CN109458191B - 一种双模式盾构机渣土输送系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种双模式盾构机渣土输送系统，包括螺机出渣系统，螺机出渣系统包括皮带转运系统和泥水转运系统，螺旋输送机与控制装置连接，控制装置的一端口位于皮带转运系统的上部，控制装置的另一端口与泥水转运系统连接。本发明的优点：有效解决单一类型盾构机在复杂地质掘进速度慢，设备磨损严重、施工周期长、施工风险高、投入成本高等难题；降低一般盾构模式转换复杂的风险；可以降低工人的劳动强度；可以增强盾构适应复杂地质的能力，降低盾构机非正常磨损程度，可以提高盾构机的掘进速度；可以随时切换渣土输送模式，提高渣土输送效率；提高了在复杂地质区间的掘进速度，降低施工成本；提高了盾构机在复杂地质区间段施工的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工，特别是指一种双模式盾构机渣土输送系统。
背景技术
随着经济的发展，科学技术的进步，互联互通的需求，隧道工程和轨道交通得到了爆发式增长，盾构工法在越来越多的工程中推广应用。
由于地质的复杂性，盾构工法选型也面临诸多问题。现有的盾构机主要分为硬岩掘进机（TBM）、土压平衡盾构机、泥水平衡盾构机和其他一些复合双模式盾构。现有的这些类型，特别对一些长距离磨蚀强的标段或者富水地段很难满足要求。对于复杂地层，选土压平衡盾构机，沉降控制困难，长距离掘进刀盘大圆环磨损较大；选择泥水盾构，可以精确控制沉降，但是掘进成本高，掘进速度相对较慢；而选择TBM则很难维持掌子面的稳定。
单一类型的盾构机很难适应复杂多变的地质，也限制了盾构工法的推广应用。在城市轨道交通、引水隧道和电力隧道大力发展时期，单一类型隧道掘进机在复杂区间掘进，易导致掘进速度慢、施工周期长、风险可控性低，严重制约盾构机在复杂区间段的推广应用。
对于盾构机进行改型和复合设计，配置多模式盾构机渣土输送系统，可以解决上述问题，极大增强盾构机的地质适应性。
发明内容
本发明提出一种双模式盾构机渣土输送系统，解决配置单一渣土输送系统的盾构机在复杂地质区间段速度慢，设备磨损严重、施工周期长、施工风险高、投入成本高等难题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种双模式盾构机渣土输送系统，包括螺机出渣系统，所述的螺机出渣系统包括皮带转运系统和泥水转运系统，螺旋输送机与控制装置连接，控制装置的一端口位于皮带转运系统的上部，控制装置的另一端口与泥水转运系统连接。
所述的控制装置为三通阀门。
还包括刀盘，刀盘的背部设有刮渣装置和集渣池，螺旋输送机伸至集渣池处。
所述的集渣池位于刀盘的中部。
所述的刮渣装置包括刮渣板和溜渣槽，刮渣板和溜渣槽设在刀盘的背部。
所述的泥水转运系统包括渣土调密箱，渣土调密箱包括进料口、进浆口和出浆口，进料口与控制装置连接。
所述的泥水转运系统还包括采石箱，出浆口与采石箱连接。
所述的皮带转运系统包括皮带输送机和支架，皮带输送机安装在支架上。
还包括泥水出渣系统，泥水出渣系统与泥水转运系统连接。
所述的泥水出渣系统包括进浆管、出浆管、泥浆泵和阀门，进浆管、出浆管之间设有旁通管。
本发明的有益效果：该系统能有效解决单一类型盾构机在复杂地质区间段掘进速度慢，设备磨损严重、施工周期长、施工风险高、投入成本高等难题。该系统具有快速切换功能，降低一般盾构模式转换复杂的风险；该系统自动化程度高，可以降低工人的劳动强度；该系统的配置，可以增强盾构适应复杂地质的能力，降低盾构机非正常磨损程度，可以提高盾构机的掘进速度；在复杂地质区间段掘进，可以随时切换渣土输送模式，提高渣土输送效率；提高了在复杂地质区间的掘进速度，降低施工成本；多种渣土输送模式的切换，提高了盾构机在复杂地质区间段施工的安全性。
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为本发明结构示意图。
图2为本发明泥水环流渣土输送模式示意图。
图3为本发明螺机皮带渣土输送模式示意图。
图4为本发明螺机泥水渣土输送模式示意图。
图中：1.刀盘，2.盾体，3.管片，4.主驱动；21.刮渣板，22.溜渣槽，23.集渣池，24.螺旋输送机，25.三通阀门，26.皮带输送机，27.支架；31.渣土调密箱，32.阀门1A，33.管道1A，34.采石箱，36.阀门2A；41.泥浆泵1B，42.阀门1B，43.阀门2B，44.阀门3B，45.阀门4B，46.阀门5B，47.阀门6B，48.分流器1B，49.阀门7B；50.泥浆泵2B，51.阀门8B，52.管道1B。
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。
如图1所示，一种双模式盾构机渣土输送系统，包括泥水出渣系统和螺机出渣系统。
其中螺机出渣系统包括刀盘1、螺旋输送机24、皮带转运系统和泥水转运系统，刀盘1的背部安装刮渣板21和溜渣槽22，刀盘1的中部设有集渣池23，螺旋输送机24的前端伸至集渣池23内，螺旋输送机24的后端与三通阀门25连接。
皮带转运系统包括皮带输送机26，三通阀门25的一端口位于皮带输送机26的上部，皮带输送机26安装在支架27上。
泥水转运系统包括渣土调密箱31，渣土调密箱31包括进料口、进浆口和出浆口，渣土调密箱31的进料口与三通阀门25的另一端口连接，渣土调密箱31的出浆口与管路1A33连接，管路1A33上设有阀门1A32、采石箱34和阀门2A，管路1A33与泥浆泵2B50连接。
其中泥水出渣系统包括进浆管、出浆管和管道1B52，进浆管上设有泥浆泵1B41、阀门1B42和阀门2B43，进浆管分别与旁通管、进浆次管连接，旁通管上设有阀门5B46，进浆次管上设有阀门3B44，进浆次管与逆洗管连接，逆洗管上设有阀门4B45，逆洗管和旁通管分别与出浆管连接，出浆管上设有阀门6B47、分流器48和阀门7B49，管道1B52上设有阀门8B51，管道1B52与泥浆泵2B50连接，泥浆泵2B50分别与管路1A33、出浆管连接。
现有的盾构机大多包括刀盘1、盾体2、管片3和主驱动4，在现有盾构机的基础上，对本发明的工作模式进行具体说明。以首先采用皮带转运系统为例来阐述实施例。
如图3所示，在盾构施工中，含水较少，水土压力较低，适合土压掘进的区间，可以采用皮带转运系统，关闭泥水系统所有阀门（阀门1A32、阀门2A36、阀门1B42、阀门2B43、阀门3B44、阀门4B45、阀门5B46、阀门6B47、阀门7B49、阀门8B51），停运所有泥浆泵（泥浆泵1B41、泥浆泵2B50），刀盘1旋转，刀具切削下了的渣石经刮渣板21收集、溜渣槽22导向，最终汇集于集渣池23，将三通阀门25通口旋向于皮带输送机26，渣石掉落在皮带输送机26上，经皮带输送机26输送至渣斗车或者洞外。
如图4所示，盾构机掘进遇到前方地层突变，例如地层比较富水，地层裂隙较多、或者存在涌水地段，且不适合泥水盾构掘进的区间，可以调整三通阀门25通口位置，将三通阀门25通口旋至渣石调密箱31，运行泥水转运系统，在渣石调密箱31中加入一定量的泥浆，螺机旋出的渣土经渣石调密箱31调密，调密后的浆液通过泥浆泵2B50及管道1A33输送至地面，当螺机旋出的石块较大时，通过切换三通阀门25，使较大的石块落在皮带输送机26上，输送至渣斗车或者洞外。
如图2所示，盾构机掘进遇到沉降要求高，地层自稳性差等复杂地质区间段，可以将盾构机出渣模式切换至泥水出渣系统，关闭三通阀门25，停止螺旋输送机24的运行，开启阀门1B42、5B46、7B49、8B51，并关闭阀门2A36，调整泥浆泵1B41和泥浆泵2B50的转速，满足流量和压力后，关闭阀门5B46再开启阀门2B43、3B44、6B47，通过浆液的循环将浆液输送至洞外。
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 (7)
1.一种双模式盾构机渣土输送系统，包括螺机出渣系统，其特征在于：所述的螺机出渣系统包括皮带转运系统和泥水转运系统，螺旋输送机（24）与控制装置连接，控制装置的一端口位于皮带转运系统的上部，控制装置的另一端口与泥水转运系统连接；所述的控制装置为三通阀门（25）；
所述的泥水转运系统包括渣土调密箱（31），渣土调密箱（31）包括进料口、进浆口和出浆口，进料口与控制装置连接；
双模式盾构机渣土输送系统还包括泥水出渣系统，泥水出渣系统与泥水转运系统连接；
泥水环流渣土输送模式：关闭三通阀门（25），停止螺旋输送机（24）的运行，开启阀门1B（42）、5B（46）、7B（49）、8B（51），并关闭阀门2A（36），调整泥浆泵1B(41)和泥浆泵2B（50）的转速，满足流量和压力后，关闭阀门5B（46）再开启阀门2B（43）、3B（44）、6B（47），通过浆液的循环将浆液输送至洞外；
螺机皮带渣土输送模式：关闭泥水系统阀门1A（32）、阀门2A（36）、阀门1B（42）、阀门2B（43）、阀门3B（44）、阀门4B（45）、阀门5B（46）、阀门6B（47）、阀门7B（49）、阀门8B（51），停运泥浆泵1B（41）、泥浆泵2B（50），刀盘（1）旋转，刀具切削下了的渣石经刮渣板（21）收集、溜渣槽（22）导向，最终汇集于集渣池（23），将三通阀门（25）通口旋向于皮带输送机（26），渣石掉落在皮带输送机（26）上，经皮带输送机（26）输送至渣斗车或者洞外；
螺机泥水渣土输送模式：调整三通阀门（25）通口位置，将三通阀门（25）通口旋至渣石调密箱（31），运行泥水转运系统，在渣石调密箱（31）中加入一定量的泥浆，螺机旋出的渣土经渣石调密箱（31）调密，调密后的浆液通过泥浆泵2B（50）及管道1A（33）输送至地面，当螺机旋出的石块较大时，通过切换三通阀门（25），使较大的石块落在皮带输送机（26）上，输送至渣斗车或者洞外。
2.根据权利要求1所述的双模式盾构机渣土输送系统，其特征在于：还包括刀盘（1），刀盘（1）的背部设有刮渣装置和集渣池（23），螺旋输送机（24）伸至集渣池（23）处。
3.根据权利要求2所述的双模式盾构机渣土输送系统，其特征在于：所述的集渣池（23）位于刀盘（1）的中部。
4.根据权利要求2所述的双模式盾构机渣土输送系统，其特征在于：所述的刮渣装置包括刮渣板（21）和溜渣槽（22），刮渣板（21）和溜渣槽（22）设在刀盘（1）的背部。
5.根据权利要求1所述的双模式盾构机渣土输送系统，其特征在于：所述的泥水转运系统还包括采石箱（34），出浆口与采石箱（34）连接。
6.根据权利要求1所述的双模式盾构机渣土输送系统，其特征在于：所述的皮带转运系统包括皮带输送机和支架，皮带输送机安装在支架上。
7.根据权利要求1所述的双模式盾构机渣土输送系统，其特征在于：所述的泥水出渣系统包括进浆管、出浆管、泥浆泵和阀门，进浆管、出浆管之间设有旁通管。
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