CN107630705B

CN107630705B - 借助压缩空气的泥水盾构管路延伸排浆装置和排浆方式

Info

Publication number: CN107630705B
Application number: CN201710918469.7A
Authority: CN
Inventors: 王杜娟; 苏志学; 张中英; 贺开伟; 叶超; 叶蕾; 张伟强; 贾金建; 林福龙
Original assignee: China Railway Engineering Equipment Group Co Ltd CREG
Current assignee: China Railway Engineering Equipment Group Co Ltd CREG
Priority date: 2017-09-30
Filing date: 2017-09-30
Publication date: 2019-03-15
Anticipated expiration: 2037-09-30
Also published as: CN107630705A

Abstract

本发明提出了借助压缩空气的泥水盾构管路延伸排浆装置和排浆方式，用以解决现有技术中泥水盾构管路不能快速、无泄漏地排放泥浆管中泥浆的问题，包括密闭储浆罐，密闭储浆罐的下部设置有下液位开关，密闭储浆罐的上部设置有上液位开关，密闭储浆罐的顶部分别设置有储浆罐排气口和液位传感器，密闭储浆罐的下部分别设置有连接管路I和连接管路II，密闭储浆罐的底部设置有出浆管路；本发明结构简单、操作简便、实用性强，是环保、规范施工的重要保障。

Description

借助压缩空气的泥水盾构管路延伸排浆装置和排浆方式

技术领域

本发明涉及隧道施工的泥水盾构机领域，特别是指借助压缩空气的泥水盾构管路延伸排浆装置和排浆方式。

背景技术

目前，随着国内外隧道的大量施工，盾构机成为首选，泥水盾构以其优良的压力控制性能，在过江、过海及对沉降有较高要求的隧道工程中得到普遍应用。在泥水盾构施工时，渣土是靠泥浆泵通过泥浆管路输送出去，每掘进一段距离需要对泥浆管路进行延伸，延伸时需要断开泥浆管，泥浆管内的泥浆排放就是一个需要解决的问题。

常规的泥浆排放装置是将隧道泥浆管内的泥浆排放到延伸系统下方的污水箱内，然后通过污水泵将浆液排出。这种装置的缺点在于浆液从泥浆管内排放出来的速度较慢，等待时间长，操作人员总是在浆液没有排放完全就开始进行泥浆管延伸操作，泥浆就被直接排放到隧道内；另外泥浆延伸系统下方的污水箱受空间限制，导致其储浆容积不足，加上污水泵的抽浆速度和泥浆管的排浆速度很难做到完全匹配，造成浆液从污水箱漫出或者泵抽空。使用这种常规的排浆装置很难做到浆液零排放，对隧道的清洁造成很大影响，同时还会造成膨润土浆液的浪费，增加施工成本。

发明内容

本发明提出借助压缩空气的泥水盾构管路延伸排浆装置和排浆方式，解决了现有技术的泥水盾构管路不能快速、无泄漏地排放泥浆管中泥浆的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

借助压缩空气的泥水盾构管路延伸排浆装置，包括密闭储浆罐，密闭储浆罐的下部设置有下液位开关，密闭储浆罐的上部设置有上液位开关，密闭储浆罐的顶部分别设置有储浆罐排气口和液位传感器，密闭储浆罐的下部分别设置有连接管路I和连接管路II，密闭储浆罐的底部设置有出浆管路；

所述连接管路I上由左至右依次设置有单向阀I、快速抱箍和放浆控制总阀，放浆控制总阀通过三通分别连接盾构机进浆管的出浆口和盾构机排浆管的出浆口，盾构机进浆管的右端设置有进浆管控制阀I，盾构机进浆管的左端设置有进浆管控制阀II，进浆管控制阀I和进浆管控制阀II之间设置有进浆管加气口，盾构机排浆管的右端设置有排浆管控制阀I，盾构机排浆管的左端设置有排浆管控制阀II，排浆管控制阀I和排浆管控制阀II之间设置有排浆管加气口；

所述连接管路II上由左至右依次设置有单向阀II和隔膜泵，所述连接管路II的右端伸入拖车底部污水箱内；

所述出浆管路上设置有渣浆泵，出浆管路的左端分别连接支路I和支路II，支路I上设置有单向阀III和支路控制阀I，支路II上设置有支路控制阀II，所述支路I的左端伸入气垫仓。

所述盾构机进浆管的出浆口和放浆控制总阀之间设置有进浆管放浆控制阀，所述盾构机排浆管的出浆口和放浆控制总阀之间设置有排浆管放浆控制阀。

所述快速抱箍位于拖车底部污水箱的上部。

借助压缩空气的泥水盾构管路延伸排浆装置的排浆方式，包括以下步骤：

（a）关闭进浆管控制阀I、进浆管控制阀II、排浆管控制阀I和排浆管控制阀II，打开储浆罐排气口、放浆控制总阀、进浆管放浆控制阀和排浆管放浆控制阀，通过进浆管加气口向盾构机进浆管内通入压缩空气，通过排浆管加气口向盾构机排浆管内通入压缩空气，使得盾构机进浆管和盾构机排浆管内的浆液进入密闭储浆罐内储存；

（b）利用液位传感器、上液位开关和下液位开关实时监测密闭储浆罐内的浆液情况；

（c.1）密闭储浆罐内液位不变时拆开快速抱箍将盾构机进浆管和盾构机排浆管内剩余的泥浆排入拖车底部污水箱，泥浆排放完毕后进行管路延伸操作；

（c.2）管路延伸完毕后打开进浆管控制阀I、进浆管控制阀II、排浆管控制阀I和排浆管控制阀II，关闭放浆控制总阀、进浆管放浆控制阀和排浆管放浆控制阀，将拖车底部污水箱中的浆液通过隔膜泵输送至密闭储浆罐中，使用渣浆泵将密闭储浆罐内的泥浆沿出浆管路和支路II打出，密闭储浆罐内的液位降至下液位开关的液位时渣浆泵停止；

（c.3）密闭储浆罐内液位高于上液位开关设定液位时，关闭储浆罐排气口，打开支路控制阀I和支路控制阀II，启动渣浆泵将浆液沿出浆管路和支路I打入气垫仓内；

本发明使用压缩空气将盾构机进浆管和盾构机排浆管内的泥浆压入密闭储浆罐，再使用渣浆泵将泥浆从密闭储浆罐打回泥水系统，泥浆排放速度快；同时使用密闭的系统，能做到基本无泄漏，保证了隧道清洁，有利于环保；泥浆管内的泥浆基本不与外界接触，可以重新利用，减少了制浆剂的使用量，同时隧道内阀门之间距离远，减少阀门使用量，降低了施工成本；本发明结构简单、操作简便、实用性强，是环保、规范施工的重要保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的管路原理图；

图2为本发明实施例1的管路示意图；

图3为本发明实施例2的结构示意图；

图4为本发明实施例3的管路示意图。

图中：1、密闭储浆罐 2、储浆罐排气口 3、液位传感器 4、上液位开关 5、下液位开关 6、单向阀I 7、连接管路 8、快速抱箍 9、放浆控制总阀 10、进浆管放浆控制阀 11、排浆管放浆控制阀 12、进浆管加气口 13、排浆管加气口 14、进浆管控制阀I 15、排浆管控制阀I 16、单向阀II 17、隔膜泵 18、拖车底部污水箱 19、盾构机进浆管 20、盾构机排浆管 21、渣浆泵 22、单向阀III 23、支路控制阀I 24、气垫仓25、连接管路II 26、出浆管路 27、支路I 28、支路II F31、支路控制阀II F50、排浆管控制阀II F51、进浆管控制阀II。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1—2所示，本发明实施例提供了借助压缩空气的泥水盾构管路延伸排浆装置，包括密闭储浆罐1，密闭储浆罐1的下部设置有下液位开关5，密闭储浆罐1的上部设置有上液位开关4，密闭储浆罐1的顶部分别设置有储浆罐排气口2和液位传感器3，密闭储浆罐1的下部分别设置有连接管路I7和连接管路II25，密闭储浆罐1的底部设置有出浆管路26；

所述连接管路I7上由左至右依次设置有单向阀I6、快速抱箍8和放浆控制总阀9，放浆控制总阀9通过三通分别连接盾构机进浆管19的出浆口和盾构机排浆管20的出浆口，盾构机进浆管19的右端设置有进浆管控制阀I14，盾构机进浆管19的左端设置有进浆管控制阀IIF51，进浆管控制阀I14和进浆管控制阀IIF51之间设置有进浆管加气口12，盾构机排浆管20的右端设置有排浆管控制阀I15，盾构机排浆管20的左端设置有排浆管控制阀IIF50，排浆管控制阀I15和排浆管控制阀IIF50之间设置有排浆管加气口13；

所述连接管路II25上由左至右依次设置有单向阀II16和隔膜泵17，所述连接管路II25的右端伸入拖车底部污水箱18内；

所述出浆管路26上设置有渣浆泵21，出浆管路26的左端分别连接支路I27和支路II28，支路I27上设置有单向阀III22和支路控制阀I23，支路II28上设置有支路控制阀IIF31，所述支路I27的左端伸入气垫仓24。

所述盾构机进浆管19的出浆口和放浆控制总阀9之间设置有进浆管放浆控制阀10，所述盾构机排浆管20的出浆口和放浆控制总阀9之间设置有排浆管放浆控制阀11。

所述快速抱箍8位于拖车底部污水箱18的上部。

（a）关闭进浆管控制阀I14、进浆管控制阀IIF51、排浆管控制阀I15和排浆管控制阀IIF50，打开储浆罐排气口2、放浆控制总阀9、进浆管放浆控制阀10和排浆管放浆控制阀11，通过进浆管加气口12向盾构机进浆管19内通入压缩空气，通过排浆管加气口13向盾构机排浆管20内通入压缩空气，使得盾构机进浆管19和盾构机排浆管20内的浆液进入密闭储浆罐1内储存；

（b）利用液位传感器3、上液位开关4和下液位开关5实时监测密闭储浆罐1内的浆液情况；

（c.1）密闭储浆罐1内液位不变时拆开快速抱箍8将盾构机进浆管19和盾构机排浆管20内剩余的泥浆排入拖车底部污水箱18，泥浆排放完毕后进行管路延伸操作。

盾构机进浆管19和盾构机排浆管20内的泥浆较少时采用此实施例，在盾构机掘进到需要延伸泥浆管路时，可以方便地将管路中的泥浆排出并重新使用，避免泥浆排入隧道造成工作环境污染和制浆材料浪费，方便对管路进行拆卸安装。

实施例2

如图1、3所示，借助压缩空气的泥水盾构管路延伸排浆装置的排浆方式，包括以下步骤：

（c.2）管路延伸完毕后打开进浆管控制阀I14、进浆管控制阀IIF51、排浆管控制阀I15和排浆管控制阀IIF50，关闭放浆控制总阀9、进浆管放浆控制阀10和排浆管放浆控制阀11，将拖车底部污水箱18中的浆液通过隔膜泵17输送至密闭储浆罐1中，使用渣浆泵21将密闭储浆罐1内的泥浆沿出浆管路26和支路II28打出，密闭储浆罐1内的液位降至下液位开关5的液位时渣浆泵21停止。

本实施例的其他结构同实施例1。

将盾构机进浆管19和盾构机排浆管20内的泥浆完全排出后延伸管路，管路延伸完毕后将密闭储浆罐1内的泥浆沿出浆管路26和支路II28打出到泥水循环管路，重新使用。

实施例3

如图1、4所示，借助压缩空气的泥水盾构管路延伸排浆装置的排浆方式，包括以下步骤：

（c.3）密闭储浆罐1内液位高于上液位开关4设定液位时，关闭储浆罐排气口2，打开支路控制阀I23和支路控制阀IIF31，启动渣浆泵21将浆液沿出浆管路26和支路I27打入气垫仓24内。

本实施例的其他结构同实施例1。

盾构机进浆管19和盾构机排浆管20内的泥浆较多时采用此实施例，在将盾构机进浆管19和盾构机排浆管20内的泥浆打入密闭储浆罐1内的过程中，液位超出了上液位开关4的设定液位，此时开启渣浆泵21，将浆液沿出浆管路26和支路I27打入气垫仓24内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.借助压缩空气的泥水盾构管路延伸排浆装置的排浆方式，其特征在于：借助压缩空气的泥水盾构管路延伸排浆装置包括密闭储浆罐（1），密闭储浆罐（1）的下部设置有下液位开关（5），密闭储浆罐（1）的上部设置有上液位开关（4），密闭储浆罐（1）的顶部分别设置有储浆罐排气口（2）和液位传感器（3），密闭储浆罐（1）的下部分别设置有连接管路I（7）和连接管路II（25），密闭储浆罐（1）的底部设置有出浆管路（26）；

所述连接管路I（7）上由左至右依次设置有单向阀I（6）、快速抱箍（8）和放浆控制总阀（9），放浆控制总阀（9）通过三通分别连接盾构机进浆管（19）的出浆口和盾构机排浆管（20）的出浆口，盾构机进浆管（19）的右端设置有进浆管控制阀I（14），盾构机进浆管（19）的左端设置有进浆管控制阀II（F51），进浆管控制阀I（14）和进浆管控制阀II（F51）之间设置有进浆管加气口（12），盾构机排浆管（20）的右端设置有排浆管控制阀I（15），盾构机排浆管（20）的左端设置有排浆管控制阀II（F50），排浆管控制阀I（15）和排浆管控制阀II（F50）之间设置有排浆管加气口（13）；

所述连接管路II（25）上由左至右依次设置有单向阀II（16）和隔膜泵（17），所述连接管路II（25）的右端伸入拖车底部污水箱（18）内；

所述出浆管路（26）上设置有渣浆泵（21），出浆管路（26）的左端分别连接支路I（27）和支路II（28），支路I（27）上设置有单向阀III（22）和支路控制阀I（23），支路II（28）上设置有支路控制阀II（F31），所述支路I（27）的左端伸入气垫仓（24）；

所述盾构机进浆管（19）的出浆口和放浆控制总阀（9）之间设置有进浆管放浆控制阀（10），所述盾构机排浆管（20）的出浆口和放浆控制总阀（9）之间设置有排浆管放浆控制阀（11）；

（a）关闭进浆管控制阀I（14）、进浆管控制阀II（F51）、排浆管控制阀I（15）和排浆管控制阀II（F50），打开储浆罐排气口（2）、放浆控制总阀（9）、进浆管放浆控制阀（10）和排浆管放浆控制阀（11），通过进浆管加气口（12）向盾构机进浆管（19）内通入压缩空气，通过排浆管加气口（13）向盾构机排浆管（20）内通入压缩空气，使得盾构机进浆管（19）和盾构机排浆管（20）内的浆液进入密闭储浆罐（1）内储存；

（b）利用液位传感器（3）、上液位开关（4）和下液位开关（5）实时监测密闭储浆罐（1）内的浆液情况；

（c.1）密闭储浆罐（1）内液位不变时拆开快速抱箍（8）将盾构机进浆管（19）和盾构机排浆管（20）内剩余的泥浆排入拖车底部污水箱（18），泥浆排放完毕后进行管路延伸操作；

（c.2）管路延伸完毕后打开进浆管控制阀I（14）、进浆管控制阀II（F51）、排浆管控制阀I（15）和排浆管控制阀II（F50），关闭放浆控制总阀（9）、进浆管放浆控制阀（10）和排浆管放浆控制阀（11），将拖车底部污水箱（18）中的浆液通过隔膜泵（17）输送至密闭储浆罐（1）中，使用渣浆泵（21）将密闭储浆罐（1）内的泥浆沿出浆管路（26）和支路II（28）打出，密闭储浆罐（1）内的液位降至下液位开关（5）的液位时渣浆泵（21）停止；

（c.3）密闭储浆罐（1）内液位高于上液位开关（4）设定液位时，关闭储浆罐排气口（2），打开支路控制阀I（23），启动渣浆泵（21）将浆液沿出浆管路（26）和支路I（27）打入气垫仓（24）内。

2.根据权利要求1所述的借助压缩空气的泥水盾构管路延伸排浆装置的排浆方式，其特征在于：所述快速抱箍（8）位于拖车底部污水箱（18）的上部。