土压平衡盾构机螺旋输送机防喷涌装置的制作方法

本发明属于地下施工技术领域，更具体地说，是涉及一种土压平衡盾构机螺旋输送机防喷涌装置。

背景技术：

随着城市的蓬勃发展，城市基础建设在城市发展中起了举足轻重的作用，轨道交通更是在基础建设中起了引导作用，城市轨道地下施工绝大多数采用的是盾构法，而盾构法施工时遇到全断面硬岩或上软下硬等复杂地质段施工会出现喷涌问题，尤其在素有地质博物馆之称的广州、深圳等地区，地质情况复杂多变，多为上软下硬、全断面硬岩地层，喷涌问题发生频率较高。

针对上述问题，目前有以下两种解决方法：一种方法是利用聚合物改良剂在土仓内进行渣土改良防止喷涌问题的发生，这种方法在实际操作过程中较为困难且聚合物材料昂贵；第二种方法是通过螺旋输送机出渣口双闸门交替使用控制喷涌问题，将渣土通过双闸门传送至传送带上，但这种方法在土仓压力1.3bar以下效果较好，大于1.3bar的土压防喷涌效果较差，无法保证土压大的地层连续掘进施工，盾构机在掘进过程中易发生喷涌现象，影响盾构机连续掘进的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种土压平衡盾构机螺旋输送机防喷涌装置，旨在解决在土压较大的地层连续掘进施工时，盾构机在掘进过程中易发生喷涌现象，影响盾构机连续掘进的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种土压平衡盾构机螺旋输送机防喷涌装置，包括：

第一管道，用于连通螺旋输送机保压口；

第二管道，设置在所述第一管道远离所述螺旋输送机保压口的一端，与所述第一管道连通，用于将渣土传送至传送带上；

第一阀门，设置在所述第一管道和第二管道之间，用于控制所述第一管道和所述第二管道连通或封闭；以及

第二阀门，设置在所述第一管道远离所述第二管道的一端，用于控制第一管道和所述螺旋输送机保压口连通或封闭。

进一步地，所述第一管道为三通管，第一端通过第二阀门连通所述螺旋输送机保压口，第二端通过第一阀门连通所述第二管道，第三端设置有用于疏通所述第一管道堵塞的第三阀门。

进一步地，所述第三阀门为蜗轮蝶阀。

进一步地，所述土压平衡盾构机螺旋输送机防喷涌装置还包括：

过滤网法兰，设置在所述第一阀门靠近所述螺旋输送机保压口的一端。

进一步地，所述土压平衡盾构机螺旋输送机防喷涌装置还包括：

第一软管，设置在所述第二管道远离所述第一管道的一端，与所述第二管道连通；

延长管道，一端连通所述第一软管远离所述第二管道的一端；以及

第二软管，连通所述延长管道远离所述第一软管的一端。

进一步地，所述第一管道、所述第二管道、所述第一软管、所述延长管道以及所述第二软管均通过法兰连接。

进一步地，所述第一管道、所述第二管道以及所述延长管道均为镀锌管。

进一步地，所述第一阀门为橡胶密封明杆闸阀。

进一步地，所述第二阀门为气动球阀。

进一步地，所述第一管道和所述第二管道的公称直径均为dn300。

本发明提供的土压平衡盾构机螺旋输送机防喷涌装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明土压平衡盾构机螺旋输送机防喷涌装置，在土压较大的地层连续掘进施工时，连续工作的螺旋输送机的出渣口处的土压不断增大，高压渣土堆积在出渣口处的不能及时排出，越聚越多，打开第一阀门和第二阀门，堆积在螺旋输送机内的渣土通过第一管道和第二管道排放，高压渣土最终通过第二管道喷出，进入传送带，传送带将渣土传送至土箱中，或是通过第二管道直接将渣土传送至渣土车上，对螺旋输送机内的高压渣土及时泄压，避免盾构机在掘进过程中发生喷涌现象，使盾构机在土压较大的地层能够保持连续掘进。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的土压平衡盾构机螺旋输送机防喷涌装置的结构示意图；

图2为螺旋输送机的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的土压平衡盾构机螺旋输送机防喷涌装置与高压冲水管和第一控制球阀，及其高压气管和第二控制球阀的连接结构示意图。

图中：1、第一管道；2、第二管道；3、第一阀门；4、第二阀门；5、第一软管；6、第三阀门；7、过滤网法兰；8、延长管道；9、第二软管；10、螺旋输送机保压口；11、第一闸门；12、第二闸门；13、高压冲水管；14、第一控制球阀；15、高压气管；16、第二控制球阀。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

现对本发明提供的土压平衡盾构机螺旋输送机防喷涌装置进行说明。请参阅图1及图2，土压平衡盾构机螺旋输送机防喷涌装置，包括第一管道1、第二管道2、第一阀门3和第二阀门4。

第一管道1用于连通螺旋输送机保压口10；第二管道2设置在第一管道1远离螺旋输送机保压口10的一端，与第一管道1连通；第一阀门3设置在第一管道1和第二管道2之间，用于控制第一管道1和第二管道2的连通或封闭；第二阀门4设置在第一管道1远离第二管道2的一端，用于控制第一管道1和螺旋输送机保压口10的连通或封闭。

螺旋输送机用于传送盾构机挖掘下的渣土，螺旋输送机的末端为出渣口，出渣口开设有第一闸门11和第二闸门12，渣土通过螺旋输送机，从螺旋输送机的第一闸门11和第二闸门12内落下，落入用于运送渣土的传送带上，通过传动带传送至电瓶车土箱中也可以直接泄放在渣土车内，从而完成渣土的传送。

螺旋输送机的出渣口的侧壁上开有保压口，保压口的端部一体成型有法兰盘，第一管道1的两端均一体成型有法兰盘，螺旋输送机保压口10通过法兰连接第一管道1。

第一管道1和第二管道2为u形管、l形管或其他形状的管道，根据施工现场的空间而确定，第一管道1和第二管道2间均通过法兰连接，为了在施工现场方便布置，第一管道1和第二管道2之间可通过弯头连接，第二管道2的末端朝向传送带或朝向渣土车。

第一阀门3位于第一管道1和第二管道2之间，通过法兰与第一管道1和第二管道2连通，用于控制第一管道1和第二管道2的连通或封闭。

第二阀门4位于第一管道1和螺旋输送机保压口10之间，通过法兰与第一管道1和螺旋输送机保压口10连通，用于控制第一管道1和螺旋输送机保压口10的连通或封闭。

本发明提供的土压平衡盾构机螺旋输送机防喷涌装置，与现有技术相比，本发明土压平衡盾构机螺旋输送机防喷涌装置，在土压较大的地层连续掘进施工时，连续工作的螺旋输送机的出渣口处的土压不断增大，高压渣土堆积在出渣口处的不能及时排出，越聚越多，此时关闭螺旋输送机的第一闸门11和第二闸门12，打开第一阀门3和第二阀门4，堆积在螺旋输送机内的渣土通过第一管道1和第二管道2排放，高压渣土最终通过第二管道2喷出，进入传送带，传送带将渣土传送至土箱中，或是通过第二管道2直接将渣土传送至渣土车上，对螺旋输送机内的高压渣土及时泄压，避免盾构机在掘进过程中发生喷涌现象，使盾构机在土压较大的地层能够保持连续掘进。

作为本发明的一种具体实施方式，请参阅图1，第一管道1为三通管，第一端通过第二阀门4连通螺旋输送机保压口10，第二端通过第一阀门3连通第二管道2，第三端设置有用于疏通第一管道1堵塞的第三阀门6。本实施例中，三通管道为不锈钢镀锌三通管，两端分别连通螺旋输送机保压口10和第二管道2，另一端连接有第三阀门6，在工作状态时，第一阀门3和第二阀门4开启，第三阀门6关闭，渣土通过第二阀门4进入三通管，再通过第一阀门3进入第二管道2完成渣土的传输，当渣土的粘度较大或土压加大时，会堵塞第一管道1，第一管道1采用三通管安装第三阀门6的方式，在第一管道1堵塞时，可打开第三阀门6，对三通管内的渣土进行泄压或清理，避免第一管道1堵塞。

作为本发明的一种具体实施方式，请参阅图1，第三阀门6为蜗轮蝶阀。本实施例中，蜗轮蝶阀的蝶板安装于管道的直径方向。在蜗轮蝶阀的阀体圆柱形通道内，圆盘形蝶板绕着轴线旋转，旋转角度为0°～90°之间，圆盘形蝶板旋转到0°时，阀门封闭状态，旋转到90°时，阀门为全开状态。蜗轮蝶阀结构简单、体积小、重量轻，只由少数几个零件组成。只需旋转90°即可快速启闭，操作简单。

作为本发明的一种具体实施方式，请参阅图1，其特征在于，土压平衡盾构机螺旋输送机防喷涌装置还包括过滤网法兰7。

过滤网法兰7设置在第一阀门3靠近螺旋输送机保压口10的一端。本实施例中，过滤网法兰7包括法兰和安装于法兰内腔的过滤网，过滤网完全覆盖法兰内腔，法兰边缘周向均布多个通孔，连接螺旋输送机保压口10和第一管道1的多个螺栓分别贯穿多个通孔，将过滤网法兰7固定于连接螺旋输送机保压口10和第一管道1之间，过滤网为金属丝网，为了保证金属丝网的强度，金属丝的直径不小于5mm，为了保证渣土的顺利通过，金属丝的直径不大于8mm，同时，过滤网的单个网孔的过流截面为9cm²～16cm²，保证渣土的顺利通过，且可阻挡大块的石块，防止损坏相关阀门和管道。

作为本发明的一种具体实施方式，请参阅图1，土压平衡盾构机螺旋输送机防喷涌装置还包括第一软管5、延长管道8和第二软管9。

第一软管5设置在第二管道2远离第一管道1的一端，与第二管道2连通；延长管道8的一端连通第一软管5远离第二管道2的一端；以及第二软管9连通延长管道8远离第一软管5的一端。本实施例中，第一软管5连通第二管道2远离第一管道1的一端，为了延长渣土的传输距离，增加延长管道8，延长管道8可为多根，依次连通，延长管道8的末端连通第二软管9，第一软管5用于减少第二管道2和延长管道8在输送高压渣土时的振动，第二软管9用于减少延长管道8出口处由于排出高压渣土引起的振动，第一软管5和第二软管9均可起到减振的作用，保护第二管道2及其相连接的其他管道和阀门。

作为本发明的一种具体实施方式，请参阅图1，第一管道1、第二管道2、第一软管5、延长管道8以及第二软管9均通过法兰连接。本实施例中，第一管道1、第二管道2、第一软管5以及延长管道8的两端均一体成型有法兰盘，相对的法兰盘通过螺栓和密封橡胶垫连接，第二软管9的一端同样一体成型有法兰盘，该法兰盘与延长管道8的末端通过螺栓和密封橡胶垫连接，保证了连接结构的密封性和结构的稳定性。

作为本发明的一种具体实施方式，请参阅图1，第一管道1、第二管道2和延长管道8均为镀锌管。本实施例中，第一管道1、第二管道2和延长管道8均采用不锈钢镀锌管，能够有效的避免管道的锈蚀，增加第一管道1、第二管道2和延长管道8的使用寿命。

作为本发明的一种具体实施方式，请参阅图1，第一阀门3为橡胶密封明杆闸阀。本实施例中，第一阀门3的型号为rrhx/z41x，能够适应的温度范围较大，可达0°～80°，采用整体包胶，其良好的覆盖性能与精确的几何尺寸，保证密封可靠，寿命，阀体采用球铁制成，重量轻，安装方便，阀体内腔采用无毒环氧树脂涂状，防止腐蚀和生锈。

作为本发明的一种具体实施方式，请参阅图1，第二阀门4为气动球阀。本实施例中，气动球阀是球阀配上气动执行器，气动执行器的执行速度相对较快,最快的开关速度0.05秒/次，所以通常也叫气动快速切断球阀。气动球阀通常配置各种附件，比如电磁阀、气源处理三联件、限位开关、定位器、控制箱等，以实现就地控制和远距离集中控制，在控制室里就可以控制阀门的开关，不需要跑到现场或者高空和危险地带来手动控制,在很大程度上节约了人力资源以及时间和安全性。

作为本发明的一种具体实施方式，请参阅图1，第一管道1和第二管道2的公称直径均为dn300。本实施例中，第一管道1和第二管道2的公称直径均为dn300，可根据现场情况调整公称直径的大小，当土仓压力大于2.0bar时，为了保证第一管道1和第二管道2能够及时排出渣土，可适当的增大第一管道1和第二管道2的公称直径，具体参照现场预留空间而定。

作为本发明的一种具体实施方式，请参阅图3，土压平衡盾构机螺旋输送机防喷涌装置还包括高压冲水管13、第一控制球阀14和高压气管15、第二控制球阀16，本实施例中，高压冲水管13和高压气管15均为不锈钢管，高压冲水管13与高压气管15通过三通连接在第一管道1上，再通过软管分别与盾构机外循环水和空压机相互连接，当第一管道1出现堵塞时,可以关闭第二阀门4同时开启第一控制球阀14和第三阀门6，对第一管道1进行冲洗和泄压，同时开启盾构机外循环水增压泵对高压冲水管13进行加压。也可以同时开启第二控制球阀16，用高压气管15将管道1堵塞物向外反吹出来，用以解决第一管道1的堵塞问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。