CN217813489U - 用于富水地层盾构机防喷涌装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于富水地层盾构机防喷涌装置。所述防喷涌装置包括螺旋机本体，螺旋机本体位于皮带机的上方，所述螺旋机本体的出渣口底部设有排渣仓，所述排渣仓设有上闸门和下闸门，在排渣仓上闸门与螺旋机本体出渣口之间设有第一油脂注入口设置，在上闸门和下闸门之间设有第二油脂注入口，所述第一油脂注入口和第二油脂注入口分别通过防喷涌油脂注入管与注脂系统连接；在螺旋机本体的中下部设有带溢流阀的辅助排水口和污水排放管，所述污水排放管的出水端位于皮带机顶部平缓区域上方。本实用新型充分利用油脂的防水性和密封性，为盾构停机及特殊地层突发涌水提供安全保障，且可以改变渣土含水率，便于皮带携带输送。

Description

用于富水地层盾构机防喷涌装置

技术领域

本实用新型属于地下工程施工技术领域，具体是一种用于富水地层盾构机防喷涌装置，应对盾构施工期间涌水涌沙风险及停机保压。

背景技术

近年来，随着国内城市轨道交通的大发展，盾构法因其具有安全、高效和适应性广等优点，在轨道建设中得到广泛的应用。土压平衡盾构因其具有广泛的地层适应性和较强的破岩能力，越来越成为各类复合地层条件下进行盾构法施工的首选。但在富水地层中岩层裂隙较发育，盾构施工期间经常会出现涌水涌沙现象，具体包括盾构始发、接收期间洞门位置喷涌，导致端头出现沉降、严重时出现坍塌。针对盾构施工期间出现的涌水涌沙现象，涌水涌沙现象出现在盾构下穿地下水较为丰富的地段和长时间停机后，常规施工过程中通过向土仓内注入高分子吸水材料进行吸附，减少地下水含量，或注入惰性浆液进行渣土置换，上述两种施工方法在一定程度上存在施工工艺复杂和经济成本偏高的弊端。除此之外，在紧急情况下注入聚氨酯等止水材料，虽然短时间内可以止水，但是凝结后的聚氨酯材料对设备包裹力度较强，严重情况下出现设备抱死现象，导致长时间停机和大量人工清理作业。

除此之外，土压平衡盾构施工由于多种原因会导致输出的渣土较稀，渣土成流体状态，只要一开闸门流体状态的渣土会大量涌出，同时由于盾构施工隧道空间及盾构机设计等相关限制，输出的渣土落入的皮带有约10°～14°的倾角，大量涌出的含水量较高的渣土皮带无法全部运走，便会沿皮带边缘撒落入隧道，撒落入隧道的渣土清理时间较长，造成盾构施工的工期延长。

发明内容

为了更好的保证施工安全，本实用新型提出用于富水地层盾构机防喷涌装置，该装置设有防喷涌和辅助出渣系统，既可以针对喷涌现象对出渣口进行应急密封，避免事故进一步扩大而造成的不良影响，又可以避免含水量大的渣土涌入渣土皮带导致渣土皮带无法正常工作，而使渣土散落隧道的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于富水地层盾构机防喷涌装置，所述防喷涌装置包括螺旋机本体，螺旋机本体位于皮带机的上方，所述螺旋机本体的出渣口底部设有排渣仓，所述排渣仓设有上闸门和下闸门，其特征在于：在排渣仓上设有第一油脂注入口和第二油脂注入口，所述第一油脂注入口设置在排渣仓上闸门与螺旋机本体出渣口之间，所述第二油脂注入口设置在上闸门和下闸门之间，所述第一油脂注入口和第二油脂注入口分别通过防喷涌油脂注入管与注脂系统连接；在螺旋机本体的中下部设有带溢流阀的辅助排水口，所述辅助排水口连接有污水排放管，且污水排放管的出水端位于皮带机顶部平缓区域上方。

本实用新型较优的技术方案：所述注脂系统采用盾构机自带的盾尾油脂注入系统，具体包括空气压缩机、空气储存罐和气动油脂泵，所述气动油脂泵的出口管设有三通阀，并通过三通阀分别与盾尾油脂注入管和防喷涌油脂注入管连通，所述防喷涌油脂注入管通过多通阀连接多根油脂注入分管，并通过多根油脂注入分管分别与第一油脂注入口和第二油脂注入口连通，在每个油脂注入口处设有控制阀。

本实用新型较优的技术方案：在螺旋机本体临近排渣仓的位置设有泄压阀。

本实用新型较优的技术方案：所述辅助排水口为带有格栅的溢流排水口，并在辅助排水口前段安装有不同孔径的两道筛网，在两道筛网中间段增加疏通孔；在辅助排水口两道筛网之间的区域设有滤网积料盒和清洗管路接口。

本实用新型较优的技术方案：在污水排放管上设有集水箱和污水泵。

本实用新型较优的技术方案：所述第一油脂注入口至少设有两个，至少两个第一油脂注入口分散设置在排渣仓上。

本实用新型较优的技术方案：所述第二油脂注入口设有一个，并在第二油脂注入口的出口端设有漏网。

本实用新型较优的技术方案：所述排渣仓的顶部和底部两侧分别设有移动轨道，上闸门和下闸门对应设置在移动轨道内，分别通过油缸控制闭合的。

本实用新型较优的技术方案：所述油脂型号选择W90型，在盾构长时间停机及涌水涌沙期间注入。

本实用新型较优的技术方案：所述多通阀布置在临近螺旋机出渣口的位置，设置3～5路。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型在出渣仓的位置上设有油脂注入口，注脂口按照螺旋机喷涌规律及施工风险，分别布设在上闸门临近出渣口的一侧和两个闸门之间，并布置了对应的管路，在盾构停机状态和发生喷涌现象时可以直接启动并注入，充分发挥材料防水性能，同时较好的响应了应急处理的及时性，避免事故进一步扩大而造成的不良影响。

(2)本实用新型在螺旋机本体上设有辅助出水口，可以在螺旋机中的渣土含水率太高的情况下，通过盾构自身的压力，将螺旋机中多余的水通过辅助出水口溢出，从而降低渣土含水率，使渣土能够正常进入输送皮带进行排除。

(3)本实用新型的注脂系统采用盾构机自带的盾尾注脂系统，通过空气压缩系统为油脂注入系统及阀体疏通的动力源；在盾构停机及喷涌现象时进行注脂填充，形成密封，充分利用油脂的防水性、密封性，防止喷涌现场的发生，为盾构停机及特殊地层突发情况提供安全保障。

(4)本实用新型在第二油脂注入口设有漏网，所述漏网安装在油脂注入口前段的套筒内，增加油脂间作用力，漏网可以每次可以更换，在涌水涌沙风险较大的情况下，油脂通过网格外扩，但是漏网内外部油脂连接形成整体，增加堵漏效果。

(5)本实用新型的螺旋机本体设有泄压阀，用于涌水涌沙期间压力释放。

(6)本实用新型的辅助储水口安装带有格栅的溢流装置，并在溢流装置前段安装有不同孔径的两道筛网，为了避免筛网堵塞，在两道筛网中间段增加疏通孔，可以通过水或气清理，同时延伸管路至皮带机系统水平位置处，出现渣土较稀皮带机无法顺利携带状态时，通过溢流阀装置将泥浆外排，保证出渣的顺畅性和掘进的连续性；辅助排水口还设有污水排出管，并在管道上设计了集水箱和污水泵，若螺旋机内水分汇集在集水槽水位1/2～2/3时，自动启动污水泵将污水排放至皮带机水平段。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中A部放大示意图；

图3是图1中B部放大示意图；

图4是第二油脂注入口部位放大示意图；

图5是本实用新型在盾构机中的布设图；

图6是本实用新型的工作流程图。

图中：1—螺旋机本体，2—上闸门，3—下闸门，4—排渣仓，5—第一油脂注6—第二油脂注入口，7—防喷涌油脂注入管，8—注脂系统，800—空气压缩机，801—空气储存罐，802—气动油脂泵，9—辅助排水口，900—筛网，901—滤网积料盒，902—清洗管路接口，10—污水排放管，11—三通阀，12—盾尾油脂注入管，13—多路阀，14—油脂注入分管，15—泄压阀，16—集水箱，17—污水泵，18—漏网，19—皮带机，20—盾体，21—刀盘，22—盾尾。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。附图1至图5均为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本实用新型实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本实用新型的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例提供的一种用于富水地层盾构机防喷涌装置，如图1至图4所示，所述防喷涌装置包括螺旋机本体1，螺旋机本体1位于皮带机19的上方，所述螺旋机本体1的出渣口底部设有排渣仓4，所述排渣仓4设有上闸门2和下闸门3，所述排渣仓4的顶部和底部两侧分别设有移动轨道，上闸门2和下闸门3对应设置在移动轨道内，分别通过油缸控制闭合的。

实施例提供的一种用于富水地层盾构机防喷涌装置，如图1至图5所示，在排渣仓4上设有第一油脂注入口5和第二油脂注入口6，所述第一油脂注入口5设置在排渣仓4上闸门2与螺旋机本体1出渣口之间，所述第一油脂注入口5至少设有两个，分散设置在排渣仓4上。所述第二油脂注入口6设置在上闸门2和下闸门3之间，并在第二油脂注入口6的出口端设有漏网18。所述漏网安装在油脂注入口前段的套筒内，增加油脂间作用力，漏网可以每次可以更换，在涌水涌沙风险较大的情况下，油脂通过网格外扩，但是漏网内外部油脂连接形成整体，增加堵漏效果。所述第一油脂注入口5和第二油脂注入口6分别通过防喷涌油脂注入管7与注脂系统8连接；所述注脂系统8采用盾构机自带的盾尾油脂注入系统，具体包括空气压缩机800、空气储存罐801和气动油脂泵802，所述气动油脂泵802的出口管设有三通阀11，并通过三通阀11分别与盾尾油脂注入管12和防喷涌油脂注入管7连通，所述防喷涌油脂注入管7通过多通阀13连接多根油脂注入分管14，并通过多根油脂注入分管14分别与第一油脂注入口5和第二油脂注入口6连通，在每个油脂注入口6处设有控制阀。所述油脂型号选择W90型，在盾构长时间停机及涌水涌沙期间注入。所述多通阀13布置在临近螺旋机出渣口的位置，设置3～5路。

实施例提供的一种用于富水地层盾构机防喷涌装置，如图1至图4所示，在螺旋机本体1的中下部设有带溢流阀的辅助排水口9，所述辅助排水口9为带有格栅的溢流排水口，并在辅助排水口9前段安装有不同孔径的两道筛网900，在两道筛网中间段增加疏通孔；在辅助排水口9两道筛网900之间的区域设有滤网积料盒901和清洗管路接口902。所述辅助排水口9连接有污水排放管10，且污水排放管10的出水端位于皮带机19顶部平缓区域上方，在污水排放管10上设有集水箱16和污水泵17。在螺旋机本体1临近排渣仓4的位置设有泄压阀15。

本实用新型的工作过程如图6所示，在正常掘进状态下，渣土通过螺旋机出渣仓排出至皮带机19的斜坡端，然后通过皮带机19输送至平坡段，然后排出。当发生喷涌情况时，如果比较轻微，泥水涌入螺旋机内，在盾构机掘进压力下，多余的水可以通过辅助排水口9溢流至污水排放管10，然后收集到临时污水箱(即集水箱16)内，在集水箱16内设置液位传感器，集水箱16内的污水液位达到1/2-2/3时，便可自动控制污水泵17进行排水，将污水直接排放到皮带机19的平缓段，由于皮带机19的输送面为下凹面，一般不会溢出，可以顺着皮带机19流出至渣土斗，然后通过电瓶车输送出去。如果出现严重的喷涌情况，开启泄压阀可以进行一定的泄压，并将闸门关闭，同时气动螺旋机注脂系统，通过第一油脂注入口5和第二油脂注入口6朝向闸门处注入油脂，对闸门口进行充脂密封，充分利用油脂的防水性、密封性，防止喷涌现场的发生，为盾构停机及特殊地层突发情况提供安全保障。

以上所述，只是本实用新型的一个实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。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。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于富水地层盾构机防喷涌装置，所述防喷涌装置包括螺旋机本体(1)，螺旋机本体(1)位于皮带机(19)的上方，所述螺旋机本体(1)的出渣口底部设有排渣仓(4)，所述排渣仓(4)设有上闸门(2)和下闸门(3)，其特征在于：在排渣仓(4)上设有第一油脂注入口(5)和第二油脂注入口(6)，所述第一油脂注入口(5)设置在排渣仓(4)上闸门(2)与螺旋机本体(1)出渣口之间，所述第二油脂注入口(6)设置在上闸门(2)和下闸门(3)之间，所述第一油脂注入口(5)和第二油脂注入口(6)分别通过防喷涌油脂注入管(7)与注脂系统(8)连接；在螺旋机本体(1)的中下部设有带溢流阀的辅助排水口(9)，所述辅助排水口(9)连接有污水排放管(10)，且污水排放管(10)的出水端位于皮带机(19)顶部平缓区域上方。

2.根据权利要求1所述的一种用于富水地层盾构机防喷涌装置，其特征在于：所述注脂系统(8)采用盾构机自带的盾尾油脂注入系统，具体包括空气压缩机(800)、空气储存罐(801)和气动油脂泵(802)，所述气动油脂泵(802)的出口管设有三通阀(11)，并通过三通阀(11)分别与盾尾油脂注入管(12)和防喷涌油脂注入管(7)连通，所述防喷涌油脂注入管(7)通过多通阀(13)连接多根油脂注入分管(14)，并通过多根油脂注入分管(14)分别与第一油脂注入口(5)和第二油脂注入口(6)连通，在每个油脂注入口(6)处设有控制阀。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于富水地层盾构机防喷涌装置，其特征在于：在螺旋机本体(1)临近排渣仓(4)的位置设有泄压阀(15)。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于富水地层盾构机防喷涌装置，其特征在于：所述辅助排水口(9)为带有格栅的溢流排水口，并在辅助排水口(9)前段安装有不同孔径的两道筛网(900)，在两道筛网中间段增加疏通孔；在辅助排水口(9)两道筛网(900)之间的区域设有滤网积料盒(901)和清洗管路接口(902)。

5.根据权利要求1或2所述的一种用于富水地层盾构机防喷涌装置，其特征在于：在污水排放管(10)上设有集水箱(16)和污水泵(17)。

6.根据权利要求1或2所述的一种用于富水地层盾构机防喷涌装置，其特征在于：所述第一油脂注入口(5)至少设有两个，至少两个第一油脂注入口(5)分散设置在排渣仓(4)上。

7.根据权利要求1或2所述的一种用于富水地层盾构机防喷涌装置，其特征在于：所述第二油脂注入口(6)设有一个，并在第二油脂注入口(6)的出口端设有漏网(18)。

8.根据权利要求1或2所述的一种用于富水地层盾构机防喷涌装置，其特征在于：所述排渣仓(4)的顶部和底部两侧分别设有移动轨道，上闸门(2)和下闸门(3)对应设置在移动轨道内，分别通过油缸控制闭合的。

9.根据权利要求2所述的一种用于富水地层盾构机防喷涌装置，其特征在于：所述油脂型号选择W90型，在盾构长时间停机及涌水涌沙期间注入。

10.根据权利要求2所述的一种用于富水地层盾构机防喷涌装置，其特征在于：所述多通阀(13)布置在临近螺旋机出渣口的位置，设置3～5路。

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