CN113818890A - 盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***及使用方法。所述盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***包括承载***、粉料***、液料***、搅拌***、储存***、电控***；所述承载模块为轨道式台车，所述粉料处理***设于所述承载模块的顶平台，所述搅拌***、所述储存***、所述电控***均设于所述承载模块的侧平台，所述液料***设于所述电控***内。本发明提供的所述盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***及使用方法解决了现有技术的同步注浆设备占用台车大量空间，无法与盾构机同步运行的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及盾构施工领域，具体涉及一种盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***及使用方法。
背景技术
随着我国城市地铁建设的快速发展，盾构法以其高效、安全、环保的优点被广泛采用。同步注浆作为盾构推进过程中的重要工序，对于地表沉降控制、抑制围岩变形等至关重要。目前同步注浆材料主要分为单液浆和双液浆，双液浆胶凝时间短、早起强度高，在软土地层和富水地层的盾构施工中得到了广泛应用。但传统双液注浆设备需要在地面制作A液水泥浆，通过轨道电瓶车运送进隧道，随着隧道的深入，运送距离不断增加影响施工效率，产生大量能耗，而通过管道输送的方式容易堵管，长时间不注浆还会产生弃浆问题。
通过将双液注浆设备的全套设备均架设于轨道台车，随盾构机同步运行可以解决上述问题。但现有的同步注浆设备由于注浆方量大，如在隧道内制浆将会占用台车大量空间。因此目前只有将二次注浆的全套设备均架设于轨道台车，随盾构机同步运行的技术方案。因为二次注浆是对同步注浆进行补充注浆的备选工序，注浆量极小，故设备极小，不存在占用台车大量空间的问题。
发明内容
为解决现有技术的同步注浆设备占用台车大量空间，无法与盾构机同步运行的技术问题，本发明提供一种解决上述问题的盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***及使用方法。
一种盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***，包括承载***、粉料***、液料***、搅拌***、储存***、电控***；所述承载模块为轨道式台车，包括沿轨道设置的两排立柱，以及设于两排所述立柱之间顶部的顶平台，设于两排所述立柱相互远离的外侧的侧平台，所述粉料处理***设于所述顶平台，所述搅拌***、所述储存***、所述电控***均设于所述侧平台，所述液料***设于所述电控***内；所述粉料***与所述搅拌***通过输送机连接，所述液料***与所述搅拌***通过泵送管道连接，所述搅拌***与所述储存***通过泵送管道连接，所述电控***与所述粉料***、所述液料***、所述搅拌***、所述储存***通过电路连接。
在本发明提供的盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***的一种较佳实施例中，所述粉料***包括膨润土料仓和水泥粉料仓，二者底部分别通过螺旋输送机与所述搅拌***连接。还包括集尘罐，与所述膨润土料仓和所述水泥粉料仓的顶部通过管道连接。
在本发明提供的盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***的一种较佳实施例中，所述液料***包括安定剂箱、清水管路、液料泵；所述清水管路与所述搅拌***连接，所述液料泵的两端分别与所述安定剂箱和所述搅拌***通过管道连接。
在本发明提供的盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***的一种较佳实施例中，所述搅拌***包括搅拌罐、搅拌电机、搅拌泵，所述搅拌罐与所述螺旋输送机和所述液料泵连接，所述搅拌电机设于所述搅拌罐外并与所述搅拌罐内的桨叶连接，所述搅拌泵的两端分别与所述搅拌罐和所述储存***通过管道连接。
在本发明提供的盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***的一种较佳实施例中，所述储存***包括储存罐、储存电机、储存泵，所述储存罐与所述搅拌泵连接，所述储存电机设于所述储存罐外并与所述储存罐内的桨叶连接，所述储存泵一端与所述储存罐通过管道连接，另一端连接管道并延伸至盾构机尾部。
在本发明提供的盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***的一种较佳实施例中，所述电控***包括电控室，设于所述电控室内的所述液料***、总电柜、显示柜、变频器柜；所述显示柜与所述总电柜通过电路连接，所述变频器柜与所述总电柜，以及所述液料***、所述搅拌***、所述储存***中的电机通过电路连接；所述总电柜与盾构机的操作台通过电路连接。
在本发明提供的盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***的一种较佳实施例中，所述膨润土料仓和所述水泥粉料仓均设有粉料计量装置；所述安定剂箱内装有液位传感器，底部装有称重***；所述储存罐底部装有称重***；所述粉料计量装置、所述液位传感器、所述称重***均与所述总电柜通过电路连接。
一种盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***的使用方法，包括以下步骤：
步骤1：水泥粉料与膨润土粉料分别采用气压泵送的方式，输送至所述粉料***内储存，安定剂在所述安定剂箱内储存；
步骤2：将安定剂输送至所述搅拌***内，并加入一定比例清水，启动所述搅拌***对安定剂和清水进行搅拌；
步骤3：将膨润土粉料按一定比例输送至所述搅拌***内，并持续进行搅拌；
步骤4：当膨润土粉料搅拌均匀后，将水泥粉料按一定比例输送至所述搅拌***内，并持续进行搅拌，完成A液浆拌制；
步骤5：将A液浆输送至所述储存***内储存；
步骤6：将所述储存***内的A液浆输送至盾构机尾部，与水玻璃混合注入围岩间隙，完成双液注浆。
在本发明提供的盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***的使用方法的一种较佳实施例中，包括两套或以上数量的所述搅拌***，其中部分所述搅拌***仅执行所述步骤2，部分所述搅拌***加入清水并仅执行所述步骤3，拌制膨润土浆；
在所述步骤4之前***步骤3.5：将执行所述步骤3的部分所述搅拌***拌制得的膨润土浆加入到执行所述步骤2的部分所述搅拌***中，并持续进行搅拌。
相较于现有技术，本发明提供的所述盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***将原料的仓储、浆液的制备、浆液的输送全部集成于所述承载***，实现了盾构隧道内无尘制浆。
省去了隧道外搅拌与隧道内水平长距离浆液运输，优化了传统盾构施工组织设计。减少了浆液长时间未使用的弃浆风险和难题，有效提高施工效率，提高施工质量。减少了因盾构注浆而产生的水平运输的重量、体量，大幅降低能量消耗。
附图说明
图1是本发明提供的盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***在侧视角度下的结构示意图；
图2是本发明提供的盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***在正视角度下的结构示意图；
图3是图1中粉料***的局部放大图；
图4是图1中搅拌***的局部放大图；
图5是搅拌***在俯视角度下的结构示意图；
图6是图1中储存***的局部放大图；
图7是储存***在俯视角度下的结构示意图；
图8是图1中电控***的局部放大图；
图9是电控***在俯视角度下的结构示意图。
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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
请同时参阅图1和图2，分别是本发明提供的盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***1在两个视角下和正视角度下的结构示意图。包括承载***2、粉料***3、液料***4、搅拌***5、储存***6、电控***7。
所述承载***2为轨道式台车，包括沿轨道设置的两排立柱，以及设于两排所述立柱之间顶部的顶平台，形成方框形的车架21。所述车架21的右侧（图1的视角下）与盾构机的尾部连接。
所述车架21与圆形的隧道之间存在顶部和两侧三处间隙。在顶部间隙处的顶平台上设有所述粉料***3。在两侧的间隙处分别设有一组侧平台，并在侧平台上从左至右（图1视角下）依次设有所述搅拌***5、所述储存***6、所述电控***7。其中所述搅拌***5和所述储存***6均包括两套，分别设于所述车架21两侧。所述液料***4体积较小，设于所述电控***7内。
请参阅图3，是图1中粉料***3的局部放大图。
所述粉料***3包括两个膨润土料仓31、六个水泥粉料仓32、集尘罐33、四个卧式螺旋输送机34。两个所述膨润土料仓31设于所述车架21顶部左侧，以隧道的轴向对称设置。六个所述水泥粉料仓32以三三对称的布局设于所述车架21顶部右侧。
所述膨润土料仓31和所述水泥粉料仓32之间设有所述集尘罐33，并通过管道与全部的所述膨润土料仓31和所述水泥粉料仓32顶部连接。两个所述膨润土料仓31的底部卸料口分别连接有一个所述卧式螺旋输送机34，同一侧的三个所述水泥粉料仓32的底部卸料口共同连接一个所述所述卧式螺旋输送机34。
请同时参阅图4和图5，分别是图1中搅拌***5的局部放大图，及其在俯视角度下的结构示意图。
包括两套所述搅拌***5，分别设于所述车架21两侧与隧道之间的间隙处的侧平台上。所述搅拌***5包括搅拌罐51、搅拌电机52、第一软管挤压泵（附图中未示出）。所述搅拌罐51为双级式结构，其中上级罐体与相近一侧的两个所述卧式螺旋输送机34连接，下级罐体与所述第一软管挤压泵的输入端连接。两个罐体内均设有搅拌用的桨叶，外部均设有驱动桨叶运转的所述搅拌电机52。
请同时参阅图6和图7，分别是图1中储存***6的局部放大图，及其在俯视角度下的结构示意图。
包括两套所述储存***6，分别设于所述车架21两侧与隧道之间的间隙处的侧平台上。所述储存***6包括储存罐61、储存电机62、第二软管挤压泵63。所述储存罐61同样为双级式结构，其中上级罐体与所述第一软管挤压泵的输出端连接，下级罐体与所述第二软管挤压泵63的输入端连接。所述第二软管挤压泵63的输出端连接管道，并延伸至盾构机尾部。两个罐体内均设有搅拌用的桨叶，外部均设有驱动桨叶运转的所述储存电机62。
请同时参阅图8和图9，分别是图1中电控***7的局部放大图，及其在俯视角度下的结构示意图。
包括一套所述电控***7，设于所述车架21一侧与隧道之间的间隙处的侧平台上。所述电控***7包括电控室71，以及设于所述电控室71内的所述液料***4、总电柜72、显示柜73、变频器柜74、空压机75、料仓控制柜76。
所述液料***4包括安定剂箱41、第三软管挤压泵42、清水管路（附图中未示出）。所述第三软管挤压泵42的输入端与所述安定剂箱41连接，输出端通过管道与所述搅拌罐51的上级罐体连接，所述清水管路通过水泵与所述搅拌罐51的上级罐体连接。
所述总电柜72设有PLC可编程控制器，所述显示柜73设有触摸式控制屏并与PLC可编程控制器连接，对其进行控制。所述变频器柜74与所述总电柜72连接，并与所述卧式螺旋输送机34、所述搅拌电机52、所述第一软管挤压泵、所述储存电机62、所述第二软管挤压泵63、所述第三软管挤压泵42、所述水泵的电机连接。
每一所述膨润土料仓31和所述水泥粉料仓32的进出料口均设有气动阀门；所述第一软管挤压泵、所述第二软管挤压泵63、所述第三软管挤压泵42、所述水泵的进出端管道均设有气动阀门。所述气动阀门由所述总电柜72控制启闭，由所述空压机75供压。
另外，每一所述膨润土料仓31和所述水泥粉料仓32均在内部均设有粉料计量装置，计量粉料的进出量；在所述储存罐61的下级罐体底部装有称重***，计量A液浆的进出量；在所述安定剂箱41内装有液位传感器，底部装有称重***，计量安定剂的进出量。所述粉料计量装置、所述液位传感器、所述称重***均与所述总电柜72通过电路连接，根据计量数据控制各电机和气动阀门启闭。
所述膨润土料仓31和所述水泥粉料仓32采用气压泵送的方式补充粉料。通过所述料仓控制柜76对其进行控制。
所述总电柜72的PLC***还通过can总线将操作界面植入盾构机操作台，可在盾构机操作台直接对所述盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***1进行控制。
所述显示柜73包括制浆控制屏、泵组控制屏、远程供给控制屏。并根据上述***形成包括手动模式、半自动模式、全自动模式、异常列表查询、异常履历查询、泵组操作画面、称重***设定及校正***、历史报表查询、变频器设定等在内的多项功能。
所述盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***1的运行流程如下：
步骤1：水泥粉料与膨润土粉料分别采用气压泵送的方式，输送至所述水泥粉料仓32和所述膨润土料仓31内储存，安定剂在所述安定剂箱41内储存，所述清水管道对接至外部水源；
步骤2：安定剂通过所述第三软管挤压泵42输送至所述搅拌罐51的上级罐体内，并加入一定比例清水，启动所述搅拌电机52对安定剂和清水进行搅拌；
步骤3：膨润土粉料通过所述卧式螺旋输送机34按一定比例输送至所述搅拌罐51的上级罐体内，并持续进行搅拌；
步骤4：当膨润土粉料搅拌均匀后，将水泥粉料通过所述卧式螺旋输送机34按一定比例输送至所述搅拌罐51的上级罐体内，拌制完成的A液浆临时储存于所述搅拌罐51的下级罐体内；
步骤5：拌制完成的A液浆通过所述第一软管挤压泵输送至所述储存罐61的上级罐体内进行短期的储存；
步骤6：待使用的A液浆转移至所述储存罐61的下级罐体内，并通过所述第二软管挤压泵63输送至盾构机尾部，与水玻璃混合注围岩间隙，完成双液注浆。
进一步的，由于设有两套所述搅拌***5和所述储存***6，可以分别单独完成上述处理，也可以一套所述搅拌***5仅执行所述步骤2，一套所述搅拌***5加入清水并仅执行所述步骤3。
在此情况下，于所述步骤4之前***步骤3.5：将执行所述步骤3的所述搅拌***5中拌制得的膨润土浆加入到执行所述步骤2的所述搅拌***5中，并持续进行搅拌。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***，其特征在于：包括承载***、粉料***、液料***、搅拌***、储存***、电控***；所述承载模块为轨道式台车，包括沿轨道设置的两排立柱，以及设于两排所述立柱之间顶部的顶平台，设于两排所述立柱相互远离的外侧的侧平台，所述粉料处理***设于所述顶平台，所述搅拌***、所述储存***、所述电控***均设于所述侧平台，所述液料***设于所述电控***内；所述粉料***与所述搅拌***通过输送机连接，所述液料***与所述搅拌***通过泵送管道连接，所述搅拌***与所述储存***通过泵送管道连接，所述电控***与所述粉料***、所述液料***、所述搅拌***、所述储存***通过电路连接。
2.根据权利要求1所述的盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***，其特征在于：所述粉料***包括膨润土料仓和水泥粉料仓，二者底部分别通过螺旋输送机与所述搅拌***连接。
3.根据权利要求2所述的盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***，其特征在于：所述粉料***还包括集尘罐，与所述膨润土料仓和所述水泥粉料仓的顶部通过管道连接。
4.根据权利要求2或3所述的盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***，其特征在于：所述液料***包括安定剂箱、清水管路、液料泵；所述清水管路与所述搅拌***连接，所述液料泵的两端分别与所述安定剂箱和所述搅拌***通过管道连接。
5.根据权利要求4所述的盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***，其特征在于：所述搅拌***包括搅拌罐、搅拌电机、搅拌泵，所述搅拌罐与所述螺旋输送机和所述液料泵连接，所述搅拌电机设于所述搅拌罐外并与所述搅拌罐内的桨叶连接，所述搅拌泵的两端分别与所述搅拌罐和所述储存***通过管道连接。
6.根据权利要求5所述的盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***，其特征在于：所述储存***包括储存罐、储存电机、储存泵，所述储存罐与所述搅拌泵连接，所述储存电机设于所述储存罐外并与所述储存罐内的桨叶连接，所述储存泵一端与所述储存罐通过管道连接，另一端连接管道并延伸至盾构机尾部。
7.根据权利要求6所述的盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***，其特征在于：所述电控***包括电控室，设于所述电控室内的所述液料***、总电柜、显示柜、变频器柜；所述显示柜与所述总电柜通过电路连接，所述变频器柜与所述总电柜，以及所述液料***、所述搅拌***、所述储存***中的电机通过电路连接；所述总电柜与盾构机的操作台通过电路连接。
8.根据权利要求7所述的盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***，其特征在于：所述膨润土料仓和所述水泥粉料仓均设有粉料计量装置；所述安定剂箱内装有液位传感器，底部装有称重***；所述储存罐底部装有称重***；所述粉料计量装置、所述液位传感器、所述称重***均与所述总电柜通过电路连接。
9.一种权利要求1~8任一所述的盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：水泥粉料与膨润土粉料分别采用气压泵送的方式，输送至所述粉料***内储存，安定剂在所述安定剂箱内储存；
步骤2：将安定剂输送至所述搅拌***内，并加入一定比例清水，启动所述搅拌***对安定剂和清水进行搅拌；
步骤3：将膨润土粉料按一定比例输送至所述搅拌***内，并持续进行搅拌；
步骤4：当膨润土粉料搅拌均匀后，将水泥粉料按一定比例输送至所述搅拌***内，并持续进行搅拌，完成A液浆拌制；
步骤5：将A液浆输送至所述储存***内储存；
步骤6：将所述储存***内的A液浆输送至盾构机尾部，与水玻璃混合注入围岩间隙，完成双液注浆。
10.根据权利要求9所述的盾构施工用隧道内双液浆仓储制浆输送一体化***的使用方法，其特征在于：包括两套或以上数量的所述搅拌***，其中部分所述搅拌***仅执行所述步骤2，部分所述搅拌***加入清水并仅执行所述步骤3，拌制膨润土浆；
在所述步骤4之前***步骤3.5：将执行所述步骤3的部分所述搅拌***拌制得的膨润土浆加入到执行所述步骤2的部分所述搅拌***中，并持续进行搅拌。
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| CN114352316A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-04-15 | 中交隧道工程局有限公司 | 盾构法隧道同步双液注浆用的浆液拌制*** |
| CN114352316B (zh) * | 2021-11-30 | 2024-03-19 | 中交隧道工程局有限公司 | 盾构法隧道同步双液注浆用的浆液拌制*** |
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