CN205206839U - 一种用于盾构施工二次注浆的半自动注浆台车系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于盾构施工二次注浆的半自动注浆台车系统，其中：注浆台车框架作为载体，台车牵引框架焊接于注浆台车框架的前端，注浆机停置于注浆台车框架前部，一对开放式自动搅拌桶分别通过固定件固定在所述注浆台车框架中部，水玻璃原浆罐放置于注浆台车框架尾部，注浆机、开放式自动搅拌桶、水玻璃原浆罐之间通过浆液输送管路系统相连，控制系统用于控制注浆机、开放式自动搅拌桶、水玻璃原浆罐的开关。本实用新型省了注浆机和注浆材料进出隧道的时间；有效节省人力和时间，提高了注浆浆液调配的精确度、注浆浆液的均匀程度和注浆效率，提高了隧道内空间使用效率。

Description

一种用于盾构施工二次注浆的半自动注浆台车系统

技术领域

本实用新型涉及一种地下建筑工程技术领域中的施工装置，具体地，涉及一种用于盾构施工二次注浆的半自动注浆台车系统。

背景技术

盾构法是隧道工程中常用的施工方法。盾构法是利用盾构机刀盘切削地层中的土体，将切削后的渣土运出隧道，同时盾构机向前推进达到隧道开挖目的的施工方法。在盾构机向前推进的过程中，盾尾处管片逐渐脱离盾体，使管片与地层间存在空隙。同步注浆是在隧道向前推进过程中同步向空隙注浆，以封堵管片与地层间空隙并控制地层沉降得一种措施，当同步注浆对地层沉降控制效果较差时，需向地层中进行二次注浆。二次注浆是利用管片上的注浆孔，将水泥浆和水玻璃浆注入管片周围地层进行二次封堵的注浆方法，二次注浆对盾构法隧道开挖工程具有重要意义，不仅能有效封堵管片周围空隙，还能有效控制管片浮动，保障施工安全。传统的二次注浆方式是利用龙门吊和电瓶车将注浆设备和材料由地面运输至隧道内注浆点，人工搅拌注浆材料后完成注浆。这种注浆方式的时间成本会随隧道开挖的深入而越来越高。因此改进传统注浆方式将有利于提高盾构法隧道开挖的施工效率。

经对现有技术文献的检索发现，中国专利号为201220736926.3，专利公开号为：203050731U，专利名称为：一种用于二次注浆作业的注浆台车，该专利自述为：“一种用于二次注浆作业的注浆台车，所述注浆台车连接于盾构机最后一节车架后，其特征在于所述注浆台车包括两套走行台车以及若干连接杆件，所述连接杆件两端分别与位于其两侧的所述走行台车顶部固定连。”该专利中所述注浆台车在使用过程中两套走行台车均放置了注浆材料和注浆设备，未预留施工人员的通行通道，降低了隧道内空间的使用效率；二次注浆的注浆材料仍完全依靠人工调配和搅拌，需要多人同时操作，占用了较多的人力资源，同时人工搅拌难以保障注浆材料调配的精确度和搅拌的均匀程度，注浆时间长，间接降低了二次注浆的注浆效果。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种用于盾构施工二次注浆的半自动注浆台车系统，该系统依附于盾构机原有台车系统，能够完成二次注浆材料的半自动加料和自动搅拌工作，节省人力和时间。

为实现以上目的，本实用新型提供一种用于盾构施工二次注浆的半自动注浆台车系统，包括：台车牵引框架、注浆台车框架、注浆机、一对开放式自动搅拌桶、水玻璃原浆罐、浆液输送管路系统和控制系统，浆液输送管路系统包括水泥注浆管、水玻璃注浆管、自来水管、水玻璃原浆管、水玻璃原浆泵、水玻璃输送管和水泥输送管；其中：

所述台车牵引框架、注浆机、一对开放式自动搅拌桶、水玻璃原浆罐、浆液输送管路系统和控制系统均设置于注浆台车框架上；

所述台车牵引框架焊接于所述注浆台车框架的前端，并与原有盾构台车铰接；

所述注浆机停置于所述注浆台车框架前部，注浆机的底部分别连接水泥注浆管和水玻璃注浆管，用于将水泥浆液和水玻璃浆液泵送至注浆孔；

所述一对开放式自动搅拌桶固定在所述注浆台车框架中部；一对开放式自动搅拌桶上分别连接自来水管并分别安装有一电动马达，其中一个开放式自动搅拌桶通过水玻璃输送管与注浆机连接，另一个开放式自动搅拌桶通过水泥输送管与注浆机连接；

所述水玻璃原浆罐放置于所述注浆台车框架尾部，水玻璃原浆罐通过水玻璃原浆管与其中一个开放式自动搅拌桶连接，并在水玻璃原浆管上设置有水玻璃原浆泵。

优选地，所述注浆台车框架为一套由工字钢焊接而成的矩形框架结构，其中：注浆台车框架的宽度和高度与原有盾构台车的框架结构相同；注浆台车框架沿轨道方向间隔设置一圈工字钢，在注浆台车框架的底部沿轨道方向中心轴线处焊接有一道工字钢，并在工字钢的两端及中心处焊接三个车轮，车轮与轨道咬合接触；在注浆台车框架的底部焊接钢丝网架走行板。

优选地，所述台车牵引框架为一套由工字钢焊接而成的矩形框架结构，其中：台车牵引框架的宽度和高度与原有盾构台车的框架结构相同；在平行于长度方向的四个矩形面的对角线位置上焊接防扭转工字钢。

优选地，所述开放式自动搅拌桶均为无盖钢制圆筒。

更优选地，在所述无盖钢制圆筒的轴心处安装有搅拌棒，搅拌棒的下端与无盖钢制圆筒底部圆心处接触、上端露出圆筒并固定有齿轮。

更优选地，在所述无盖钢制圆筒的顶部边缘处固定有电动马达，电动马达轴心指向无盖钢制圆筒顶部圆截面圆心，电动马达轴心末端设置有固定齿轮，固定齿轮与搅拌棒上端齿轮咬合组成齿轮组。

更优选地，在所述无盖钢制圆筒的内壁焊接有上下两条钢制杆状固定轴，两固定轴位于同一竖直平面且均指向无盖钢制圆筒中心轴线，固定轴的末端为可拆卸钢制圆环，圆环环绕搅拌棒。

更优选地，所述搅拌棒由轴心棒体与扇叶组成，其中：所述扇叶为竖直三角形钢片。

更优选地，在所述无盖钢制圆筒的底部设置有出浆口，顶部设置有进浆口。

优选地，所述控制系统包括控制电路面板和自来水管阀门，其中：控制电路面板用于分别控制一对开放式自动搅拌桶上电动马达的转速、水玻璃原浆泵的流量和注浆机的开关；自来水管阀门安装于自来水管上，用于控制自来水的通断。

本实用新型的工作原理为：

在二次注浆过程中，通过所述控制电路面板打开安装于所述开放式自动搅拌桶自动搅拌桶顶部边缘的电动马达，电动马达经齿轮组驱动所述搅拌棒，从而使所述搅拌棒空转；打开所述自来水管阀门和所述水玻璃原浆泵，实现水玻璃的自动搅拌混合，向搅拌水泥的开放式自动搅拌桶内倾倒水泥，实现水泥浆液的自动搅拌过程，可通过自来水管阀门、水玻璃原浆泵流量和水泥倾倒量，实现控制水泥浆液和水玻璃浆液的配比；完成水泥浆液和水玻璃浆液的配置后，通过控制系统打开所述注浆机，分别将水泥浆液和水玻璃浆液泵送至注浆孔，直至完成二次注浆。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型采用的半自动注浆台车系统，依附于盾构机原有台车系统，与盾构机同步推进，节省了注浆机和注浆材料进出隧道的时间；实现水泥浆液和水玻璃浆液的自动搅拌功能以及注浆材料的半自动添加功能，有效节省人力和时间，提高了注浆浆液调配的精确度、注浆浆液的均匀程度和注浆效率；半自动注浆台车系统为隧道单侧注浆台车，仅占用了隧道单侧空间，节省隧道内空间，为隧道另一侧预留施工人员通行通道，提高隧道内空间使用效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型一实施例半自动注浆台车系统俯视图；

图2为本实用新型一实施例半自动注浆台车系统沿隧道轴心竖向剖面图；

图3为本实用新型一实施例中开放式自动搅拌桶的竖向剖面图；

图中：1为原有台车系统、2为台车牵引框架、3为连接螺栓、4为注浆台车框架、5为注浆机、6为开放式自动搅拌桶、7为水玻璃原浆罐、8为水泥、9为电动马达、10为自来水管、11为自来水管控制阀、12为水玻璃原浆泵、13为水玻璃原浆管、14为水泥注浆管、15为水玻璃注浆管、16为水玻璃输送管、17为水泥输送管、18为控制系统面板、19为衬砌管片、20为走行板、21为车轮、22为轨道、23为轨道枕木、24为搅拌桶齿轮组、25为搅拌桶扇叶、26为搅拌棒固定杆件、27为自来水进浆口、28为水玻璃原浆进浆口、29为出浆口、30为固定螺栓。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

如图1、图2、图3所示，一种用于盾构施工二次注浆的半自动注浆台车系统，具体包括：台车牵引框架2、连接螺栓3、注浆台车框架4、注浆机5、开放式自动搅拌桶6、水玻璃原浆罐7、电动马达9、自来水管10、自来水管控制阀11、水玻璃原浆泵12、水玻璃原浆管13、水泥注浆管14、水玻璃注浆管15、水玻璃输送管16、水泥输送管17、控制系统面板18、走行板20、车轮21、固定螺栓30；其中：

所述注浆台车框架4作为载体，所述台车牵引框架2、注浆机5、一对开放式自动搅拌桶6、水玻璃原浆罐7、浆液输送管路系统和控制系统均设置于注浆台车框架4上；

所述台车牵引框架2焊接于所述注浆台车框架4的前端，并与原有盾构台车铰接；

所述注浆机5停置于所述注浆台车框架4前部，注浆机5的底部分别连接水泥注浆管14和水玻璃注浆管15，用于将水泥浆液和水玻璃浆液泵送至注浆孔；

所述开放式自动搅拌桶6分别通过固定件固定在所述注浆台车框架4中部；一对开放式自动搅拌桶6上分别连接自来水管并分别安装有一电动马达9，其中一个开放式自动搅拌桶通过水玻璃输送管16与注浆机连接，另一个开放式自动搅拌桶通过水泥输送管17与注浆机5连接；

所述水玻璃原浆罐7放置于所述注浆台车框架4尾部，水玻璃原浆罐7通过水玻璃原浆管13与其中一个开放式自动搅拌桶连接，并在水玻璃原浆管13上设置有水玻璃原浆泵12。

自来水管10、水玻璃原浆泵12、水玻璃原浆管13、水泥注浆管14、水玻璃注浆管15、水玻璃输送管16和水泥输送管17组成浆液输送管路系统；自来水管控制阀11和控制系统面板18组成控制系统；

具体的，如图所示，台车牵引框架2焊接于注浆台车框架4的前端并与原有台车系统1通过连接螺栓3铰接；注浆机5停置于半自动注浆台车系统前部的走行板20上；开放式自动搅拌桶6通过固定螺栓30固定在半自动注浆台车系统中部的走行板20上；所述水玻璃原浆罐7放置于半自动注浆台车系统尾部的走行板20上，水泥8也堆置于半自动注浆台车系统尾部的走行板20上。

作为一个优选实施方式，所述台车牵引框架2为一套由工字钢焊接而成的矩形框架结构，宽度为80cm，高度为2m，沿轨道22方向长度为40cm，平行于长度方向的四个矩形面的对角线位置上焊接防扭转工字钢；台车牵引框架2与注浆台框架4焊接，与原有台车系统1之间通过螺栓连接；具体的：

所述台车牵引框架2采用14号热轧Q235普通工字钢，其高度140mm，腿宽80mm，腰厚5.5mm。

作为一个优选实施方式，所述注浆台车框架4为一套由工字钢焊接而成的矩形框架结构，宽度为80cm，高度为2m，沿轨道22方向长度为6m，注浆台车框架4沿轨道22方向每隔2m在横截面外围设置一圈工字钢，注浆台车框架4底部沿轨道22方向中心轴线处焊接有一道工字钢，工字钢的两端及中心处焊接3个车轮21，车轮21与轨道22咬合接触，注浆台车框架4底部焊接钢丝网架走行板20；具体的：

所述注浆台车框架4采用14号热轧Q235普通工字钢，其高度140mm，腿宽80mm，腰厚5.5mm。

所述注浆机5为双液注浆机，最大输送量8m³/h，注浆压力4MPa，电机功率3kw，与水泥输送管17和水玻璃输送管16连接的接口内径64mm，与水泥注浆管14和水玻璃注浆管15连接的接口内径38mm，垂直输送距离50m。

作为一个优选实施方式，所述开放式自动搅拌桶6为直径50cm、厚度3mm、高度1m的无盖钢制圆筒，其中：

无盖钢制圆筒轴心处安装有搅拌棒，搅拌棒的下端与圆筒底部圆心处接触，搅拌棒的上端露出圆筒10cm并固定有齿轮；

无盖钢制圆筒顶部边缘固定有电动马达9，电动马达9轴心指向无盖钢制圆筒顶部圆截面圆心；电动马达9轴心末端设置有固定齿轮，并与搅拌棒上端的齿轮咬合组成搅拌桶齿轮组24；

无盖钢制圆筒内壁焊接两条钢制杆状搅拌棒固定杆件26，下方搅拌棒固定杆件26距筒底0.2m，两条搅拌棒固定杆件26位于同一竖直平面，之间垂直间距0.6m，并指向圆筒中心轴线，搅拌棒固定杆件26长24cm、杆体内径3cm；搅拌棒固定杆件26末端为可拆卸钢制圆环，圆环环绕搅拌棒轴心棒体，圆环内直径3cm；

无盖钢制圆筒的底部设置有直径3cm的出浆口29，顶部分别设置有直径3cm的自来水进浆口27和水玻璃原浆进浆口28，无盖钢制圆筒底部与走形板通过3个品字分布的螺栓铰接。

所述搅拌棒由轴心棒体与搅拌桶扇叶25组成，其中：轴心棒体直径2.8cm；搅拌桶扇叶25为竖直三角形钢片，长18cm，三角形底边长6cm；搅拌桶扇叶25共6片，垂直间距20cm；底部的搅拌桶扇叶25距离搅拌桶底部10cm；搅拌桶扇叶25叶片间水平角度为120°。

在一具体实施例中，所述水玻璃原浆罐7长1.5m、宽1m、高1m。

在一具体实施例中，所述电动马达9电压220V、功率10kW。

在一具体实施例中，所述自来水管10和水玻璃原浆管13均为外径30mm，内径26mm的PVC塑料软管。

在一具体实施例中，所述自来水管控制阀11为对焊式球阀，其管路接口直径30mm。

在一具体实施例中，所述水玻璃原浆泵12为离心式单吸泵，其输出功率300W、最大扬程15m、最大流量3m³/h、管径30mm。

在一具体实施例中，所述水泥注浆管14和水玻璃注浆管15均为外径38mm、内径30mm的PVC塑料软管。

在一具体实施例中，所述水玻璃输送管16和水泥输送管17均为外径64mm、内径56mm的PVC塑料软管。

图中，衬砌管片19为盾构隧道的结构物，是用于确定台车的位置，为参照物。

在二次注浆过程中，通过所述控制系统面板18打开所述开放式自动搅拌桶6上的电动马达9，使所述搅拌棒空转，打开所述自来水管控制阀11和所述水玻璃原浆泵12，实现水玻璃的自动搅拌混合，向搅拌水泥的开放式半自动搅拌桶内倾倒水泥，实现水泥浆液的自动搅拌过程，可通过调节所述自来水管控制阀11、水玻璃原浆泵12的流量和水泥倾倒量，实现控制水泥浆液和水玻璃浆液的配比；完成水泥浆液和水玻璃浆液的配置后，通过控制系统面板18打开所述注浆机5，分别通过水泥注浆管14和水玻璃注浆管15将水泥浆液和水玻璃浆液泵送至注浆孔，直至完成二次注浆。

本实用新型采用的半自动注浆台车系统，依附于盾构机原有台车系统，与盾构机同步推进，节省了注浆机和注浆材料进出隧道的时间；实现水泥浆液和水玻璃浆液的自动搅拌功能以及注浆材料的半自动添加功能，有效节省人力和时间，提高了注浆浆液调配的精确度、注浆浆液的均匀程度和注浆效率；半自动注浆台车系统为隧道单侧注浆台车，仅占用了隧道单侧空间，节省隧道内空间，为隧道另一侧预留施工人员通行通道，提高隧道内空间使用效率。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (10)

1.一种用于盾构施工二次注浆的半自动注浆台车系统，其特征在于，包括：台车牵引框架、注浆台车框架、注浆机、一对开放式自动搅拌桶、水玻璃原浆罐、浆液输送管路系统和控制系统，浆液输送管路系统包括水泥注浆管、水玻璃注浆管、自来水管、水玻璃原浆管、水玻璃原浆泵、水玻璃输送管和水泥输送管；其中：

所述台车牵引框架、注浆机、一对开放式自动搅拌桶、水玻璃原浆罐、浆液输送管路系统和控制系统均设置于注浆台车框架上；

所述台车牵引框架焊接于所述注浆台车框架的前端，并与原有盾构台车铰接；

所述注浆机停置于所述注浆台车框架前部，注浆机的底部分别连接水泥注浆管和水玻璃注浆管，用于将水泥浆液和水玻璃浆液泵送至注浆孔；

所述一对开放式自动搅拌桶固定在所述注浆台车框架中部；一对开放式自动搅拌桶上分别连接自来水管并分别安装有一电动马达，其中一个开放式自动搅拌桶通过水玻璃输送管与注浆机连接，另一个开放式自动搅拌桶通过水泥输送管与注浆机连接；

所述水玻璃原浆罐放置于所述注浆台车框架尾部，水玻璃原浆罐通过水玻璃原浆管与其中一个开放式自动搅拌桶连接，并在水玻璃原浆管上设置有水玻璃原浆泵。

2.根据权利要求1所述的一种用于盾构施工二次注浆的半自动注浆台车系统，其特征在于，所述注浆台车框架为一套由工字钢焊接而成的矩形框架结构，其中：注浆台车框架的宽度和高度与原有盾构台车的框架结构相同；注浆台车框架沿轨道方向间隔设置一圈工字钢，在注浆台车框架的底部沿轨道方向中心轴线处焊接有一道工字钢，并在工字钢的两端及中心处焊接三个车轮，车轮与轨道咬合接触；在注浆台车框架的底部焊接钢丝网架走行板。

3.根据权利要求1所述的一种用于盾构施工二次注浆的半自动注浆台车系统，其特征在于，所述台车牵引框架为一套由工字钢焊接而成的矩形框架结构，其中：台车牵引框架的宽度和高度与原有盾构台车的框架结构相同；在平行于长度方向的四个矩形面的对角线位置上焊接防扭转工字钢。

4.根据权利要求1所述的一种用于盾构施工二次注浆的半自动注浆台车系统，其特征在于，所述开放式自动搅拌桶为无盖钢制圆筒。

5.根据权利要求4所述的一种用于盾构施工二次注浆的半自动注浆台车系统，其特征在于，在所述无盖钢制圆筒的轴心处安装有搅拌棒，搅拌棒的下端与无盖钢制圆筒底部圆心处接触、上端露出圆筒并固定有齿轮。

6.根据权利要求5所述的一种用于盾构施工二次注浆的半自动注浆台车系统，其特征在于，在所述无盖钢制圆筒的顶部边缘处固定有电动马达，电动马达轴心指向无盖钢制圆筒顶部圆截面圆心，电动马达轴心末端设置有固定齿轮，固定齿轮与搅拌棒上端齿轮咬合组成齿轮组。

7.根据权利要求5所述的一种用于盾构施工二次注浆的半自动注浆台车系统，其特征在于，在所述无盖钢制圆筒的内壁焊接有上下两条钢制杆状固定轴，两固定轴位于同一竖直平面且均指向无盖钢制圆筒中心轴线，固定轴的末端为可拆卸钢制圆环，圆环环绕搅拌棒。

8.根据权利要求5所述的一种用于盾构施工二次注浆的半自动注浆台车系统，其特征在于，所述搅拌棒由轴心棒体与扇叶组成，其中：所述扇叶为竖直三角形钢片。

9.根据权利要求4所述的一种用于盾构施工二次注浆的半自动注浆台车系统，其特征在于，在所述无盖钢制圆筒的底部设置有出浆口，顶部设置有进浆口。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种用于盾构施工二次注浆的半自动注浆台车系统，其特征在于，所述控制系统包括控制电路面板和自来水管阀门，其中：控制电路面板用于分别控制一对开放式自动搅拌桶上电动马达的转速、水玻璃原浆泵的流量和注浆机的开关；自来水管阀门安装于自来水管上，用于控制自来水的通断。