CN117345258A - 一种盾构出土防喷涌装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盾构出土防喷涌装置，包括：环形槽盘，其固定于盾构机土仓的内壁，所述环形槽盘同轴设置于刀盘的外周；所述环形槽盘的径向由外向内依次设置有第一液道管路、气道管路和第二液道管路；所述气道管路包括环形主气管和等间隔连通于环形主气管上的若干分支气管，所述第一液道管路包括第一环形主液管和连通于第一环形主液管上的若干第一分支液管，第一分支液管两两为一组对应分支气管间隔设置，且第一分支液管的出液端朝向分支气管的出气端聚拢延伸设置。本发明使发泡剂与土仓内的土体充分、及时混匀，降低螺旋输送机输送时的喷涌问题，大大提高了施工进度。

Description

一种盾构出土防喷涌装置

技术领域

本发明涉及盾构施工装备技术领域。更具体地说，本发明涉及一种盾构出土防喷涌装置。

背景技术

地铁盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，地铁盾构机基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时文撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。

盾构机包括刀盘、土仓、螺旋输送机等部件，螺旋输送机与土仓内部连通将土仓内的土体传送出去，当盾构机遇到富水层的盾构掘进时，大量泥水会随土体进入到螺旋输送机造成喷涌喷头，现有技术中为了缓解这一问题，在土仓内加入发泡剂，改变土体特性，但在设置发泡剂进料管时为了避开螺旋输送机，发泡剂进料管设置于土仓内壁的上部，发泡剂从上部管道进入，导致发泡剂在土仓中入料不均匀，无法和土仓内的土体均匀的混合，导致部分土体通过螺旋输送机输送时依然会有喷涌问题出现，导致施工进度缓慢。

发明内容

本发明的目的是提供一种盾构出土防喷涌装置，使发泡剂与土仓内的土体充分、及时混匀，降低螺旋输送机输送时的喷涌问题，大大提高了施工进度。

本发明解决此技术问题所采用的技术方案是：一种盾构出土防喷涌装置，包括：

环形槽盘，其固定于盾构机土仓的内壁，所述环形槽盘同轴设置于刀盘的外周；

所述环形槽盘的径向由外向内依次设置有第一液道管路、气道管路和第二液道管路；所述气道管路包括环形主气管和等间隔连通于环形主气管上的若干分支气管，所述第一液道管路包括第一环形主液管和连通于第一环形主液管上的若干第一分支液管，第一分支液管两两为一组对应分支气管间隔设置，且第一分支液管的出液端朝向分支气管的出气端聚拢延伸设置；所述第二液道管路包括第二环形主液管和连通于第二环形主液管上的若干第二分支液管，第二分支液管两两为一组对应分支气管间隔设置，且第二分支液管的出液端朝向分支气管的出气端聚拢延伸设置；

环形主气管、第一环形主液管、第二环形主液管均固定于环形槽盘的内壁，分支气管、第一分支液管、第二分支液管均向环形槽盘的外壁延伸，且分支气管、第一分支液管、第二分支液管与土仓连通；环形主气管通过进气管与高压空气装置连接，第一环形主液管和第二环形主液管通过进液管、高压液体泵和发泡剂装料装置连接。

优选的是，所述环形槽盘的外圈直径与所述盾构机土仓的直径相等。

优选的是，所述分支气管、第一分支液管、第二分支液管由进液/气端到出液/气端的直径逐渐变小。

优选的是，所述进气管和进液管上均设置有阀门。

优选的是，还包括混合辅助机构，相邻两个第一分支液管、一个分支气管和两个第一分支液管为一组喷射单元，每组喷射单元设置一个混合辅助机构；

所述混合辅助机构包括：上架体、下架体和金属薄片，所述上架体和下架体均垂直固定于环形槽盘上，上架体固定点与环形槽盘圆心距离大于第一液道管路与环形槽盘圆心距离；下架体固定点与环形槽盘圆形距离小于第二液道管路与环形槽盘圆心距离；所述上架体上朝向径向垂直固定有连接杆，所述金属薄片的中心转动连接于连接杆上，所述金属薄片设置为：当金属薄片垂直与连接杆且为水平状态时，所述金属薄片与对应的分支气管轴线所在的水平面重合；所述上架体上位于连接杆两侧设置有第一限位杆，以限制金属薄片转动的角度，所述下架体上相对第一限位杆设置有第二限位杆。

优选的是，盾构掘进方向是长度方向，金属薄片的宽度至少是第一限位杆、第二限位杆以及连接杆直径的五倍。

本发明至少包括以下有益效果：盾构出土防喷涌装置，使发泡剂与土仓内的土体充分、及时混匀，降低螺旋输送机输送时的喷涌问题，大大提高了施工进度。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是本发明盾构出土防喷涌装置的结构示意图；

图2是本发明环形槽盘示意图。

附图标记说明：1土仓，2刀盘，3螺旋输送机，4第一液道管路，5气道管路，6第二液道管路，7分支气管，8第一分支液管，9第二分支液管，10第一环形主液管，11环形主气管，12第二环形主液管，13进气管，14进液管，15上架体，16下架体，17金属薄片，18连接杆，19第一限位杆，20第二限位杆，21环形槽盘。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。

此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明保护的范围。

以下结合附图及实施对本发明作进一步的详细说明，其具体实施过程如下：

如图1～2所示，本发明提供一种盾构出土防喷涌装置，包括：

环形槽盘21，其固定于盾构机土仓1的内壁，盾构机土仓1外壁设置有刀盘2，所述环形槽盘21同轴设置于刀盘2的外周；

所述环形槽盘21的径向由外向内依次设置有第一液道管路4、气道管路5和第二液道管路6；所述气道管路5包括环形主气管11和等间隔连通于环形主气管11上的若干分支气管7，所述第一液道管路4包括第一环形主液管10和连通于第一环形主液管10上的若干第一分支液管8，第一分支液管8两两为一组对应分支气管7间隔设置，且第一分支液管8的出液端朝向分支气管7的出气端倾斜聚拢延伸设置；所述第二液道管路6包括第二环形主液管12和连通于第二环形主液管12上的若干第二分支液管9，第二分支液管9两两为一组对应分支气管7间隔设置，且第二分支液管9的出液端朝向分支气管7的出气端倾斜聚拢延伸设置；

环形主气管11、第一环形主液管10、第二环形主液管12均固定于环形槽盘21的内壁，分支气管7、第一分支液管8、第二分支液管9均向环形槽盘21的外壁延伸，且分支气管7、第一分支液管8、第二分支液管9与土仓1连通；环形主气管11通过进气管13与高压空气装置连接，第一环形主液管10和第二环形主液管12通过进液管14、高压液体泵和发泡剂装料装置连接。

现有技术中，为了避开螺旋输送机3，发泡剂进料管设置于土仓1内壁的上部，发泡剂从上部管道进入，导致发泡剂在土仓1中入料不均匀，无法和土仓1内的土体均匀的混合，导致部分土体通过螺旋输送机3输送时依然会有喷涌问题出现，采用本申请的清洁装置，第一环形主液管10、第二环形主液管12高压喷射出的四段发泡剂液段呈聚拢状汇合，再通过中心的高压空气的高速撞击将发泡剂液段撞击开来，使空气分子携带发泡剂颗粒充分分散于土仓1中流动态的土体中，使仓内发泡剂充分均与的分散于土体中，迅速改变仓内土体特性；进一步的，环形槽盘21均匀固定于土仓1内壁，可以从土仓1内的环形喷射发泡剂，解决了发泡剂从土仓1上部进料，土仓1下部土体无法和发泡剂混合均匀而出现螺旋输送机3送料喷涌的情况，保证了盾构机内的清洁度和盾构机的正常掘进。需要说明的是，环形槽盘21上预留出螺旋输送机3穿过的穿孔，在设置穿孔时，第一液道管路4、气道管路5和第二液道管路6有两种设置形式，其一是穿孔和第一液道管路4、气道管路5和第二液道管路6不干涉，例如，穿孔设置于第一液道管路4和气道管路5之间；其二是，例如穿孔与第一液道管路4、气道管路5发生了冲突，第一液道管路4和气道管路5则设置为具有缺口的环形管道结构，保证螺旋输送机3的顺利通过。

本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：所述环形槽盘21的外圈直径与所述盾构机土仓1的直径相等。

本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：所述分支气管7、第一分支液管8、第二分支液管9由进液/气端到出液/气端的直径逐渐变小，提高液体/气体进入土仓1时的冲击力。

本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：所述进气管13和进液管14上均设置有阀门。

本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：还包括混合辅助机构，相邻两个第一分支液管8、一个分支气管7和两个第一分支液管8为一组喷射单元，每组喷射单元设置一个混合辅助机构；

所述混合辅助机构包括：上架体15、下架体16和金属薄片17(可以是铝合金薄片)，所述上架体15和下架体16均垂直固定于环形槽盘21上，上架体15固定点与环形槽盘21圆心距离大于第一液道管路4与环形槽盘21圆心距离；下架体16固定点与环形槽盘21圆形距离小于第二液道管路6与环形槽盘21圆心距离；所述上架体15上朝向径向垂直固定有连接杆18，所述金属薄片17的中心转动连接于连接杆18上，所述金属薄片17设置为：当金属薄片17垂直与连接杆18且为水平状态时，所述金属薄片17与对应的分支气管7轴线所在的水平面重合；所述上架体15上位于连接杆18两侧设置有第一限位杆19，以限制金属薄片17转动的角度，所述下架体16上相对第一限位杆19设置有第二限位杆20。

在上述技术方案中，分支气管7、第一分支液管8和第二分支液管9喷射出空气、发泡剂后使金属薄片17在上架体15和下架体16之间往复摆动，同时金属薄片17自身也会出现振动，从而将发泡剂和空气拍打分散成细小颗粒，发泡剂颗粒粘附于空气表面，之后与盾构土体更加充分的融合，加快了土体性能的改变，进一步抑制了螺旋输送机3喷浆情况的发生。

本技术方案还可以包括以下技术细节，以更好地实现技术效果：盾构掘进方向是长度方向，金属薄片17的宽度至少是第一限位杆19、第二限位杆20以及连接杆18直径的五倍。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (6)

1.一种盾构出土防喷涌装置，其特征在于，包括：

环形槽盘，其固定于盾构机土仓的内壁，所述环形槽盘同轴设置于刀盘的外周；

所述环形槽盘的径向由外向内依次设置有第一液道管路、气道管路和第二液道管路；所述气道管路包括环形主气管和等间隔连通于环形主气管上的若干分支气管，所述第一液道管路包括第一环形主液管和连通于第一环形主液管上的若干第一分支液管，第一分支液管两两为一组对应分支气管间隔设置，且第一分支液管的出液端朝向分支气管的出气端聚拢延伸设置；所述第二液道管路包括第二环形主液管和连通于第二环形主液管上的若干第二分支液管，第二分支液管两两为一组对应分支气管间隔设置，且第二分支液管的出液端朝向分支气管的出气端聚拢延伸设置；

环形主气管、第一环形主液管、第二环形主液管均固定于环形槽盘的内壁，分支气管、第一分支液管、第二分支液管均向环形槽盘的外壁延伸，且分支气管、第一分支液管、第二分支液管与土仓连通；环形主气管通过进气管与高压空气装置连接，第一环形主液管和第二环形主液管通过进液管、高压液体泵和发泡剂装料装置连接。

2.如权利要求1所述的盾构出土防喷涌装置，其特征在于，所述环形槽盘的外圈直径与所述盾构机土仓的直径相等。

3.如权利要求1所述的盾构出土防喷涌装置，其特征在于，所述分支气管、第一分支液管、第二分支液管由进液/气端到出液/气端的直径逐渐变小。

4.如权利要求1所述的盾构出土防喷涌装置，其特征在于，所述进气管和进液管上均设置有阀门。

5.如权利要求1所述的盾构出土防喷涌装置，其特征在于，还包括混合辅助机构，相邻两个第一分支液管、一个分支气管和两个第一分支液管为一组喷射单元，每组喷射单元设置一个混合辅助机构；

所述混合辅助机构包括：上架体、下架体和金属薄片，所述上架体和下架体均垂直固定于环形槽盘上，上架体固定点与环形槽盘圆心距离大于第一液道管路与环形槽盘圆心距离；下架体固定点与环形槽盘圆形距离小于第二液道管路与环形槽盘圆心距离；所述上架体上朝向径向垂直固定有连接杆，所述金属薄片的中心转动连接于连接杆上，所述金属薄片设置为：当金属薄片垂直与连接杆且为水平状态时，所述金属薄片与对应的分支气管轴线所在的水平面重合；所述上架体上位于连接杆两侧设置有第一限位杆，以限制金属薄片转动的角度，所述下架体上相对第一限位杆设置有第二限位杆。

6.如权利要求5所述的盾构出土防喷涌装置，其特征在于，盾构掘进方向是长度方向，金属薄片的宽度至少是第一限位杆、第二限位杆以及连接杆直径的五倍。