CN217897878U - 一种盾构机用渣石处理装置及盾构机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及盾构设备技术领域，尤其涉及一种盾构机用渣石处理装置及盾构机，该渣石处理装置包括：排渣系统和渣石破碎系统，排渣系统包括螺旋排渣机构和环流排渣机构，螺旋排渣机构用以盾构机体的螺旋出渣，环流排渣机构用以盾构机体的环流排渣；所述渣石破碎系统包括：与所述螺旋排渣机构连接的第一破碎处理单元，以及，与所述环流排渣机构连接的第二破碎处理单元；所述第一破碎处理单元用以螺旋排渣机构所排出渣石的破碎；所述第二破碎处理单元用以经环流排渣机构流出的渣石的破碎；实现了盾构机的多工作模式及渣石破碎处理。

Description

一种盾构机用渣石处理装置及盾构机

技术领域

本申请涉及盾构设备技术领域，特别是涉及一种盾构机用渣石处理装置及盾构机。

背景技术

目前，盾构法因具备安全、环保、高效等施工优势，而被较广的应用于地下隧道建设项目中，但随着规划拟隧道线路穿越的地层越趋复杂多变，隧道建设对施工装备也提出了新的要求与挑战。传统的土压平衡盾构大多采用轴式螺旋输送机排渣，其通过粒径有限，在富水大粒径砾石地层中施工时，常伴随有开挖仓集渣、落渣口喷涌等情况发生，影响施工效率及施工安全；同时为应对圆砾、卵石地层，大多采用仓外滚齿破碎机对渣石进行破碎处理，然而大粒径鹅砾石、卵石等增加了破碎装置负荷，易致使破碎装置损坏，难以适应复杂地质工况以及较大粒径渣石的破除。

因此，研究一种新型的盾构机用渣石处理装置及盾构机成为了本领域技术人员研究的重点。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种盾构机用渣石处理装置，以实现盾构机的多工作模式及渣石破碎处理。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种盾构机用渣石处理装置，包括：排渣系统和渣石破碎系统，

排渣系统包括螺旋排渣机构和环流排渣机构，螺旋排渣机构用以盾构机体的螺旋出渣，环流排渣机构用以盾构机体的环流排渣；

所述渣石破碎系统包括：与所述螺旋排渣机构连接的第一破碎处理单元，以及，与所述环流排渣机构连接的第二破碎处理单元；所述第一破碎处理单元用以螺旋排渣机构所排出渣石的破碎；所述第二破碎处理单元用以经环流排渣机构流出的渣石的破碎。

进一步地，所述螺旋排渣机构与环流排渣机构连通；第一破碎处理单元设置于螺旋排渣机构与环流排渣机构之间；螺旋排渣机构排排出的渣石经第一破碎处理单元破碎后再经环流排渣机构处理排出。

进一步地，所述螺旋排渣机构包括螺旋机，螺旋机的进料端设置于盾构机体的开挖仓；螺旋机的出料端连接于第一破碎处理单元的进渣口。

进一步地，所述环流排渣机构包括进浆管、进浆泵、排浆管和排浆泵；

所述进浆管一端与盾构机体的开挖仓上部连通，进浆管的另一端与进浆泵连通；所述排浆管一端与盾构机体的开挖仓下部联通，排浆管的另一端与第二破碎处理单元连通，第二破碎单元的出渣口与排浆泵连通；第一破碎处理单元的出渣口连通排浆管。

进一步地，靠近开挖仓端的排浆管设有第一阀门，第一阀门用以控制开挖仓上排浆管的排浆；

靠近所述开挖仓端的进浆管设有第二阀门，第二阀门用以控制开挖仓上进浆管的进浆；

所述第一破碎处理单元与排浆管之间设有控制出渣通断用的第三阀门；

所述螺旋机出料端与第一破碎单元进料口之间设有控制出渣通断用的第四阀门。

进一步地，所述第一破碎处理单元包括：依次连接的存储箱体、破碎箱体和封盖箱体；

所述存储箱体的进渣口与所述螺旋排渣机构的出料端连接；

所述破碎箱体中设有破碎单元，破碎单元用于渣石的破碎；

所述封盖箱体上设有出渣口。

进一步地，存储箱体底部设有清渣口，无法被破碎的渣石石块可从清渣口排出；所述封盖箱体中设有第一格栅板，第一格栅板用以将不符合过滤要求的粒径渣石限定在破碎箱体的破碎单元中进行破碎。

进一步地，所述螺旋排渣机构还包括接渣单元，所述清渣口设有清渣阀门，清渣阀门用以控制清渣口的开合；接渣单元与清渣口对应设置，用以承接收集清渣口排出的渣石石块。

进一步地，所述第一破碎处理单元还包括泄压管路；泄压管路连接于所述存储箱体，且与存储箱体连通，泄压管路上设有控制管路通断的泄压阀；

所述存储箱体的侧壁设有检修门结构。

进一步地，破碎单元为颚式破碎机和/或立辊破碎机；

破碎箱体中设有辊破格栅板，辊破格栅板设置于立辊破碎机的两侧，且辊破格栅板连接于破碎箱体的内侧壁。

进一步地，所述第二破碎处理单元包括：

集石箱，所述集石箱连接有进料管；

碎石箱，安装于所述集石箱的底部，所述碎石箱内设有破碎机；

进料支管，连接于所述进料管与所述碎石箱之间，所述进料支管的管径小于所述进料管的管径；

出料管，连接于所述碎石箱；优选出料管与进料管分属不同侧。

进一步地，所述进料管上设有第五阀门，进料支管上设有第六阀门，以及出料管上设有第七阀门。

进一步地，包括冲洗组件，冲洗组件包括冲洗管和冲洗泵，冲洗管一端通过第一冲洗阀连通进浆管，冲洗管另一端通过第二冲洗阀连通第一破碎处理单元；

冲洗泵设置于第一冲洗阀与第二冲洗阀之间的冲洗管上。

本申请还提供一种盾构机，包括上述的盾构机用渣石处理装置，还包括设置于盾构机体的探测系统，探测系统用以对拟开挖面地质进行实时超前探测，并反馈探测的开挖地层特性至盾构机的控制系统；盾构机的控制系统根据探测的开挖地层特性，选择相应地排渣模式对开挖下的渣石石块进行处理。

有益效果：

本申请提供的一种盾构机用渣石处理装置，利用螺旋排渣机构、环流排渣机构、第一破碎处理单元和第二破碎处理单元的组合运作模式，实现了盾构机的多工作模式开挖，解决现有盾构机单一排渣模式在复杂地质条件下开挖速度慢、排渣效率低、地层适应性弱等难题，有效提高盾构机的开挖效率以及渣石处理效率；同时双破碎处理单元的组合破碎工作模式，解决了现有仓外破碎机的破碎模式单一、渣石处理效率低的问题；本申请的渣石处理装置具备组合模式丰富、实用性强、地层适应能力高的特点，适应复杂工况下多模式排渣处理。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请渣石处理装置与盾构机体的相对安装位置示意图；

图2是图1中的排渣系统示意图；

图3是图1中第一破碎处理单元安装位置示意图；

图4是图3中安装鄂式破碎机时的轴侧结构爆炸示意图；

图5是图4中安装鄂式破碎机的横截面示意图；

图6是3中安装立辊破碎机时的轴侧结构爆炸示意图；

图7是图6中安装立辊破碎机的横截面示意图；

图8是图4或图6中存储箱体的横截面示意图；

图9是图1中第二破碎处理单元安装位置示意图；

图10是第一环流排渣模式下渣石处理流程示意图；

图11是第二环流排渣模式下渣石处理流程示意图；

图12是第一螺旋排渣模式下渣石处理流程示意图；

图13是第二螺旋排渣模式下渣石处理流程示意图；

图14是清渣模式下渣石处理流程示意图。

附图标记：10、盾构机体，101、刀盘，102、开挖仓，100、排渣系统，11、螺旋排渣机构，110、螺旋机，111、螺旋闸门(第四阀门)，112、接渣单元，12、环流排渣机构，120、排浆管，130、进浆管，140、冲洗管，1200、排浆泵，1201、第一阀门，1202、第五阀门，1203、第六阀门，1204、第三阀门，1205、第二阀门，1300、进浆泵，1400、冲洗泵，1401、第一冲洗阀，1402、第二冲洗阀，1500、渣浆分离站，200、渣石破碎系统，21、第一破碎处理单元，210、存储箱体，2100、存储闸门(清渣阀门)，2101、存储箱本体，2102、安装法兰，2103、第一对接法兰，2104、存储法兰，2105、冲洗法兰，2106、泄压管路，2107、检修门，211、破碎箱体，2111、第二对接法兰，2112、第三对接法兰，A1、鄂破箱体，A2、颚式破碎机，B1、辊破箱体，B2、立辊破碎机，B3、辊破格栅板，212、封盖箱体，212A、第一格栅板，2121、第四对接法兰，2122、排渣法兰，2123、监测单元，D、颚式破碎机的最大可破碎渣石粒径，E、无法被破碎的渣石石块，22、第二破碎处理单元，220、集石箱，230、碎石箱，240、进料管，241、进料支管，250、出料管。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

参照图1-14所示，本实用新型实施例提供一种盾构机用渣石处理装置，包括：排渣系统100和渣石破碎系统200，排渣系统包括螺旋排渣机构11和环流排渣机构12，螺旋排渣机构用以盾构机体的螺旋出渣，环流排渣机构用以盾构机体的环流排渣；所述渣石破碎系统包括：与所述螺旋排渣机构连接的第一破碎处理单元21，以及，与所述环流排渣机构连接的第二破碎处理单元22；所述第一破碎处理单元用以螺旋排渣机构所排出渣石的破碎；所述第二破碎处理单元用以经环流排渣机构流出的渣石的破碎。

上述方案中，利用螺旋排渣机构、环流排渣机构、第一破碎处理单元和第二破碎处理单元的组合运作模式，实现了盾构机的多工作模式开挖，解决现有盾构机单一排渣模式在复杂地质条件下开挖速度慢、排渣效率低、地层适应性弱等难题，有效提高盾构机的开挖效率以及渣石处理效率；同时双破碎处理单元的组合破碎工作模式，解决了现有仓外破碎机的破碎模式单一、渣石处理效率低的问题；该渣石处理装置具备组合模式丰富、实用性强、地层适应能力高的特点，适应复杂工况下多模式排渣处理。

作为一种优选实施例，所述螺旋排渣机构与环流排渣机构连通；第一破碎处理单元设置于螺旋排渣机构与环流排渣机构之间；螺旋排渣机构排排出的渣石经第一破碎处理单元破碎后再经环流排渣机构处理排出。螺旋排渣机构与环流排渣机构连通，螺旋排渣机构利用环流排渣机构共同排渣，一方面既能利用螺旋排渣速率块的特性，又可有效减少螺旋排渣机构的设计工作量；另一方面，螺旋排渣机构排出的渣土经第一破碎处理单元破碎后再流入环流排渣机构，减轻了环流排渣机构中的渣石处理难度。

优选的，所述螺旋排渣机构11包括螺旋机110，螺旋机的进料端设置于盾构机体10的开挖仓；螺旋机的出料端连接于第一破碎处理单元21的进渣口；本实施例中，螺旋机斜向布置于开挖仓102，螺旋机的进料端插设于开挖仓的底部，螺旋机实现开挖仓中渣土石块的螺旋排渣。

作为一种优选实施方式，所述环流排渣机构12包括进浆管130、进浆泵1300、排浆管120和排浆泵1200；进浆管一端与盾构机体10的开挖仓上部连通，进浆管的另一端与进浆泵连通；所述排浆管一端与盾构机体的开挖仓下部联通，排浆管的另一端与第二破碎处理单元22连通，第二破碎单元的出渣口与排浆泵连通；第一破碎处理单元的出渣口连通排浆管。

更优选的，靠近开挖仓端的排浆管设有第一阀门1201，第一阀门用以控制开挖仓上排浆管的排浆；靠近所述开挖仓端的进浆管设有第二阀门1205，第二阀门用以控制开挖仓上进浆管的进浆；所述第一破碎处理单元与排浆管之间设有控制出渣通断用的第三阀门1204；所述螺旋机出料端与第一破碎单元进料口之间设有控制出渣通断用的第四阀门111(螺旋闸门)；第四阀门优选采用闸门，本申请中将其称为螺旋闸门。

具体的，参照图1-2，所述的排浆管120前端与盾构机开挖仓底部连通，其前部安装有第一阀门1201；所述的排浆管120中部采用连通管与所述第一破碎处理单元连接，在与第一破碎处理单元的连接部位设置有第三阀门1204；所述的排浆管120后段采用三通管与第二破碎处理单元22连接，并采用第五阀门1202与所述第二破碎处理单元22上部前端连通，采用第六阀门1203与所述第二破碎处理单元22下部前端连通；排浆泵1200吸口采用管路与所述第二破碎处理单元出料端连通，排浆泵的排口通过管路与渣浆分离站1500连通。

进浆管130前端与开挖仓上部连通，进浆管后端与所述进浆泵1300的排口连通；进浆泵的吸口采用管路与渣浆分离站连通。

作为一种优选实施例，所述第一破碎处理单元21包括：依次连接的存储箱体210、破碎箱体211和封盖箱体212；所述存储箱体的进渣口与所述螺旋排渣机构的出料端连接；所述破碎箱体中设有破碎单元，破碎单元用于渣石的破碎；所述封盖箱体上设有出渣口。

更优选的，存储箱体底部设有清渣口，无法被破碎的渣石石块E可从清渣口排出；所述封盖箱体中设有第一格栅板212A，第一格栅板用以将不符合过滤要求的粒径渣石限定在破碎箱体的破碎单元中进行破碎，同时可对破碎单元破碎后的渣石石块过滤筛分。

所述螺旋排渣机构11还包括接渣单元112，所述清渣口设有清渣阀门2100，清渣阀门用以控制清渣口的开合；接渣单元与清渣口对应设置，用以承接收集清渣口排出的渣石石块。本实施例的接渣单元为现有技术设备，包括一收集石块的仓体。

所述第一破碎处理单元21还包括泄压管路2106；泄压管路连接于所述存储箱体210，且与存储箱体连通，泄压管路上设有控制管路通断的泄压阀；所述存储箱体的侧壁设有检修门结构。

破碎单元为颚式破碎机和/或立辊破碎机；所述立辊破碎机中，破碎箱体中设有辊破格栅板，辊破格栅板设置于立辊破碎机的两侧，且辊破格栅板连接于破碎箱体的内侧壁。

本实施例中，存储箱体、破碎箱体和封盖箱体可拆卸式连接，箱体间通过设置连接法兰对接；具体的，存储箱体210包括存储箱本体2101，存储箱体2101上端开设有与所述螺旋闸门111连接的安装法兰2102；存储箱本体2101后端设置有第一对接法兰2103，所述第一对接法兰2103端部设置有限位槽；存储箱本体2101底端设置有存储法兰2104作为清渣口，存储法兰2104上栓接有存储闸门作为清渣阀门2100；存储箱本体2101的上部右侧连接有泄压管路2106；存储箱本体2101侧壁设置有检修口，检修口上设有检修门2107，检修门通过螺栓固定于存储箱本体侧壁。

破碎单元包括颚式破碎机，破碎箱体211包括鄂破箱体A1，所述鄂破箱体可拆卸安装在所述存储箱体210的第一对接法兰2103上，在所述鄂破箱体A1前后端分别设置有第二对接法兰2111和第三对接法兰2112，所述第三对接法兰2112端部设置有限位槽；所述颚式破碎机A2左右对称安装在所述鄂破箱体A1内部；优选的，所述颚式破碎机A2的最大可破碎渣石粒径设置为D，且D值不小于所述螺旋机110的最大排渣粒径。

破碎单元包括立辊破碎机B2，破碎箱体211包括有辊破箱体B1，在所述辊破箱体B1前后端分别设置有第二对接法兰2111和第三对接法兰2112，所述第三对接法兰2112端部设置有限位槽；

所述立辊破碎机B2左右对称安装在所述辊破箱体B1内部，且立辊破碎机B2的两侧分别设有辊破格栅板B3，所述辊破格栅板B3左右对称设置在所述辊破箱体B1内，延伸连接至辊破箱体的内侧壁，且其前端面与所述立辊破碎机前端面平齐，辊破格栅板用以对所述立辊破碎机B2两侧进行有效过滤筛分，辊破格栅板中其格栅孔最大允许通过粒径小于所述立辊破碎机B2的最大通过粒径，可有效确保较大粒径渣石经所述立辊破碎机B2破碎后排至所述封盖箱体212。

所述封盖箱体212可拆式安装在所述破碎箱体211后端，封盖箱体中设有第一格栅板212A；所述封盖箱体前端设置有第四对接法兰2121，所述第四对接法兰2121端部设置有限位槽；所述封盖箱体后端下部设置有所述第三阀门1204连接的排渣法兰2122作为出渣口；所述封盖箱体后端上部设置有监测单元2123，监测单元优选压力计，用以对所述封盖箱体内的压力进行实时监测；压力计与盾构机的控制系统连接，和/或压力计与本申请渣石处理装置单独设置的控制系统连接。所述第一格栅板212A可拆卸安装在所述限位槽内，用以将不符合过滤要求的粒径渣石限定在破碎箱体的破碎单元中进行破碎，同时可对破碎单元破碎后的渣石石块过滤筛分。盾构机的控制系统以及渣石处理装置单独设置的控制系统均是参照现有技术常规设置的规控制系统。需要说明的是，本申请第一破碎处理单元的存储箱体、破碎箱体和封盖箱体也可以采用一体成型为一整体箱体，本实施例中优选分体式结构，利于将三者分别模块化设计，利于组装装配的同时便于后续的拆装维修。

作为一种优选实施例，第二破碎处理单元22包括：集石箱220，所述集石箱连接有进料管240；碎石箱230，安装于所述集石箱的底部，所述碎石箱内设有破碎机；进料支管241，连接于所述进料管240与所述碎石箱230之间，所述进料支管的管径小于所述进料管的管径；出料管250，连接于所述碎石箱。所述进料管上设有第五阀门1202，进料支管上设有第六阀门1203，以及出料管上设有第七阀门。

参见图1、图2和图9，本实施例中，第五阀门和第六阀门均连通于排浆管后段；第七阀门采用管路与排浆泵连通。碎石箱中设置的破碎机，可对从上部流入的较大粒径渣石进行有效破碎，其破碎后的最大渣石粒径小于所述排浆泵1200的通过渣石粒径；第二破碎处理单元22中破碎机的最大通过粒径，小于所述第一格栅板212A的允许通过粒径。

本申请渣石处理装置包括冲洗组件，冲洗组件包括冲洗管140和冲洗泵1400，冲洗管一端通过第一冲洗阀1401连接于所述开挖仓与进浆泵间的进浆管，冲洗管另一端通过第二冲洗阀1402连接于第一破碎处理单元21；冲洗泵设置于第一冲洗阀与第二冲洗阀之间的冲洗管上。

具体的，冲洗管140一端采用第一冲洗阀1401与所述进浆管130连通，存储箱体2101前侧下部设置有与所述第二冲洗阀1402连接的冲洗法兰2105；冲洗管另一端采用第二冲洗阀1402连接于存储箱体的冲洗法兰。

本申请还提供一种盾构机，包括上述的盾构机用渣石处理装置，还包括设置于盾构机体的探测系统，探测系统用以对拟开挖面地质进行实时超前探测，并反馈探测的开挖地层特性至盾构机的控制系统；盾构机的控制系统根据探测的开挖地层特性，选择相应地排渣模式对开挖下的渣石石块进行处理。

本申请的渣石处理装置及盾构机包括以下的功能排渣模式：

环流排渣模式

当盾构机上的探测系统探测到地层特性较适宜泥水平衡模式开挖时，本申请优选环流排渣模式进行排渣；具体的，正常启动环流排渣机构和第二破碎处理单元，关闭螺旋排渣机构中的螺旋机、螺旋闸门，以及关闭第一破碎处理单元及对应的阀门，且保持冲洗机构中冲洗泵及对应冲洗阀门处于初始关闭状态，随后根据探测系统实时探测的实际地质工况，选择与第二破碎处理单元的连通方式，若探测系统探测到的实际穿越地层为淤泥、黏土、砂层等无较大粒径卵砾石地层时，刀盘101开挖后的渣石不需进行破碎即可被排浆泵顺利排出，为了提升排渣效率，关闭第五阀门，开启第六阀门，将第二破碎处理单元下部直接与排浆管和排浆泵连通，渣石处理流程如图10所示，随着进浆管不断补给新鲜浆液，刀盘101开挖下的渣石落入开挖仓102内并与浆液混合成渣浆，在排浆泵的作用，渣浆由排浆管、第二破碎处理单元下部的进料支管、出料管直接被排送至隧道外设定位置；

若探测系统探测到的实际穿越地层为砂卵石含量较大等复合地层时，为确保渣石不堵泵堵管，刀盘开挖下来的渣石需进行破碎处理，此时关闭第六阀门、开启第五阀门及第二破碎处理单元中的破碎机，其余保持正常工作，渣石处理流程如图11所示，随着进浆管不断补给新鲜浆液，刀盘开挖下的渣石落入开挖仓内并与浆液混合成渣浆，在排浆泵的作用，较大粒径渣石随渣浆从排浆管进入第二破碎处理单元上部的进料管，随后落入第二破碎处理单元的破碎机上被破碎至设定粒径，最后随渣浆落入第二破碎处理单元下部至出料管，并被排浆泵泵送至隧道外设定位置。

螺旋排渣模式

当探测系统探测到地层特性适宜较快速开挖时，则开启螺旋排渣模式进行排渣，此时保持排浆泵及对应阀门正常工作，并保持冲洗泵及对应冲洗阀门处于初始关闭状态，开启螺旋机构的螺旋机、螺旋闸门、第一破碎处理单元及对应的第三阀门，保持存储闸门关闭，随后根据探测系统实时探测的实际地质工况，选择与第一破碎处理单元的连接方式，当地层中含有较大粒径较硬/硬的砂卵石、砾石等情况时，破碎箱体中可选择安装鄂式破碎机，并开启第五阀门、关闭第六阀门，确保第二破碎处理单元的连续破碎机和排浆泵均正常工作，渣石处理流程如图12所示，调节进浆泵不断补给新鲜浆液，刀盘开挖下的渣石落入开挖仓内并与浆液混合成渣浆，在螺旋机的作用，渣石随渣浆从螺旋机进入第一破碎处理单元的存储箱体至破碎箱体，渣石随后被破碎箱体中的颚式破碎机进行初次破碎，且破碎后随渣浆依次经封盖箱体、第三阀门、排浆管、第五阀门进入第二破碎处理单元上部的进料管，被初次破碎后的粒径渣石再次被破碎机破碎至更小设定粒径，最后在排浆泵的作用下，经由第二破碎处理单元下部的出料管被排送至隧道外设定位置；

若探测系统探测到地层中含相对较小粒径且硬度相对不大的砂卵石、砾石情况时，破碎箱体中可选择安装立辊破碎机进行连续破碎，渣石处理流程与图12所示相似，调节进浆泵不断补给新鲜浆液，刀盘开挖下的渣石落入开挖仓内并与浆液混合成渣浆，在螺旋机的作用，渣石随渣浆从螺旋机进入第一破碎处理单元的存储箱体至破碎箱体，渣石随后被破碎箱体中的立辊破碎机进行初次破碎，且破碎后随渣浆依次经封盖箱体、第三阀门、排浆管、第五阀门进入第二破碎处理单元上部的进料管，被初次破碎后的粒径渣石再次被破碎机破碎至更小设定粒径，最后在排浆泵的作用下，经由第二破碎处理单元下部的出料管被排送至隧道外设定位置；

另外，若探测系统探测到地层中含少量或无较大砂卵石、砾石等情况时，为提升渣石处理效率，可拆除破碎箱体，直接将存储箱体和封盖箱体固连，渣石处理流程如图13所示，调节进浆泵不断补给新鲜浆液，刀盘开挖下的渣石落入开挖仓内并与浆液混合成渣浆，在螺旋机的作用，渣石随渣浆从螺旋机进入第一破碎处理单元的存储箱体，渣石随渣浆依次经封盖箱体、第三阀门、排浆管、第五阀门进入第二破碎处理单元上部的进料管，被初次破碎后的相对较大粒径渣石再次被连续破碎机破碎至更小设定粒径，最后在排浆泵的作用下，经由第二破碎处理单元下部的出料管被排送至隧道外设定位置。

清渣模式

参照图14所示，当监测到第一破碎处理单元中存储箱体内部堆积较多大粒径渣石时，需启动清渣模式对存储箱体内部的渣石进行直接清除；此时关闭螺旋机、螺旋闸门及第六阀门等，开启环流排渣(环流排渣机构排渣)，且打开冲洗阀及冲洗泵对第一破碎处理单元进行冲洗清理，待冲洗完成后关闭冲洗阀(第一冲洗阀门和第二冲洗阀门)、冲洗泵，打开泄压管路上的泄压阀组等，待监测到第一破碎处理单元内部压力为大气压时，开启接渣单元并打开存储闸门，将渣石排入接渣单元，随后通过接渣单元将渣石排出隧道外设定位置。

清渣模式完成后，关闭存储闸门，即又可进行上述的环流排渣模式合螺旋排渣模式，直至完成整个盾构施工。需要说明的是，本申请的探测系统、颚式破碎机和立辊破碎机均为现有技术设备。

以上未详细描述部分参照现有技术，同时对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (14)

1.一种盾构机用渣石处理装置，其特征在于，包括：排渣系统和渣石破碎系统，

排渣系统包括螺旋排渣机构和环流排渣机构，螺旋排渣机构用以盾构机体的螺旋出渣，环流排渣机构用以盾构机体的环流排渣；

所述渣石破碎系统包括：与所述螺旋排渣机构连接的第一破碎处理单元，以及，与所述环流排渣机构连接的第二破碎处理单元；所述第一破碎处理单元用以螺旋排渣机构所排出渣石的破碎；所述第二破碎处理单元用以经环流排渣机构流出的渣石的破碎。

2.如权利要求1所述的盾构机用渣石处理装置，其特征在于，所述螺旋排渣机构与环流排渣机构连通；第一破碎处理单元设置于螺旋排渣机构与环流排渣机构之间。

3.如权利要求2所述的盾构机用渣石处理装置，其特征在于，所述螺旋排渣机构包括螺旋机，螺旋机的进料端设置于盾构机体的开挖仓；螺旋机的出料端连接于第一破碎处理单元的进渣口，第一破碎处理单元的出渣口与第二破碎处理单元的进渣口连接。

4.如权利要求3所述的盾构机用渣石处理装置，其特征在于，所述环流排渣机构包括进浆管、进浆泵、排浆管和排浆泵；

所述进浆管一端与盾构机体的开挖仓上部连通，进浆管的另一端与进浆泵连通；所述排浆管一端与盾构机体的开挖仓下部联通，排浆管的另一端与第二破碎处理单元连通，第二破碎单元的出渣口与排浆泵连通；

第一破碎处理单元的出渣口连通排浆管。

5.如权利要求4所述的盾构机用渣石处理装置，其特征在于，靠近开挖仓端的排浆管设有第一阀门，第一阀门用以控制开挖仓上排浆管的排浆；

靠近所述开挖仓端的进浆管设有第二阀门，第二阀门用以控制开挖仓上进浆管的进浆；

所述第一破碎处理单元与排浆管之间设有控制出渣通断用的第三阀门；

所述螺旋机出料端与第一破碎单元进料口之间设有控制出渣通断用的第四阀门。

6.如权利要求1-5任意一项所述的盾构机用渣石处理装置，其特征在于，

所述第一破碎处理单元包括：依次连接的存储箱体、破碎箱体和封盖箱体；

所述存储箱体的进渣口与所述螺旋排渣机构的出料端连接；

所述破碎箱体中设有破碎单元，破碎单元用于渣石的破碎；

所述封盖箱体上设有出渣口。

7.如权利要求6所述的盾构机用渣石处理装置，其特征在于，存储箱体底部设有清渣口；

所述封盖箱体中设有第一格栅板。

8.如权利要求7所述的盾构机用渣石处理装置，其特征在于，所述螺旋排渣机构还包括接渣单元，所述清渣口设有清渣阀门，清渣阀门用以控制清渣口的开合；接渣单元与清渣口对应设置，用以承接收集清渣口排出的渣石石块。

9.如权利要求6所述的盾构机用渣石处理装置，其特征在于，所述第一破碎处理单元还包括泄压管路；泄压管路连接于所述存储箱体，且与存储箱体连通，泄压管路上设有控制管路通断的泄压阀；

所述存储箱体的侧壁设有检修门结构。

10.如权利要求6所述的盾构机用渣石处理装置，其特征在于，破碎单元为颚式破碎机和/或立辊破碎机；

破碎箱体中设有辊破格栅板，辊破格栅板设置于立辊破碎机的两侧，且辊破格栅板连接于破碎箱体的内侧壁。

11.如权利要求1-5、7-10任意一项所述的盾构机用渣石处理装置，其特征在于，第二破碎处理单元包括：

集石箱，集石箱连接有进料管；

碎石箱，安装于集石箱的底部，碎石箱内设有破碎机；

进料支管，连接于进料管与碎石箱之间，进料支管的管径小于进料管的管径；

出料管，连接于碎石箱。

12.如权利要求11所述的盾构机用渣石处理装置，其特征在于，所述进料管上设有第五阀门，进料支管上设有第六阀门，以及所述出料管设有第七阀门。

13.如权利要求5、7-10、12任意一项所述的盾构机用渣石处理装置，其特征在于，包括冲洗组件，冲洗组件包括冲洗管和冲洗泵，冲洗管一端通过第一冲洗阀连接于进浆管，冲洗管另一端通过第二冲洗阀连接于第一破碎处理单元；

冲洗泵设置于第一冲洗阀与第二冲洗阀之间的冲洗管上。

14.一种盾构机，其特征在于，包括如权利要求1-13任意一项所述的盾构机用渣石处理装置，还包括设置于盾构机体的探测系统，探测系统用以对拟开挖面地质进行实时超前探测，并反馈探测的开挖地层特性至盾构机的控制系统。

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