CN113123798A - 盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺 - Google Patents

盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺 Download PDF

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CN113123798A CN202110380234.3A CN202110380234A CN113123798A CN 113123798 A CN113123798 A CN 113123798A CN 202110380234 A CN202110380234 A CN 202110380234A CN 113123798 A CN113123798 A CN 113123798A
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Abstract

本发明属于隧道工程技术领域,尤其是盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺,针对盾构施工时碴土不能随时排出或滞后排出,堵塞盾构机系统和刀盘的底部,长期堵塞会造成刀盘抱死的问题,现提出以下方案,包括土仓和中盾仓,所述土仓与中盾仓相邻的侧壁中心插接有支撑泥运输管,且支撑泥运输管远离中盾仓的一端焊接有喷管,且喷管远离支撑泥运输管的一端插接在土仓远离中盾仓的一侧侧壁上,所述土仓远离中盾仓的侧壁开设有若干个进渣口,所述土仓外壁的圆周面上固定有刀盘。本发明在使用时,可以通过支撑泥和涡轮扇将大块渣土进入土仓前打碎,并且对土仓中的泥土进行搅拌,防止泥土结块导致运输泥土时产生滞排。

Description

盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺
技术领域
本发明涉及隧道工程技术领域,尤其涉及盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺。
背景技术
盾构机为盾构隧道掘进机或全断面隧道掘进机,是一种使用盾构法的隧道掘进机具,盾构的施工法是掘进机在掘进的同时铺设隧道的支撑性管片,土压平衡盾构法和泥水盾构法是施工中常用的施工方法。
盾构过程中,盾构掘进开挖的碴土,因为颗粒特性、盾构机排碴性能及其施工控制等原因造成碴土不能随时排出或滞后排出,在前舱渣土中粘土含量大,粘土过多导致渣土在进入土仓过程中形成大块,大块粘土经常堵塞泥水系统的洞口和刀盘的底部,长期堵塞会造成刀盘抱死,对盾构机的工作造成影响,造成故障发生,亟需设计盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺来解决上述问题。
发明内容
本发明为了克服现有技术中存在的问题,提供盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺,包括内设空腔为圆柱形的土仓和中盾仓,所述土仓与中盾仓相邻的侧壁中心开设有圆形孔一,圆形孔一内插接有支撑泥运输管,且支撑泥运输管远离中盾仓的一端焊接有喷管,且喷管远离支撑泥运输管的一端插接在土仓远离中盾仓的一侧侧壁上,所述土仓远离中盾仓的侧壁开设有若干个进渣口,所述土仓外壁的圆周面上固定有刀盘,且刀盘内固定有切割刀,且切割刀与土仓外壁连接有转轴,且土仓与中盾仓相邻的侧壁的底部插接有输泥管道,所述土仓与中盾仓相邻的侧壁开有若干贯穿的圆形孔二,且土仓与中盾仓相邻的侧壁靠近中盾仓的一侧固定有若干个驱动电机,且圆形孔二内均嵌装有密封轴承,且密封轴承套接有螺杆,且驱动电机的输出轴与螺杆通过联轴器连接,且螺杆的另一端固定有涡轮扇,且涡轮扇位于进渣口中,且土仓的顶部和底部均设有排泥口。
进一步的,所述喷管为十字形,喷管的出口位于靠近切割刀的转轴的位置。
进一步的,所述刀盘和土仓之间的空腔呈圆台形,通过设置在切割刀的底部设置圆台形的空腔,使切割产生的泥土由于狭管效应更容易进入土仓。
进一步的,所述排泥口内设置有单向排泥阀,且排泥口在土仓内部的部分插接有排泥管,且土仓内壁固定有高压泵一,且高压泵一的出口与排泥管连接。
进一步的,所述单向排泥阀包括有固定板,且固定板固定在排泥口内壁靠近底部的位置,且固定板的上表面焊接有套管,且套管的顶部固定有球形挡板,且固定板的上方设置有环形的弧面挡圈,且弧面挡圈的弧面与球形挡板的形状相适配,通过设置球形挡板,当支撑泥通过单向排泥阀进入盾构机外壁的土壤能够沿球形挡板的球形上表面形成支撑层。
进一步的,套管内部设置有压缩弹簧,且压缩弹簧的底部固定在固定板的上壁,压缩弹簧的顶端固定在球形挡板的顶部。
进一步的,所述切割刀靠近转轴的位置设置有方形孔,通过设置方形孔,使喷管喷出的支撑泥能够更好地渗入切割刀切割面的土壤中,从而使改善泥土质地使泥土更容易被切割。
进一步的,所述中盾仓内设置有支撑泥储存罐,且支撑泥储存罐的顶部外壁固定有高压泵二,高压泵二的进口管连接有吸泥管,且吸泥管插接在支撑泥储存罐的顶壁,且支撑泥运输管远离土仓的一端连接高压泵二的出口管,且支撑泥储存罐的顶壁开有圆形孔三,且圆形孔三内转动连接有搅拌轴,且搅拌轴在支撑泥储存罐外部的一端通过联轴器连接有驱动电机二,且搅拌轴上设置有若干S形搅拌叶,且搅拌叶上均开设有若干圆形孔四。
综上所述,本方案中的有益效果为:
1.盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺,通过设置的喷管和涡轮扇的装置,在施工过程中,通过支撑泥运输管和喷管喷入土仓和刀盘之间空腔里的支撑泥与切割刀切割面的泥土接触,在切割切割刀进行切割时,泥土和支撑泥混合,支撑泥对泥土的土质进行改善,防止泥土干结在切割刀的转轴附近,使切割刀抱死造成滞排,同时支撑泥和泥土的混合物填充土仓和刀盘的空腔,使切割面稳定;
切割的土渣通过进渣口进入土仓前,经过旋转的涡轮扇,涡轮扇的扇叶可以将泥土中的大体积结块打碎,防止在运输泥土时产生滞排,同时,通过控制驱动电机调节涡轮扇的转速,调整切割产生的泥土进入土仓的速度,螺杆上的螺旋叶辅助泥土进入土仓,同时可以对土仓中的泥土进行搅拌,防止泥土结块导致运输泥土时产生滞排;
2.盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺,通过设置的高压泵一和单向排泥阀,当土仓的圆周壁接触的泥土支撑性差时,可以通过高压泵一将土仓中的支撑泥和泥土混合物通过单向排泥阀排入盾构机的圆周外壁,使支撑泥在盾构机的圆周外壁凝固后支撑土壤;高压泵一泵出的支撑泥顶起球形挡板涌入土仓的外壁,当高压泵一停止后,由于球形挡板由于压缩弹簧的拉力和球形挡板上方支撑泥的压力而卡合在球形挡板中,防止土仓外壁的水和泥土渗入土仓;
3.盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺,通过设置的十字形的喷管,使支撑泥能够均匀地喷洒在切割刀的底部,防止切割刀产生抱死,同时防止由于支撑泥和泥土混合不匀导致切割的支撑面硬度不均导致切割效果差;
4.盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺,通过设置的在中盾仓内的支撑泥储存罐,在施工时能够随时从支撑泥储存罐中抽出支撑泥,同时,设置S形的搅拌叶防止支撑泥凝固结块。
附图说明
图1为本发明提出的盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺的土仓和中盾仓的剖视图;
图2为本发明提出的盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺的刀盘的结构示意图;
图3为本发明提出的盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺的排泥口的结构示意图;
图4为本发明提出的盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺的刀盘外圈的结构示意图。
图中:1-土仓、2-支撑环、3-喷管、4-涡轮扇、5-刀盘、6-高压泵一、7-螺杆、8-支撑泥运输管、9-高压泵二、10-搅拌轴、11-搅拌叶、12-中盾仓、13-支撑泥储存罐、14-输泥管道、15-喷口、16-切割刀、17-方形孔、18-排泥管、19-固定板、20-套管、21-球形挡板、22-弧面挡圈、23-排泥口、24-切割刀卡槽、25-刀盘外圈、26-进渣口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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发明和简化描述,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发明的限制。
实施例1
参照图1、图2和图4,盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺,包括内设空腔为圆柱形的土仓1和中盾仓12,土仓1与中盾仓12相邻的侧壁中心开设有圆形孔一,圆形孔一内插接有支撑泥运输管8,且支撑泥运输管8远离中盾仓12的一端焊接有喷管3,且喷管3远离支撑泥运输管8的一端插接在土仓1远离中盾仓12的一侧侧壁上,土仓1远离中盾仓12的侧壁开设有若干个进渣口26,土仓1外壁的圆周面上固定有刀盘5,且刀盘5内固定有切割刀16,且切割刀16与土仓外壁连接有转轴,且土仓1与中盾仓12相邻的侧壁的底部插接有输泥管道14,土仓1与中盾仓12相邻的侧壁开有若干贯穿的圆形孔二,且土仓1与中盾仓12相邻的侧壁靠近中盾仓的一侧固定有若干个驱动电机,且圆形孔二内均嵌装有密封轴承,且密封轴承套接有螺杆7,且驱动电机的输出轴与螺杆7通过联轴器连接,且螺杆7的另一端固定有涡轮扇4,且涡轮扇4位于进渣口26中,且土仓1的顶部和底部均设有排泥口23。
本发明中,喷管3为十字形,喷管3的出口位于靠近在切割刀16的转轴的位置,通过设置十字形的喷管3,使支撑泥能够均匀地喷洒在切割刀16的底部,防止切割刀16产生抱死,同时防止由于支撑泥和泥土混合不匀导致切割的支撑面硬度不均导致切割效果差。
其中,刀盘5和土仓1之间的空腔呈圆台形,通过设置在切割刀16的底部设置圆台形的空腔,使切割产生的泥土由于狭管效应更容易进入土仓1。
其中,切割刀16靠近转轴的位置设置有方形孔17,通过设置方形孔17,使喷管3喷出的支撑泥能够更好地渗入切割刀16切割面的土壤中,从而使改善泥土质地使泥土更容易被切割。
工作原理:在施工过程中,通过支撑泥运输管8和喷管3喷入土仓1和刀盘5之间空腔里的支撑泥与切割刀16切割面的泥土接触,在切割切割刀16进行切割时,泥土和支撑泥混合,支撑泥对泥土的土质进行改善,防止泥土干结在切割刀16的转轴附近,使切割刀16抱死造成滞排,同时支撑泥和泥土的混合物填充土仓1和刀盘5的空腔,使切割面稳定,同时,切割的土渣通过进渣口26进入土仓1前,经过旋转的涡轮扇4,涡轮扇4的扇叶可以将泥土中的大体积结块打碎,防止在运输泥土时产生滞排,同时,通过控制驱动电机调节涡轮扇4的转速,调整切割产生的泥土进入土仓1的速度,螺杆7上的螺旋叶辅助泥土进入土仓1,同时可以对土仓1中的泥土进行搅拌,防止泥土结块导致运输泥土时产生滞排。
实施例2
参照图1和图3,盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺,本实施例相较于实施例1,还包括排泥口23内设置有单向排泥阀,且排泥口23在土仓1内部的部分插接有排泥管18,且土仓1内壁固定有高压泵一6,且高压泵一6的出口与排泥管18连接。
本发明中,单向排泥阀包括有固定板19,且固定板19固定在排泥口23内壁靠近底部的位置,且固定板19的上表面焊接有套管20,且套管20的顶部固定有球形挡板21,且固定板19的上方设置有环形的弧面挡圈22,且弧面挡圈22的弧面与球形挡板21的形状相适配。
其中,套管20内部设置有压缩弹簧,且压缩弹簧的底部固定在固定板19的上壁,压缩弹簧的顶端固定在球形挡板21的顶部。
工作原理:当土仓1的圆周壁接触的泥土支撑性差时,可以通过高压泵一6将土仓1中的支撑泥和泥土混合物通过单向排泥阀排入盾构机的圆周外壁,使支撑泥在盾构机的圆周外壁凝固后支撑土壤;通过设置球形挡板21,当支撑泥通过单向排泥阀进入盾构机外壁的土壤能够沿球形挡板21的球形上表面形成支撑层;在施工时,当高压泵一6泵出的支撑泥顶起球形挡板21涌入土仓1的外壁,当高压泵一6停止后,由于球形挡板21由于压缩弹簧的拉力和球形挡板21上方支撑泥的压力而卡合在球形挡板21中,防止土仓1外壁的水和泥土渗入土仓。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺,包括内设空腔为圆柱形的土仓(1)和中盾仓(12),所述土仓(1)与中盾仓(12)相邻的侧壁中心开设有圆形孔一,圆形孔一内插接有支撑泥运输管(8),且支撑泥运输管(8)远离中盾仓(12)的一端焊接有喷管(3),且喷管(3)远离支撑泥运输管(8)的一端插接在土仓(1)远离中盾仓(12)的一侧侧壁上,所述土仓(1)远离中盾仓(12)的侧壁开设有若干个进渣口(26),所述土仓(1)外壁的圆周面上固定有刀盘(5),且刀盘(5)内固定有切割刀(16),且切割刀(16)与土仓外壁连接有转轴,且土仓(1)与中盾仓(12)相邻的侧壁的底部插接有输泥管道(14),其特征在于,所述土仓(1)与中盾仓(12)相邻的侧壁开有若干贯穿的圆形孔二,且土仓(1)与中盾仓(12)相邻的侧壁靠近中盾仓的一侧固定有若干个驱动电机,且圆形孔二内均嵌装有密封轴承,且密封轴承套接有螺杆(7),且驱动电机的输出轴与螺杆(7)通过联轴器连接,且螺杆(7)的另一端固定有涡轮扇(4),且涡轮扇(4)位于进渣口(26)中,且土仓(1)的顶部和底部均设有排泥口(23)。
2.根据权利要求1所述的盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺,其特征在于,所述喷管(3)为十字形,喷管(3)的出口位于靠近在切割刀(16)的转轴的位置。
3.根据权利要求1所述的盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺,其特征在于,所述刀盘(5)和土仓(1)之间的空腔呈圆台形。
4.根据权利要求1所述的盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺,其特征在于,所述排泥口(23)内设置有单向排泥阀,且排泥口(23)在土仓(1)内部的部分插接有排泥管(18),且土仓(1)内壁固定有高压泵一(6),且高压泵一(6)的出口与排泥管(18)连接。
5.根据权利要求4所述的盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺,其特征在于,所述单向排泥阀包括有固定板(19),且固定板(19)固定在排泥口(23)内壁靠近底部的位置,且固定板(19)的上表面焊接有套管(20),且套管(20)的顶部固定有球形挡板(21),且固定板(19)的上方设置有环形的弧面挡圈(22),且弧面挡圈(22)的弧面与球形挡板(21)的形状相适配。
6.根据权利要求5所述的盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺,其特征在于,所述套管(20)内部设置有压缩弹簧,且压缩弹簧的底部固定在固定板(19)的上壁,压缩弹簧的顶端固定在球形挡板(21)的顶部。
7.根据权利要求1所述的盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺,其特征在于,所述切割刀(16)靠近转轴的位置设置有方形孔(17)。
8.根据权利要求1所述的盾构施工防止滞排用支撑泥施工工艺,其特征在于,所述中盾仓(12)内设置有支撑泥储存罐(13),且支撑泥储存罐(13)的顶部外壁固定有高压泵二(9),高压泵二(9)的进口管连接有吸泥管,且吸泥管插接在支撑泥储存罐(13)的顶壁,且支撑泥运输管(8)远离土仓(1)的一端连接高压泵二(9)的出口管,且支撑泥储存罐(13)的顶壁开有圆形孔三,且圆形孔三内转动连接有搅拌轴(10),且搅拌轴(10)在支撑泥储存罐(13)外部的一端通过联轴器连接有驱动电机二,且搅拌轴(10)上设置有若干S形搅拌叶(11),且搅拌叶(11)上均开设有若干圆形孔四。
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