CN112777271A - 盾构渣土连续输出处理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种盾构渣土连续输出处理系统及方法，处理系统包括：盾构机，放置于施工隧道中；移动输送装置，包括放置于盾构机的出渣口一侧的接料皮带机和放置于地面上的储带仓，接料皮带机的前端与盾构机柔性连接，后端设为拼接式结构，储带仓内设托辊组件以及与托辊组件连接的动力输出装置，接料皮带机的皮带缠缚于所述托辊组件上；提升装置，其底部设有接料斗，顶部设有出料口，接料斗与接料皮带机的固定卸料端连接；转料装置，放置于地面上，与提升装置的出料口连接；电控装置，分别与盾构机的驱动装置、接料皮带机的皮带驱动装置、动力输出装置、提升装置以及转料装置电连接。本发明实现对盾构施工渣土连续输出，渣土输出周期短。

Description

盾构渣土连续输出处理系统及方法
技术领域
本发明属于工程废弃物处理技术领域，涉及盾构工程弃土处理设备，具体地说，涉及一种盾构渣土连续输出处理系统及方法。
背景技术
在社会飞速发展的进程中，作为构建社会基础设施建设的城市地下交通也正在迅猛发展，建设地铁过程中，需要使用不同类型的盾构设备，目前，国内在用的各种类型盾构设备已经超过800台，未来一两年内将达到1200台的规模，年隧道掘进里程超过1000km。其中，常用的盾构为土压平衡盾构，土压平衡盾构属于封闭式盾构设备。这种盾构的特点在于：(1)施工中基础不使用土体加固等辅助施工措施，节省技术措施费，并对环境无污染；(2)根据土压变化调整出土和盾构推进速度，易达到工作面的稳定，减少了地表变形；(3)对掘进土量能形成自动控制管理，机械自动化程度高、施工速度快。但这种施工工艺，出来的渣土，含水量太少，无法使用渣浆泵进行抽取，传统的处理方式只能通过盾构机内部的螺旋输送机将渣土排送至运渣小车，然后由龙门吊吊至地表堆放。现有的处理方式存在以下缺点：对渣土运输处理时转运不连续、路线长，处理周期长，且一旦运输器具故障，会对盾构施工产生制约性影响。
发明内容
本发明针对现有盾构渣土处理时存在的转运不连续、处理周期场等上述问题，提供了一种对渣土运输连续处理、渣土输出周期短的盾构渣土连续输出处理系统及方法。
为了达到上述目的，本发明提供了一种盾构渣土连续处理处理系统，包括：
盾构机，放置于施工隧道中；
移动输送装置，包括：
接料皮带机，放置于盾构机的出渣口一侧，其前端与盾构机柔性连接，其后端设为拼接式结构；
储带仓，放置于地面上，内设托辊组件以及与托辊组件连接的动力输出装置，移动接料皮带机的皮带缠缚于所述托辊组件上；
提升装置，其底部设有接料斗，顶部设有出料口，接料斗与接料皮带机的固定卸料端连接；
转料装置，放置于地面上，与提升装置的出料口连接；
电控装置，分别与盾构机的驱动装置、接料皮带机的皮带驱动装置以及动力输出装置、提升装置以及转料装置电连接。
进一步的，接料皮带机前端与盾构机的柔性连接处设有限位件。
优选的，所述接料皮带机包括支撑架、放置于支撑架上的皮带以及与皮带连接的皮带驱动装置，支撑架的前端与盾构机柔性连接，支撑架的后端为由多个固定支架拼接而成的拼接式结构体。
优选的，所述皮带驱动装置包括安装于支撑架前端的驱动电机以及与驱动电机连接的皮带托辊，所述驱动电机与电控装置电连接，所述皮带托辊轴接于支撑架的前端，所述皮带缠缚于皮带托辊上。
进一步的，还包括偏心调节装置，所述偏心调节装置设于皮带两侧的支撑架上。
优选的，所述偏心调节装置为多个间隔排布的辊轮。
优选的，所述托辊组件对称设置的两个滑动架以及安装于滑动架倾斜面上且并列排布的多个托辊，所述滑动架与动力输出装置连接。
进一步的，还包括导向平衡装置，所述导向平衡装置包括与滑动架刚性连接的滑动支架以及安装于滑动支架倾斜面上的多个滑轮托辊，滑轮托辊的外径小于托辊的外径，滑轮托辊位于托辊的上下皮带之间及相邻两个托辊上的皮带之间。
进一步的，还包括转向装置，所述转向装置设于储带仓与接料皮带机之间的改向位置处。
为了达到上述目的，本发明还提供了一种盾构渣土连续输出处理方法，采用上述盾构渣土连续输出处理系统，其具体步骤为：
将盾构机、接料皮带机放置于施工隧道中，将储带仓、转料装置放置于地面上，将提升装置的下部放置于施工隧道中，提升装置的出料口位于地面以上；
电控装置控制盾构机、接料皮带机、动力输出装置及提升装置同时工作，盾构机施工掘进，接料皮带机随盾构机同步前进，同时储带仓通过动力输出装置同步输出皮带供皮带接料机使用；
盾构机掘进产生的盾构渣土从出渣口输出至接料皮带机，由接料皮带转运至提升装置；
提升装置将渣土输出至转料装置，转料装置将渣土转运至制定位置或后续装置中。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
(1)本发明实现了对盾构施工渣土的连续输出作业，大大缩短了渣土输出周期。
(2)本发明设有电控装置，渣土连续输出通过电控装置自动控制完成，整体自动化程度高，操作简单，安全可靠，性能稳定，减少了人工投入，节约人工资源，减小了设备故障对盾构施工的影响。
(3)本发明布局紧凑，结构合理，占地面积小，安装简单，投资成本低，整体能量利用率高，能耗低，运营成本低。
附图说明
图1为本发明实施例所述盾构渣土连续输出处理系统的结构示意图；
图2为图1中A部分的放大图；
图3为本发明实施例所述盾构渣土连续输出处理系统的控制原理框图；
图4为本发明实施例所述盾构渣土连续输出处理系统的工作流程图。
图中，1、盾构机，101、驱动装置，2、接料皮带机，201、皮带驱动装置，2011、驱动电机，2012、皮带托辊，3、储带仓，301、动力输出装置，4、提升装置，401、接料斗，402、出料口，5、转料装置，6、电控装置，7、转向装置。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：参见图1、图3，本实施例提供了一种盾构渣土连续输出处理系统，包括：
盾构机1，放置于施工隧道中；
移动输送装置，包括：
接料皮带机2，放置于盾构机1的出渣口一侧，其前端与盾构机1柔性连接，其后端设为拼接式结构；
储带仓3，放置于地面上，内设托辊组件以及与托辊组件连接的动力输出装置301，移动接料皮带机的皮带缠缚于所述托辊组件上；
提升装置4，其底部设有接料斗401，顶部设有出料口402，接料斗401与接料皮带机2的固定卸料端连接；
转料装置5，放置于地面上，与提升装置4的出料口402连接；
电控装置6，分别与盾构机1的驱动装置101、接料皮带机2的皮带驱动装置201以及动力输出装置301、提升装置4以及转料装置5电连接。
具体地，接料皮带机前端与盾构机的柔性连接处设有限位件，所述限位件为限位开关，通过限位开关限制接料皮带机的位置，防止接料皮带机超程与盾构机发生碰撞。
具体地，所述接料皮带机包括支撑架、放置于支撑架上的皮带以及与皮带连接的皮带驱动装置，支撑架的前端与盾构机柔性连接，支撑架的后端为由多个固定支架拼接而成的拼接式结构体。将支撑架的后端设为拼接式结构体，在接料皮带机随盾构机掘进过程中，每移动一段固定距离，后端空出的位置补充一段固定支架，支撑由储带仓输出的皮带。
具体地，继续参见图2，所述皮带驱动装置201包括安装于支撑架前端的驱动电机2011以及与驱动电机2011连接的皮带托辊2012，所述驱动电机2011与电控装置6电连接，所述皮带托辊轴接于支撑架的前端，所述皮带缠缚于皮带托辊上。
上述处理系统还包括偏心调节装置，所述偏心调节装置设于皮带两侧的支撑架上。具体地，本实施例中，所述偏心调节装置为多个间隔排布的辊轮。当皮带在运输过程中发生偏移时，在皮带的作用下，辊轮转动，皮带在辊轮的作用下回到原来的运行位置，从而达到调节皮带的作用，防止皮带发生偏移。
具体地，所述托辊组件对称设置的两个滑动架以及安装于滑动架倾斜面上且并列排布的多个托辊，所述滑动架与动力输出装置连接。通过动力输出装置改变两个滑动架之间的距离即可达到输出皮带给接料皮带机使用的目的。
上述处理系统还包括导向平衡装置，所述导向平衡装置包括与滑动架刚性连接的滑动支架以及安装于滑动支架倾斜面上的多个滑轮托辊，滑轮托辊的外径小于托辊的外径，滑轮托辊位于托辊的上下皮带之间及相邻两个托辊上的皮带之间。在储带仓内，动力输出装置驱动托辊组件改变间距从而输出皮带供接料皮带机使用时，为了防止不同层之间的皮带相互粘连导致输送不畅，通过滑轮托辊将相邻皮带间隔开，一方面起到导向作用，使皮带输送顺畅，防止皮带由于自重相互粘连，另一方面可以起到支撑的作用。
继续参见图1并参见图2，上述处理系统还包括转向装置7，所述转向装置7设于储带仓3与接料皮带机2之间的改向位置处。具体地，转向装置为转向托辊，将转向托辊放置于储带仓与接料皮带机之间的改向位置处，其作用是改变皮带移动的方向。需要说明的是，转向装置的位置是固定的，例如：转向装置安装于储带仓出带口处，将皮带由水平方向变为竖直方向，将皮带由地面输送至隧道中，在隧道中同样固定安装转向装置，将皮带由竖直方向变为水平方向，与接料皮带机上的皮带方向一致，便于皮带的移动。
具体地，上述处理系统中，所述提升装置为斗式提升机。所述电控装置为PLC控制器。
参见图4，上述处理系统的工作流程如下：
电控装置控制盾构机、接料皮带机、动力输出装置及提升装置同时工作，盾构机施工掘进，接料皮带机随盾构机同步前进，同时储带仓通过动力输出装置同步输出皮带供皮带接料机使用。盾构机掘进产生的盾构渣土从出渣口输出至接料皮带机，由接料皮带转运至提升装置。提升装置将渣土输出至转料装置，转料装置将渣土转运至制定位置或后续装置中。需要说明的是，在上述处理系统工作过程中，当接料皮带机前端随盾构机掘进时，每移动一段固定距离，后端空出的位置补充一段固定支架。
本实施例上述处理系统，结构合理，布局紧凑，实现了对盾构施工渣土连续输出作业，渣土输出周期短。通过电控装置自动控制完成渣土连续输出，整体自动化程度高，减少了人工投入，操作简单，安全可靠，稳定性好。
实施例2：本实施例提供了一种盾构渣土连续输出处理方法，采用实施例1所述盾构渣土连续输出处理系统，其具体步骤为：
S1、将盾构机、接料皮带机放置于施工隧道中，将储带仓、转料装置放置于地面上，将提升装置的下部放置于施工隧道中，提升装置的出料口位于地面以上。
S2、电控装置控制盾构机、接料皮带机、动力输出装置及提升装置同时工作，盾构机施工掘进，接料皮带机随盾构机同步前进，同时储带仓通过动力输出装置同步输出皮带供皮带接料机使用。需要说明的是，当接料皮带机前端随盾构机掘进时，每移动一段固定距离，后端空出的位置补充一段固定支架。
S3、盾构机掘进产生的盾构渣土从出渣口输出至接料皮带机，由接料皮带转运至提升装置。
S4、提升装置将渣土输出至转料装置，转料装置将渣土转运至制定位置或后续装置中。
本实施例上述处理方法，实现了对盾构施工渣土连续输出作业，渣土输出周期短。其采用的处理系统通过电控装置自动控制完成渣土连续输出，整体自动化程度高，操作简单，安全可靠，稳定性好。
上述实施例用来解释本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种盾构渣土连续输出处理系统，其特征在于，包括：
盾构机，放置于施工隧道中；
移动输送装置，包括：
接料皮带机，放置于盾构机的出渣口一侧，其前端与盾构机柔性连接，其后端设为拼接式结构；
储带仓，放置于地面上，内设托辊组件以及与托辊组件连接的动力输出装置，移动接料皮带机的皮带缠缚于所述托辊组件上；
提升装置，其底部设有接料斗，顶部设有出料口，接料斗与接料皮带机的固定卸料端连接；
转料装置，放置于地面上，与提升装置的出料口连接；
电控装置，分别与盾构机的驱动装置、接料皮带机的皮带驱动装置以及动力输出装置、提升装置以及转料装置电连接。
2.如权利要求1所述的盾构渣土连续输出处理系统，其特征在于，接料皮带机前端与盾构机的柔性连接处设有限位件。
3.如权利要求2所述的盾构渣土连续输出处理系统，其特征在于，所述接料皮带机包括支撑架、放置于支撑架上的皮带以及与皮带连接的皮带驱动装置，支撑架的前端与盾构机柔性连接，支撑架的后端为由多个固定支架拼接而成的拼接式结构体。
4.如权利要求3所述的盾构渣土处理系统，其特征在于，所述皮带驱动装置包括安装于支撑架前端的驱动电机以及与驱动电机连接的皮带托辊，所述驱动电机与电控装置电连接，所述皮带托辊轴接于支撑架的前端，所述皮带缠缚于皮带托辊上。
5.如权利要求3所述的盾构渣土连续输出处理系统，其特征在于，还包括偏心调节装置，所述偏心调节装置设于皮带两侧的支撑架上。
6.如权利要求6所述的盾构渣土连续输出处理系统，其特征在于，所述偏心调节装置为多个间隔排布的辊轮。
7.如权利要求1所述的盾构渣土连续输出处理系统，其特征在于，所述托辊组件对称设置的两个滑动架以及安装于滑动架倾斜面上且并列排布的多个托辊，所述滑动架与动力输出装置连接。
8.如权利要求7所述的盾构渣土连续输出处理系统，其特征在于，还包括导向平衡装置，所述导向平衡装置包括与滑动架刚性连接的滑动支架以及安装于滑动支架倾斜面上的多个滑轮托辊，滑轮托辊的外径小于托辊的外径，滑轮托辊位于托辊的上下皮带之间及相邻两个托辊上的皮带之间。
9.如权利要求1所述的盾构渣土连续输出处理系统，其特征在于，还包括转向装置，所述转向装置设于储带仓与接料皮带机之间的改向位置处。
10.一种盾构渣土连续输出处理方法，其特征在于，采用如权利要求1至9任意一项所述盾构渣土连续输出处理系统，其具体步骤为：
将盾构机、接料皮带机放置于施工隧道中，将储带仓、转料装置放置于地面上，将提升装置的下部放置于施工隧道中，提升装置的出料口位于地面以上；
电控装置控制盾构机、接料皮带机、动力输出装置及提升装置同时工作，盾构机施工掘进，接料皮带机随盾构机同步前进，同时储带仓通过动力输出装置同步输出皮带供皮带接料机使用；
盾构机掘进产生的盾构渣土从出渣口输出至接料皮带机，由接料皮带转运至提升装置；
提升装置将渣土输出至转料装置，转料装置将渣土转运至制定位置或后续装置中。
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