专利名称：模拟泥水盾构的泥水输送和处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种隧道工程技术领域的装置，特别是一种模拟泥水 盾构的泥水输送和处理装置。
技术背景对于地域为深水和软弱河床，工程规模大，地质条件复杂的施工条件，为 减少施工中的风险，进行泥水盾构掘进模拟试验研究，本试验从工程实际出发， 模拟完整的泥水盾构掘进系统，除了模拟泥水掘进机外，还需与之配套的模拟泥 水输送和泥水处理循环系统。模拟盾构掘进时输送泥水需根据模拟条件具备泥水 调压和流量调节功能，掘进过程中产生的泥水需进行分离处理，保留小于 0.035mm的颗粒，然后再输入盾构循环反复。经文献检索中国专利号为02234404.7，名称为高效泥水分离过滤一体 化污水处理装置，该处理装置由污水进口、底部排渣口、中心一个倒锥形罩体形 成的内腔、罩体与外壳之间形成的空间、空间上部的溢流道等构成，整个装置都集中在一个类似漏斗的容器内，其处理污水的过程原理如下首先将混有硅藻土过滤剂的污水压入位于该装置底部的污水进口、污水进入倒锥形的内腔内，「大J受 阻而产生旋转运动，此过程与硅藻土充分混合吸附其中的污物，然后污水由倒锥 罩体底部缝隙流入罩体外的空间，此空间的下部充满沉淀于此的硅藻土层，山此 污水经过该土层被进一步过滤吸附，到达该空间上部时，已是达到国家排放标准 的清水，从空间上部的溢流道溢出，而硅藻土可从底部的排渣口抽取，烘干后可 再利用。该装置处理污水的主要机理是通过硅藻土的吸附过滤作用吸附污物，可 见该处理装置只能将水和杂质分离开来，而不能将泥水中的有用颗粒一-一小于0.035mm的颗粒保留下来。在对现有技术的国内外大量的技术文献的检索中，均 无发现有与本实用新型技术主题相关的文献报道。 发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种模拟泥水盾构的 泥水输送和处理装置。使其针对现有技术不能适用于模拟泥水盾构所要求泥水输 送的调压、流量调节和泥水处理的颗粒分离的缺陷，能够满足泥水调压、流量调 节和泥水分离处理在模拟条件下的要求。本实用新型是通过以下的技术方案来实现的，本实用新型包括密度讣、 流量调节阀、流量计、清洁器、泥浆槽、排泥调速泵、组合阀门、新浆槽、水槽、 送浆泵、调整槽、弃浆泵、弃浆槽、模拟泥水盾构，其特征在于，排泥调速泵将 模拟泥水盾构的排泥水排至泥浆槽，清洁器吸口与泥浆槽相连，清洁器溢流口通 向调整槽，其沉砂口与弃浆槽相通，弃浆泵吸口与调整槽、泥浆槽和弃浆槽相通， 其出口通向弃浆运输工具，水槽通过泵与调整槽、新浆槽相通，新浆槽由泵通向 调整槽，送浆泵吸口与调整槽相通，其出口通向模拟泥水盾构的刀具舱，送排泥 管路上均设有密度计、流量调节阀和流量计，组合阀门与送排泥管路并联相接。本实用新型的送泥泵将调整槽内的泥水通过送泥管路上的密度计、流量计、 调节阀送入模拟盾构的泥舱内，并在被切削的模拟土层上形成泥膜，维持开挖面 的土体平衡，同时泥水又将被模拟盾构切削下来的模拟土层稀释，形成比重较高的泥水，排泥调速泵将此泥水通过排泥管路上的调节阀、流量计、密度计排入泥 浆槽，泥浆槽内的泥水再经清洁器分离处理，处理后含有绝大多数小于0.035mm 粘土质颗粒的泥水，从溢流口流向调整槽，而分离出来大于0.035mm的粗大颗 粒的泥水则从沉砂口排到弃桨槽。根据送泥管路上的密度计测量值，适当把新浆 槽内的新浆加入调整槽，使调整槽的泥水符合不同试验要求时的指标；水槽内的 水可用于拌制新桨，也可用于稀释调整槽内的泥水。调低排泥调速泵的转速.可 提高泥舱内的设定压力值，反之，调高排泥调速泵的转速，可降低泥舱内的设定 压力值；送排泥管路上的调节阀，分别调节管路上的流量；通过切换并联在送排 泥管路上的组合阀门，达到模拟盾构的顺洗、逆洗和旁路的功能；弃浆泵可以按 不同试验状态，分别排走泥浆槽、弃浆槽、调整槽内的多余泥水，满足试验所要 求的泥水输送和泥水处理各种功能。模拟泥水盾构从开挖面由工作泥水(经本技术处理后的泥水)带出來含有 挖掘模拟土的混合泥浆(比重约为G4.25左右)，首先排入泥浆槽，粗大颗粒等 在泥浆槽内重力沉淀，然后由清洁器处理，清洁器主要由4"分级用旋流器构成， 将大部分大于0.035mm粒径的颗粒分离出来，此时的泥水所含颗粒的粒径绝大 多数在0.035mm以下，比重G-1.17左右，被送入调整槽内，根据模拟条件所要 求的泥水性质比重、粘度等，适当加入人工拌制的新浆，即可作为泥水盾构施 工所需的工作泥水，送泥泵将调整槽的泥水再次送入盾构，排泥泵由变频调速装 置控制其转速，达到调节泥舱压力的目的，送泥流量由送泥管路上的截止阀控制； 转换阀按模拟要求具有掘进、旁路、逆洗功能；按模拟土层的特点，泥水的处理 可经清洁器处理，也可不通过清洁器处理。整个处理过程采用PLC可编程控制 系统，触摸屏操作界面，实时记入泥水密度、流量、模拟盾构姿态等功能，操作 简便直观。本实用新型解决了与模拟泥水盾构试验相适应的输送、处理问题，解决了 模拟泥水盾构模拟真实掘进状态所需配备的必要设施，本实用新型以其功能全、 适应性强、配置容易、调整方便等特点为地下工程泥水盾构施工提供了强有力的 模拟手段。
图1为泥水处理系统设备平面布置示意图 图2为泥水处理系统流程图具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作详细说明本实施例在以本实用新 型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本实用新型的 保护范围不限于下述的实施例。如图l、图2所示，本实施例包括密度计l、流量调节阀2、流量计3、 清洁器4、泥浆槽5、排泥调速泵6、组合阀门7、新浆槽8、水槽9、送浆泵IO、 调整槽ll、弃浆泵12、弃浆槽13、模拟泥水盾构14。其连接关系为由排泥调 速泵6将模拟泥水盾构14的排泥水排至泥浆槽5，清洁器4与泥浆槽5相连， 其溢流口通向调整槽ll，其沉砂口与弃浆槽13相通，弃桨泵12吸口与调整槽 11、泥浆槽5和弃浆槽13相通，其出口通向弃浆运输工具，水槽9由泵通向调 整槽11和新浆槽8，新浆槽8由泵通向调整槽11，送浆泵10吸口与调整槽11 相通，其出口通向模拟泥水盾构14，送排泥水的管路上分别设有密度计l、流量 调节阀2、流量计3。
清洁器4主要由4"分级用旋流器构成，控制分离粒度点0.035mm。 排泥调速泵6采用变频调速，调速范围50-100%;试验要求提高模拟泥水盾构泥舱内的压力时，可调低排泥调速泵的转速；反之，要求降低模拟泥水盾构泥舱内的压力时，可调高排泥调速泵的转速。组合阀门7由分别控制顺洗、逆洗、旁路的6个阀门构成，满足模拟泥水盾构的顺洗、逆洗和旁路要求；试验要求顺洗时，关闭f、 e阀，打开a、 b、 c 、d、阀；试验要求逆洗时，关闭a、 d阀，打开b、 f、 c、 e、阀；试验要求旁路时，关闭c、 d、 e阀，打开a、 b、 f阀。
权利要求1、 一种模拟泥水盾构的泥水输送和处理装置，包括密度计(])、流量调节阀(2)、流量计(3)、清洁器(4)、泥浆槽(5)、排泥调速泵(6)、组合阀门 (7)、新浆槽(8)、水槽(9)、送浆泵(10)、调整槽(11)、弃浆泵(12)、弃 浆槽(13)、模拟泥水盾构(14)，其特征在于，排泥调速泵(6)将模拟泥水盾 构(14)的排泥水排至泥浆槽(5)，清洁器(4)吸口与泥浆槽(5)相连，清洁 器(4)溢流口通向调整槽(11)，其沉砂口与弃浆槽(13)相通，弃浆泵(12) 吸口与调整槽Ul)、泥浆槽(5)和弃浆槽(13)相通，其出口通向弃浆运输工 具，水槽(9)通过泵与调整槽(li)、新浆槽(8)相通，新浆槽(8)由泵通向 调整槽(11)，送桨泵(10)吸口与调整槽(11)相通，其出口通向模拟泥水盾 构(14)的刀具舱，送排泥管路上均设有密度计(1)、流量调节阀(2)和流量 计(3)，组合阀门(7)与送排泥管路并联相接。
2、 根据权利要求1所述的模拟泥水盾构的泥水输送和处理装置，其特征是， 清洁器(4)由4"分级用旋流器构成。
3、 根据权利要求1或者2所述的模拟泥水盾构的泥水输送和处理装置，其 特征是，清洁器(4)控制分离粒度点0. 035咖。
4、 根据权利要求1所述的模拟泥水盾构的泥水输送和处理装置，其特征是， 送泥泵(10)为定量泵。
5、 根据权利要求1所述的模拟泥水盾构的泥水输送和处理装置，其特征是， 排泥调速泵(6)为变量泵，变量通过变频调速装置实现。
6、 根据权利要求i所述的模拟泥水盾构的泥水输送和处理装置，其特征是， 组合阀门(7)由分别控制顺洗、逆洗、旁路的6个阀门构成。
专利摘要本实用新型涉及的是一种隧道工程技术领域的模拟泥水盾构的泥水输送和处理装置。排泥调速泵将模拟泥水盾构的排泥水排至泥浆槽，清洁器吸口与泥浆槽相连，清洁器溢流口通向调整槽，其沉砂口与弃浆槽相通，弃浆泵吸口与调整槽、泥浆槽和弃浆槽相通，其出口通向弃浆运输工具，水槽通过泵与调整槽、新浆槽相通，新浆槽由泵通向调整槽，送浆泵吸口与调整槽相通，其出口通向模拟泥水盾构的刀具舱，送排泥管路上均设有密度计、流量调节阀和流量计，组合阀门与送排泥管路并联相接。可完成模拟泥水盾构的顺洗、逆洗、旁路、调定泥舱的设定压力值及调节送排泥流量等泥水输送的功能，并具备对泥水进行分离处理的泥水处理功能。
文档编号E21D9/13GK201021625SQ20062004927
公开日2008年2月13日 申请日期2006年12月21日 优先权日2006年12月21日
发明者刘豫东, 孙静毅, 燕 黎 申请人:上海隧道工程股份有限公司