泥水盾构刀盘的冲洗系统及其施工方法与流程

本发明涉及盾构施工领域，特指一种泥水盾构刀盘的冲洗系统及其施工方法。

背景技术：

超大直径泥水盾构推进过程中，由于刀盘中心处泥水流动能力不强，导致刀盘中心成为结泥高风险区域，刀盘中心结泥会导致刀盘中心过热，刀盘扭矩也会增大，给盾构掘进造成安全隐患，因此在泥水循环系统中专门设置有供冲洗刀盘中心的管路。

目前一般是在刀盘的中心处设置一条与送泥管相连通的支管，在支管上设置水泵，并利用水泵将送泥管中的部分泥水泵入支管，并由支管冲向刀盘中心处，但实际上这种方式从送泥管中分走了送泥管部分泥水用于冲洗刀盘中心处，因此送泥管中供冲洗盾构其他部分的泥水流量减少，影响了盾构其他部分的冲洗效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种泥水盾构刀盘的冲洗系统及其施工方法，解决了刀盘冲洗效果难以保证的问题，对冲洗系统进行改进，能够保证泥水的流量，从而提升刀盘中心处以及其他部分的清洗效果，减少安全隐患。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种泥水盾构刀盘的冲洗系统，该泥水盾构的刀盘背部设有泥水仓以及与泥水仓相连通且充有气体的气垫仓，该冲洗系统包括：

供向泥水仓输入泥水的送泥管，该送泥管的一端伸入泥水仓且位于刀盘的中心以上；

一端与送泥管相连通的中心管，该中心管的另一端伸入泥水仓并与刀盘的中心相对；

一端与中心管相连通的循环管，该循环管的另一端伸入气垫仓且位于气垫仓中泥水的液面以下，以从气垫仓中抽取泥水并流入中心管中；以及

一端伸入气垫仓的底部的排浆管，以将气垫仓底部的沉积物向外排出。

本发明提供了一种泥水盾构刀盘的冲洗系统，通过设置循环管，以将气垫仓中的上层沉积物较少的泥水抽至中心管中以供冲洗刀盘的中心处，从而减少中心管从送泥管中分走的泥水，能够保证送泥管中的泥水流量，避免因送泥管中泥水被中心管分走而影响盾构其他部位的清洗效果，解决了刀盘冲洗效果难以保证的问题，对冲洗系统进行改进，能够保证泥水的流量，从而提升刀盘中心处以及其他部分的清洗效果，减少安全隐患。

本发明泥水盾构刀盘的冲洗系统的进一步改进在于，该中心管安装有第一泵体，该第一泵体位于气垫仓的外部且靠近循环管连接于中心管的端部设置，通过第一泵体以对中心管中的泥水加压。

本发明泥水盾构刀盘的冲洗系统的进一步改进在于，中心管靠近送泥管的位置设置有第一球阀；

该冲洗系统还包括供连通中心管与送泥管的连接管，该连接管与中心管的连接处位于第一泵体与气垫仓之间，该连接管与送泥管的连接处位于气垫仓与中心管对应的端部之间；

通过关闭第一球阀，使得送泥管中的泥水通过连接管流入中心管中。

本发明泥水盾构刀盘的冲洗系统的进一步改进在于，该连接管安装有第二球阀。

本发明泥水盾构刀盘的冲洗系统的进一步改进在于，该循环管安装有第三球阀。

本发明泥水盾构刀盘的冲洗系统的进一步改进在于，该排浆管安装有第四球阀。

本发明泥水盾构刀盘的冲洗系统的进一步改进在于，该排浆管还安装有第二泵体，以对排浆管中的泥水加压。

本发明还提供了一种泥水盾构刀盘的冲洗系统的施工方法，包括如下步骤：

提供冲洗系统，将冲洗系统安装于盾构内，将泥水通入送泥管中，该泥水沿送泥管流动，使得部分泥水流入中心管，剩余的泥水通入泥水仓并对应冲洗刀盘；

通过循环管将气垫仓中的泥水通入中心管，该中心管中的泥水通入泥水仓并对应冲洗刀盘的中心；

利用排浆管将气垫仓底部的沉积物向外排出。

本发明一种泥水盾构刀盘的冲洗系统的施工方法的进一步改进在于，还包括安装于循环管的第三球阀以及安装于中心管的第一泵体；

当泥水仓中的压力减小时，关闭第三球阀，以停止循环管自气垫仓中抽取泥水，该送泥管中的泥水流入中心管并经第一泵体加压后通入泥水仓并对应冲洗刀盘中心。

本发明一种泥水盾构刀盘的冲洗系统的施工方法的进一步改进在于，还包括供连通中心管和送泥管的连接管，该连接管与中心管的连接处位于气垫仓与第一泵体之间，该连接管与送泥管的连接处位于气垫仓与中心管对应的端部之间，该中心管靠近送泥管的端部设置有第一球阀；

当第一泵体检修时，关闭第一球阀，该送泥管中的泥水通过连接管流入中心管，以绕过第一泵体，从而避免第一泵体对中心管中的泥水加压。

附图说明

图1为本发明泥水盾构刀盘的冲洗系统的整体结构示意图。

图2为本发明泥水盾构刀盘的冲洗系统的一种冲洗模式示意图。

图3为本发明泥水盾构刀盘的冲洗系统的另一种冲洗模式示意图。

图4为本发明泥水盾构刀盘的冲洗系统的有一种冲洗模式示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种泥水盾构刀盘的冲洗系统及其施工方法，通过设置循环管，以将气垫仓中的上层沉积物较少的泥水抽至中心管中以供冲洗刀盘的中心处，从而减少中心管从送泥管中分走的泥水，能够保证送泥管中的泥水流量，避免因送泥管中泥水被中心管分走而影响盾构其他部件的清洗效果，解决了刀盘冲洗效果难以保证的问题，对冲洗系统进行改进，能够保证泥水的流量，从而提升刀盘中心处以及其他部分的清洗效果，减少安全隐患。下面结合附图对本发明泥水盾构刀盘的冲洗系统进行说明。

参阅图1，图1为本发明泥水盾构刀盘的冲洗系统的整体结构示意图。下面结合图1，对本发明泥水盾构刀盘的冲洗系统进行说明。

如图1和图2所示，本发明的泥水盾构刀盘的冲洗系统，该泥水盾构的刀盘21背部设有泥水仓22以及与泥水仓22相连通且充有气体的气垫仓23，该冲洗系统包括：

供向泥水仓22输入泥水的送泥管11，该送泥管11的一端伸入泥水仓22且位于刀盘21的中心以上，负责泥水仓22部分结构的冲洗，防止结泥；

一端与送泥管11相连通的中心管12，该中心管12的另一端伸入泥水仓22并与刀盘21的中心相对；

一端与中心管12相连通的循环管14，该循环管14的另一端伸入气垫仓23且位于气垫仓23中泥水的液面以下，以从气垫仓23中抽取泥水并流入中心管12中；以及

一端伸入气垫仓23的底部的排浆管15，以将气垫仓23底部的沉积物向外排出。

较佳地，该送泥管11还连接有伸入气垫仓23的管路，负责气垫仓23部分结构冲洗，防止结泥。

进一步的，如图3所示，该循环管14安装有第三球阀141，可通过关闭第三球阀141，防止循环管14从泥水仓22中抽出泥水，以满足刀盘21的一般冲洗要求。

具体的，该排浆管15安装有第四球阀151，以控制排浆管15的连通或关闭。

较佳地，该排浆管15还安装有第二泵体152，以对排浆管15中的泥水加压。

进一步的，该中心管12安装有第一泵体122，该第一泵体122位于气垫仓23的外部且靠近循环管14连接于中心管12的端部设置，通过第一泵体122以对中心管12中的泥水加压，且该第一泵体122还能够抽取气垫仓23中的泥水经循环管14流入中心管12。

较佳地，该循环管14对应气垫仓23的端部位于气垫仓-2.4m液位处。

作为本发明的一较佳实施方式，结合图4所示，中心管12靠近送泥管11的位置设置有第一球阀121；

该冲洗系统还包括供连通中心管12与送泥管11的连接管13，该连接管13与中心管12的连接处位于第一泵体122与气垫仓23之间，该连接管13与送泥管11的连接处位于气垫仓23与中心管12对应的端部之间；

通过关闭第一球阀121，使得送泥管11中的泥水通过连接管13流入中心管12中，即泥水绕过第一泵体122，从而能够对第一泵体122进行检修。

较佳地，该连接管13安装有第二球阀131，以连通或关闭该连接管13。

本发明的具体实施方法如下：

该冲洗系统在实际使用时具有三重冲洗状态，以实现对刀盘21的不同冲洗效果；

结合图4所示，当盾构机始发时或者第一泵体122检修时，刀盘21的冲洗要求较低，可关闭第一球阀121和第三球阀141，并打开第二球阀131，此时送泥管11中的泥水部分直接流入泥水仓22并冲向刀盘21位于中心以上部分，送泥管11中的部分泥水通过连接管13流入中心管12，并经中心管12流入泥水仓22并冲向刀盘21的中心处，以实现对刀盘21的冲洗，此时的泥水不会经过第一泵体122，因此可对第一泵体122进行检修；

结合图3所示，当第一泵体122正常运作时且刀盘21的冲洗要求较高时，可关闭第二球阀131和第三球阀141，并打开第一球阀121，此时送泥管11中的泥水部分直接流入泥水仓22并冲向刀盘21位于中心以上部分，送泥管11中的部分泥水流入中心管12并由第一泵体122加压后流入泥水仓22并冲向刀盘21的中心处，以实现对刀盘21的冲洗，此时中心管12中的泥水经过第一泵体122，因此对中心处的冲力更大，对刀盘21的清洗力度较强；

结合图2所示，当第一泵体122正常运作时且刀盘21的冲洗要求更高时，可关闭第二球阀131，并打开第一球阀121和第三球阀141，此时送泥管11中的泥水部分直接流入泥水仓22并冲向刀盘21位于中心以上部分，送泥管11中的部分泥水流入中心管12并由第一泵体122加压，另外循环管14通过第一泵体122自气垫仓23中抽取泥水的上层清液并流入中心管12中，中心管12中的泥水通过第一泵体122加压流入泥水仓22并冲向刀盘21的中心处，此时中心管12中不仅有送泥管11中的泥水还有循环管14从气垫仓23中抽出的泥水，因此中心管12从送泥管11中分走的泥水量较少，能够保证送泥管11对刀盘21的冲洗效果，对刀盘21的清洗力度更强；

打开第四球阀151，并利用第二泵体152，排浆管15能够将泥水仓22和气垫仓23底部的沉积物向外排出。

本发明还提供了一种泥水盾构刀盘的冲洗系统的施工方法，该方法包括如下步骤：

提供冲洗系统，将冲洗系统安装于盾构内，将泥水通入送泥管11中，该泥水沿送泥管11流动，使得部分泥水流入中心管12，剩余的泥水通入泥水仓22并对应冲洗刀盘21以及盾构开挖仓室其他部件结构；

通过循环管14将气垫仓23中的泥水通入中心管12，该中心管12中的泥水通入泥水仓22并对应冲洗刀盘21的中心；

利用排浆管15将气垫仓23底部的沉积物向外排出。

进一步的，还包括安装于循环管14的第三球阀141以及安装于中心管12的第一泵体122；

当泥水仓22中的压力减小时，关闭第三球阀141，以停止循环管14自气垫仓23中抽取泥水，该送泥管11中的泥水流入中心管12并经第一泵体122加压后通入泥水仓22并对应冲洗刀盘21中心。

进一步的，还包括供连通中心管12和送泥管11的连接管13，该连接管13与中心管12的连接处位于气垫仓23与第一泵体122之间，该连接管13与送泥管11的连接处位于气垫仓23与中心管12对应的端部之间，该中心管12靠近送泥管11的端部设置有第一球阀121；

当第一泵体122检修时，关闭第一球阀121，该送泥管11中的泥水通过连接管13流入中心管12，以绕过第一泵体122，从而避免第一泵体122对中心管12中的泥水加压。

本发明提供的施工方法实际实施的具体操作方式如下：

该冲洗系统在实际使用时具有三重冲洗状态，以实现对刀盘21的不同冲洗效果；

结合图4所示，当盾构机始发时或者第一泵体122检修时，刀盘21的冲洗要求较低，可关闭第一球阀121和第三球阀141，并打开第二球阀131，此时送泥管11中的泥水部分直接流入泥水仓22并冲向刀盘21位于中心以上部分，送泥管11中的部分泥水通过连接管13流入中心管12，并经中心管12流入泥水仓22并冲向刀盘21的中心处，以实现对刀盘21的冲洗，此时的泥水不会经过第一泵体122，因此可对第一泵体122进行检修；

结合图3所示，当第一泵体122正常运作时且刀盘21的冲洗要求较高时，可关闭第二球阀131和第三球阀141，并打开第一球阀121，此时送泥管11中的泥水部分直接流入泥水仓22并冲向刀盘21位于中心以上部分，送泥管11中的部分泥水流入中心管12并由第一泵体122加压后流入泥水仓22并冲向刀盘21的中心处，以实现对刀盘21的冲洗，此时中心管12中的泥水经过第一泵体122，因此对中心处的冲力更大，对刀盘21的清洗力度较强；

结合图2所示，当第一泵体122正常运作时且刀盘21的冲洗要求更高时，可关闭第二球阀131，并打开第一球阀121和第三球阀141，此时送泥管11中的泥水部分直接流入泥水仓22并冲向刀盘21位于中心以上部分，送泥管11中的部分泥水流入中心管12并由第一泵体122加压，另外循环管14通过第一泵体122自气垫仓23中抽取泥水的上层清液并流入中心管12中，中心管12中的泥水通过第一泵体122加压流入泥水仓22并冲向刀盘21的中心处，此时中心管12中不仅有送泥管11中的泥水还有循环管14从气垫仓23中抽出的泥水，因此中心管12从送泥管11中分走的泥水量较少，能够保证送泥管11对刀盘21的冲洗效果，对刀盘21的清洗力度更强；

打开第四球阀151，并利用第二泵体152，排浆管15能够将泥水仓22和气垫仓23底部的沉积物向外排出。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。