CN217001857U - 一种土压泥水双模盾构的冲刷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土压泥水双模盾构的冲刷系统，属于盾构机技术领域，解决了现有技术中土压平衡盾构机中心冲刷效果不好以及影响施工效率的问题。本实用新型包括供气管路、供液管路、泡沫发生器和冲刷管路，供气管路和供液管路分别与泡沫发生器的进气口和进液口连通，泡沫发生器的出口与冲刷管路连通，所述冲刷管路上设置有三通球阀，所述三通球阀的两个出液口分别连接有中心冲刷喷头和面板冲刷管路，所述面板冲刷管路连接有刀盘泡沫喷头，所述中心冲刷喷头位于盾构机的隔板上且喷口指向刀盘中心，所述刀盘泡沫喷头位于盾构机的刀盘面板上。本实用新型实现了刀盘面板冲刷和刀盘中心在线冲刷两种模式，并可快速切换，提高了掘进效率。

Description

一种土压泥水双模盾构的冲刷系统

技术领域

本实用新型属于盾构机技术领域，具体涉及一种土压泥水双模盾构的冲刷系统。

背景技术

盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。

在盾构隧道施工过程中，由于黏性土、粉质粘土、砂砾层、圆砾等渣土易在土仓下部积仓，还容易结成泥饼，导致盾构刀盘扭矩增大，盾构掘进速度慢，严重时还会导致盾构长时间停机，给工程施工带来极大的损失，影响工程施工的工期。

现阶段土压平衡盾构机中心冲刷方式为：外循环水经增压泵加压后，增压水经中心回转体喷射至刀盘背部，实现中心冲刷的功能。但是中心回转体接口大小有限，流经中心回转体的液体能量受限，实际刀盘中心冲刷效果一般。

现阶段市面上泥水平衡盾构机，中心冲刷实现方式为浆液通过增压泵，经中心回转体上的泡沫或膨润土通道直接作用于刀盘背部，实现刀盘中心冲刷。但是中心回转体接口大小有限，流经中心回转体的液体能量受限，实际刀盘中心冲刷效果一般，并且没有刀盘刀具全轨迹冲刷功能。

实用新型内容

针对现有技术中土压泥水双模式盾构机中心冲刷效果不好以及刀盘刀具全轨迹冲刷功能缺失，影响施工效率的问题，本实用新型提供一种土压泥水双模盾构的冲刷系统，其目的在于：在土压和泥水模式下增强刀盘中心和刀具全轨迹的冲刷效果，降低盾构机在掘进过程中出现刀盘中心结泥饼和刀具结泥饼的概率，提高掘进生产效率。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种土压泥水双模盾构的冲刷系统，包括进浆管路、排浆管路和分流管，所述进浆管路和排浆管路上均设置有分流口，所述分流管的两端通过所述分流口与进浆管路和排浆管路连通，所述分流管连接有冲刷管路，所述冲刷管路连接有泡沫系统，所述冲刷管路上设置有数个三通球阀，每个三通球阀的出液口分别连接有中心冲刷管路和面板冲刷管路。

采用该技术方案后，土压模式下，泡沫混合液(水)经加压后，通过中心冲刷管路直接作用于刀盘中心，实现刀盘中心冲刷功能；或者通过面板冲刷管路，直接作用于刀盘面板泡沫喷口，实现开挖仓渣土改良，最终降低刀盘扭矩。泥水模式下，进浆管路的浆液通过中心冲刷管路直接作用于刀盘中心，实现刀盘中心冲刷功能；或者浆液不经过中心回转体，经冲刷泵将排浆管的浆液加压，最终通过备用管路直接作用于刀盘中心，实现刀盘中心大流量冲刷，降低刀盘中心结泥饼概率；或者将进浆管的浆液加压，最终通过面板冲刷管路直接作用于刀盘刀具，在刀盘旋转的过程中，实现刀盘刀具全轨迹冲刷效果，降低刀盘结泥饼的概率。

优选的，所述面板冲刷管路上设置有刀盘泡沫喷头，所述刀盘泡沫喷头位于盾构机的刀盘面板上，所述中心冲刷管路上设置有中心冲刷喷头，所述中心冲刷喷头位于盾构机的隔板上且喷口指向刀盘中心。

优选的，所述隔板上设置有数个通道，中心冲刷喷头的数量与通道的数量相同，所述中心冲刷喷头固定于通道中。

采用该优选方案后，在中心回转体结构不变化的情况下，实现了对刀盘中心实时冲刷功能，并且设置多个中心冲刷喷头，可以提高中心冲刷的效果。

优选的，所述通道的数量为四个，且沿隔板的中心均匀分布。

优选的，所述三通球阀为电动三通球阀。

采用该优选方案后，可以通过电控的方法切换三通球阀的工作位，实现中心冲刷和刀盘面板冲刷模式的切换，方便快捷，不需要停机，提高掘进效率。

优选的，还包括中心回转体，所述中心回转体连接有旋转接头，所述旋转接头上设置有数个泡沫通道出口，所述泡沫通道出口与三通球阀通过管路连通。

优选的，所述冲刷管路上设置有冲刷泵、流量计、压力传感器和液动球阀，所述冲刷泵连接有水循环系统。

采用该优选方案后，可以将水循环系统中的水再次利用起来作为中心冲刷用水，节约水资源，通过流量计、压力传感器可以对冲刷管路的工作状态进行监控。

优选的，所述分流管的两端设置有气动球阀，且分流管靠近排浆管路一侧设置有过滤器。

采用该优选方案后，可以将排浆管路中的浆液作为冲刷液体来源，由于排浆管路中含有大颗粒的杂质，通过过滤器可以防止大颗粒杂质进入冲刷管路中，避免管路堵塞及冲刷泵损坏。如果仅将进浆管路中的液体作为冲刷来源，会导致进浆管路中的压力变低，流量变小，将排浆管路中的浆液作为冲刷液体来源不会影响进浆管路中的压力，增大冲刷力。

优选的，所述冲刷管路连接有两条备用管路，所述备用管路上设置有冲刷喷头。

采用该优选方案后，当冲刷中心冲刷管路和面板冲刷管路出现故障时，可以启用备用管路进行刀盘刀具的冲刷。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.土压模式下，泡沫混合液(水)经加压后，通过中心冲刷管路直接作用于刀盘中心，实现刀盘中心冲刷功能；或者通过面板冲刷管路，直接作用于刀盘面板泡沫喷口，实现开挖仓渣土改良，最终降低刀盘扭矩。泥水模式下，进浆管路的浆液通过中心冲刷管路直接作用于刀盘中心，实现刀盘中心冲刷功能；或者浆液不经过中心回转体，经冲刷泵将排浆管的浆液加压，通过备用管路直接作用于刀盘中心，实现刀盘中心大流量冲刷，降低刀盘中心结泥饼概率；或者将进浆管的浆液加压，最终面板冲刷管路直接作用于刀盘刀具，在刀盘旋转的过程中，实现刀盘刀具全轨迹冲刷效果，降低刀盘结泥饼的概率。

2.本实用新型在中心回转体结构不变化的情况下，实现了对刀盘中心实时冲刷功能，并且设置多个中心冲刷喷头，可以提高中心冲刷的效果。

3.三通球阀为电动三通球阀，可以通过电控的方法切换三通球阀的工作位，实现中心冲刷和刀盘面板冲刷模式的切换，方便快捷，不需要停机，提高掘进效率。

4.本实用新型可以将水循环系统中的水再次利用起来作为中心冲刷用水，节约水资源，通过流量计、压力传感器可以对冲刷管路的工作状态进行监控。

5.降低了刀盘刀具磨损的概率；

6.泥水模式下，通过对刀盘中心实施大流量冲刷，解决了刀盘中心易结泥饼的问题。

7.泥水模式下，通过对刀具实施全轨迹冲刷，解决了糊刀的问题，降低了刀盘刀具磨损的概率。

8.当冲刷中心冲刷管路和面板冲刷管路出现故障时，可以启用备用管路进行刀盘刀具的冲刷。

9.可以将排浆管路中的浆液作为冲刷液体来源，由于排浆管路中含有大颗粒的杂质，通过过滤器可以防止大颗粒杂质进入冲刷管路中，避免管路堵塞及冲刷泵损坏。如果仅将进浆管路中的液体作为冲刷来源，会导致进浆管路中的压力变低，流量变小，将排浆管路中的浆液作为冲刷液体来源不会影响进浆管路中的压力，增大冲刷力。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型的原理图；

图2是冲刷管路的结构示意图。

1-中心回转体，2-旋转接头，3-隔板，4-泡沫通道出口，5-三通球阀，6-面板冲刷管路，7-通道，8-中心冲刷喷头，9-刀盘，10-刀盘泡沫喷头,11-进浆泵，12-排浆泵，13-冲刷泵，14-过滤器，15-气动球阀，16-液动球阀。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面结合图1-2对本实用新型作详细说明。

一种土压泥水双模盾构的冲刷系统，如图1所示，包括进浆管路、排浆管路和分流管。进浆管路上设置有进浆泵11，所述进浆泵11连接有水循环系统。排浆管路上设置有排浆泵12，所述排浆泵12连接有水循坏系统。所述进浆管路和排浆管路上均设置有分流口，所述分流管的两端通过所述分流口与进浆管路和排浆管路连通，所述分流管连接有冲刷管路，所述冲刷管路连接有泡沫系统，所述冲刷管路上设置有数个三通球阀5，每个三通球阀5的出液口分别连接有中心冲刷管路和面板冲刷管路。

所述面板冲刷管路6上设置有刀盘泡沫喷头10，所述刀盘泡沫喷头10位于盾构机的刀盘面板上，所述中心冲刷管路上设置有中心冲刷喷头8，所述中心冲刷喷头8位于盾构机的隔板3上且喷口指向刀盘中心。

如图2所示，所述隔板3上设置有数个通道7，中心冲刷喷头8的数量与通道7的数量相同，所述中心冲刷喷头8固定于通道7中。本实施例中，所述通道7的数量为四个，且沿隔板3的中心均匀分布。

所述通道7的数量为四个，且沿隔板3的中心均匀分布。

所述冲刷管路上设置有冲刷泵、流量计和压力传感器，所述冲刷泵连接有水循环系统。

本实施例中，所述三通球阀5为电动三通球阀，可通过电控方式切换三通球阀的工作位。

本实用新型还包括中心回转体1，所述中心回转体1连接有旋转接头2，冲刷管路穿过中心回转体1与旋转接头2连通，所述旋转接头2上设置有数个泡沫通道出口4，所述泡沫通道出口4通过六条管路分别与四个三通球阀5连接，四个三通球阀5分别与中心冲刷喷头8和面板冲刷管路6连接。

所述冲刷管路上设置有冲刷泵13、流量计、压力传感器和液动球阀16，所述冲刷泵13连接有水循环系统。

所述分流管的两端设置有气动球阀15，且分流管靠近排浆管路一侧设置有过滤器14，过滤器用于对排浆管路中的液体进行过滤。

所述冲刷管路连接有两条备用管路，所述备用管路不经过中心回转体，直接通向刀盘，备用管路上设置有冲刷喷头，用于对刀盘刀具进行冲刷。

本实用新型的有以下两种工作模式：

土压模式下，具体表现为以下两种情况：

1、中心回转体泡沫通道出口介质流向：泡沫系统制备的泡沫混合液(水)经泡沫泵加压后，经中心回转体，通过三通球阀某一工作位，连接中心冲刷管路，直接作用于刀盘中心，实现刀盘中心冲刷功能；

2、中心回转体泡沫通道出口介质流向：泡沫系统制备的泡沫混合液(水)经泡沫泵加压后，经中心回转体，通过三通球阀另一种工作位，连接刀盘面板冲刷管路，直接作用于刀盘面板泡沫喷口，实现开挖仓渣土改良，最终降低刀盘扭矩。

泥水模式下，具体表现为:

1、通过中心回转体实现刀盘冲刷：中心回转体泡沫通道出口介质流向：进浆泵泵送的浆液经冲刷泵增压后，经中心回转体，通过三通球阀某一工作位连接中心冲刷管路，直接作用于刀盘中心，实现刀盘中心冲刷功能；

2、浆液不经过中心回转体，实现大流量冲刷：打开引流管靠近排浆管路一侧的阀门，从排浆管路引流，冲刷泵将排浆管路的浆液加压，通过备用管路最终直接作用于刀盘中心，实现刀盘中心大流量冲刷，降低刀盘中心结泥饼概率。

3、刀具全轨迹冲刷：冲刷泵将进浆管的浆液加压，经过三通球阀某一工作位与面板冲刷管路连通，最终直接作用于刀盘刀具，在刀盘旋转的过程中，实现刀盘刀具全轨迹冲刷效果，降低刀盘结泥饼的概率。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种土压泥水双模盾构的冲刷系统，其特征在于：包括进浆管路、排浆管路和分流管，所述进浆管路和排浆管路上均设置有分流口，所述分流管的两端通过所述分流口与进浆管路和排浆管路连通，所述分流管连接有冲刷管路，所述冲刷管路连接有泡沫系统，所述冲刷管路上设置有数个三通球阀(5)，每个三通球阀(5)的出液口分别连接有中心冲刷管路和面板冲刷管路。

2.根据权利要求1所述的一种土压泥水双模盾构的冲刷系统，其特征在于：所述面板冲刷管路(6)上设置有刀盘泡沫喷头(10)，所述刀盘泡沫喷头(10)位于盾构机的刀盘面板上，所述中心冲刷管路上设置有中心冲刷喷头(8)，所述中心冲刷喷头(8)位于盾构机的隔板(3)上且喷口指向刀盘中心。

3.根据权利要求2所述的一种土压泥水双模盾构的冲刷系统，其特征在于：所述隔板(3)上设置有数个通道(7)，中心冲刷喷头(8)的数量与通道(7)的数量相同，所述中心冲刷喷头(8)固定于通道(7)中。

4.根据权利要求3所述的一种土压泥水双模盾构的冲刷系统，其特征在于：所述通道(7)的数量为四个，且沿隔板(3)的中心均匀分布。

5.根据权利要求1所述的一种土压泥水双模盾构的冲刷系统，其特征在于：所述三通球阀(5)为电动三通球阀。

6.根据权利要求1所述的一种土压泥水双模盾构的冲刷系统，其特征在于：还包括中心回转体(1)，所述中心回转体(1)连接有旋转接头(2)，所述旋转接头(2)上设置有数个泡沫通道出口(4)，所述泡沫通道出口(4)与三通球阀(5)通过管路连通。

7.根据权利要求1所述的一种土压泥水双模盾构的冲刷系统，其特征在于：所述冲刷管路上设置有冲刷泵(13)、流量计、压力传感器和液动球阀(16)，所述冲刷泵(13)连接有水循环系统。

8.根据权利要求1所述的一种土压泥水双模盾构的冲刷系统，其特征在于：所述分流管的两端设置有气动球阀(15)，且分流管靠近排浆管路一侧设置有过滤器(14)。

9.根据权利要求1所述的一种土压泥水双模盾构的冲刷系统，其特征在于：所述冲刷管路连接有两条备用管路，所述备用管路上设置有冲刷喷头。

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