CN216714390U - 一种出土改良防喷涌装置及防喷涌盾构螺旋机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种出土改良防喷涌装置及防喷涌盾构螺旋机，属于防喷涌技术领域。本实用新型的防喷涌装置，包括土仓、土仓出口闸门、隔板、搅拌机构和改良材料输送机构，土仓出口闸门设于土仓的下部，隔板和搅拌机构设于土仓内，改良材料输送机构包括粉体输送泵，粉体输送泵的进料口通过输送泵进料管与粉体料仓相连，粉体输送泵的出料口通过输送泵出料管与土仓的加料口相连接。本实用新型在螺旋机出土含水量大时通过粉体输送泵向土仓内加入改良材料，利用隔板和搅拌机构实现改良材料与泥浆的快速混合，吸收渣土泥浆中的水分，改善渣土的稠度状态，进而有效防止了螺旋机出料口的喷涌，具有结构简单、易于在螺旋机上安装和防喷涌效果突出等优点。

Description

一种出土改良防喷涌装置及防喷涌盾构螺旋机

技术领域

本实用新型涉及一种盾构设备，更具体地说，涉及一种出土改良防喷涌装置及防喷涌盾构螺旋机。

背景技术

随着国家城市化进程的不断推进，城市地铁建设进入快速发展的高潮期，地铁区间隧道主要采用盾构机进行挖掘施工，由于不同城市地质条件的区域性和复杂性特点，盾构法区间隧道的实际施工过程中也出现较多施工问题，盾构卡机、刀具非正常磨损、刀盘结泥饼、螺旋机喷涌、皮带机渣土倒流等均直接影响盾构隧道的正常施工。

螺旋机喷涌是盾构施工中出现频率较高的施工问题，其发生的主要原因在于土仓中的渣土未达到较好的稠度状态，渣土止水性较差，而土仓中涌入的地下水较多，便通过螺旋机向出土口喷涌，影响盾构机内正常操作施工，严重时可能会造成掘进面失稳和盾构机内部及隧道被淹的施工风险。

螺旋机喷涌的常规解决方法是进行渣土改良，在现有技术中，通常采用膨润土来改善渣土的稠度状态和止水性，即在渣土进入螺旋机时对渣土进行改良。而在实际施工过程中，并不能保证完全解决喷涌问题，当螺旋机进料口渣土改良效果不佳时，进入螺旋机内的渣土含水量大，此时仍然会出现喷涌的问题。针对螺旋机出料口的喷涌问题，目前常见的设计是在螺旋机出料口处设置两道或三道闸门，在闸门之间形成空腔，通过闸门的开闭控制来防止喷涌，并对出料口处的渣土进行稠度改善，如中国专利号ZL201420834450.6公开的“防喷涌螺旋机”，其在螺旋输送机的出料口处设置矩形土仓，在矩形土仓的上下分别设置进口闸门和出口闸门，并在矩形土仓上设置有排水管，通过排水管将土仓内的水抽走，防止发生喷涌。但这种方式抽出的水中还含有大量泥浆，依然需要对泥浆进行处理，增加了渣土处理步骤。

发明内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于解决现有盾构螺旋机的渣土出料口所存在的喷涌问题，提供一种出土改良防喷涌装置及防喷涌盾构螺旋机，采用本实用新型的技术方案，在螺旋机的出料闸门下方设置土仓，在土仓能设有隔板和搅拌机构，在螺旋机出土含水量大时通过粉体输送泵向土仓内加入改良材料，吸收渣土中的水分，改善渣土的稠度状态，进而有效防止了螺旋机出料口的喷涌，且该出土改良防喷涌装置具有结构简单、易于在螺旋机上安装和防喷涌效果突出等优点。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种出土改良防喷涌装置，包括土仓、土仓出口闸门、隔板、搅拌机构和改良材料输送机构，所述的土仓上下贯通，所述的土仓出口闸门设于土仓的下部，所述的隔板和搅拌机构设于土仓内，且隔板位于搅拌机构的下方，所述的土仓侧壁上设有位于隔板上方的加料口，所述的改良材料输送机构包括粉体输送泵，所述的粉体输送泵的进料口通过输送泵进料管与粉体料仓相连，所述的粉体输送泵的出料口通过输送泵出料管与土仓的加料口相连接。

更进一步地，所述的隔板在土仓内交错设有至少两块，且每块隔板的上方均具有搅拌机构。

更进一步地，所述的隔板朝土仓的上部开口方向倾斜设置。

更进一步地，所述的改良材料输送机构向土仓内输送的改良材料为石灰粉。

更进一步地，所述的加料口为条形结构，所述的输送泵出料管为向加料口方向开口逐渐增大的扇形管。

更进一步地，所述的改良材料输送机构设有两组，且两组改良材料输送机构在土仓上相对设置。

更进一步地，所述的粉体输送泵上还设有用于与螺旋机相连接的抱箍。

本实用新型的一种防喷涌盾构螺旋机，包括套筒、螺旋叶片和驱动机构，所述的螺旋叶片设于套筒内，并与驱动机构传动连接，所述的套筒上设有出料口，所述的出料口处设有出料闸门，还包括上述的出土改良防喷涌装置，所述的出土改良防喷涌装置的土仓上部与出料闸门的外框固定连接。

更进一步地，所述的出土改良防喷涌装置的粉体输送泵通过抱箍固定在螺旋机上。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种出土改良防喷涌装置及防喷涌盾构螺旋机，其包括土仓、土仓出口闸门、隔板、搅拌机构和改良材料输送机构，土仓设置在螺旋机的出料闸门下方，在螺旋机出土含水量大时通过粉体输送泵向土仓内加入改良材料，利用隔板和搅拌机构实现改良材料与泥浆的快速混合，吸收渣土泥浆中的水分，改善渣土的稠度状态，进而有效防止了螺旋机出料口的喷涌，且该出土改良防喷涌装置具有结构简单、易于在螺旋机上安装和防喷涌效果突出等优点；

(2)本实用新型的一种出土改良防喷涌装置，其隔板在土仓内交错设有至少两块，且每块隔板的上方均具有搅拌机构，利用隔板能够延长渣土流动路径，使渣土在土仓内具有足够的停留时间，保证了改良材料与渣土充分混合，改善螺旋机出土稠度；

(3)本实用新型的一种出土改良防喷涌装置，其改良材料输送机构向土仓内输送的改良材料为石灰粉，石灰粉吸水快速，能够快速改善渣土的稠度，防喷涌效果更好；

(4)本实用新型的一种出土改良防喷涌装置，其加料口为条形结构，输送泵出料管为向加料口方向开口逐渐增大的扇形管，利用扇形管使改良材料能够均匀进入土仓，便于与泥浆快速混合；

(5)本实用新型的一种出土改良防喷涌装置，其改良材料输送机构设有两组，且两组改良材料输送机构在土仓上相对设置，采用两组改良材料输送机构，通过控制两组改良材料输送机构的工作状态，能够控制改良材料的加入量，便于与出土速度相匹配；

(6)本实用新型的一种出土改良防喷涌装置，其粉体输送泵上还设有用于与螺旋机相连接的抱箍，便于防喷涌装置在螺旋机上进行安装固定。

附图说明

图1为本实用新型的一种出土改良防喷涌装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型的一种出土改良防喷涌装置的剖视结构示意图；

图3为本实用新型的一种防喷涌盾构螺旋机的透视结构示意图；

图4为本实用新型的一种防喷涌盾构螺旋机的剖视结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、土仓；1-1、加料口；2、土仓出口闸门；3、隔板；4、搅拌机构；5、改良材料输送机构；5-1、粉体输送泵；5-2、输送泵进料管；5-3、输送泵出料管；5-4、抱箍；6、套筒；6-1、出料口；7、螺旋叶片；8、出料闸门。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

[实施例]

结合图1和图2所示，本实施例的一种出土改良防喷涌装置，包括土仓1、土仓出口闸门2、隔板3、搅拌机构4和改良材料输送机构5，土仓1上下贯通，且土仓1呈矩形结构，其上部开口与螺旋机的出料口尺寸和形状相适配，土仓出口闸门2设于土仓1的下部，隔板3和搅拌机构4设于土仓1内，且隔板3位于搅拌机构4的下方，隔板3用于降低进入土仓1内的渣土的流动速度，搅拌机构4用于实现渣土与改良材料的搅拌，土仓1侧壁上设有位于隔板3上方的加料口1-1，改良材料输送机构5包括粉体输送泵5-1，粉体输送泵5-1的进料口通过输送泵进料管5-2与粉体料仓相连，粉体输送泵5-1的出料口通过输送泵出料管5-3与土仓1的加料口1-1相连接，粉体输送泵5-1将改良材料从粉体料仓内抽出，并通过输送泵出料管5-3输送至土仓1内，实现向土仓1内投加改良材料并混合的作用。使用时，将上述的出土改良防喷涌装置安装于螺旋机的出料口处，在螺旋机内渣土含水量过大时，粉体输送泵5-1相土仓1内掺入改良材料，搅拌机构4实现改良材料与渣土的混合，吸收渣土泥浆中的水分，改善渣土的稠度状态，进而有效防止了螺旋机出料口的喷涌，且该出土改良防喷涌装置具有结构简单、易于在螺旋机上安装和防喷涌效果突出等优点。

如图2所示，在本实施例中，隔板3在土仓1内交错设有至少两块，且每块隔板3的上方均具有搅拌机构4，利用交错的隔板3能够延长渣土流动路径，使渣土在土仓1内具有足够的停留时间，保证了改良材料与渣土充分混合，改善螺旋机出土稠度。附图中仅示出了搅拌机构4中位于土仓1内部的搅拌部分，搅拌部分包括搅拌轴和设于搅拌轴上的搅拌叶片，搅拌轴由位于土仓1外部的驱动部分进行驱动，驱动部分由电机和传动机构组成，电机通过传动机构带动各个搅拌轴旋转运动。传动机构优选采用皮带机构，每根搅拌轴伸出土仓1的一端均设有皮带轮，各个皮带轮用过皮带传动，皮带机构具有过载性能好等优点，能够优选防止电机损坏。另外，优选地，隔板3朝土仓1的上部开口方向倾斜设置，使隔板3能够偏向于对应的加料口1-1，这样能够更好地使渣土与改良材料混合。

在本实施例中，改良材料输送机构5向土仓1内输送的改良材料优选为石灰粉，石灰粉吸水快速，能够快速改善渣土的稠度，防喷涌效果更好。上述的加料口1-1为条形结构，输送泵出料管5-3为向加料口1-1方向开口逐渐增大的扇形管，利用扇形管使改良材料能够均匀进入土仓，便于与泥浆快速混合。另外，如图1和图2所示，上述的改良材料输送机构5优选设有两组，且两组改良材料输送机构5在土仓1上相对设置，采用两组改良材料输送机构5，通过分别控制两组改良材料输送机构5的工作状态，能够控制改良材料的加入量，便于与出土速度相匹配，保证了渣土改良后的稠度和流动状态。

为了方便出土改良防喷涌装置在盾构螺旋机上的安装，在粉体输送泵5-1上还设有用于与螺旋机相连接的抱箍5-4，抱箍5-4能够抱紧固定在螺旋机的筒体上，方便防喷涌装置在螺旋机上进行安装固定。

如图3和图4所示，本实施例还涉及一种防喷涌盾构螺旋机，包括套筒6、螺旋叶片7和驱动机构，螺旋叶片7设于套筒6内，并与驱动机构传动连接，由驱动机构带动螺旋叶片7旋转实现渣土的输送，在套筒6上设有出料口6-1，出料口6-1处设有出料闸门8，上述的出土改良防喷涌装置的土仓1上部与出料闸门8的外框固定连接。出土改良防喷涌装置的粉体输送泵5-1通过抱箍5-4固定在螺旋机上。上述的出料闸门8和土仓出口闸门2的结构和原理与现有技术类似，其开闭动作可采用手动控制，也可以采用液压或气压控制。土仓1上部具有法兰结构，其与出料闸门8的外框之间通过螺栓固定连接。上述的粉体输送泵5-1也为现有产品，将其通过抱箍5-4固定在螺旋机上即可。

本实施例的一种防喷涌盾构螺旋机，其各个动作执行机构均由控制系统控制，工作时，控制系统根据采集到的含水量信息对螺旋机和出土改良防喷涌装置进行动作控制。在正常出土状态下，出料闸门8和土仓出口闸门2均打开，同时搅拌机构4工作，使渣土能够快速经过土仓1排出；当螺旋机内的含水量过大时，通过出料闸门8和土仓出口闸门2的开度控制出料口6-1的泥浆流动速度，同时搅拌机构4和改良材料输送机构5工作，此时搅拌机构4反向转动进行搅拌，粉体输送泵5-1将石灰粉加入至土仓1中，利用搅拌机构4将石灰粉与泥浆快速混合，吸收泥浆中的水分，改善渣土的稠度状态。并且，根据螺旋机内的含水量，对改良材料输送机构5的工作状态、粉体输送泵5-1的转速等进行控制，使掺入的石灰粉与渣土含水量相匹配，保证了渣土的出料流动性。

本实用新型的一种出土改良防喷涌装置及防喷涌盾构螺旋机，在螺旋机的出料闸门下方设置土仓，在土仓能设有隔板和搅拌机构，在螺旋机出土含水量大时通过粉体输送泵向土仓内加入改良材料，吸收渣土中的水分，改善渣土的稠度状态，进而有效防止了螺旋机出料口的喷涌，且该出土改良防喷涌装置具有结构简单、易于在螺旋机上安装和防喷涌效果突出等优点。

以上示意性地对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种出土改良防喷涌装置，其特征在于：包括土仓(1)、土仓出口闸门(2)、隔板(3)、搅拌机构(4)和改良材料输送机构(5)，所述的土仓(1)上下贯通，所述的土仓出口闸门(2)设于土仓(1)的下部，所述的隔板(3)和搅拌机构(4)设于土仓(1)内，且隔板(3)位于搅拌机构(4)的下方，所述的土仓(1)侧壁上设有位于隔板(3)上方的加料口(1-1)，所述的改良材料输送机构(5)包括粉体输送泵(5-1)，所述的粉体输送泵(5-1)的进料口通过输送泵进料管(5-2)与粉体料仓相连，所述的粉体输送泵(5-1)的出料口通过输送泵出料管(5-3)与土仓(1)的加料口(1-1)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种出土改良防喷涌装置，其特征在于：所述的隔板(3)在土仓(1)内交错设有至少两块，且每块隔板(3)的上方均具有搅拌机构(4)。

3.根据权利要求2所述的一种出土改良防喷涌装置，其特征在于：所述的隔板(3)朝土仓(1)的上部开口方向倾斜设置。

4.根据权利要求1所述的一种出土改良防喷涌装置，其特征在于：所述的改良材料输送机构(5)向土仓(1)内输送的改良材料为石灰粉。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种出土改良防喷涌装置，其特征在于：所述的加料口(1-1)为条形结构，所述的输送泵出料管(5-3)为向加料口(1-1)方向开口逐渐增大的扇形管。

6.根据权利要求5所述的一种出土改良防喷涌装置，其特征在于：所述的改良材料输送机构(5)设有两组，且两组改良材料输送机构(5)在土仓(1)上相对设置。

7.根据权利要求6所述的一种出土改良防喷涌装置，其特征在于：所述的粉体输送泵(5-1)上还设有用于与螺旋机相连接的抱箍(5-4)。

8.一种防喷涌盾构螺旋机，包括套筒(6)、螺旋叶片(7)和驱动机构，所述的螺旋叶片(7)设于套筒(6)内，并与驱动机构传动连接，所述的套筒(6)上设有出料口(6-1)，所述的出料口(6-1)处设有出料闸门(8)，其特征在于：还包括权利要求1至7任意一项所述的出土改良防喷涌装置，所述的出土改良防喷涌装置的土仓(1)上部与出料闸门(8)的外框固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种防喷涌盾构螺旋机，其特征在于：所述的出土改良防喷涌装置的粉体输送泵(5-1)通过抱箍(5-4)固定在螺旋机上。

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