土压盾构机挖掘过程中智能防泥浆喷涌系统的制作方法

本发明涉及土压盾构机挖掘过程中防泥浆喷涌领域。更具体地说，本发明涉及一种土压盾构机挖掘过程中智能防泥浆喷涌系统。

背景技术：

土压平衡盾构机在强透水地层掘进中，通常在土仓和螺旋输送机内的渣土中混有大量带压力的地下水和渣土改良剂。在打开螺旋输送机出土闸门出渣时，地下水和渣土改良剂等混合成的泥浆在压力的作用下瞬间大量喷出，即喷涌，造成盾构土仓压力陡降、开挖面失稳坍塌，地面异常沉降，和隧道内泥浆漫溢无法正常出渣，损坏电器部件、恶化工作环境等一系列不良事件。

技术实现要素：

本发明提供一种土压盾构机挖掘过程中智能防泥浆喷涌系统，彻底解决螺旋输送机出渣喷涌难题，同时还能进一步优化土仓内渣土改良效果，节约改良剂的用量。

为了实现以上目的，本发明提供一种土压盾构机挖掘过程中智能防泥浆喷涌系统，应用于盾构机，其中，螺旋输送机泵取盾构机土仓内的渣土输送至外部，在螺旋输送机筒体上开设开口，并在该开口处安装格栅，用于限制通过该开口的渣土粒径；泥浆泵通过所述开口抽取螺旋输送机内渣土的液态部分，以防止泥浆喷涌，并将收取的泥浆输送运回盾构机的土仓内循环利用。

优选的是，所述的土压盾构机挖掘过程中智能防泥浆喷涌系统，所述泥浆泵依次通过阀门a、阀门b接通所述开口。

优选的是，所述的土压盾构机挖掘过程中智能防泥浆喷涌系统，还包括：控制器，其控制所述泥浆泵的启闭，并控制阀门a和阀门b、阀门c的启闭。

优选的是，所述的土压盾构机挖掘过程中智能防泥浆喷涌系统，还包括：

液位传感器a、液位传感器b以及液位传感器c，其沿着螺旋输送机内渣土运输方向依次分布在螺旋输送机内，分别监测其所在的第一液位、第二液位、第三液位的液位情况；

中心处理单元，接收液位传感器a、液位传感器b以及液位传感器c传递的液位信息；

若螺旋输送机内的泥浆液位高于第三液位，表明有喷涌危险，则中心处理单元发送指令给控制器，控制器根据指令启动泥浆泵、打开阀门a、阀门b和阀门c，将螺旋输送机内的泥运输至土仓内，待恢复泥浆液位降至第三液面以下，方可打开螺旋输送机的出土闸门出土；

若螺旋输送机内的泥浆液位位于第二液位和第三液位之间，表明有喷涌危险，则中心处理单元发送指令给控制器，控制器根据指令启动泥浆泵、打开阀门a、阀门b和阀门c，将螺旋输送机内的泥运输至土仓内，与此同时，打开螺旋输送机的出土闸门出土；

若螺旋输送机内的泥浆液位低于第二液位，表明没有喷涌危险，则无需进行任何处理，保持关闭泥浆泵即可。

优选的是，所述的土压盾构机挖掘过程中智能防泥浆喷涌系统，所述开口开于螺旋输送机的中下段的检查盖板上。

优选的是，所述的土压盾构机挖掘过程中智能防泥浆喷涌系统，还包括：

附加接口，其位于阀门a和阀门b之间，所述附加接口通过截止阀接入高压水/气，或供通入改良剂，以对管道和格栅进行疏通除渣，或改良渣土。

优选的是，所述的土压盾构机挖掘过程中智能防泥浆喷涌系统，所述格栅的孔径设为不允许粒径超过1mm的渣土通过。

优选的是，所述的土压盾构机挖掘过程中智能防泥浆喷涌系统，泥浆泵的泥浆出口通过阀门c连通盾构机的土仓。

本发明至少包括以下有益效果：本发明的防泥浆喷涌系统可以彻底解决螺旋输送机出渣喷涌难题，同时还能进一步优化土仓内渣土改良效果，节约改良剂的用量。

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为本发明土压盾构机挖掘过程中智能防泥浆喷涌系统的结构示意图；

图2为本发明土压盾构机挖掘过程中智能防泥浆喷涌系统的工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，并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。

如图1所示，本发明提供一种土压盾构机挖掘过程中智能防泥浆喷涌系统，应用于盾构机，其中，螺旋输送机1泵取盾构机土仓2内的渣土输送至外部，在螺旋输送机1中下段的检查盖板3(或筒体)上开设开口，并在该开口处安装格栅4，用于限制通过该开口的渣土粒径；所述格栅3的孔径设为不允许粒径超过1mm的渣土通过。泥浆泵5通过所述开口抽取螺旋输送机1内渣土的液体部分，以防止泥浆喷涌，并将收取的泥浆输送运回盾构机的土仓2内循环利用。所述泥浆泵5依次通过阀门a6、阀门b7接通所述开口。

工作原理土压平衡盾构机在强透水地层掘进，螺旋输送机1出渣时，螺旋输送机1内渣土中的地下水、渣土细颗粒、改良剂等混合物泥浆，通过格栅吸口管路、阀门a6，由抽吸泥浆泵5，沿阀门c8向上通过隔舱板上的截止阀14送入盾构土仓2内。一方面将螺旋输送机1内渣土水位降至出土闸门110以下，确保出渣时无大量泥浆涌出，彻底解决强透水地层掘进出渣的喷涌难题；另一方面，抽出的含有细颗粒和渣土改良剂的泥浆送入土仓内，继续参与渣土改良，循环使用，节约成本减少排放；大粒径和塑性渣土部分则由螺旋输送机排出，也使掘进出渣计量更加方便、精确。

本系统通过在螺旋输送机中下段位置的原有检查盖板(或筒体)上开孔，按照地层颗粒级配配置格栅吸口，限制直径1mm以上的大颗粒进入系统管路，配置了足够排吸能力和超过土仓压力扬程的无堵塞泥浆泵，能顺利实现螺旋输送机渣土内的泥浆分流，形成泥浆小循环系统。确保螺旋输送机1出渣无喷涌。

另一种实施方式中，所述的土压盾构机挖掘过程中智能防泥浆喷涌系统，如图2所示，还包括：控制器，其控制所述泥浆泵的启闭，并控制阀门a6和阀门b7的启闭。液位传感器a9、液位传感器b10以及液位传感器c11，其沿着螺旋输送机1内渣土运输方向依次分布在螺旋输送机1内，分别监测其所在的第一液位、第二液位、第三液位的液位情况；中心处理单元，接收液位传感器a9、液位传感器b10以及液位传感器c11传递的液位信息；若螺旋输送机1内的泥浆液位高于第三液位，表明有喷涌危险，则中心处理单元发送指令给控制器，控制器根据指令启动泥浆泵、打开阀门a6、阀门b7和阀门c8，将螺旋输送机内的泥运输至土仓内，待恢复泥浆液位降至第三液面以下，方可打开螺旋输送机的出土闸门110出土；若螺旋输送机1内的泥浆液位位于第二液位和第三液位之间，表明有喷涌危险，则中心处理单元发送指令给控制器，控制器根据指令启动泥浆泵、打开阀门a6、阀门b7和阀门c8，将螺旋输送机内的泥运输至土仓内，与此同时，打开螺旋输送机的出土闸门出土；若螺旋输送机内的泥浆液位低于第二液位，表明没有喷涌危险，则无需进行任何处理，保持关闭泥浆泵5即可。

打开螺旋输送机驱动系统，在打开出土闸门前，系统将通过检测安装在螺旋输送机上的3个液位传感器状态，确定本系统的运行模式：1、螺旋输送机液位在液位传感器a或b之间或低于b，说明出渣土不会发生喷涌，则系统不运行，打开出土闸门，螺旋输送机正常出渣；2、螺旋输送机内液位超过液位传感器c，系统启动，泥浆抽吸泵自动运行，将螺旋输送机内的泥浆和地下水泵送到土仓内。直到螺旋输送机内水位低于液位传感器c，方可打开出土闸门出渣。3、螺旋输送机内液位在液位传感器c和b之间，系统启动，泥浆抽吸泵自动运行，将螺旋输送机内的泥浆和地下水泵送到土仓内。螺旋输送机可连续出土排渣。系统水位监测系统将连续监测螺旋输送机内渣土的水位情况，自动调节抽吸泥浆泵的流量，使螺旋输送机内的水位始终控制在液位传感器c-b之间。

另一种实施方式中，所述的土压盾构机挖掘过程中智能防泥浆喷涌系统，还包括：附加接口12，其位于阀门a6和阀门b7之间，所述附加接口12通过截止阀13接入高压水/气，或供通入改良剂，以对管道和格栅进行疏通除渣，或改良渣土。

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图例。