CN112412491A - 一种螺旋输送机防喷涌系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺旋输送机防喷涌系统及其控制方法，与螺旋输送机相连，螺旋输送机内设置有第一压力传感器，螺旋输送机连接有保压单元、渣浆分离单元和泥浆改良单元，保压单元包括与排浆口相连的保压罐连接有压力调节单元，渣浆分离单元包括与保压罐相连的渣浆分离罐，渣浆分离罐的泥浆池与改良泥浆罐和排浆管路相连，泥浆改良单元包括改良泥浆罐，改良泥浆罐的输出端并联有通向土舱、注浆口及保压罐的补浆管路。本发明能够在掘进机发生喷涌时，将土舱压力稳定在设置值，同时将掘进过程中的渣土输送至渣车或者排出洞外，解决喷涌的问题同时不影响设备掘进，改善隧道施工环境。

Description

一种螺旋输送机防喷涌系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及螺机排渣施工技术领域，特别是指一种螺旋输送机防喷涌系统及其控制方法。

背景技术

盾构法施工时，地质条件、水文情况、掘进参数是喷涌发生的决定因素。在砂卵石等富水地层地下水的通路没有阻断时，或泡沫、膨润土等添加剂使用不当，渣土改良不理想，未能有效改变渣土渗透性时，在水流量大或者水力梯度大的情况下，掘进机的螺机极易发生喷涌；在中风化或者微风化岩层中，若裂隙水发育，且后方水路又未封闭，由于流水的影响，掘进机的开挖舱内的渣土难以改良时，掘进机的螺机也经常发生喷涌。

在螺旋输送机喷涌时，高压力的水体穿越掘进机的开挖舱和螺旋输送机后，其压力水头没有递减到位，渗流夹带土颗粒在输送到螺旋输送机排渣门出口的一瞬间，由于下方是敞开的皮带输送机，受料端处于无压状态，渗流水便在突然压力降低的情况下带动正常输送的渣土喷涌而出。

大量的泥水从螺旋输送机出渣口喷出，严重影响到连接桥区域内的施工环境，甚至影响到盾尾及整个台车的工作范围。必须清理渣土，这样就不可避免地造成掘进机的停机，而且渣土清理采用人工清理，耗时长。

当掘进机停止掘进，关闭螺旋输送机出渣口闸门时，土舱内的泥水又迅速填满整个螺旋输送机，一旦重新开启闸门，将又会产生喷涌。这样就会形成恶性循环，掘进速度放缓，盾尾渣土清理时间很长，严重影响盾构施工进度。

另外，由于在喷涌过程中无法有效控制实际出土量，使得盾构在推进过程中难以建立真正的土压平衡，从而加大对地层的扰动，甚至会引发地表塌陷等害。隧道施工过程中盾构螺旋机喷涌后台车区域施工环境。

为了防止螺旋输送机喷涌，掘进机安装有安全门，在喷涌发生时迅速关闭安全门。一般在容易发生喷涌的地层中施工，要向刀盘前面注入膨润土，以使在刀盘前形成一层厚厚的泥膜，阻止地下水的涌入。当螺旋输送机中有高压的稀渣土时，可以向螺旋输送器中注入化学改良剂或膨润土，以改良渣土。有的地层地下水压很高，可以加长螺旋输送机或采用二次螺旋输送器以防止喷涌，如授权公告日为2020.08.28、授权公告号为CN110541716B的发明专利所公开的一种可渣水分离的U型密闭螺机防喷涌系统及防喷涌方法。一般的螺旋输送机都设有两道闸门，在两道闸门间或第一道闸门前预留保压泵接口，在发生喷涌时迅速关闭闸门，打开接口法兰接保压泵排渣，如授权公告日为2019.12.31、授权公告号为CN209875159U的实用新型专利公开的土压平衡盾构机螺旋输送机防喷涌装置。

但是现有螺旋输送机防喷涌技术均无法在螺旋输送机发生喷涌时保持掘进机持续掘进且保证土舱压力稳定。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种螺旋输送机防喷涌系统及其控制方法，解决了现有螺旋输送机防喷涌技术均无法在螺旋输送机发生喷涌时保持掘进机持续掘进且保证土舱压力稳定的技术问题。

发明的技术方案是这样实现的：一种螺旋输送机防喷涌系统，与螺旋输送机相连，所述螺旋输送机的轴向方向间隔设置有至少两个第一压力传感器，螺旋输送机开设有注浆口和排浆口，排浆口与注浆口之间依次连接有保压单元、渣浆分离单元和泥浆改良单元，所述保压单元包括与排浆口相连的保压罐内设置有第二压力传感器，第二压力传感器连接有压力调节单元，所述渣浆分离单元包括与保压罐相连的渣浆分离罐，渣浆分离罐的泥浆池与改良泥浆罐和排浆管路相连，所述泥浆改良单元包括改良泥浆罐，改良泥浆罐的输出端并联有通向土舱、注浆口及保压罐的补浆管路，补浆管路上设置有进浆泵、监测流量的第一流量计、控制通断的控制阀，所述进浆泵、控制阀、第一压力传感器、第二压力传感器和压力调节单元均与上位机相连。

所述改良泥浆罐通向土舱的补浆管路包括连接在土舱顶部的第一补浆管路和通向螺旋输送机的进渣口的第二补浆管路，所述控制阀包括第一补浆管路和第二补浆管路上分别设置的第一控制阀、第二控制阀。

所述注浆口包括沿螺旋输送机的轴向间隔设置的前部注浆口和后部注浆口，所述补浆管路包括改良泥浆罐与前部注浆口之间设置的第三补浆管路、与后部注浆口之间设置的第四补浆管路、与保压罐之间设置的第五补浆管路，所述控制阀包括第三补浆管路、第四补浆管路、第五补浆管路上分别设置的第三控制阀、第四控制阀、第五控制阀。

所述保压罐与螺旋输送机之间通过第一排渣管路相连，第一排渣管路上设置有与上位机相连的第六控制阀和第二流量计，保压罐内设置有与上位机相连的低极限液位开关、低报警液位开关、高报警液位开关和高极限液位开关。

所述压力调节单元包括与保压罐相连的压缩空气源，压缩空气源与保压罐之间设置有气源处理单元，气源处理单元通过气力调节器和压力变送器与第二压力传感器相连、通过气力调节器和进气阀及排气阀与保压罐相连。

所述渣浆分离罐包括底部通过隔板、顶部通过滤网相隔离的沉淀池和泥浆池，沉淀池与保压罐之间通过第二排渣管路相连，第二排渣管路上设置有与上位机相连的第七控制阀和第一排渣泵，沉淀池内设置有搅拌器及用于排渣的第三排渣管路，第三排渣管路上设置有第二排渣泵，所述泥浆池通过排浆管路及排浆泵与改良泥浆罐和/或输出至洞外的管路相连，渣浆分离罐与改良泥浆罐之间的排浆管路上设置有第八控制阀。

所述渣浆分离罐内设置有与上位机相连的低液位开关、高液位开关，高液位开关高于中间隔板，所述第二排渣泵、排浆泵及第八控制阀均与上位机相连。

所述改良泥浆罐内设置有改良搅拌器且底部设置有气吹管，气吹管连接有气源。

所述改良泥浆罐内设置有与上位机相连且与进浆泵联锁的液位传感器，液位传感器联锁设置有连接在改良泥浆罐与渣浆分离罐之间的第八控制阀。

所述保压罐和/或渣浆分离罐和/或改良泥浆罐连接有冲洗单元，保压罐和/或渣浆分离罐底部设置排渣阀。

所述保压罐和/或渣浆分离罐设置有观察窗。

一种螺旋输送机防喷涌系统的控制方法，在掘进机掘进过程中，当螺旋输送机喷涌现象时，迅速关闭螺旋输送机的后闸门，停止推进，打开第一控制阀、第二控制阀，启动进浆泵，向土舱与螺旋输送机注入泥浆，保持刀盘与螺旋输送机低速旋转，使渣土中的颗粒、泥浆成为一整体形成较好地流动性；当螺旋输送机前部的第一压力传感器测得的压力与中部的第一压力传感器的压力相当时，关闭第一控制阀、第二控制阀。

启动保压单元，通过气力调节器设置保压罐内的压力略低于螺旋输送机后部的压力，打开第五控制阀，通过进浆泵向保压罐注入泥浆，保压罐中的泥浆达到高液位后，关闭第五控制阀，停止进浆泵。

渣土输送，打开第六控制阀，启动第一排渣泵，启动推进，打开第一控制阀、第二控制阀，启动进浆泵，控制刀盘转速与螺旋输送机转速，通过调节第一排渣泵与进浆泵运行频率完成出渣；渣土被输送至渣浆分离罐后，比重大的渣土在沉淀池沉淀，比重轻的浆液流至泥浆池，泥浆池的液位达到高液位后，排浆泵启动将浆液输送出洞外，同时第二排渣泵启动，第二排渣泵将比重大的渣土输送至渣车或皮带运输机或通过稀释管路输送至洞外；改良泥浆罐处于液位低时，第八控制阀打开，排浆泵将渣浆分离罐中的泥浆输送至改良泥浆罐，完成对改良泥浆罐补浆。

本发明能够在掘进机发生喷涌时，将土舱压力稳定在设置值，同时将掘进过程中的渣土输送至渣车或者排出洞外，解决喷涌的问题同时不影响设备掘进，改善隧道施工环境。保压罐能够储存渣土，保持土仓压力，同时能够过滤粒径较大的石块，压力调节单元用于控制土仓压力；第一排渣泵够将保压罐内的渣土输送至渣浆分离罐，第一排渣泵采用变频控制，可以控制排渣量；渣浆分离罐用于临时储存渣土，能够将渣土中的小石块与浆液分离；第二排渣泵将渣浆分离罐中密度较大的渣土输送至渣土车、皮带运输机或通过污水管路稀释后输送至洞外；排浆泵将渣浆分离罐中的浆液输送至洞外，同时排浆泵可以补充泥浆改良单元中的浆液；改良泥浆罐用于储存稀释的泥浆，改良泥浆罐具备机械搅拌与气吹搅拌的功能，能够防止泥浆沉淀；进浆泵将改良泥浆罐中的浆液输送至刀盘、螺旋输送机与保压罐，用于将渣土稀释至流动状态；流量计检测排渣流量与进浆流量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例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为本发明的原理图；

图2为图1中保压单元的放大图；

图3为图1中渣浆分离单元的放大图；

图4为图1中泥浆改良单元的放大图；

图5为图1中压力调节单元的放大图；

其中：1、保压单元，100、保压罐，101、手动球阀，102、第二压力传感器，103、手动闸阀，104、渣浆观察窗，105、排渣压力传感器，106、第六控制阀，107、低极限液位开关，108、低报警液位开关，109、高报警液位开关，110、高极限液位开关，111、第一流量计，112、第二流量计，113、排污阀，114、气动刀闸阀；

2、渣浆分离单元，200、渣浆分离罐，201、第一排渣泵，202、第二排渣泵，203、隔板，204、搅拌器，205、低液位开关，206、高液位开关，207、第七控制阀，208、第八控制阀，209、排浆泵，210、滤网，211、气动刀闸阀，212、第九控制阀，213、排浆压力传感器，214、止回阀；

3、泥浆改良单元，300、改良泥浆罐，301、第一控制阀，302、第二控制阀，303、第三控制阀，304、第四控制阀，305、第五控制阀，306、吹气控制阀，307、进浆泵，308、气吹管，309、冲刷控制阀，310、改良搅拌器，311、进浆压力传感器，312、液位传感器；

4、压力调节单元，401、压缩空气源，402、气源处理单元，403、气力调节器，404、进气阀，405、排气阀，406、压力变送器，407、减压阀；

5、螺旋输送机，501、第一压力传感器，502、前部注浆口，503、后部注浆口。

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1，一种螺旋输送机防喷涌系统，如图1所示，与螺旋输送机5相连，所述螺旋输送机5的轴向方向间隔设置有两个第一压力传感器501，用于检测螺旋输送机5进渣口与出渣口附近压力。螺旋输送机5开设有注浆口和排浆口，排浆口与注浆口之间依次连接有保压单元1、渣浆分离单元2和泥浆改良单元3，所述保压单元1包括与排浆口相连的保压罐100内设置有第二压力传感器102，第二压力传感器102连接有压力调节单元4；所述渣浆分离单元2包括与保压罐100相连的渣浆分离罐200，渣浆分离罐200的泥浆池与改良泥浆罐300和排浆管路相连；所述泥浆改良单元3包括改良泥浆罐300，改良泥浆罐300的输出端并联有通向土舱、注浆口及保压罐100的补浆管路，补浆管路上设置有进浆泵307、监测流量的第一流量计111、进浆压力传感器311及控制通断的控制阀，所述进浆泵307、控制阀、第一压力传感器501、第二压力传感器102和压力调节单元4均与上位机相连。

如图4所示，所述改良泥浆罐300用于储存泥浆，泥浆用于对渣土进行稀释，增强渣土流动性。改良泥浆罐300内设置有改良搅拌器310且底部设置有气吹管308，气吹管308连接有气源，具备气吹搅拌与机械搅拌两种搅拌功能。吹气管308设置在改良泥浆罐300的底部且与气源之间设置有吹气控制阀306。吹气控制阀306为手动球阀，当吹气控制阀306打开后，压缩空气通过吹气管308自下而上在改良泥浆罐300内膨胀与流动，防止泥浆沉淀。所述改良泥浆罐300内设置有与上位机相连且与进浆泵307联锁的液位传感器312，液位传感器312联锁设置有连接在改良泥浆罐300与渣浆分离罐200之间的第八控制阀208。所述的液位传感器312检测改良泥浆罐300液位，该液位与进浆泵307，罐体液位在低液位时，第八控制阀208打开，向改良泥浆罐300补充泥浆。改良泥浆罐300的液位达到低极限液位后，进浆泵307不允许启动；所述改良搅拌器310为机械搅拌器，防止泥浆沉淀，同时在外部泥浆供给不上是，也可人工灌入膨润土，通过机械搅拌制作泥浆。所述改良泥浆罐300通过的冲刷控制阀309连接工业水系统，用于罐体清洗与制作泥浆，改良泥浆罐300底部设置有排污阀113。

所述改良泥浆罐300与进浆泵307之间设置有手动闸阀103，改良泥浆罐300通向土舱的补浆管路包括连接在土舱顶部的第一补浆管路和通向螺旋输送机5的进渣口的第二补浆管路。所述控制阀包括第一补浆管路和第二补浆管路上分别设置的第一控制阀301、第二控制阀302。所述注浆口包括沿螺旋输送机5的轴向间隔设置的前部注浆口502和后部注浆口503，所述补浆管路包括改良泥浆罐300与前部注浆口502之间设置的第三补浆管路、与后部注浆口503之间设置的第四补浆管路、与保压罐100之间设置的第五补浆管路，所述控制阀包括第三补浆管路、第四补浆管路、第五补浆管路上分别设置的第三控制阀303、第四控制阀304、第五控制阀305。

上位机通过控制各个控制阀，实现改良泥浆罐300向不同的区域输送：第一控制阀301用于控制泥浆输送至土仓，第二控制阀302用于控制泥浆输送至螺旋输送机5的进渣口，第三控制阀303用于控制泥浆输送至螺旋输送机5底部周边，第四控制阀304用于控制泥浆输送至螺旋输送机5中部周边，第五控制阀305为手动球阀，用于控制保压罐100充填泥浆与冲刷。

如图2所示，所述保压罐100为压力容器，可承受1.5倍掘进机设计压力，其高液位容积满足第一排渣泵201最大排量情况下运行1分钟，用于临时储存螺旋输送机5排渣，稳定螺旋输送机排渣口压力，保压罐100也具备采石功能，粒径大的渣石被隔离罐体内，防止进入排渣泵。

所述保压罐100与螺旋输送机5之间通过第一排渣管路相连，第一排渣管路上设置有与上位机相连的第六控制阀106，保压罐100内设置有与上位机相连的低极限液位开关107、低报警液位开关108、高报警液位开关109和高极限液位开关110。如图5所示，所述压力调节单元4包括与保压罐100相连的压缩空气源401，压缩空气源401与保压罐100之间设置有气源处理单元402，气源处理单元402通过气力调节器403和压力变送器406与第二压力传感器102相连、通过气力调节器403和进气阀404及排气阀405与保压罐100相连。气力调节器403与气源处理单元402之间设置有减压阀407。

所述的气力调节器403用于设置保压罐100压力，将采集的压力变送器404气动压力信号与设置值比较并输出控制压力信号给进气阀404与排气阀405，气力调节器403输出压力为0.2-1Bar；所述的压力变送器404通过第二压力传感器102采集保压罐100的压力值，并输出气动压力信号；所述的进气阀404与排气阀405均包含阀门定位器与气动执行器，阀门定位器接收气力调节器403输出的气动控制信号，按预先设置关系辅助气动执行器调整阀位并实现精准定位，所不同的是进气阀阀门定位器的气动输出信号压力随着气动控制信号压力的增大而增大，排气阀的阀门定位器气动输出信号压力随着气动控制信号压力的增大而减小。压力变送器404检测值小于设置值时，进气阀404打开供气，保压罐100压力升高直至设置值后，进气阀404关闭供气；若压力继续升高，则排气阀405打开排气，直至压力达到设置值。通过该种方式始终保持保压罐100内的压力在设置值。

所述压缩空气源401与保压罐100之间设置有手动球阀101，保压罐100通过冲洗控制阀102连接有水系统，第一排渣管路的两端及保压罐100通向渣浆分离罐200的第二排渣管路的两端及第三渣管路的两端均设置有手动闸阀103，第二排渣管路上设置第一排渣泵201、排渣压力传感器105和第二流量计112，保压罐100设置有渣浆观察窗104和排污阀113。第一排渣管路的输出端并联通向渣车与渣浆分离罐200，通向渣车的第一排浆管路上设置有第九控制阀212，第二排渣管路的输出端与第一排渣管路通向渣车的输出端为汇至同一条管路。

所述第二压力传感器102实时监测保压罐100气压；所述冲洗控制阀102连接工业水，用于对罐体的冲洗；所述手动闸阀103安装在保压罐100进渣、排渣侧，进渣或排渣管路破损的情况下，可通过关闭此手动刀闸阀对管路进行维修更换；所述的排污阀113在保压罐100冲洗时用于排出罐体的杂物；第二排渣管路上的手动闸阀103用于保持保压罐100内的压力，该闸阀具备开关检测信号，与第一排渣泵201连锁，只有第二排渣管路上的手动闸阀103在打开状态下，允许启动第一排渣泵201；所述的低极限液位开关107、低报警液位开关108、高报警液位开关109和高极限液位开关110检测保压罐100的液位，同时可通过液位变化快慢来控制第一排渣泵201的频率。低极限液位开关107与第一排渣泵201启停动作连锁，保压罐100液位达到低极限液位时第一排渣泵201停止运行，第二排渣管路上的手动闸阀103关闭；保压罐100液位达到高报警液位后，降低刀盘与螺旋输送机的转速，增大第一排渣泵201运行频率，如果液位继续增大到高极限液位需要停止推进，进浆泵307停止运行，直至液位降低到低液位；所述的渣浆观察窗104用于保压罐100的检修。

如图3所示，所述渣浆分离罐200包括底部通过隔板203、顶部通过滤网210相隔离的沉淀池和泥浆池，沉淀池与保压罐100之间通过第二排渣管路相连，第二排渣管路上设置有与上位机相连的第七控制阀207和第一排渣泵201，沉淀池内设置有搅拌器204及用于排渣的第三排渣管路，第三排渣管路上设置有第二排渣泵202且两端设置有手动闸阀103和气动刀闸阀114。所述泥浆池通过排浆管路及排浆泵209与改良泥浆罐300和/或输出至洞外的管路相连，渣浆分离罐200与改良泥浆罐300之间的排浆管路上设置有第八控制阀208。所述渣浆分离罐200内设置有与上位机相连的低液位开关205、高液位开关206，高液位开关206高于中间隔板203，所述第二排渣泵202、排浆泵209及第八控制阀208均与上位机相连。所述排浆泵209的排浆管路上设置有排浆压力传感器213、手动闸阀103、止回阀214。沉淀池和泥浆池的底部均设置有排污阀113，侧部设置有渣浆观察窗104。

所述渣浆分离罐200分为沉淀池和泥浆池，用于沉积比重大的渣土与制作泥浆；所述的搅拌器204在第二排渣泵202启动时运行，便于将沉淀池的渣土排至渣车或皮带运输机；沉淀池的排渣管道上设置有气动刀闸阀211，用于控制第二排渣泵202输送的渣土输送至渣车；所述的低液位开关205有信号时，第二排渣泵202不允许启动；所述第二排渣泵202与沉淀池之间及第三排渣管路上均设置有的手动闸阀；所述的低液位开关205有信号时排浆泵209不允许启动；所述的高液位开关206有信号时，排浆泵209启动将泥浆池的泥浆排出洞外；所述的隔板203用于分隔泥浆池与沉淀池，隔板203的顶部区域安装有滤网210，沉淀池的液位升高后，浆液会通过滤网210流至泥浆池，隔板203的高度略低于泥浆池高液位开关206的高度，目的是泥浆池的高液位开关206可以同时检测沉淀池与泥浆池高液位。

本实施例中所使用的各个控制阀均为气动球阀。

实施例2，一种螺旋输送机防喷涌系统的控制方法，在掘进机掘进过程中，当螺旋输送机5喷涌现象时，迅速关闭螺旋输送机5的后闸门，停止推进，打开第一控制阀301、第二控制阀302，启动进浆泵307，向土舱与螺旋输送机5注入泥浆，保持刀盘与螺旋输送机5低速旋转，使渣土中的颗粒、泥浆成为一整体形成较好地流动性；当螺旋输送机5前部的第一压力传感器501测得的压力与中部的第一压力传感器501的压力相当时，关闭第一控制阀301、第二控制阀302。

启动保压单元1，通过气力调节器403设置保压罐100内的压力略低于螺旋输送机5后部的压力，打开第五控制阀305，通过进浆泵307向保压罐100注入泥浆，保压罐100中的泥浆达到高液位后，关闭第五控制阀305，停止进浆泵307。

渣土输送，打开第六控制阀106，启动第一排渣泵201，启动推进，打开第一控制阀301、第二控制阀302，启动进浆泵307，控制刀盘转速与螺旋输送机5转速，通过调节第一排渣泵201与进浆泵307运行频率完成出渣；渣土被输送至渣浆分离罐200后，比重大的渣土在沉淀池沉淀，比重轻的浆液流至泥浆池，泥浆池的液位达到高液位后，排浆泵202启动将浆液输送出洞外，同时第二排渣泵202启动，第二排渣泵202将比重大的渣土输送至渣车或皮带运输机或通过稀释管路输送至洞外；改良泥浆罐300处于液位低时，第八控制阀208打开，排浆泵209将渣浆分离罐200中的泥浆输送至改良泥浆罐300，完成对改良泥浆罐300补浆。

本实施例的结构组成与实施例1相同。

本发明未详尽之处均为本领域技术人员所公知的常规技术手段。

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 (12)

1.一种螺旋输送机防喷涌系统，与螺旋输送机（5）相连，其特征在于：所述螺旋输送机（5）的轴向方向间隔设置有至少两个第一压力传感器（501），螺旋输送机（5）开设有注浆口和排浆口，排浆口与注浆口之间依次连接有保压单元（1）、渣浆分离单元（2）和泥浆改良单元（3），所述保压单元（1）包括与排浆口相连的保压罐（100）内设置有第二压力传感器（102），第二压力传感器（102）连接有压力调节单元（4），所述渣浆分离单元（2）包括与保压罐（100）相连的渣浆分离罐（200），渣浆分离罐（200）的泥浆池与改良泥浆罐（300）和排浆管路相连，所述泥浆改良单元（3）包括改良泥浆罐（300），改良泥浆罐（300）的输出端并联有通向土舱、注浆口及保压罐（100）的补浆管路，补浆管路上设置有进浆泵（307）、监测流量的第一流量计（111）、控制通断的控制阀，所述进浆泵（307）、控制阀、第一压力传感器（501）、第二压力传感器（102）和压力调节单元（4）均与上位机相连。

2.根据权利要求1所述的螺旋输送机防喷涌系统，其特征在于：所述改良泥浆罐（300）通向土舱的补浆管路包括连接在土舱顶部的第一补浆管路和通向螺旋输送机（5）的进渣口的第二补浆管路，所述控制阀包括第一补浆管路和第二补浆管路上分别设置的第一控制阀（301）、第二控制阀（302）。

3.根据权利要求2所述的螺旋输送机防喷涌系统，其特征在于：所述注浆口包括沿螺旋输送机（5）的轴向间隔设置的前部注浆口（502）和后部注浆口（503），所述补浆管路包括改良泥浆罐（300）与前部注浆口（502）之间设置的第三补浆管路、与后部注浆口（503）之间设置的第四补浆管路、与保压罐（100）之间设置的第五补浆管路，所述控制阀包括第三补浆管路、第四补浆管路、第五补浆管路上分别设置的第三控制阀（303）、第四控制阀（304）、第五控制阀（305）。

4.根据权利要求3所述的螺旋输送机防喷涌系统，其特征在于：所述保压罐（100）与螺旋输送机（5）之间通过第一排渣管路相连，第一排渣管路上设置有与上位机相连的第六控制阀（106）和第二流量计（112），保压罐（100）内设置有与上位机相连的低极限液位开关（107）、低报警液位开关（108）、高报警液位开关（109）和高极限液位开关（110）。

5.根据权利要求1-4任一项所述的螺旋输送机防喷涌系统，其特征在于：所述压力调节单元（4）包括与保压罐（100）相连的压缩空气源（401），压缩空气源（401）与保压罐（100）之间设置有气源处理单元（402），气源处理单元（402）通过气力调节器（403）和压力变送器（406）与第二压力传感器（102）相连、通过气力调节器（403）和进气阀（404）及排气阀（405）与保压罐（100）相连。

6.根据权利要求5所述的螺旋输送机防喷涌系统，其特征在于：所述渣浆分离罐（200）包括底部通过隔板（203）、顶部通过滤网（210）相隔离的沉淀池和泥浆池，沉淀池与保压罐（100）之间通过第二排渣管路相连，第二排渣管路上设置有与上位机相连的第七控制阀（207）和第一排渣泵（201），沉淀池内设置有搅拌器（204）及用于排渣的第三排渣管路，第三排渣管路上设置有第二排渣泵（202），所述泥浆池通过排浆管路及排浆泵（209）与改良泥浆罐（300）和/或输出至洞外的管路相连，渣浆分离罐（200）与改良泥浆罐（300）之间的排浆管路上设置有第八控制阀（208）。

7.根据权利要求6所述的螺旋输送机防喷涌系统，其特征在于：所述渣浆分离罐（200）内设置有与上位机相连的低液位开关（205）、高液位开关（206），高液位开关（206）高于中间隔板（203），所述第二排渣泵（202）、排浆泵（209）及第八控制阀（208）均与上位机相连。

8.根据权利要求7任一项所述的螺旋输送机防喷涌系统，其特征在于：所述改良泥浆罐（300）内设置有改良搅拌器（310）且底部设置有气吹管（308），气吹管（308）连接有气源。

9.根据权利要求8所述的螺旋输送机防喷涌系统，其特征在于：所述改良泥浆罐（300）内设置有与上位机相连且与进浆泵（307）联锁的液位传感器（312），液位传感器（312）联锁设置有连接在改良泥浆罐（300）与渣浆分离罐（200）之间的第八控制阀（208）。

10.根据权利要求9所述的螺旋输送机防喷涌系统，其特征在于：所述保压罐（100）和/或渣浆分离罐（200）和/或改良泥浆罐（300）连接有冲洗单元，保压罐（100）和/或渣浆分离罐（200）底部设置排渣阀。

11.根据权利要求1-4、6-10任一项所述的螺旋输送机防喷涌系统，其特征在于：所述保压罐（100）和/或渣浆分离罐（200）设置有观察窗。

12.根据权利要求11所述的螺旋输送机防喷涌系统的控制方法，其特征在于：在掘进机掘进过程中，当螺旋输送机（5）喷涌现象时，迅速关闭螺旋输送机（5）的后闸门，停止推进，打开第一控制阀（301）、第二控制阀（302），启动进浆泵（307），向土舱与螺旋输送机（5）注入泥浆，保持刀盘与螺旋输送机（5）低速旋转，使渣土中的颗粒、泥浆成为一整体形成较好地流动性；当螺旋输送机（5）前部的第一压力传感器（501）测得的压力与中部的第一压力传感器（501）的压力相当时，关闭第一控制阀（301）、第二控制阀（302）；

启动保压单元（1），通过气力调节器（403）设置保压罐（100）内的压力略低于螺旋输送机（5）后部的压力，打开第五控制阀（305），通过进浆泵（307）向保压罐（100）注入泥浆，保压罐（100）中的泥浆达到高液位后，关闭第五控制阀（305），停止进浆泵（307）；

渣土输送，打开第六控制阀（106），启动第一排渣泵（201），启动推进，打开第一控制阀（301）、第二控制阀（302），启动进浆泵（307），控制刀盘转速与螺旋输送机（5）转速，通过调节第一排渣泵（201）与进浆泵（307）运行频率完成出渣；渣土被输送至渣浆分离罐（200）后，比重大的渣土在沉淀池沉淀，比重轻的浆液流至泥浆池，泥浆池的液位达到高液位后，排浆泵（202）启动将浆液输送出洞外，同时第二排渣泵（202）启动，第二排渣泵（202）将比重大的渣土输送至渣车或皮带运输机或通过稀释管路输送至洞外；改良泥浆罐（300）处于液位低时，第八控制阀（208）打开，排浆泵（209）将渣浆分离罐（200）中的泥浆输送至改良泥浆罐（300），完成对改良泥浆罐（300）补浆。

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