堵塞问题。
为了实现以上目的，本发明公开了一种泥水盾构反循环疏通堵塞泥浆门的方法，包括泥水循环系统，该泥水循环系统的进浆管连通于盾构设备的泥水仓内，出浆管连通于盾构设备的泥浆门附近，其中进浆管上设置进浆泵及控制阀，出浆管上设置出浆泵及控制阀，在进浆管与出浆管之间分别连通有旁通回路2和旁通回路3，该旁通回路2和旁通回路3相互交叉，即旁通回路2进口位于旁通回路3进口的前侧，而旁通回路2出口位于旁通回路3出口的后侧；旁通回路2和旁通回路3上分别设置有控制阀B和控制阀C，同时在旁通回路2进口和旁通回路3进口之间设置有控制阀D，在旁通回路2出口和旁通回路3出口之间设置有控制阀E；根据泥水循环各项参数判断泥浆门附近是否堵塞，获取泥水循环是否畅通信息；畅通时，打开旁通回路2和旁通回路3两进口之间的控制阀D和两出口之间的控制阀E，并关闭旁通回路2和旁通回路3上的控制阀B和C使泥水循环系统进行正循环工作（常规泥水循环）；常规泥水循环方法无法疏通泥浆门附近的堵塞，当泥浆门被堵塞时，打开旁通回路2和旁通回路3上的控制阀B和C，并关闭旁通回路2和旁通回路3两进口之间的控制阀D和两出口之间的控制阀E实现反循环使泥浆门疏通。进浆管的末端分别设置多个叉管，叉管口分别位于泥水仓中、气垫仓中和刀头部位。泥水仓内的叉管分为上部叉管和底部叉管。泥水仓底部叉管靠近泥浆门位置。气垫仓内的叉管位于其底部且靠近泥浆门位置。
一种泥水盾构反循环疏通堵塞泥浆门的系统，包括刀盘，泥水仓，气垫仓，盾壳，泥水循环系统，该泥水循环系统的进浆管连通于盾构设备的泥水仓内，出浆管连通于泥浆门附近，其中进浆管上设置进浆泵及控制阀，出浆管上设置出浆泵及控制阀，在进浆管与出浆管之间分别连通有旁通回路2和旁通回路3，该旁通回路2和旁通回路3相互交叉，即旁通回路2进口位于旁通回路3进口的前侧，而旁通回路2出口位于旁通回路3出口的后侧；旁通回路2和旁通回路3上分别设置有控制阀，同时在旁通回路2进口和旁通回路3进口之间设置有控制阀，在旁通回路2出口和旁通回路3出口之间设置有控制阀。进浆管的末端分别设置多个叉管，叉管口分别位于泥水仓中、气垫仓中和刀头部位。泥水仓内的叉管分为上部叉管和底部叉管。泥水仓底部叉管靠近泥浆门位置。气垫仓内的叉管位于其底部且靠近泥浆门位置。
有益效果：1.解决泥水盾构安全、有效、快速疏通泥浆门附近堵塞的问题，通过调整泥浆环流的方向，制造并依靠进浆、出浆流量差对泥浆门附近进行反方向冲洗，以恢复畅通的泥浆环流。
2.改变常规泥水环流方向，制造局部泥水环流，使进浆通过选择的泥水循环旁通回路，泥水环流由外向内方向、与常规泥水环流方向相反——既反方向冲洗泥浆门附近以疏通堵塞，出浆通过选择的进泥水循环旁通回路，通过出浆管路排出洞外。
3.安全、有效、快速解决疏通泥水盾构泥浆门附近堵塞的问题，规避了因泥浆门附近一旦发生堵塞，将导致出现无法有效排浆出碴、仓内压力波动大、地（岩）层扰动大失稳、刀具损坏、刀盘损坏、设备损坏、泥浆管路爆裂、出浆泵堵塞直至无法掘进施工等一系列后续技术问题或安全隐患。
附图说明
图1是本发明泥水盾构泥水循环系统的常规泥水循环示意图；
图2是本发明泥水盾构泥水循环系统通过反循环疏通堵塞泥浆门的示意图。
图中标号1-刀盘，2-泥水仓，3-气垫仓，4-盾壳，5-泥浆门，6-出浆管，7-进浆管，8-P1.1进浆泵，9-P1.2进浆泵，10-P2.1出浆泵，11-P3出浆泵，12-进浆主管路，14-旁通回路2，15-旁通回路3，16-控制阀的开启状态，17-控制阀的关闭状态，18-VB 08球阀，19- VB 22球阀，20- VB 23球阀，21- VB 24球阀，22- VB 25球阀。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述。
实施例1：本发明的泥水盾构反循环疏通堵塞泥浆门的系统如图1和图2所示。该系统包括刀盘1，泥水仓2，气垫仓3，盾壳4，泥水循环系统，该泥水循环系统的进浆管7连通于盾构设备的泥水仓2内，出浆管6连通于泥浆门5附近。其中进浆管7上安装进浆泵8和9，并在进浆管7上设置控制阀，出浆管上安装出浆泵10和11，并在出浆管上设置控制阀。其中，在进浆管与出浆管之间分别连通有旁通回路2（见标号14）和旁通回路3（见标号15），该旁通回路2和旁通回路3相互交叉，即旁通回路2进口位于旁通回路3进口的前侧，而旁通回路2出口位于旁通回路3出口的后侧；旁通回路2和旁通回路3上分别设置有控制阀21和22，同时在旁通回路2进口和旁通回路3两进口之间设置有控制阀18，在旁通回路2出口和旁通回路3两出口之间设置有控制阀20。
实施例2：泥水盾构反循环疏通堵塞泥浆门的方法，参见图1和图2，旁通回路2上的控制阀为VB 24球阀21，旁通回路3上的控制阀为VB 25球阀22，旁通回路2进口和旁通回路3进口之间的控制阀为VB 08球阀18，旁通回路2出口和旁通回路3出口的控制阀为VB 23球阀20。其中图1（看箭头方向）表示常规泥水循环，又称正循环或开挖模式，泥水循环旁通回路2、泥水循环旁通回路3均未开启。图2（看箭头方向）表示反循环状态，泥水循环旁通回路2、泥水循环旁通回路3均开启，但控制阀18和20关闭。
畅通时，泥水盾构正常掘进时使用常规泥水循环模式，参见图1，打开旁通回路2和旁通回路3两进口之间的控制阀18和两出口之间的控制阀20，并关闭旁通回路2和旁通回路3上的控制阀21和控制阀22使泥水循环系统进行正循环工作。泥水仓压力设定参考理论计算公式，不作为泥水仓压力控制依据，气垫仓液位控制作为泥水仓压力控制的依据。根据气垫仓液位和排浆流量，设定与泥水循环匹配的各进浆泵、各出浆泵转速等参数。
调整P1.1进浆泵的转速，以气垫仓2液位达到所要求的值，同时保证沿程的下一个泵（P1.2进浆泵）的进口压力（超载压力）大于所要求的出口压力（净吸压头）。
调整P2.1出浆泵的转速，以校正排浆流量达到要求，同时保证沿程的下一个出浆泵的进口压力（超载压力）大于所要求的出口压力（净吸压头）。
P3出浆泵的转速须保证出浆能被泵送到地面的泥水厂。
根据泥水循环各项参数判断泥浆门附近是否堵塞，获取泥水循环是否畅通信息。
当泥浆门被堵塞时，打开旁通回路2的VB 24球阀21和旁通回路3上的VB 25球阀22，并关闭旁通回路2和旁通回路3两进口之间的VB 08球阀18和两出口之间的VB 23球阀20，实现反循环使泥浆门疏通。
泥水环流进浆在已关闭的进浆管路上VB 08球阀18前方进入泥水循环旁通回路2，因出浆管路上的VB 23球阀20已关闭，泥水环流由外向内以不同于常规泥水环流方向，既反方向冲洗泥浆门附近。
出浆通过进浆主管路，在进浆管路上VB 08球阀后方进入泥水循环旁通回路3，通过已关闭VB 23球阀后方出浆管路排出洞外。
Claims (10)
1.一种泥水盾构反循环疏通堵塞泥浆门的方法，包括泥水循环系统，该泥水循环系统的进浆管连通于盾构设备的泥水仓内，出浆管连通于盾构设备的泥浆门附近，其中进浆管上设置进浆泵及控制阀，出浆管上设置出浆泵及控制阀，其特征是：在进浆管与出浆管之间分别连通有旁通回路2和旁通回路3，该旁通回路2和旁通回路3相互交叉，即旁通回路2进口位于旁通回路3进口的前侧，而旁通回路2出口位于旁通回路3出口的后侧；旁通回路2和旁通回路3上分别设置有控制阀B和控制阀C，同时在旁通回路2进口和旁通回路3进口之间设置有控制阀D，在旁通回路2出口和旁通回路3出口之间设置有控制阀E；根据泥水循环各项参数判断泥浆门附近是否堵塞，获取泥水循环是否畅通信息；畅通时，打开旁通回路2和旁通回路3两进口之间的控制阀D和两出口之间的控制阀E，并关闭旁通回路2和旁通回路3上的控制阀B和C使泥水循环系统进行正循环工作；当泥浆门被堵塞时，打开旁通回路2和旁通回路3上的控制阀B和C，并关闭旁通回路2和旁通回路3两进口之间的控制阀D和两出口之间的控制阀E实现反循环使泥浆门疏通。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：进浆管的末端分别设置多个叉管，叉管口分别位于泥水仓中、气垫仓中和刀头部位。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是：泥水仓内的叉管分为上部叉管和底部叉管。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征是：泥水仓底部叉管靠近泥浆门位置。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征是：气垫仓内叉管位于其底部且靠近泥浆门位置。
6.一种泥水盾构反循环疏通堵塞泥浆门的系统，包括刀盘，泥水仓，气垫仓，盾壳，泥水循环系统，该泥水循环系统的进浆管连通于盾构设备的泥水仓内，出浆管连通于泥浆门附近，其中进浆管上设置进浆泵及控制阀，出浆管上设置出浆泵及控制阀，其特征是：在进浆管与出浆管之间分别连通有旁通回路2和旁通回路3，该旁通回路2和旁通回路3相互交叉，即旁通回路2进口位于旁通回路3进口的前侧，而旁通回路2出口位于旁通回路3出口的后侧；旁通回路2和旁通回路3上分别设置有控制阀，同时在旁通回路2进口和旁通回路3进口之间设置有控制阀，在旁通回路2出口和旁通回路3出口之间设置有控制阀。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征是：进浆管的末端分别设置多个叉管，叉管口分别位于泥水仓中、气垫仓中和刀头部位。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征是：泥水仓内的叉管分为上部叉管和底部叉管。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征是：泥水仓底部叉管靠近泥浆门位置。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征是：气垫仓内的叉管位于其底部且靠近泥浆门位置。
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