CN205063955U - 一种复合平衡盾构掘进机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种复合平衡盾构掘进机，包括用于存放渣土的土仓及用于往土仓内注入泥浆的注浆装置及用于控制土仓内泥浆压力的泥水压力控制系统，所述泥水压力控制系统包括控制器及用于检测土仓压力的土压传感器，所述控制器的输入端连接土压传感器，输出端连接注浆装置，所述控制器的输入端接收所述土压传感器的输入信号，输出端输出控制信号控制所述注浆装置的注浆量。本实用新型具有有效平衡了掌子面的压力、保证施工安全性的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及盾构机技术领域，尤其涉及一种复合平衡盾构掘进机。
背景技术
我国地域广大，工程地质及水文地质条件相当复杂，根据我国不同地区的地质条件特点，盾构应用技术可划分为软弱土地层、风华岩及软硬不均地层、砂层砂卵石地层三大地层。由于地质条件复杂，每一个工程都应根据工程的水文、地质条件选用与之相适应的盾构。
在采用盾构掘进方式进行施工时，一般要考虑地质情况、盾构的外径、隧道的长度、工程施工程序、劳动力等情况对盾构机进行选型。比如，根据地质条件选择盾构机类型，对砂质土类自立性能差的地层，应使用密封型盾构施工；对地下水较丰富且透水性较大的砂质土地层，则应考虑泥水复合平衡盾构机；对粘性土地层，则考虑土压复合平衡盾构机。但在渗透系数大于10-2cm/s的卵、砾石层或遇到大的障碍物时，泥水复合平衡盾构机和土压复合平衡盾构机均不太适合。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种有效平衡了掌子面的压力,保证施工安全性的复合平衡盾构掘进机。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种复合平衡盾构机，包括用于存放渣土的土仓及用于往土仓内注入泥浆的注浆装置及用于控制土仓内泥浆压力的泥水压力控制系统，所述泥水压力控制系统包括控制器及用于检测土仓压力的土压传感器，所述控制器的输入端连接土压传感器，输出端连接注浆装置，所述控制器的输入端接收所述土压传感器的输入信号，输出端输出控制信号控制所述注浆装置的注浆量。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的注浆装置将泥浆注入土仓内填充土仓空间，泥浆与渣土充分混合使得泥浆既填充了渣土缝隙起到阻水作用，又改善了渣土的和易性及流动性使渣土更好地传递压力；且泥浆在掌子面形成泥膜，使开挖仓形成密封空间，在泥浆压力与土压的双重作用下有效平衡了掌子面的压力；同时，本发明设置有控制土仓内泥浆压力的泥水压力控制系统，通过控制掌子面的压力平衡，从而有效控制地层沉隆，保证了盾构施工的安全可靠性；本发明以土压平衡盾构为主，同时根据地层需要可切换为纯土压或复合平衡盾构模式施工，可在具有现有土压复合平衡盾构机操作便捷、携渣能力强、工程成本低、污染小、场地占用小的优点的同时，适用于富水砂卵石地层、松散地层及上软下硬地层的盾构掘进，有效扩大了地质适应范围。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述复合平衡盾构机还包括泥浆回收系统，所述泥浆回收系统包括用于将土仓内的渣土输出的输送部件、用于分离渣土内的泥浆与石块的过滤网、用于回收分离泥浆的储泥箱，所述输送部件的进料端与土仓连通，出料端与过滤网连接，所述储泥箱设于过滤网的下方。
所述泥浆回收系统还包括用于传送振动力给过滤网振动排石的振动器，所述振动器与过滤网连接。振动器用于传送振动力给过滤网用于振动排石。
所述输送部件为双极螺旋输送机。采用双极螺旋输送机使排渣时螺旋输送机的保压和防喷涌能力提高，
所述双极螺旋输送机包括螺旋轴及机壳，所述螺旋轴的中部断开形成土塞。
所述过滤网的下游设有用于将分离的石块排出的排渣装置。排渣装置用于将分离的石块排出。所述排渣装置为皮带输送机。
所述储泥箱与注浆装置之间设有用于将储泥箱的泥浆输送至注浆装置的泵送装置，所述泵送装置包括气体抽浆泵及输送管路。
所述输送管路上设有用于对泥浆进行分选的旋流器。旋流器用于对泥浆进行分选。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：
图1是本实用新型的结构示意图；
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
图中各标号表示：
1、土仓；2、注浆装置；3、土压传感器；4、泥浆回收系统；41、输送部件；42、过滤网；43、储泥箱；44、振动器；5、皮带输送机。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示，本实施例的复合平衡盾构机，包括土仓1、注浆装置2及泥水压力控制系统，土仓1用于存放从盾构机的刀盘切削下来的渣土，注浆装置2往土仓1内注入泥浆，同时，保证渣土的土线在土仓1高度的2/3至3/4，泥浆注入土仓1内填充土仓1顶部空间，通过刀盘不断运转使泥浆在渣土中充分混合，使得泥浆既填充了渣土缝隙起到阻水作用，又改善了渣土的和易性及流动性使渣土更好地传递压力；且泥浆在掌子面形成泥膜，使开挖仓形成密封空间，在泥浆压力与土压的双重作用下有效平衡了掌子面的压力；泥水压力控制系统用于控制土仓1内的泥浆压力，压力控制系统包括控制器及土压传感器3，土压传感器3设于土仓的下方用于检测土仓1压力，控制器的输入端连接土压传感器3，控制器的输出端连接注浆装置2，控制器的输入端接收土压传感器3的输入信号，控制器的输出端输出控制信号控制注浆装置2的注浆量。本实用新型泥水压力控制系统通过控制土仓1内泥浆压力，从而平衡控制掌子面的压力，保证了盾构机的低沉隆及盾构施工的安全可靠性；同时，本实用新型以土压平衡盾构为主，同时可切换为纯土压或复合平衡盾构模式施工，可在具有现有土压复合平衡盾构机操作便捷、携渣能力强、工程成本低、污染小、场地占用小的优点的同时，适用于富水砂卵石地层、松散地层及上软下硬地层的盾构掘进，有效扩大了地质适应范围。
本实施例中，注浆装置2内部充填有压力泥浆和压缩空气，注浆装置2内的气体压力与土压传感器3的采集数据关联，通过土压传感器3所采集的压力数值与控制器所设定的压力值进行比较，从而启动泥水压力控制系统进行补浆以维持掌子面的压力平衡。
本实施例中，注浆装置2为储浆罐，储浆罐与土仓1之间设有泥浆泵、输送管路及控制输送管路通断的阀体，泥浆泵用于抽出储浆罐内的泥浆，泥浆泵的性能应选择大于4倍泥浆消耗及泄漏量，即采用200方/h的泥浆泵；输送管路将储浆罐内的泥浆输送至土仓1，输送管路为100mm直径的管路。本实施例中，通过比较土压传感器3采集的泥水压力值与控制器所设定值的差值，实现控制泥浆泵转速和阀体通断，实现泥浆循环系统对掌子面压力平衡的控制，从而有效控制了地层的沉隆起伏。
本实施例中，复合平衡盾构机还包括泥浆回收系统4，泥浆回收系统4包括输送部件41、过滤网42及储泥箱43，输送部件41用于将土仓1内的渣土输出，输送部件41的进料端与土仓1连通，输送部件41的出料端与过滤网42连接，本实施例中，输送部件41为双极螺旋输送机，双极螺旋输送机包括螺旋轴及机壳，采用双极螺旋输送机使排渣时螺旋输送机的保压和防喷涌能力提高，为避免双极螺旋输送机的转弯能力缺失和结构复杂性，在双极螺旋输送机的螺旋轴之间断开一定距离，以便形成土塞，即使偶尔发生螺旋喷涌现象，当泥水供给能力大于其消耗量时，同样能起到保压的目的，同时，可调整双极螺旋输送机的两级螺旋轴之间的转速差，也可快速形成土塞；过滤网42用于分离渣土内的泥浆与石块，过滤网42供土渣内的泥浆通过，土渣内的石块则无法通过，实现了土渣的有效分离；储泥箱43设于过滤网42的下方，用于回收分离的泥浆。本实施例中，泥渣混合物从双极螺旋输送机出口排出后，泥浆经过滤网42及储泥箱43回收利用，本实用新型通过泥浆回收系统4高效循环利用泥浆，有效减少了泥浆浪费。
本实施例中，泥浆回收系统4还包括振动器44，振动器44用于传送振动力给过滤网42用于振动排石，振动器44与过滤网42连接；同时，过滤网42的下游设有排渣装置，排渣装置用于将分离的石块排出，本实施例中，排渣装置为皮带输送机5。
本实施例中，储泥箱43与注浆装置2之间设有泵送装置，泵送装置将储泥箱43的泥浆输送至注浆装置2，泵送装置包括抽浆泵及输送管路，输送管路上设有旋流器，旋流器用于对泥浆进行分选。当储泥箱43的液位达到上限时，抽浆泵将储泥箱43内的浆液通过输送管路输送到旋流器进行分离，之后，将分离的泥浆输送到注浆装置2，为保证注浆装置2内循环泥浆的质量，向注浆装置2中注入泥浆原液，泥浆原液可通过电瓶车运输或通过管道补充，通过监测注浆装置2中的泥浆参数，加入添加剂和水及原浆等。
虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (9)
1.一种复合平衡盾构掘进机，包括用于存放渣土的土仓，其特征在于，还包括用于往土仓内注入泥浆的注浆装置及用于控制土仓内泥浆压力的泥水压力控制系统，所述泥水压力控制系统包括控制器及用于检测土仓压力的土压传感器，所述控制器的输入端连接土压传感器，输出端连接注浆装置，所述控制器的输入端接收所述土压传感器的输入信号，输出端输出控制信号控制所述注浆装置的注浆量。
2.根据权利要求1所述的复合平衡盾构掘进机，其特征在于，所述复合平衡盾构机还包括泥浆回收系统，所述泥浆回收系统包括用于将土仓内的渣土输出的输送部件、用于分离渣土内的泥浆与石块的过滤网、用于回收分离泥浆的储泥箱，所述输送部件的进料端与土仓连通，出料端与过滤网连接，所述储泥箱设于过滤网的下方。
3.根据权利要求2所述的复合平衡盾构掘进机，其特征在于，所述泥浆回收系统还包括用于传送振动力给过滤网振动排石的振动器，所述振动器与过滤网连接。
4.根据权利要求2所述的复合平衡盾构掘进机，其特征在于，所述输送部件为双极螺旋输送机。
5.根据权利要求4所述的复合平衡盾构掘进机，其特征在于，所述双极螺旋输送机包括螺旋轴及机壳，所述螺旋轴的中部断开形成土塞。
6.根据权利要求2至5任意一项所述的复合平衡盾构掘进机，其特征在于，所述过滤网的下游设有用于将分离的石块排出的排渣装置。
7.根据权利要求6所述的复合平衡盾构掘进机，其特征在于，所述排渣装置为皮带输送机。
8.根据权利要求2至5任意一项所述的复合平衡盾构掘进机，其特征在于，所述储泥箱与注浆装置之间设有用于将储泥箱的泥浆输送至注浆装置的泵送装置，所述泵送装置包括气体抽浆泵及输送管路。
9.根据权利要求8所述的复合平衡盾构掘进机，其特征在于，所述输送管路上设有用于对泥浆进行分选的旋流器。
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Cited By (3)
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| CN112664210A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-04-16 | 中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司 | 一种土压平衡盾构渣土处理智能控制系统及应用 |
| CN113309530A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-08-27 | 中铁工程装备集团有限公司 | 多模式掘进机土压监测系统及其工作方法 |
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