CN113120519A - 一种用于盾构施工的出渣喷涌缓冲装置及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于盾构施工的出渣喷涌缓冲装置及其施工方法，属于盾构出渣技术领域，解决了传统技术中其中地质情况不佳，过程不可控，容易导致螺旋输送机出渣喷涌现象发生，导致发生施工安全事故和污染施工环境的问题，其包括：螺旋输送机，其特征在于，所述螺旋输送机的底部固定设置有一道闸门，所述一道闸门的底部连接有二道闸门，所述一道闸门的一侧通过管道连接有缓冲罩，所述缓冲罩的底部固定设置有裙边刮板提升皮带机，所述缓冲罩为箱体结构，所述箱体结构的内部固定设置有数个缓冲件，所述二道闸门的底部固定设置有主动皮带机，避免了在进行高含水土层挖掘时发生的渣土喷涌现象。

Description

一种用于盾构施工的出渣喷涌缓冲装置及其施工方法
技术领域
本发明属于盾构出渣技术领域，具体设计一种用于盾构施工的出渣喷涌缓冲装置及其施工方法。
背景技术
盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机。盾构的施工法是掘进机在掘进的同时构建隧道之“盾”，它区别于敞开式施工法；国际上，广义盾构机也可以用于岩石地层，只是区别于敞开式隧道掘进机。而在我国，习惯上将用于软土地层的隧道掘进机称为盾构机，将用于岩石地层的称为TBM，盾构机根据工作原理一般分为手掘式盾构，挤压式盾构，半机械式盾构，机械式盾构，盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。
在传统技术中，由于地下具有含水量较大的土层，其中渣土运输速度大，过程不可控，容易导致螺旋输送机出渣喷涌现象发生，导致发生施工安全事故和污染施工环境。
发明内容
针对现有技术中遇到含水量较大的土层，其中渣土运输速度大，过程不可控，容易导致螺旋输送机出渣喷涌现象发生，导致发生施工安全事故和污染施工环境的问题，本发明提供一种用于盾构施工的出渣喷涌缓冲装置，其目的在于：实现盾构渣土的双模式出渣，在排出高水量的渣土时避免喷涌现象。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于盾构施工的出渣喷涌缓冲装置，包括螺旋输送机，其特征在于，所述螺旋输送机的底部固定设置有一道闸门，所述一道闸门的底部连接有二道闸门，所述一道闸门的一侧通过管道连接有缓冲罩，所述缓冲罩的底部固定设置有裙边刮板提升皮带机，所述缓冲罩为箱体结构，所述箱体结构的内部固定设置有数个缓冲件，所述二道闸门的底部固定设置有主动皮带机。
采用上述装置，在遇到含水量较大的土层时，可通过关闭二道闸门和使用一道闸门的方式，将高水量渣土导入缓冲罩，缓冲罩中的缓冲件能够将喷涌而入的高水量渣土的动能进行吸收，使高水量渣土经过一道阻挡和释放势能的缓冲件层后，落入裙边刮板提升皮带机，解决了传统技术中高水量渣土直接由出闸口喷涌至皮带机上，污染现场施工环境和造成施工安全事故，提高了装置的安全性与施工稳定性和施工效率。
所述一道闸门与所述缓冲罩之间的管道上固定设置有人工球阀，所述人工阀的一侧设置有电动球阀。
采用上述方案，在进行盾构挖掘时，人工球阀保持打开状态，电动球阀可通过盾构主控室远程控制，当发生意外情况时，可通过手动关闭人工球阀进行紧急处理，该结构保证了能够对高水量渣土的排渣工序进行远程控制，并提供了紧急预案，可随时关闭和开启高水量排渣工序。
所述裙边刮板提升皮带机包括传送皮带，所述传送皮带的外部固定设置有数个挡片。
采用上述方案，可有效避免高水量渣土在传送皮带上打滑；在传统技术中，高水量渣土排入皮带机上后，由于其含水量较高，比较湿滑，在皮带运输时容易发生打滑现象，导致渣土外溢或回流，严重影响了盾构机的正常出渣，通过该结构，在高水量渣土排入到裙边刮板皮带机上后，由于挡片对其有一定遮挡和支撑作用，使高水量渣土不能轻易打滑回流，提高了盾构渣土的出渣效率。
所述裙边刮板提升皮带机靠近所述螺旋输送机的一侧固定设置有提升链条，所述提升链条远离所述裙边刮板提升皮带机的一端固定设置有固定架，所述固定架设置于裙边刮板提升皮带机的上方。
采用上述方案，在进行裙边刮板提升皮带机的安装时，通过提升或降下提升链条来控制裙边刮板提升皮带机的高度，使其对准一道闸门，采用该结构，大大降低了施工人员的劳动强度，并提高了本装置的安装效率，避免了在安装过程中可能出现的施工安全风险。
所述裙边刮板提升皮带机远离所述螺旋输送机的一端固定设置有横向链条，所述横向链条远离所述裙边刮板皮带机的一端固定设置有横向固定架。
采用上述方案，在进行正常含水量土层挖掘，需要对二道闸门进行视频监控的时候，由于本装置设置在二道闸门上方，所以需要将裙边刮板提升皮带机移开，以保证盾构摄像头能够对二道闸门的实时监控，在该种情况，可通过拉动横向链条，将裙边刮板提升皮带机拉出一定距离，以保证盾构摄像头的监控视角，采用该结构，大大提升了本装置的灵活性和适用性。
所述缓冲罩为三角形箱体结构。
采用上述方案，其中三角形的结构能够保证其倾斜边对高水量渣土的阻挡效果，并引导其落入下方的裙边刮板提升皮带机，且结构简单，制造成本低，能够满足施工要求。
所述缓冲件为弹簧。
采用上述方案，在实现其阻挡与释放高水量渣土势能功能的同时，能够保证其弹性，在长时间的施工作业中能够不被喷涌进缓冲罩内的高水量渣土折断或是弯曲变形，近而使缓冲罩偏性，保证了本装置的缓冲性能与使用年限。
所述弹簧与所述缓冲罩连接方式为点焊固定。
所述裙边刮板提升皮带机的底部固定设置有皮带机固定架，所述皮带机固定架上固定设置有行走轮。
采用上述方案，在进行裙边刮板提升皮带机的横向拖拽施工中，在固定架上的行走轮能够最大限度地减少其拖拽力，降低了施工人员的劳动强度，提高了作业效率。
一种盾构施工的出渣喷涌缓冲装置的施工方法，包括：
步骤A：通过提升链条对准裙边刮板皮带机与缓冲罩，关闭电动球阀、开启手动球阀、主动皮带机、螺旋输送机，开始正常出渣
步骤B：当其中渣土水量达不到喷涌效果时，渣土通过主动皮带机进行运输
步骤C：当渣土水量达到喷涌效果时，打开电动球阀，并关闭二道闸门，使水量较大的渣土通过一道闸门通入缓冲罩，高水量渣土通过缓冲罩落入裙边刮板提升皮带机，皮带运输作用送出。
步骤D：完成高水量渣土的运输后，通过横向链条将裙边刮板提升皮带机向横向固定架拉近，避免裙边刮板皮带机遮挡二道闸门的监控视角。
采用上述方案，综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.在遇到含水量较大的土层时，可通过关闭二道闸门和使用一道闸门的方式，将高水量渣土导入缓冲罩，缓冲罩中的缓冲件能够将喷涌而入的高水量渣土的动能进行吸收，使高水量渣土经过一道阻挡和释放势能的缓冲件层后，落入裙边刮板提升皮带机，解决了传统技术中高水量渣土直接由出闸口喷涌至皮带机上，污染现场施工环境和造成施工安全事故，提高了装置的安全性与施工稳定性和施工效率。
2.在进行盾构挖掘时，人工球阀保持打开状态，电动球阀可通过盾构主控室远程控制，当发生意外情况时，可通过手动关闭人工球阀进行紧急处理，该结构保证了能够对高水量渣土的排渣工序进行远程控制，并提供了紧急预案，可随时关闭和开启高水量排渣工序。
3.可有效避免高水量渣土在传送皮带上打滑；在传统技术中，高水量渣土排入皮带机上后，由于其含水量较高，比较湿滑，在皮带运输时容易发生打滑现象，导致渣土外溢或回流，严重影响了盾构机的正常出渣，通过该结构，在高水量渣土排入到裙边刮板皮带机上后，由于挡片对其有一定遮挡和支撑作用，使高水量渣土不能轻易打滑回流，提高了盾构渣土的出渣效率。
4.在进行裙边刮板提升皮带机的安装时，通过提升或降下提升链条来控制裙边刮板提升皮带机的高度，使其对准一道闸门，采用该结构，大大降低了施工人员的劳动强度，并提高了本装置的安装效率，避免了在安装过程中可能出现的施工安全风险。
5.在进行正常含水量土层挖掘，需要对二道闸门进行视频监控的时候，由于本装置设置在二道闸门上方，所以需要将裙边刮板提升皮带机移开，以保证盾构摄像头能够对二道闸门的实时监控，在该种情况，可通过拉动横向链条，将裙边刮板提升皮带机拉出一定距离，以保证盾构摄像头的监控视角，采用该结构，大大提升了本装置的灵活性和适用性。
6.在拖拽过程中，通过行走轮能够降低施工人员的劳动强度，能够较为灵活地在正常涂层与高含水涂层的排渣模式之间切换，解决了传统技术中对高含水渣土运输时发生的喷涌现象和需要停工进行现场处理，减慢施工进度的弊端，提高了盾构机的出渣效率，缩短了盾构作业的工期。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明的一种实施方式的主视角结构示意图；
附图标记：1-螺旋输送机；2-一道闸门；3-二道闸门；4-缓冲罩；5-裙边刮板提升皮带机；6-缓冲件；7-主动皮带机；8-人工球阀；9-电动球阀；11-提升链条；12-固定架；13-横向链条；14-横向固定架；15-皮带机固定架；16-行走轮。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
下面结合图1对本发明作详细说明。
实施例一：
一种用于盾构施工的出渣喷涌缓冲装置，包括螺旋输送机1，所述螺旋输送机1的底部固定设置有一道闸门2，所述一道闸门2的底部连接有二道闸门3，所述一道闸门2的一侧通过管道连接有缓冲罩4，所述缓冲罩(4)的底部固定设置有裙边刮板提升皮带机(5)，所述缓冲罩(4)为箱体结构，所述箱体结构的内部固定设置有数个缓冲件(6)，所述二道闸门(3)的底部固定设置有主动皮带机(7)。
所述一道闸门(2)与所述缓冲罩(4)之间的管道上固定设置有人工球阀(8)，所述人工阀(8)的一侧设置有电动球阀(9)。
所述裙边刮板提升皮带机(5)包括传送皮带，所述传送皮带的外部固定设置有数个挡片(10)。
在上述实施例一中，其中一道闸门2与二道闸门3通过焊接方式固定设置在螺旋输送机1的出闸口处，其中二道阀门3通过管道连接的缓冲罩4靠近管道的一侧设置有开口，其优选为圆形，以配合管道形状，其中管道上依次设置有人工球阀8与电动球阀9，其中人工球阀8保持开启，电动球阀9通过盾构主控室控制，在进行正常盾构出渣时，关闭电动球阀9，保证所有渣土通过二道阀门3落入主动皮带机7中进行渣土运输，在挖掘到高含水土层时，打开电动球阀9，并关闭二道阀门3，使所有渣土依次通过一道阀门2、人工球阀8、电动球阀9、缓冲罩4，最终跳入裙边刮板提升皮带机5中，其中缓冲罩4的内部设置有数个缓冲件6，其中缓冲件6能够对喷涌而入的高含水渣土进行遮挡和释放其势能，在高含水渣土得到阻挡作用后，其势能降低到普通水平，再导入裙边刮板提升皮带机5中，可保证不喷涌到裙边刮板皮带机或施工现场，保证了施工安全和施工环境，并避免了由于需要进行施工现场整理而停工。
实施例二：所述裙边刮板提升皮带机5包括传送皮带，所述传送皮带的外部固定设置有数个挡片10。
所述裙边刮板提升皮带机5靠近所述螺旋输送机1的一侧固定设置有提升链条11，所述提升链条11远离所述裙边刮板提升皮带机5的一端固定设置有固定架12，所述固定架12设置于裙边刮板提升皮带机5的上方。
所述裙边刮板提升皮带机5远离所述螺旋输送机1的一端固定设置有横向链条13，所述横向链条13远离所述裙边刮板皮带机5的一端固定设置有横向固定架14。
所述缓冲罩4为三角形箱体结构。
在上述实施例二中，裙边刮板提升皮带机5上的传送皮带表面设置有数个挡片，其中挡片在高含水渣土落入传送皮带上后，对有打滑或回流倾向的湿润渣土进行阻挡和支撑，避免了渣土由于在皮带上打滑再次回流至螺旋输送机1处，污染现场施工环境；其中横向链条13的一段固定在横向固定架14上，另一端固定在裙边刮板皮带机上，在需要裙边刮板皮带机需要横向移动时，可通过拖拽横向链条13进行横向移动，其中缓冲罩4的三角形箱体保证了其对渣土的阻挡作用，其中三角形优选为直角三角形，其中斜边构成的面对管道，所述缓冲件6也固定设置在斜边构成的面上，两个直角边构成的面为对缓冲件6两侧的遮挡作用，靠近管道的面实现与管道的联通，两个较长直角边构成的面为开方面，负责高含水渣土完成阻挡后的通出环节。
实施例三：所述缓冲件6为弹簧。
所述缓冲件6与所述缓冲罩连接方式为点焊固定。
所述裙边刮板提升皮带机5的底部固定设置有皮带机固定架15，所述皮带机固定架15上固定设置有行走轮16。
一种盾构施工的出渣喷涌缓冲装置的施工方法，包括：
步骤A：通过提升链条11对准裙边刮板皮带机与缓冲罩4，关闭电动球阀9、开启手动球阀、主动皮带机7、螺旋输送机1，开始正常出渣
步骤B：当其中渣土水量达不到喷涌效果时，渣土通过主动皮带机7进行运输
步骤C：当渣土水量达到喷涌效果时，打开电动球阀9，并关闭二道闸门3，使水量较大的渣土通过一道闸门2通入缓冲罩4，高水量渣土通过缓冲罩4落入裙边刮板提升皮带机5，皮带运输作用送出。
步骤D：完成高水量渣土的运输后，通过横向链条13将裙边刮板提升皮带机5向横向固定架14拉近，避免裙边刮板皮带机遮挡二道闸门3的监控视角。
采用上述实施例，其中弹簧在实现其阻挡与释放高水量渣土势能功能的同时，能够保证其弹性，在长时间的施工作业中能够不被喷涌进缓冲罩4内的高水量渣土折断或是弯曲变形，近而使缓冲罩4偏性，保证了本装置的缓冲性能与使用年限，在进行裙边刮板提升皮带机5的横向拖拽施工中，在固定架12上的行走轮16能够最大限度地减少其拖拽力，降低了施工人员的劳动强度，提高了作业效率，采用上述施工方法，能够较为灵活地在正常涂层与高含水涂层的排渣模式之间切换，解决了传统技术中对高含水渣土运输时发生的喷涌现象和需要停工进行现场处理，减慢施工进度的弊端，提高了盾构机的出渣效率，缩短了盾构作业的工期。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于盾构施工的出渣喷涌缓冲装置，包括螺旋输送机(1)，其特征在于，所述螺旋输送机(1)的底部固定设置有一道闸门(2)，所述一道闸门(2)的底部连接有二道闸门(3)，所述一道闸门(2)的一侧通过管道连接有缓冲罩(4)，所述缓冲罩(4)的底部固定设置有裙边刮板提升皮带机(5)，所述缓冲罩(4)为箱体结构，所述箱体结构的内部固定设置有数个缓冲件(6)，所述二道闸门(3)的底部固定设置有主动皮带机(7)。
2.根据权利要求1所述的一种用于盾构施工的出渣喷涌缓冲装置，其特征在于，所述一道闸门(2)与所述缓冲罩(4)之间的管道上固定设置有人工球阀(8)，所述人工阀(8)的一侧设置有电动球阀(9)。
3.根据权利要求1所述的一种用于盾构施工的出渣喷涌缓冲装置，其特征在于，所述裙边刮板提升皮带机(5)包括传送皮带，所述传送皮带的外部固定设置有数个挡片(10)。
4.根据权利要求1所述的一种用于盾构施工的出渣排喷涌缓冲装置，其特征在于，所述裙边刮板提升皮带机(5)靠近所述螺旋输送机(1)的一侧固定设置有提升链条(11)，所述提升链条(11)远离所述裙边刮板提升皮带机(5)的一端固定设置有固定架(12)，所述固定架(12)设置于裙边刮板提升皮带机(5)的上方。
5.根据权利要求1所述的一种用于盾构施工的出渣喷涌缓冲装置，其特征在于，所述裙边刮板提升皮带机(5)远离所述螺旋输送机(1)的一端固定设置有横向链条(13)，所述横向链条(13)远离所述裙边刮板皮带机(5)的一端固定设置有横向固定架(14)。
6.根据权利要求1所述的一种用于盾构施工的出渣喷涌缓冲装置，其特征在于，所述缓冲罩(4)为三角形箱体结构。
7.根据权利要求1所述的一种用于盾构施工的出渣喷涌缓冲装置，其特征在于，所述缓冲件(6)为弹簧。
8.根据权利要求7所述的一种用于盾构施工的出渣喷涌缓冲装置，其特征在于，所述缓冲件(6)与所述缓冲罩连接方式为点焊固定。
9.根据权利要求1所述的一种盾构施工的出渣喷涌缓冲装置，其特征在于，所述裙边刮板提升皮带机(5)的底部固定设置有皮带机固定架(15)，所述皮带机固定架(15)上固定设置有行走轮(16)。
10.一种运用权利要求1所述的一种盾构施工的出渣喷涌缓冲装置的施工方法，包括：
步骤A：通过提升链条对准裙边刮板皮带机与缓冲罩，关闭电动球阀、开启手动球阀、主动皮带机、螺旋输送机，开始正常出渣
步骤B：当其中渣土水量达不到喷涌效果时，渣土通过主动皮带机进行运输
步骤C：当渣土水量达到喷涌效果时，打开电动球阀，并关闭二道闸门，使水量较大的渣土通过一道闸门通入缓冲罩，高水量渣土通过缓冲罩落入裙边刮板提升皮带机，皮带运输作用送出。
步骤D：完成高水量渣土的运输后，通过横向链条将裙边刮板提升皮带机向横向固定架拉近，避免裙边刮板皮带机遮挡二道闸门的监控视角。
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