一种管路延伸设备及泥水盾构用泥浆环流系统的制作方法

本发明涉及泥水盾构技术领域，更具体地说，涉及一种管路延伸设备，还涉及一种包括管路延伸设备的泥水盾构用泥浆环流系统。

背景技术：

目前，泥水平衡掘进机搭载的泥浆环流系统掘进作业的推进过程中，需要对台车后的泥浆管路进行延伸作业，现有技术基本是采用在推进过程中使用软管或是伸缩套管临时延长管路，待管片拼装时再断开管路的连接，缩回临时管路延长措施并吊装拼接一段新的硬管来完全的延伸泥浆管路。

但是这样将会使得泥浆管路内介质的流动暂时的中断数个小时，并且会有一部分没有清理干净的泥浆被排放或是泄露在隧道中，新设计中设置在中断点下方的污水槽也时常由于来不及排空而导致在几次中断管路进行延伸作业后被装满最后溢出，污染隧道施工环境，造成湿滑跌倒的安全风险。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种管路延伸设备，以解决泥浆管路延伸时需断开管路、引起诸多施工不便且污染施工环境，需要额外对溢出泥浆进行排污等多道工序的问题，本发明的第二个目的是提供一种包括上述管路延伸设备的泥水盾构用泥浆环流系统。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种管路延伸设备，包括：

两端分别与上管路和下管路连通且能够对流体介质进行暂存的中继密封舱；

设于所述中继密封舱内、用于夹持预存管路运动至与下管路进行对位的管路夹移装置；

设于所述中继密封舱内、用于固定预存管路和下管路的管路安装装置，预存管路和下管路形成新一级的下管路并能够相对于所述中继密封舱相对运动以将新一级的下管路从所述中继密封舱中放出。

优选地，所述中继密封舱包括与下管路连接且能够进行动密封的门舱密封装置，所述门舱密封装置包括：

相对设置且形成密封门舱的内舱闸门和外舱闸门，所述中继密封舱和所述密封门舱经所述内舱闸门隔断；

用以连通所述密封门舱和所述中继密封舱的介质吹除装置，所述介质吹除装置用于将所述密封门舱内的流体介质吹回至所述中继密封舱内。

优选地，所述介质吹除装置包括：

两端分别与所述密封门舱和所述中继密封舱连接的吹除管路和设于所述吹除管路上、用以控制所述吹除管路通断的吹除阀；

用以对所述密封门舱内的压力进行调节的第一压力调节组件。

优选地，所述门舱密封装置还包括：

舱壁；

固设于所述舱壁上且相对设置的第一闸门驱动组件和第二闸门驱动组件；

所述内舱闸门和所述外舱闸门均分别为对开闸门，任一所述对开闸门包括与所述第一闸门驱动组件连接的第一闸门，及与所述第二闸门驱动组件连接的第二闸门，所述第一闸门和所述第二闸门间设有用于下管路通过的放出孔；

沿所述放出孔的周向设置的密封件。

优选地，所述管路夹移装置包括：

分别设于所述中继密封舱的舱壁上的安装夹持组件和放出夹持组件，所述安装夹持组件用以带动预存管路向靠近或远离所述放出夹持组件的方向移动；

所述放出夹持组件用以带动预存管路向靠近或远离下管路的方向移动。

优选地，所述放出夹持组件包括：

沿水平方向平行设置的一组滑轨；

设于所述滑轨上的固定夹持件和滑动夹持件，所述滑动夹持件带动预存管路向靠近或远离所述固定夹持件的方向移动。

优选地，所述管路安装装置包括：

能够相对于所述中继密封舱的舱壁移动的机械手，所述机械手的运动方向与所述滑动夹持件的运动方向平行、以在预存管路与下管路对位过程中实现预存管路和下管路的固定。

优选地，还包括：

设于所述中继密封舱的上方、用以容纳预存管路的管路储存舱，所述管路储存舱的底壁上设有用于与所述中继密封舱连通的下装管闸门，所述管路储存舱的上壁设有与外界连通以补充预存管路的上装管闸门；

所述安装夹持组件能够延伸至所述管路储存舱中以夹持预存管路从所述管路储存舱移动至所述中继密封舱中。

优选地，还包括：

与所述管路储存舱连接、用以对所述管路储存舱内的压力进行调节的第二压力调节组件。

本发明提供的管路延伸设备，包括两端分别与上管路和下管路连通且能够对流体介质进行暂存的中继密封舱；设于中继密封舱内、用于夹持预存管路运动至与下管路进行对位的管路夹移装置；设于中继密封舱内、用于固定预存管路和下管路的管路安装装置，预存管路和下管路形成新一级的下管路并能够相对于中继密封舱相对运动以将新一级的下管路从中继密封舱中放出。

相较于现有技术，应用本发明提供的管路延伸设备，具有以下技术效果：

第一，通过设置中继密封舱分别和上管路和下管路连通以实现对流体介质的暂存，并设置管路夹移装置以夹持预存管路移动至与下管路对位，管路安装装置将预存管路和下管路进行固定，以形成新一级的下管路并能够从中继密封舱内放出，以在泥浆环流系统不停机的情况下实现管路延伸作业，无需多次启停介质供给设备，有效提升系统元件的寿命，且延长检修间隔，提升运行经济性；同时保证管路内介质持续流动，适用于高海拔或高寒地区作业；并有效避免管路延伸作业中泥浆泄露或溢出污染施工环境。

第二，能够在掘进的推进作业过程中同时完成管路延伸作业、安装预存管路和吊装预存管路的作业，提升管路延伸安装效率；实现管路延伸作业的自动化运行。

为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种泥水盾构用泥浆环流系统，包括尾部台车、台车上管路、隧道内泥浆下管路，还包括上述实施例任一项的管路延伸设备，以及设于尾部台车上、用以调整管路延伸设备的自转角度和俯仰角度的回转伺服装置和俯仰伺服装置；管路延伸设备和台车上管路铰接。由于上述的管路延伸设备具有上述技术效果，具有该管路延伸设备的泥水盾构用泥浆环流系统也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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管路延伸设备的主视结构示意图；

图2为图1的后视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的门舱密封装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的下装管闸门的安装结构示意图；

图5为本发明实施例提供的安装夹持组件处于中位时的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的安装夹持组件处于低位时的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的放出夹持组件的作业结构示意图；

图8为本发明实施例提供的预存管路和下管路的对位示意图；

图9为本发明实施例提供的管路安装装置的作业结构示意图；

图10为本发明实施例提供的安装夹持组件处于高位时的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的管路储存舱的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的天车和抓管挂钩的安装结构示意图；

图13为本发明实施例提供的抓管挂钩的吊装作业示意图；

图14为本发明实施例提供的连接法兰经过内舱闸门的结构示意图；

图15为本发明实施例提供的连接法兰经过外舱闸门的放出结构示意图；

图16为本发明提供的泥水盾构用泥浆环流系统的结构示意图。

附图中标记如下：

管路储存舱1、预存管路2、夹持架3、下管路4、密封门舱5、吹除阀6、吹除管路7、中继密封舱8、安装夹持器滑块9、安装夹持器10、球铰连接头11、管路安装装置12、上装管闸门13、下装管闸门14、滑动夹持件15、固定夹持件16、内舱闸门17、外舱闸门18、台车行走机构尾撑19、挂架20、回转伺服装置21、挂钩22、俯仰伺服装置23、天车24、抓管挂钩25、尾部台车26、上管路27、台车行走机构28、球铰管道29、伸缩套管30、泥浆管路支撑架31；

第一闸门驱动组件110、上下沿密封件111、手指密封件112、有效通过面积113、第二闸门114、密封件115、放出孔116、第一闸门117、舱壁118、第二闸门驱动组件119。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种管路延伸设备，以解决泥浆管路延伸时需断开管路、造成管路内介质暂停流动降低排放效率且介质溢出污染施工环境的问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图3，图1为本发明实施例提供的管路延伸设备的主视结构示意图；图2为图1的后视结构示意图；图3为本发明实施例提供的门舱密封装置的结构示意图；在一种具体的实施方式中，以本发明提供的管路延伸设备应用在泥水盾构泥浆环流系统中为例进行说明，在其他实施例中，管路延伸设备也可以根据需要应用于系统中，均在本发明的保护范围内。该管路延伸设备包括中继密封舱8，分别设于中继密封舱8内的管路夹移装置和管路安装装置12。其中，中继密封舱8的两端分别与上管路27和下管路4连通且能够对流体介质进行暂存，上管路27与泥浆环流系统连接，下管路4一般设置在隧道内并通过泥浆管路支撑架31进行固定，下管路4的输入端设置在中继密封舱8中，以保证泥浆的连续流动。上管路27排出的泥浆流入至中继密封舱8中进行暂存，同时中继密封舱8设有若干个用以放置预存管路2的存储位，实现预设长度的管路延伸作业，优选为存储位上设有夹持夹或其他夹持结构实现对预存管路2的固定，以保证舱内预存管路2规整有序，便于夹取。

管路夹移装置设于中继密封舱8内，二者可拆卸的固定连接，以便于拆装，管路夹移装置用于夹持预存管路2运动至与下管路4进行对位，管路夹移装置夹取预存管路2并带动其移动至与下管路4处对位，管路夹移装置优选设置为机械手、滑轨滑块机构和夹持组件的组合结构等，可根据需要自行设置管路夹移装置的结构，均在本发明的保护范围内。

同样地，管路安装装置12设于中继密封舱8内，优选为可拆卸的固定连接，管路安装装置12将预存管路2和下管路4固定，可以理解的是，预存管路2和下管路4分别设有连接法兰，连接法兰的直径一般大于管路直径，两个连接法兰一般通过螺栓进行固定，相应地，管路安装装置12可设置为螺栓紧固机械手或螺栓自动拧紧装置等。

在一种实施例中，作业时上管路27始终与中继密封舱8连接，上管路27中的泥浆流入至中继密封舱8中进行暂存，且通过下管路4流出，保证泥浆的连续流动，同时管路夹移装置夹持预存管路2运动至与下管路4并进行对位，管路安装装置12将二者固定，预存管路2和下管路4形成新一级的下管路4，泥浆通过新一级的下管路4继续流动且能够相对于中继密封舱相对运动以将新一级的下管路4从中继密封舱8中放出，优选为管路延伸设备在尾部台车26的作用下向上管路27方向移动，下管路4在隧道中固定，由此以实现下管路4相对于中继密封舱8的移动放出，完成管路延伸作业。

相较于现有技术，应用本发明提供的管路延伸设备，具有以下技术效果：

第一，通过设置中继密封舱8分别和上管路27和下管路4连通以实现对流体介质的暂存，并设置管路夹移装置以夹持预存管路2移动至与下管路4对位，管路安装装置12将预存管路2和下管路4进行固定，以形成新一级的下管路4并能够从中继密封舱8内放出，以在泥浆环流系统不停机的情况下实现管路延伸作业，无需多次启停介质供给设备，有效提升系统元件的寿命，且延长检修间隔，提升运行经济性；同时保证管路内介质持续流动，适用于高海拔或高寒地区作业；并有效避免管路延伸作业中泥浆泄露或溢出污染施工环境。

如图3所示，具体的，为了进一步防止介质泄露或溢出污染环境，中继密封舱8包括与下管路4连接且能够进行动密封的门舱密封装置，以在下管路4放出的过程中防止介质溢出，动密封结构可根据现有技术的发展水平进行设置。门舱密封装置包括内舱闸门17、外舱闸门18和介质吹除装置。其中，内舱闸门17、外舱闸门18和舱壁共同形成密封门舱5，内舱闸门17和外舱闸门18优选为沿竖直方向平行设置，下管路4的一端依次穿过外舱闸门18和内舱闸门17与中继密封舱8连通，内舱闸门17和外舱闸门18均分别设有与下管路4配合动密封结构，以能够对不同直径的管路和连接法兰进行密封，减少下管路4放出过程中随之带出的流体介质，进一步降低对施工环境的污染。内舱闸门17隔断密封门舱5和中继密封舱8，外舱闸门18隔断密封门舱5和外部环境。

基于此，为了防止内舱闸门17打开时，中继密封舱8中的介质涌入密封门舱5中、并随着外舱闸门18的开启泄露至外部环境，在密封门舱5和中继密封舱8间设置介质吹除装置，介质吹除装置优选为阀门和吹除管路7的组合结构，开启阀门后，向密封门舱5中加压，以使流体介质通过吹除管路7流回中继密封舱8，以对密封门舱5内的流体介质进行清除，减少外舱闸门18开启后随下管路4溢出至外部环境中的流体介质。进一步地，介质吹除装置包括吹除管路7、吹除阀6和第一压力调节组件。吹除管路7的两端分别与密封门舱5和中继密封舱8连通，吹除阀6设于吹除管路7上，用以控制吹除管路7通断，吹除阀6可设置为截止阀，其具体的阀门类型可根据需要进行设置。为了进一步减少流体介质的溢出，通过第一压力调节组件对密封门舱5内的压力进行调节，第一压力调节组件可设置为空气泵和压缩空气管路组合结构，和/或水流管路和水泵的组合结构，在将介质吹回至中继密封舱8的同时，对密封门舱5进行清洗。

具体作业过程为：在预存管路2和下管路4形成新一级的下管路4后，下管路4和中继密封舱8相对移动，当下管路4移动至内舱闸门17处时，打开内舱闸门17，使得下管路4的连接法兰顺利通过内舱闸门17并关闭，启动第一压力调节组件向密封门舱5中吹入压缩空气和/或水流，打开吹除阀6，将流体介质吹回至中继密封舱8中并辅以气流吹洗和清水冲洗，在关闭吹除阀6后，通过第一压力调节组件恢复密封门舱5的压力至大气压，然后打开外舱闸门18，继续下管路4和中继密封舱8的相对移动，将下管路4和连接法兰送出外舱闸门18后关闭外舱闸门18，由此以完成下管路4的延伸放出作业，减少延伸作业过程中流体介质的泄漏溢出，进一步降低对施工环境的污染。

为了提高门舱密封装置的密封性，门舱密封装置还包括舱壁118、第一闸门驱动组件110和第二闸门驱动组件119。内舱闸门17和外舱闸门18分别设于一组平行的竖直舱壁上，任一舱壁118上均分别固设有相对设置的第一闸门驱动组件110和第二闸门驱动组件119，第一闸门驱动组件110包括第一闸门117启停件和设于舱壁118上的一组第一闸门117滑道；第二闸门驱动组件119包括第二闸门114启停件和设于舱壁118上的一组第二闸门114滑道。内舱闸门17和外舱闸门18均分别为对开闸门，任一对开闸门包括与第一闸门驱动组件110连接的第一闸门117，及与第二闸门驱动组件119连接的第二闸门114，第一闸门117和第二闸门114的中心线优选为平行于竖直方向设置，以便于设置。内舱闸门17和外舱闸门18、第一闸门117滑道和第二闸门114滑道上设有气/液冲洗喷嘴，用于防止泥浆在滑轨系统上沉淀划伤摩擦副以及密封结构，同时中继密封舱8内设有气动/射流搅拌器，用于搅拌舱内浆液防止沉淀或是析出。

第一闸门117和第二闸门114间设有用于下管路4通过的放出孔116；放出孔116优选设置为圆孔，其直径可根据需要进行设置。可以理解的是，在放出孔116的周向设置的密封件115，密封件115优选为动密封结构，以对管路的外壁夹紧并密封，第一闸门117和第二闸门114开启后形成允许连接法兰通过的有效通过面积113。对开闸门的上沿和下沿均分别设有上下沿密封件111，第一闸门117和第二闸门114相对的中缝设置有手指密封件112，由此以进一步提高内舱闸门17、外舱闸门18与下管路4之间的密封，防止流体介质泄露，污染施工环境。

如图5、6、7、10所示，图5为本发明实施例提供的安装夹持组件处于中位时的结构示意图；图6为本发明实施例提供的安装夹持组件处于低位时的结构示意图；图7为本发明实施例提供的放出夹持组件的作业结构示意图；图10为本发明实施例提供的安装夹持组件处于高位时的结构示意图。在上述各实施例的基础上，管路夹移装置包括分别设于中继密封舱8的舱壁上的安装夹持组件和放出夹持组件，安装夹持组件和放出夹持组件分别设在两个平行设置的舱壁上，以优化舱内安装空间。安装夹持组件用以带动预存管路2向靠近或远离放出夹持组件的方向移动，在一种实施例中，安装夹持组件的组数为两组，任一安装夹持组件包括安装夹持器10和设于中继密封舱8的舱壁上的滑块滑轨机构，以带动安装夹持器10沿滑轨移动，实现对预存管路2的夹持以及输送。可以理解的是，为了便于泥浆从中继密封舱8中流出，下管路4设置在中继密封舱8的下方，进而使得门舱密封装置设置在中继密封舱靠近底壁的一侧，以使得中继密封舱8中泥浆能够处于低位，便于泥浆的流出；基于该种结构，放出夹持组件设置在中继密封舱8靠近底壁的一侧，安装夹持组件优选为沿竖直方向设置在放出夹持组件的上方，同样地，预存管路2存储位在中继密封舱8处于相对高位，使得预存管路2的存储环境相对洁净，在与下管路4对位安装时不会因泥浆凝固形成的固体而产生对位不准的问题，简化对中操作。放出夹持组件可设置为放出夹持器和滑块滑轨机构的组合，放出夹持组件优选为沿水平方向设置，以带动预存管路2向靠近或远离下管路4的方向移动，由此以将预存管路2的移动分解为竖直移动和水平移动，并分别通过安装夹持组件和放出夹持组件实现运动分解，在其他实施例中，也可以直接通过机械手或其他机械结构实现预存管路2的对位，均在本发明的保护范围内。

如图8所示，图8为本发明实施例提供的预存管路2和下管路4的对位示意图在作业时，安装夹持组件夹取预存管路2向靠近放出夹持组件的方向移动，当安装夹持组件移动至低位时与放出夹持组件相对，放出夹持组件对预存管路2进行夹持，同时安装夹持组件释放预存管路2，放出夹持组件带动预存管路2向靠近下管路4的方向移动，直至预存管路2的连接法兰和下管路4的连接法兰对中，管路安装装置12在两个连接法兰上固定螺栓实现二者的固定。

在一种实施例中，放出夹持组件包括：

沿水平方向平行设置的一组滑轨；

设于滑轨上的固定夹持件16和滑动夹持件15，滑动夹持件15带动预存管路2向靠近或远离固定夹持件16的方向移动。

固定夹持件16的两端分别固设在滑轨上，固定夹持件16上设置有便于预存管路2相对于其滑动的滚珠或其他元件，以减小二者的摩擦阻力。滑动夹持件15的两端分别滑动连接于滑轨上，滑动夹持件15设置滑块以实现与滑轨的配合，滑动夹持件15设置为夹持爪，夹持爪夹紧预存管路2以使二者保持相对静止，在滑动夹持件15的带动下，预存管路2向靠近下管路4的方向移动；并能够同步推动预存管路2和下管路4向外移动，进行放出。进一步地，还包括用以对预存管路2的移动是否到位进行检测的到位检测组件，到位检测组件可设置为回声传感器、红外传感器或其他类型的传感器，以对预存管路2的到位进行检测。

如图9所示，图9为本发明实施例提供的管路安装装置12的作业结构示意图；其中，管路安装装置12包括能够相对于中继密封舱8的舱壁移动的机械手，机械手的运动方向与滑动夹持件15的运动方向平行、以在预存管路2与下管路4对位过程中实现预存管路2和下管路4的固定。管路安装装置12还包括用以与中继密封舱8的舱壁固定的滑轨，滑轨的方向与滑动夹持件15的运动方向平行，机械手在滑轨上滑动，优选为滑动速度与滑动夹持件15的滑动速度一致，使得机械手和预存管路2相对静止，以使得机械手能够在预存管路2的放出过程中实现预存管路2和下管路4的固定，缩短管路延伸作业时间，提高作业效率。机械手优选为螺栓紧固机械手，其具体的结构可参考现有技术进行设置。

如图11所示，图11为本发明实施例提供的管路储存舱1的结构示意图；在该具体实施例中，该管路延伸设备还包括设于中继密封舱8的上方、用以容纳预存管路2的管路储存舱1，管路储存舱1中设置有放置预存管路2的夹持架3，一组夹持架3优选为沿水平方向设置，使得预存管路2在管路储存舱1中呈水平状态。管路储存舱1的底壁上设有用于与中继密封舱8连通的下装管闸门14，以将管路储存舱1和中继密封舱8进行分隔，使得二者空间相对独立，能够通过打开管路储存舱1进行预存管路2的补给，实现管路延伸的连续不断作业，提高作业效率。为了简化各装置结构，安装夹持组件的安装夹持器滑块9能够向上延伸至管路储存舱1中，以夹持预存管路2从管路储存舱1移动至中继密封舱8中，由此以通过安装夹持组件实现预存管路2从管路储存舱1移动至中继密封舱8的移动，无需在管路储存舱1中设置管路夹持组件，简化装置结构。如图4所示，图4为本发明实施例提供的下装管闸门14的安装结构示意图；更进一步地，管路储存舱1的上壁设有与外界连通以补充预存管路2的上装管闸门13；下装管闸门14和上装管闸门13的结构优选为相同设置。其能够同步进行预存管路2的吊装、预存管路2和下管路4之间的连接以及管路延伸的作业，能够同时进行多种作业，如在吊装过程中进行管路的安装，或在安装过程中进行管路的延伸或放出。

更进一步地，为了防止管路储存舱1的上装管闸门13开启过程中出现流体介质的泄漏，设置第二压力调节组件对管路储存舱1内的压力进行调节，第二压力调节组件包括气体管路和阀体，第二压力调节组件与管路储存舱1连接，具体作业过程为：安装夹持组件向上移动时，第二压力调节组件向管路储存舱1内充入压缩空气以保证下装管闸门14两侧压差为零，安装夹持组件移动至最高位夹取预存管路2，夹持架3松开预存管路2，安装夹持组件返回至中继密封舱8中，关闭下装管闸门14并泄压管路储存舱1，在管路储存舱1压力回复至大气压后，即可打开上装管闸门13，利用天车24和抓管挂钩2522向管路储存舱1中补充吊装新的预存管路2。

在一种具体的实施例中，当掘进机开始推进时，随着盾体向前推进，后配套台车被拖曳一起跟随前移，则此时尾部台车26和安装在其上的中继密封舱8相较于隧道内已铺设的管路会向前运动，而与已铺设管路有螺栓打紧刚性连接的放出中的下管路4会跟随向后移动，此时起密封作用的为外舱闸门18，其上设有动密封结构能够夹紧管路外壁在一定的运动速度和两侧压差下保证密封效果；

当下管路4的连接法兰将要退到内舱闸门17前时，此时安装夹持器10下移，将等待安装的预存管路2向下移动，并在移动至与放出夹持器所在夹持管道后松开，安装夹持器10与安装夹持器滑块9同时上移，并向管路储存舱1内充入压缩空气以保证下装管闸门14两侧压差为零，完成之后安装夹持器10回中，此时下装管闸门14打开，等待安装的预存管路2成为新安装的预存管路2；

放出夹持器夹持等待安装的预存管路2后移，当管道的法兰互相顶住时依靠回声传感器判断顶住后，使用螺栓紧固机械手绕行法兰外周进行对中检查，随后进行对刀以确定螺栓孔坐标，并依照预设程序放置安装并紧固连接螺栓，使得等待安装的预存管路2和上一段下管路4完成刚性连接；

然后安装夹持器10上升到顶，随后夹住储备的预存管路2，此时夹持架3松开，随后安装夹持器10抓住储备的预存管路2下移回中到中继密封舱8内，然后关闭下装管闸门14并泄压管路储存舱1；此时储备的预存管路2成为等待安装的预存管路2；

在管路储存舱1压力回到大气压后，即可打开上装管闸门13，使用天车24利用特制的抓管挂钩2522向管路储存舱1内补充吊装新的储备的硬管；

打开内舱闸门17，使得泥浆充入湿式气闸舱，此时内舱闸门17处管道通过空间增大至可以允许法兰整体通过，新安装的硬管与放出中的硬管的连接法兰随管道的后退运动通过此处；

如图14、15所示，图14为本发明实施例提供的连接法兰经过内舱闸门17的结构示意图；图15为本发明实施例提供的连接法兰经过外舱闸门18的放出结构示意图；随后，内舱闸门17关闭，压力控制模块通过压力控制器和湿式气闸舱压力控制管道向密封门舱5吹入压缩空气，并同时打开吹除阀6，将密封门舱5内的泥浆吹回中继密封舱8内并辅以压缩空气吹洗干净，在关闭吹除阀6后，通过压力控制器恢复密封门舱5内压力至大气压，然后打开外舱闸门18，新安装的预存管路2与放出中的下管路4的连接法兰随管道的后退运动继续通过此处；

最终，新安装的下管路4的另一法兰端来到内舱闸门17前，准备开始下一次上述过程的循环。

上述装置使用一个中继密封舱8作为压力容器，当进行管路延伸作业时，泥浆环流系统的管路介质先流入中继密封舱8再进入下游管路。中继密封舱8带有一个湿式气闸舱和两道带动密封的对开闸板门，用于对延伸放出中的泥浆硬管进行密封和渡让放管作业中硬管的连接法兰离开中继密封舱8的让位。其能够在保证泥浆环流系统内介质流动且环流系统正常工作的情况下完成管路的延伸与吊装铺设新的管路的工作；保证在高海拔或是高寒地区作业时，维持管网环路内介质的流动，并在环路上某一处地方增设加热措施，由于介质保持流动，能够均匀换热，有效防止结冰壅塞。因此无需为了向传统泥浆环流系统那样，为了防止在中断管路连接进行新硬管的吊装与安装连接作业时管路内介质壅塞结冰而尽可能的排出介质或是沿程增设加热措施。

其完全延伸管路不需要停机泥浆环流系统并断开泥浆管路的连接来安装新的硬管，因此不会每次延伸都需要启停环流系统以及泥浆泵，能够有效提升系统元件的寿命与延长检修间隔，提升运行经济性；无需担心排放泥浆或是泄露泥浆到隧道中，污染隧道施工环境。

通过自控系统进行自动作业，吊装，安装，开仓，闸板门控制与管路延伸等工作过程全自动完成，无需过多的人工干预，仅在触发几种紧急情况的警告时需要人工介入，能够大幅度缩减掘进作业时需要的班组数与班组人数，能够大幅度提升作业的机械化自动化水平，提升系统总效率。

此外，本申请提供的管路延伸设备不再使用软管，采用全硬管设置不仅能增加机构管路的耐磨性，还能够节约软管的成本与更替维修的费用。

如图12、13、16所示，图12为本发明实施例提供的天车24和抓管挂钩2522的安装结构示意图；图13为本发明实施例提供的抓管挂钩2522的吊装作业示意图；如图16所示，图16为本发明提供的泥水盾构用泥浆环流系统的结构示意图。基于上述实施例中提供的管路延伸设备，本发明还提供了一种泥水盾构用泥浆环流系统，包括尾部台车26、台车上管路27、隧道内泥浆下管路4，还包括上述实施例任一项的管路延伸设备，以及设于尾部台车26上、用以调整管路延伸设备的自转角度和俯仰角度的回转伺服装置21和俯仰伺服装置23；管路延伸设备和台车上管路27铰接。

尾部台车26设置在管片形成的隧道中，其底部设置有台车行走机构28和台车行走机构尾撑19，回转伺服装置21设置在尾部台车26上，通过挂架20与管路延伸设备连接，俯仰伺服装置23通过挂钩22与挂架20连接。管路延伸设备通过球铰连接头11、伸缩套管30和球铰管道29与台车上管路27连接。装置整体安装在一个姿态伺服器上，能够随着掘进姿态的改变调整自身与台车和以铺设管路的夹角，防止角度过大密封失效；依据掘进姿态调整本装置放管角度，配合半刚性软管，能够适用于小曲线半径的隧道。

该泥水盾构用泥浆环流系统包括上述实施例中任意一种管路延伸设备，由于该泥水盾构用泥浆环流系统采用了上述实施例中的管路延伸设备，所以该泥水盾构用泥浆环流系统的有益效果请参考上述实施例。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。