CN108526148B - 自进式、自旋转盾构机注浆通道高压疏通装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于盾构机尾盾注浆通道疏通、清洗技术领域。一种自进式、自旋转盾构机注浆通道高压疏通装置，包括连接筒体和旋转喷头，所述旋转喷头与所述连接筒体同轴设置，且所述旋转喷头与所述连接筒体之间设置有转动连接组件，所述旋转喷头为前端密封、后端与连接筒体连通的柱状中空结构，所述旋转喷头上开设有至少两个前置喷孔和至少两个后置喷孔。本申请通过高压水切削、清洗盾构机尾盾注浆通道，无需添加任何化学材料，对保护环境有极大的积极意义。另外注浆通道多为小半径弯曲通道，本申请可彻底清洁通道内部所有已凝固浆液，减少了浆液流挂，缩短了停工时间，确保了隧道掘进的速度和效益。
Description
技术领域
本发明属于盾构机尾盾注浆通道疏通、清洗技术领域，具体涉及一种自进式、自旋转盾构机注浆通道高压疏通装置及系统。
背景技术
当前我国隧道工程中大量采用盾构法施工，我国早期引进了大量的盾构机均为双液同步注浆系统，在使用过程中由于采用水玻璃作为快速凝固剂，在施工过程中由于凝固时间短，水泥浆与水玻璃混合机构均设在出口端，而因管瓦片的铺设，入浆口与出浆口距离较远，且双管路设置中管道是小半径弯曲，人和工具无法接近，虽然设置有高压力返冲系统，但因人为操作或系统参数设置不当，双液混合后，迅速半凝固或凝固成水泥块状，堵塞了出口，使设备无法正常使用，甚至造成停机的重大事故。目前，采用的是的人工壳外敲击振动，钢筋疏通或软轴搅动，均不能彻底清理堵塞的注浆管路，盾构机不得不长期代病工作。鉴于此我们利用超高压射流的原理设计出高压水射流破碎自给进的小半径变曲管路清洗装置，彻底的解决了这一难题。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种结构设计合理，提高注浆通道疏通效率和注浆通道的清洁度，保证隧道施工的速度和效益的自进式、自旋转盾构机注浆通道高压疏通装置及系统。
为达到上述目的，所采取的技术方案是：
一种自进式、自旋转盾构机注浆通道高压疏通装置，包括：连接筒体；和旋转喷头，所述旋转喷头与所述连接筒体同轴设置，且所述旋转喷头与所述连接筒体之间设置有转动连接组件，所述旋转喷头通过所述转动连接组件连接设置在所述连接筒体端部，并能够相对于所述连接筒体旋转动作；其中，所述旋转喷头为前端密封、后端与连接筒体连通的柱状中空结构，所述旋转喷头上开设有至少两个前置喷孔和至少两个后置喷孔，所述前置喷孔开口朝向旋转喷头的前端，所述后置喷孔设置在所述旋转喷头的侧壁上，且后置喷孔的开口朝向向后端倾斜设置，所述后置喷孔喷出的高压水流驱动所述旋转喷头旋转和向前移动。
所述转动连接组件包括：设置在所述旋转喷头内腔中的沉槽孔，所述沉槽孔的内端还设置有限位卡槽；设置在所述连接筒体上的装配套管，所述装配套管为呈圆周间隔均布设置的至少三道膨胀槽，且在装配套管端部设置有与限位卡槽对应的限位凸台；和膨胀件，所述膨胀件对应设置在所述装配套管的内腔中；所述装配套管与所述沉槽孔对应套接，且所述限位凸台匹配卡设在所述限位卡槽内，所述膨胀件顶撑所述装配套管向外膨胀张开。
所述膨胀件为锥台套管，所述锥台套管的外壁设置有外螺纹，所述装配套管内壁设置有对应的内螺纹。
所述膨胀件为弹性卡箍，所述装配套管内壁上开设有环形内卡槽，所述弹性卡箍匹配设置在所述内卡槽中。
所述沉槽孔内壁与所述装配套管外壁之间设置有向心轴承。
所述限位卡槽和所述限位凸台之间设置有推力轴承。
所述旋转喷头的前端外壁上设置有至少两簇钢丝刷毛。
所述旋转喷头的前端呈半球形，所述钢丝刷毛和前置喷孔均对应设置在所述旋转喷头的半球形腔体上，且所述钢丝刷毛和所述前置喷孔与旋转喷头外壁面的交接点分别位于与所述旋转喷头的轴线垂直的不同平面上。
所述连接筒体后端设置有连接接头或连接螺孔。
一种自进式、自动旋转盾构机注浆通道高压清洗疏通系统，包括：高压水泵、高压软管和如上述的自进式、自旋转盾构机注浆通道高压疏通装置。
采用上述技术方案，所取得的有益效果是：
本申请通过高压水切削、清洗盾构机尾盾注浆通道，无需添加任何化学材料，对保护环境有极大的积极意义。另外注浆通道多为小半径弯曲通道，该装置可彻底清洁通道内部所有已凝固浆液，减少了浆液流挂，将浆液二次堵塞风险降低了50%。另外通过该装置，可将注浆通道疏通效率提高50%，缩短了停工时间，确保了隧道掘进的速度和效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为旋转喷头的结构示意图。
图3为连接筒体的结构示意图。
图中序号：100为连接筒体、101为连接螺孔、200为旋转喷头、201为前置喷孔、202为后置喷孔、203为钢丝刷毛、300为转动连接组件、301为沉槽孔、302为限位卡槽、303为装配套管、304为膨胀槽、305为限位凸台、306为锥台套管、307为内卡槽、308为弹性卡箍、309为向心轴承、310为推力轴承。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。
参见图1-图3，本发明一种自进式、自旋转盾构机注浆通道高压疏通装置，包括连接筒体100和旋转喷头200，旋转喷头200与连接筒体100同轴设置，且旋转喷头与连接筒体之间设置有转动连接组件300，旋转喷头200通过转动连接组件300连接设置在连接筒体100端部，并能够相对于连接筒体100旋转动作；其中，旋转喷头200为前端密封、后端与连接筒体连通的柱状中空结构，旋转喷头200上开设有至少两个前置喷孔201和至少两个后置喷孔202，前置喷孔开口朝向旋转喷头的前端，后置喷孔设置在旋转喷头的侧壁上，且后置喷孔的开口朝向向后端倾斜设置，其后置喷孔喷出的高压水流驱动旋转喷头旋转和向前移动，对于后置喷孔的开孔方向，其可以是：后置喷孔的轴线与旋转喷头的轴线不再同一轴线上，且多个后置喷孔圆周均布设置；也可以是：部分后置喷孔与轴线相交且向后倾斜，部分后置喷孔的轴线与旋转喷头的轴线不再同一轴线上，从而实现旋转和前移推进，也就是说，后置喷孔中至少有一部分为向后倾斜且轴线偏心设置的。
在本实施例中，转动连接组件的结构形式为：包括设置在旋转喷头200内腔中的沉槽孔301、设置在连接筒体上的装配套管303和膨胀件，沉槽孔301的内端还设置有限位卡槽302；装配套管为呈圆周间隔均布设置的至少三道膨胀槽304，且在装配套管端部设置有与限位卡槽对应的限位凸台305；膨胀件对应设置在装配套管的内腔中；装配套管与沉槽孔对应套接，且限位凸台匹配卡设在限位卡槽内，膨胀件顶撑装配套管向外膨胀张开。
其膨胀件有多种不同的结构形式，其一种为：膨胀件为锥台套管306，锥台套管的外壁设置有外螺纹，装配套管内壁设置有对应的内螺纹。
另一种结构形式为：膨胀件为弹性卡箍308，装配套管内壁上开设有环形内卡槽307，弹性卡箍匹配设置在内卡槽中。
为了进一步的优化旋转喷头的旋转动作，在沉槽孔301内壁与装配套管303外壁之间设置有向心轴承309，还可以进一步的在限位卡槽和限位凸台之间设置有推力轴承310，从而能够实现二者的限位和支撑，并有效的降低旋转动作过程中摩擦力的影响，提高切斜清洗的效率和效果。
为了便于对凝固的浆液的清理，在旋转喷头的前端外壁上设置有至少两簇钢丝刷毛203，本申请的旋转喷头的前端呈半球形，钢丝刷毛和前置喷孔均对应设置在旋转喷头的半球形腔体上，且钢丝刷毛和前置喷孔与旋转喷头外壁面的交接点分别位于与旋转喷头的轴线垂直的不同平面上，即各簇钢丝刷毛和各个前置喷孔在旋转过程中的清洗轨迹锥面均不重合，从而提高清洗效率。
为了便于装配，在连接筒体100后端设置有连接接头或连接螺孔101，当采用连接螺孔时，可以通过锁死螺栓完成高压输水软管与连接筒体的锁死，避免发生松脱。
本申请还公开了一种自进式、自动旋转盾构机注浆通道高压清洗疏通系统，包括高压水泵、高压软管和如上述的自进式、自旋转盾构机注浆通道高压疏通装置。
在高压水经过高压水泵的泵送，通过高压软管输送给旋转喷嘴装置后，喷嘴的后置喷嘴孔受高压流体射流作用，推动喷嘴头旋转，并产生向后的推力，同时将前置喷嘴破碎的介质也随喷流反向排除。当遇到管路曲弯时，在旋转动力头的总长径比允许的范围内，实现弯道的清理作用，后置的高压软管随旋转动力头向前推进，全程无需其他外力推进，现实自动给进的目的。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (8)
1.一种自进式、自旋转盾构机注浆通道高压疏通装置，其特征在于，包括：
连接筒体；
和旋转喷头，所述旋转喷头与所述连接筒体同轴设置，且所述旋转喷头与所述连接筒体之间设置有转动连接组件，所述旋转喷头通过所述转动连接组件连接设置在所述连接筒体端部，并能够相对于所述连接筒体旋转动作；
其中，所述旋转喷头为前端密封、后端与连接筒体连通的柱状中空结构，所述旋转喷头上开设有至少两个前置喷孔和至少两个后置喷孔，所述前置喷孔开口朝向旋转喷头的前端，所述后置喷孔设置在所述旋转喷头的侧壁上，且后置喷孔的开口朝向向后端倾斜设置，所述后置喷孔喷出的高压水流驱动所述旋转喷头旋转和向前移动；
所述转动连接组件包括：
设置在所述旋转喷头内腔中的沉槽孔，所述沉槽孔的内端还设置有限位卡槽；
设置在所述连接筒体上的装配套管，所述装配套管为呈圆周间隔均布设置的至少三道膨胀槽，且在装配套管端部设置有与限位卡槽对应的限位凸台；
和膨胀件，所述膨胀件对应设置在所述装配套管的内腔中；
所述装配套管与所述沉槽孔对应套接，且所述限位凸台匹配卡设在所述限位卡槽内，所述膨胀件顶撑所述装配套管向外膨胀张开；
所述旋转喷头的前端外壁上设置有至少两簇钢丝刷毛。
2.根据权利要求1所述的自进式、自旋转盾构机注浆通道高压疏通装置，其特征在于，所述膨胀件为锥台套管，所述锥台套管的外壁设置有外螺纹，所述装配套管内壁设置有对应的内螺纹。
3.根据权利要求1所述的自进式、自旋转盾构机注浆通道高压疏通装置，其特征在于，所述膨胀件为弹性卡箍，所述装配套管内壁上开设有环形内卡槽，所述弹性卡箍匹配设置在所述内卡槽中。
4.根据权利要求1-3任一所述的自进式、自旋转盾构机注浆通道高压疏通装置，其特征在于，所述沉槽孔内壁与所述装配套管外壁之间设置有向心轴承。
5.根据权利要求1-3任一所述的自进式、自旋转盾构机注浆通道高压疏通装置，其特征在于，所述限位卡槽和所述限位凸台之间设置有推力轴承。
6.根据权利要求 1所述的自进式、自旋转盾构机注浆通道高压疏通装置，其特征在于，所述旋转喷头的前端呈半球形，所述钢丝刷毛和前置喷孔均对应设置在所述旋转喷头的半球形腔体上，且所述钢丝刷毛和所述前置喷孔与旋转喷头外壁面的交接点分别位于与所述旋转喷头的轴线垂直的不同平面上。
7.根据权利要求 1所述的自进式、自旋转盾构机注浆通道高压疏通装置，其特征在于，所述连接筒体后端设置有连接接头或连接螺孔。
8.一种自进式、自旋转盾构机注浆通道高压疏通系统，其特征在于，包括：高压水泵、高压软管和如权利要求1-7任一所述的自进式、自旋转盾构机注浆通道高压疏通装置。
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