CN207363672U - 一种泥水平衡盾构机采石箱装置 - Google Patents
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Abstract
一种泥水平衡盾构机采石箱装置，包括有箱主体、进浆管、排浆管和采石门；所述箱主体为矩形立体结构；在箱主体内的空腔中还设有竖向隔板、格栅网和卸料板组；所述竖向隔板沿纵向分隔箱主体的内部，并将箱主体分成左、右腔体；在竖向隔板中部开设有排浆孔；所述格栅网设置在竖向隔板的排浆孔处、位于迎水面一侧；所述格栅网的尺寸与排浆孔的尺寸相适应，且格栅网的通过连接件可拆卸连接在排浆孔周边的竖向隔板上；所述采石箱装置还包括有辅助通浆管。本实用新型解决了现有结构体系中存在的排浆泵易堵塞、采石箱清理效率低、清渣困难以及堵塞管路的具体位置难以查找的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型属于泥水盾构施工技术领域，特别是一种泥水平衡盾构机采石箱装置。
背景技术
盾构机作为当今最先进的隧道掘进超大型专用设备，是实现掘进、出土、支护等一次开挖成洞的高科技施工设备，广泛用于城市轨道交通、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。其中，泥水平衡盾构作为盾构机大家族中的一个重要分支，具有自动化程度高，开挖面稳定，掘进速度快等优点，被越来越广泛地应用到高水压、含砂、含淤泥质土等地层中。泥水盾构机的施工原理和构造与土压平衡盾构机相比有所不同，掘进产生的渣土是通过隧道进浆管内的膨润土浆液进行冲刷混合，再通过回浆管携渣排出。另外,采石箱作为泥浆过滤设备，用于收集泥浆中的较大石块，保证环流系统的正常运转。由于采石箱空间有限，泥浆排浆口压力大、流速高，部分超过排浆泵的最大通过粒径的石块被泥浆携带在排浆泵口。盾构机在长时间掘进过程中，泥浆管路堵塞现象时有发生，更有甚者造成管路爆破。此外，堵塞管路的具体位置难以查找，同时在清理采石箱和排浆管路时，工人劳动强度大，停机时间长，极大得降低了盾构施工效率。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种泥水平衡盾构机采石箱装置，解决现有结构体系中存在的排浆泵易堵塞、采石箱清理效率低、清渣困难以及堵塞管路的具体位置难以查找的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。
一种泥水平衡盾构机采石箱装置，包括有箱主体、进浆管、排浆管和采石门；其中，进浆管和排浆管分别连接在箱主体的左右侧面上；所述进浆管上、靠近箱主体的部位上设有进浆控制阀；所述排浆管上、靠近箱主体的部位上设有排浆控制阀；所述采石门设置在箱主体的前侧面或者后侧面上；所述箱主体为矩形立体结构；在箱主体内的空腔中还设有竖向隔板、格栅网和卸料板组；
所述竖向隔板沿纵向分隔箱主体的内部，并将箱主体分成左、右腔体；在竖向隔板中部开设有排浆孔；
所述格栅网设置在竖向隔板的排浆孔处、位于迎水面一侧；所述格栅网的尺寸与排浆孔的尺寸相适应，且格栅网的通过连接件可拆卸连接在排浆孔周边的竖向隔板上；
所述卸料板组包括有纵向倾斜板和横向倾斜板；所述纵向倾斜板的坡面面向采石门，其底边抵靠在采石门下方的箱主体侧壁上，其顶边抵靠在采石门对侧的箱主体侧壁上；所述横向倾斜板的坡面背向竖向隔板，其顶边抵靠在格栅网下方的竖向隔板上，其底边支撑在纵向倾斜板上；
所述采石箱装置还包括有辅助通浆管；所述辅助通浆管与进浆管、排浆管并联联通，辅助通浆管的一端连接在进浆管上、进浆控制阀的外侧，辅助通浆管的另一端连接在排浆管上、排浆控制阀的外侧；在辅助通浆管的进浆端和出浆端分别设有辅助进浆控制阀和辅助排浆控制阀。
优选的，所述采石箱装置的顶部安装有测试箱主体内部压力的压力传感器和泄压阀；所述压力传感器有一组，且间隔设置在箱主体顶部。
优选的，所述采石箱装置顶部还设有用以吊装采石箱装置的吊耳；所述吊耳设有一组，且在箱主体对称布置。
优选的，所述箱主体设有排浆管一侧的外侧面上还连接内循环排浆管；所述内循环排浆管设置在排浆管的上方。
优选的，所述采石门有两个、沿横向间隔布置，且其中一个采石门与纵向倾斜板对应设置。
优选的，所述排浆孔在竖向隔板开设有两个，且两个排浆孔沿竖向间隔设置；所述排浆孔沿水平向通长开设，排浆孔的侧边与对应一侧竖向隔板的侧边距离为10~20cm。
优选的，所述辅助通浆管包括有设置在两端的弯管段以及连接在两个弯管段之间的直管段；所述直管段与其两侧的弯管段之间均通过法兰连接，在直管段长轴线位置处设有将直管段分隔成上、下腔体的水平隔板。
本实用新型的有益效果如下。
1、本实用新型在箱主体内设置开有排浆孔的竖向隔板，并在排浆孔处可拆卸连接格栅网，利用这种结构来拦截泥浆中的石块、锚索等杂物，避免了石块堵塞排浆泵，保证了排浆泵的正常运转。
2、本实用新型在箱主体内设置卸料板组，且该卸料板组包括有纵向倾斜板和横向倾斜板；其中纵向倾斜板的坡面面向采石门，其底边抵靠在采石门下方的箱主体1侧壁上，其顶边抵靠在采石门对侧的箱主体侧壁上；横向倾斜板的坡面背向竖向隔板，其顶边抵靠在格栅网下方的竖向隔板上，其底边支撑在纵向倾斜板上；卸料板组中纵向倾斜板和横向倾斜板的共同作用，使石块、锚索等杂物可以直接沿着卸料板组聚集到采石门附近，降低了箱主体清理的难度，缩减了人工清理时间。
3、本实用新型中采石箱装置还包括有辅助通浆管，当箱主体需要清理时，只需要将泥浆管路切换到辅助通浆管路，就可以进行箱主体的清理工作，保证了清理工作与盾构机的正常掘进同时进行。
4、本实用新型中的采石箱装置结构简单，操作方便，具有完全的可操作性。
5、本实用新型中的采石箱装置解决了石块堵塞排浆泵、采石箱清理困难且在清理过程中影响盾构掘进的问题；同时，保证了设备的正常运转，提高了隧道掘进施工效率。
6、本实用新型中辅助通浆管在直管段长轴线位置处设有将直管段分隔成上、下腔体的水平隔板；该水平隔板将辅助通浆管中间分开，用于拦截大粒径杂物，避免了大粒径杂物石块堵塞排浆泵，保证了排浆泵的正常运转。
附图说明
图1是本实用新型采石箱装置正面结构示意图。
图2是本实用新型中箱主体设有排浆管一侧的结构示意图。
图3是本实用新型中箱主体设有进浆管一侧的结构示意图。
图4是图1中A-A剖面结构示意图。
图5是图1中E-E剖面结构示意图。
图6是本实用新型中箱主体及其两侧排浆管和进浆管的平面结构示意图。
图7是图5中B-B剖面结构示意图。
附图标记：1—箱主体、2—内循环排浆管、3—排浆控制阀、4—排浆管、5—辅助通浆管、5.1—弯管段、5.2—直管段、6—排浆孔、7—辅助排浆控制阀、8—辅助进浆控制阀、9—进浆管、10—进浆控制阀、11—采石门、12—吊耳、13—竖向隔板、14—连接件、15—泄压阀、16—压力传感器、17—横向倾斜板、18—格栅网、19—连接螺栓、20—纵向倾斜板、21—水平隔板。
具体实施方式
如图1-7所示，这种泥水平衡盾构机采石箱装置，用于解决排浆泵堵塞、箱主体1清理效率低的问题，并实现盾构不停机清渣,其包括有箱主体1、进浆管9、排浆管4和采石门11；其中，进浆管9和排浆管4分别连接在箱主体1的左右侧面上；所述进浆管9上、靠近箱主体1的部位上设有进浆控制阀10；所述排浆管4上、靠近箱主体1的部位上设有排浆控制阀3；所述采石门11设置在箱主体1的前侧面或者后侧面上；所述箱主体1为矩形立体结构；在箱主体1内的空腔中还设有竖向隔板13、格栅网18和卸料板组；
所述竖向隔板13沿纵向分隔箱主体1的内部，并将箱主体1分成左、右腔体；在竖向隔板13中部开设有排浆孔6；
所述格栅网18设置在竖向隔板13的排浆孔6处、位于迎水面一侧；所述格栅网18的尺寸与排浆孔6的尺寸相适应，且格栅网18的通过连接件14可拆卸连接在排浆孔6周边的竖向隔板13上；
所述卸料板组包括有纵向倾斜板20和横向倾斜板17；所述纵向倾斜板20的坡面面向采石门11，其底边抵靠在采石门11下方的箱主体1侧壁上，其顶边抵靠在采石门11对侧的箱主体1侧壁上；所述横向倾斜板17的坡面背向竖向隔板13，其顶边抵靠在格栅网18下方的竖向隔板13上，其底边支撑在纵向倾斜板20上；
所述采石箱装置还包括有辅助通浆管5；所述辅助通浆管5与进浆管9、排浆管4并联联通，辅助通浆管5的一端连接在进浆管9上、进浆控制阀10的外侧，辅助通浆管5的另一端连接在排浆管4上、排浆控制阀3的外侧；在辅助通浆管5的进浆端和出浆端分别设有辅助进浆控制阀8和辅助排浆控制阀7。
本实施例中，所述纵向倾斜板20的底边焊接连接于箱主体1内侧壁底部，并且其四条两侧边分别与箱主体1左侧板、后侧板、采石门11下方的箱主体1侧壁、竖向隔板13相连接，且其坡面面向采石门11的方向并与箱主体1底部呈10°的夹角。
当然在其他实施例中，所述纵向倾斜板20与箱主体1底部之间的夹角还可以根据纵向倾斜板20上允许堆积的残渣的量来调整。
本实施例中，所述横向倾斜板17呈直角梯形，其中横向倾斜板17中相互平行的两条直角边分别与箱主体1的前后侧面焊接连接，横向倾斜板17中另一条直角边与竖向隔板13焊接连接，横向倾斜板17中的斜边与纵向倾斜板20焊接连接；所述横向倾斜板17与竖向隔板13之间的夹角呈50°。
当然在其他实施例中，所述横向倾斜板17与竖向隔板13之间的夹角还可以根据设计浆液的流速来调整。
本实施例中，所述连接件14为螺栓或者螺钉。
本实施例中，所述采石箱装置的顶部安装有测试箱主体1内部压力的压力传感器16和泄压阀15；所述压力传感器16有一组，且间隔设置在箱主体1顶部。
本实施例中，所述采石箱装置顶部还设有用以吊装采石箱装置的吊耳12；所述吊耳12设有一组，且在箱主体1对称布置。
本实施例中，所述箱主体1设有排浆管4一侧的外侧面上还连接内循环排浆管2；所述内循环排浆管2设置在排浆管4的上方。
本实施例中，所述内循环排浆管2用于排出采石箱中的泥浆,并使泥浆在泥水仓与采石箱之间形成一个循环环流模式；所述内循环排浆管2的出口与P0泵（内循环泵）相连接，P0泵的出口直接连通盾构机内循环系统上的泥水仓进浆管，泥水仓再通过泥水仓出浆管等管路与采石箱连接，从而使泥水仓与采石箱之间形成环流通道简称 “内循环”，排浆管位于盾构掘进环流系统上，用于盾构机的掘进。
本实施例中，所述采石门11有两个、沿横向间隔布置，且其中一个采石门11与纵向倾斜板20对应设置；所述采石门11通过连接螺栓19与箱主体1连接。
本实施例中，所述排浆孔6在竖向隔板13开设有两个，且两个排浆孔6沿竖向间隔设置；所述排浆孔6沿水平向通长开设，排浆孔6的侧边与对应一侧竖向隔板13的侧边距离为10~20cm。
本实施例中，所述辅助通浆管5包括有设置在两端的弯管段5.1以及连接在两个弯管段5.1之间的直管段5.2；所述直管段5.2与其两侧的弯管段5.1之间均通过法兰连接，在直管段5.2长轴线位置处设有将直管段5.2分隔成上、下腔体的水平隔板21；所述辅助通浆管5中间用水平隔板21将其分开，用于拦截大粒径杂物。
本实施例中，所述水平隔板21为薄钢板或者铝合金薄板或者其他材质的薄板。
这种泥水平衡盾构机采石箱装置的施工方法，包括步骤如下。
步骤一：开启进浆控制阀10、排浆控制阀3，同时关闭辅助进浆控制阀8和辅助排浆控制阀7，使浆液从箱主体1中通过。
步骤二：待箱主体1中的压力传感器压力值比排浆泵吸口压力值大50kpa时，开启辅助进浆控制阀8和辅助排浆控制阀7。
步骤三：关闭进浆控制阀10和排浆控制阀3，使泥浆通过辅助通浆管5将泥浆运送到排浆泵。
步骤四：打开泄压阀15，待箱主体1内压力降低后，打开采石门11对箱主体1进行清理。
步骤五：采箱主体1清理完成后，关闭采石门11。
步骤六：重新开启进浆控制阀10、排浆控制阀3，同时关闭辅助进浆控制阀8和辅助排浆控制阀7；使浆液从箱主体1中通过，正常掘进施工。
步骤七：重复步骤二~步骤六的过程，直至盾构施工结束。
以上结合附图对本实用新型的原理和特征详细描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
Claims (7)
1.一种泥水平衡盾构机采石箱装置，包括有箱主体（1）、进浆管（9）、排浆管（4）和采石门（11）；其中，进浆管（9）和排浆管（4）分别连接在箱主体（1）的左右侧面上；所述进浆管（9）上、靠近箱主体（1）的部位上设有进浆控制阀（10）；所述排浆管（4）上、靠近箱主体（1）的部位上设有排浆控制阀（3）；所述采石门（11）设置在箱主体（1）的前侧面或者后侧面上；其特征在于：所述箱主体（1）为矩形立体结构；在箱主体（1）内的空腔中还设有竖向隔板（13）、格栅网（18）和卸料板组；
所述竖向隔板（13）沿纵向分隔箱主体（1）的内部，并将箱主体（1）分成左、右腔体；在竖向隔板（13）中部开设有排浆孔（6）；
所述格栅网（18）设置在竖向隔板（13）的排浆孔（6）处、位于迎水面一侧；所述格栅网（18）的尺寸与排浆孔（6）的尺寸相适应，且格栅网（18）的通过连接件（14）可拆卸连接在排浆孔（6）周边的竖向隔板（13）上；
所述卸料板组包括有纵向倾斜板（20）和横向倾斜板（17）；所述纵向倾斜板（20）的坡面面向采石门（11），其底边抵靠在采石门（11）下方的箱主体（1）侧壁上，其顶边抵靠在采石门（11）对侧的箱主体（1）侧壁上；所述横向倾斜板（17）的坡面背向竖向隔板（13），其顶边抵靠在格栅网（18）下方的竖向隔板（13）上，其底边支撑在纵向倾斜板（20）上；
所述采石箱装置还包括有辅助通浆管（5）；所述辅助通浆管（5）与进浆管（9）、排浆管（4）并联联通，辅助通浆管（5）的一端连接在进浆管（9）上、进浆控制阀（10）的外侧，辅助通浆管（5）的另一端连接在排浆管（4）上、排浆控制阀（3）的外侧；在辅助通浆管（5）的进浆端和出浆端分别设有辅助进浆控制阀（8）和辅助排浆控制阀（7）。
2.根据权利要求1所述的泥水平衡盾构机采石箱装置，其特征在于：所述采石箱装置的顶部安装有测试箱主体（1）内部压力的压力传感器（16）和泄压阀（15）；所述压力传感器（16）有一组，且间隔设置在箱主体（1）顶部。
3.根据权利要求2所述的泥水平衡盾构机采石箱装置，其特征在于：所述采石箱装置顶部还设有用以吊装采石箱装置的吊耳（12）；所述吊耳（12）设有一组，且在箱主体（1）对称布置。
4.根据权利要求2所述的泥水平衡盾构机采石箱装置，其特征在于：所述箱主体（1）设有排浆管（4）一侧的外侧面上还连接内循环排浆管（2）；所述内循环排浆管（2）设置在排浆管（4）的上方。
5.根据权利要求2所述的泥水平衡盾构机采石箱装置，其特征在于：所述采石门（11）有两个、沿横向间隔布置，且其中一个采石门（11）与纵向倾斜板（20）对应设置。
6.根据权利要求2所述的泥水平衡盾构机采石箱装置，其特征在于：所述排浆孔（6）在竖向隔板（13）开设有两个，且两个排浆孔（6）沿竖向间隔设置；所述排浆孔（6）沿水平向通长开设，排浆孔（6）的侧边与对应一侧竖向隔板（13）的侧边距离为10~20cm。
7.根据权利要求2所述的泥水平衡盾构机采石箱装置，其特征在于：所述辅助通浆管（5）包括有设置在两端的弯管段（5.1）以及连接在两个弯管段（5.1）之间的直管段（5.2）；所述直管段（5.2）与其两侧的弯管段（5.1）之间均通过法兰连接，在直管段（5.2）长轴线位置处设有将直管段（5.2）分隔成上、下腔体的水平隔板（21）。
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