CN1828121A - 接管器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道施工时使用的接管器，它是由软管、六阀门、二水泵、三钢管、流量计、塞头、泥水回收装置和运动平台构成的一个完整的接管操作系统，所述塞头堵塞于钢管的内腔中，其将管道一截为二且能沿钢管内壁在管道中滑移，该运动平台可在盾构机上作相对运动。使用本发明进行盾构机或顶管机泥水输送系统中送、排泥管路的接长操作时，改变了原来传统接管操作中将管内泥水排放在隧道内的作法，而是控制相应的水泵、阀门的状态，将泥水排放到泥水回收装置中并加以再利用，从而在可控的条件下完成接管操作，既保护了作业环境，为文明施工创造了条件，又可提高泥水回用率，降低施工成本。

Description

接管器

技术领域：

本发明涉及一种用于液体管路使用的接管器，特别是一种隧道施工时泥水平衡盾构中使用的接管器。

背景技术：

21世纪将是我国地下空间开发利用飞跃发展的时期，地铁隧道、公路隧道、市政管道等工程建设将越来越多地选择高效的、对环境影响小的隧道掘进机进行施工。目前，采用泥水平衡盾构机或顶管机作为掘进机械的工程日益增多，尤其在断面直径较大的隧道掘进作业中，更是广泛使用泥水平衡盾构机。当地下隧道向前掘进时，掘进机挖出的泥土需不断地送出地面，泥水平衡盾构机或顶管机的出土机理是：泥水输送系统通过送泥泵，将低浓度泥浆送至泥水仓，与盾构机或顶管机刀盘切削下来的泥土一起经搅拌器搅拌成高浓度泥浆，再用排泥泵通过管路排出地面。随着盾构机或顶管机的向前掘进，送、排泥管路需要不断接长。

在目前隧道工程施工中，接长管路的操作如附图1所示。图中，送泥管G1和G3之间接有截止阀F1，排泥管G2与G4之间接有截止阀F₂，管G1和G2通向掘进机机头，管G3和G4通往地面，管G1、G2和截止阀F1、F₂均固定在可随掘进机移动的平台P上，管G3、G4搁置于隧道地面上。进行泥水输送时，低浓度泥浆通过管G3、G1送至掘进机机头处的泥水仓，而高浓度泥浆通G2、G4送至地面。当需要接长管路时，先关闭截止阀F1和F₂，拆去阀F1、F₂与管G3、G4的连接螺栓，把管G3、G4内的泥水排放至隧道内，然后拉动平台P向前移动一段待接长钢管的距离，再接上接长钢管并固定，最后重新打开阀F1和F₂，恢复送、排泥。这种粗放的操作方法既污染了隧道内环境，又浪费了可回收的泥浆。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种接管器，其在管路中构成一个完整的系统，从而实现泥浆的回收，避免隧道的污染。

为了达到上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种接管器，它包括有软管、阀门I、阀门II、阀门III、阀门IV、阀门V、阀门VI、水泵I、水泵II、钢管I、钢管II、钢管III、流量计、塞头、泥水回收装置I、泥水回收装置II和运动平台；所述钢管II为一丁字形三通钢管，其丁字端与阀门I相接，并继而串联连接软管，该软管的另一端连接由盾构机头引出的输泥管；所述钢管II的一直端连接钢管III，该钢管III的另一端同时连接阀门V和阀门VI，阀门V继而连接泥水回收装置II，阀门VI继而连接水泵II；所述钢管II的另一直端连接阀门IV，并继而串联连接钢管I，该钢管I的另一端同时连接阀门II和阀门III，阀门II继而依次串联连接流量计和水泵I，阀门III继而连接泥水回收装置I；所述塞头堵塞于钢管I的内腔中，其将管道一截为二且能沿钢管内壁在管道中滑移；上述阀门I、阀门III、阀门IV、钢管I、钢管II安装在运动平台上，该运动平台可在盾构机上作相对运动。

本发明所述接管器的塞头包括有左端板、销轴、垫圈、铰轴、铰轴套、中间隔板、密封环板和右端板，若干中间隔板和密封环板一一相隔地分别层叠于左端板与一铰轴套之间和右端板与另一铰轴套之间，并且它们各自以螺栓紧固在一起，二铰轴套通过销轴分别铰接于铰轴的两端，垫圈垫置于铰轴套与铰轴之间，连接铰轴与铰轴套的二销轴的轴线相互垂直，所述阀门IV为闸阀，其完全开启时内腔形成与管道等直径的通道以使塞头通过。

与现有技术相比较，本发明将若干管、泵、阀与塞头和泥水回收装置构成一个完整的接管操作系统，使用本发明进行隧道盾构泥水输送系统中送、排泥管路的接长操作时，改变了原来将管内泥水排放在隧道内的情况，而只要控制相应的水泵、阀门的状态就可将管道中的泥水排放到泥水回收装置中并再加以利用，从而在可控的洁净条件下就能完成接管操作，既保护了环境，为文明施工创造了条件，又可提高泥水回用率，从而降低施工成本。

附图说明：

图1是目前送、排泥管路加接管道的示意图。

图2是本发明装置结构示意图。

图3是本发明的塞头的结构剖视图。

图4是本发明接管操作过程示意图之一。

图5是本发明接管操作过程示意图之二。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

首先请参阅图2本发明的装置结构示意图。图示接管器包括有软管1、阀门I 21、阀门II 22、阀门III 23、阀门IV 24、阀门V 25、阀门VI 26、水泵I 31、水泵II 32、钢管I 41、钢管II 42、钢管III 43、流量计5、塞头6、泥水回收装置I 71、泥水回收装置II 72和运动平台8。所述钢管II 42为一丁字形三通钢管，其丁字端与阀门I 21相接，该阀门I 21继而串联连接软管1，该软管1的另一端连接由盾构机头引出的输泥管，从而接通泥水仓。所述钢管II 42的一直端连接钢管III 43，该钢管III 43的另一端同时连接阀门V25和阀门VI 26，阀门V25继而连接泥水回收装置II 72，阀门VI 26继而连接泵送低浓度泥浆的水泵II 32。上述钢管II 42的另一直端连接阀门IV 24，该阀门IV 24为一闸阀，其完全开启时内腔形成与管道等直径的通道，其继而串联连接钢管I 41；该钢管I 41的另一端同时连接阀门II 22和阀门III 23，阀门II 22继而依次串联连接流量计5和泵送清水的水泵I 31，阀门III 23继而连接泥水回收装置I 71。所述塞头6堵塞于钢管I 41的内腔中，其将管道一截为二，使两侧的泥水浆不能通过，该塞头6能沿钢管内壁在管道中滑移。上述阀门I 21、阀门III 23、阀门IV 24、钢管I 41、钢管II 42安装在运动平台8上，该运动平台8可在盾构机上作相对运动；上述钢管III 43、阀门V 25、阀门VI 26和水泵II 32均设置于隧道地面上而不能移动。

所述塞头6的结构可参阅图3，其包括有左端板61、销轴62、垫圈63、铰轴64、铰轴套65、中间隔板66、密封环板67和右端板68。二铰轴套65通过销轴62分别铰接于铰轴64的左右两端，二销轴62的轴线相互垂直以使二铰轴套65可在相互垂直的径向上小幅运动，从而不会造成塞头6在管道中运动的卡滞；所述垫圈63垫置于铰轴套65与铰轴64之间，从而保证它们之间的间隙均匀，以使塞头6能移动灵活。若干中间隔板66和密封环板67一一相隔地层叠于左端板61与左端的铰轴套65之间，并以螺栓将它们紧固在一起，同样地右端板68和右端的铰轴套65及其之间的若干一一相隔地层叠的中间隔板66和密封环板67用螺栓紧固在一起。具有弹性的密封环板67的外径略大于各钢管的内径，从而使其能紧密地贴合于钢管的内壁上，使钢管密封地被一截为二。中间隔板66和密封环板67的数量可以依据工况而定，在泥水管道因为具有坡度而产生压差的时候，为了防止塞头6因此而发生移动就需要增加塞头6与管壁之间的摩擦力，于是就要增加中间间隔板66和密封环板67的数量；反之，则反然。

现结合图4和图5来说明本发明所述接管器在接长管路时的工作过程。首先请参阅图2，该图表示的是送泥管路在正常工作时的状态。此时，塞头6停留在钢管I 41的端部，阀门I 21、阀门VI 26处于开启，水泵II 32启动，阀门II 22、阀门III 23、阀门IV 24、阀门V 25处于关闭，水泵I 31关闭。在该状态下，水泵II 32将低浓度泥水浆送出，通过阀门VI 26、钢管III 43、钢管II 42的丁字端口，再依次通过阀门I 21和软管1，输向盾构机或顶管机机头部的泥水仓。当盾构机和顶管机向前掘进时，软管1随之逐渐伸展拉直；当盾构机或顶管机继续前进，而软管1已没有伸展余地的时候，就需要在钢管II 42与钢管III 43之间加接新的接长钢管了。

当需要加接新钢管时，关闭阀门I 21、阀门VI 26，开启阀门II 22、阀门IV 24、阀门V 25，而阀门III 23保持关闭状态，关闭水泵II 32，启动水泵I 31。此时，水泵I 31将清水通过阀门II 22压入钢管I 41，并推动塞头6沿钢管I 41内壁向右移动。由于阀门IV 24为一闸，其开启后内腔形成了一与管道等直径的通道，所以塞头6就通过阀门IV 24，并继而通过钢管II 42到达钢管III 43中，与此同时，管道内塞头6右侧的泥水浆就通过打开的阀门V 25泄入泥水回收装置72。在此过程中，根据流量计5的指示可以得到流入管道中清水的流量，从而推算出塞头在管路中的位置。当从水流量上推断出塞头6已完全进入钢管III 43内之后，就可关闭水泵I 31和阀门II 22，打开阀门III 23将在塞头6左侧的钢管I 41和钢管II 42内的清水全部泄放到泥水回收装置I 71中。泄放在泥水回收装置I 71和II 72中的泥水可以用泵输送到低浓度泥水池中以便重新加以利用，这不仅保持了隧道中文明施工的环境，而且还重复利用了泥水资源，减少了浪费，节约了施工成本。

当管道中的泥水泄放干净以后，就可拆除螺栓，将钢管II 42和钢管III43分离。此时管道状态请参阅图4，随后移动运动平台8随同固定在其上的各阀门和钢管一起向盾构机或顶管机机头方向运动，直到钢管II 42与钢管III 43对接端之间的距离足以接入一新的接长钢管为止。运动平台8移动到位后，即可将一接长钢管44固接到钢管II 42与钢管III 43之间，这时接长钢管44就替代了钢管III 43的位置。完成接管后，关闭阀门V 25，保持阀门I 21、阀门II 22和水泵I 31关闭以及阀门III 23和阀门IV 24开启，然后打开阀门VI 26、启动水泵II 32，则压出的泥浆水通过阀门VI 26进入钢管III43，并推动塞头6向回移动。塞头6被泥水浆的压力推动，顺序通过接长钢管44、钢管II 42和阀门IV 24，重新回到钢管I 41中的起始位置上(状态如图2所示)。然后，打开阀门I 21，关闭阀门IV 24，保持阀门II 22、阀门III 23、阀门V 25和水泵I 31关闭，这样整个接管器的状态又恢复到正常工作的初始状态，这时启动水泵II 32就又可向盾构机或顶管机的泥水仓中输送泥水浆了。当盾构机或顶管机继续前进而软管1又完全伸直时，则需要再次接入钢管，于是可以重复上述的接管操作过程，而不同的是，这次只须将塞头6推移至接长钢管44内，如图5所示，然后接入另一接长钢管45。依此重复上述操作过程，即可随着盾构机或顶管机的掘进而不断地接长输泥管路的长度。

上述实施例是本发明在送泥管路中的结构和操作过程。依此类推，可以构建本发明在排泥管路中的结构，并设计其操作程序。

应用本发明所述的接管器进行盾构机或顶管机送、排泥管的接长操作，完全改变了传统操作中将泥水排放在隧道中的作法，保持了文明作业的环境，同时可以循环地利用泥水浆，从而降低了施工成本。

Claims (5)

1、一种接管器，其特征在于：它包括有软管(1)、阀门I(21)、阀门II(22)、阀门III(23)、阀门IV(24)、阀门V(25)、阀门VI(26)、水泵I(31)、水泵II(32)、钢管I(41)、钢管II(42)、钢管III(43)、流量计(5)、塞头(6)、泥水回收装置I(71)、泥水回收装置II(72)和运动平台(8)；所述钢管II(42)为一丁字形三通钢管，其丁字端与阀门I(21)相接，并继而串联连接软管(1)，该软管(1)的另一端连接由盾构机头引出的输泥管；所述钢管II(42)的一直端连接钢管III(43)，该钢管III(43)的另一端同时连接阀门V(25)和阀门VI(26)，阀门V(25)继而连接泥水回收装置II(72)，阀门VI(26)继而连接水泵II(32)；所述钢管II(42)的另一直端连接阀门IV(24)，并继而串联连接钢管I(41)，该钢管I(41)的另一端同时连接阀门II(22)和阀门III(23)，阀门II(22)继而依次串联连接流量计(5)和水泵I(31)，阀门III(23)继而连接泥水回收装置I(71)；所述塞头(6)堵塞于钢管I(41)的内腔中，其将管道一截为二且能沿钢管内壁在管道中滑移；上述阀门I(21)、阀门III(23)、阀门IV(24)、钢管I(41)、钢管II(42)安装在运动平台(8)上，该运动平台(8)可在盾构机上作相对运动。

2、根据权利要求1所述的接管器，其特征在于：所述塞头(6)包括有左端板(61)、销轴(62)、铰轴(64)、铰轴套(65)、中间隔板(66)、密封环板(67)和右端板(68)，若干中间隔板(66)和密封环板(67)一一相隔地分别层叠于左端板(61)与一铰轴套(65)之间和右端板(68)与另一铰轴套(65)之间，并且它们各自以螺栓紧固在一起，二铰轴套(65)通过销轴(62)分别铰接于铰轴(64)的两端。

3、根据权利要求2所述的接管器，其特征在于：所述塞头(6)还包括有垫圈(63)，该垫圈(63)垫置于铰轴套(65)与铰轴(64)之间。

4、根据权利要求2或3所述的接管器，其特征在于：连接铰轴(64)与铰轴套(65)的二销轴(62)的轴线相互垂直。

5、根据权利要求1或2所述的接管器，其特征在于：所述阀门IV(24)为闸阀，其完全开启时内腔形成与管道等直径的通道以使塞头(6)通过。

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