[实用新型]土压平衡盾构机辅助泥浆保压系统

说明书

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，主要应用于隧道施工中的盾构机中。 

背景技术

在土压平衡盾构机盾构法施工中，土体的沉降主要集中在三个方面：第一，刀盘的扰动打破原有土体平衡引起沉降；第二，由于刀盘开挖直径大于盾构主机壳体的直径，在盾构机壳体和开挖隧道直径径向间形成一定间隙，容易形成沉降；第三，拼装预制管片后管片外径和开挖隧道直径径向间存在一定间隙，容易形成沉降。以上第一和第三方面分别有刀盘前端泥浆注入保压系统和壁后注浆系统可直接控制土体沉降。只有第二方面的土体沉降还未找到合适的控制方法。尤其是部分软弱围岩地层极易出现土体沉降，有时甚至会造成盾构机卡滞停机无法前进的现象，严重时甚至会引起地表塌陷，损毁地表建筑的严重后果。因此，如何控制盾构机在施工中第二方面的土体沉降，保证安全施工已成为各施工单位需要考虑的主要问题之一。 

发明内容

本实用新型土压平衡盾构机辅助泥浆保压系统，可有效地保持盾构机壳体径向的土体压力，防止盾构机在施工中土体沉降的发生以及由此造成主机卡滞停机无法前进情况的发生。 

本系统主要由安全阀①、储料罐②、液位计③～⑥、气动/电动球阀⑦和手动球阀⑧、压力传感器⑨、流量计⑩、单向阀和软连接和泵组和运输管道组成。首先单向阀软连接泵组和软连接依次通过管道连接成为输入端并分为2条支路出口，一条支路出口通过管道依次连接单向阀气动/电动球阀⑦和储料罐②，为储料罐送料管线；另一条支路通过管道依次连接气动/电动球阀流量计⑩和压力传感器⑨，为盾构机直接送料管线。同时储料罐②通过管道依次连接手动单向阀⑧和单向阀并在气动/电动球阀和流量计⑩之间接入盾构机直接配料管线，为储料罐为盾构机送料管线。另外液位计③～⑥和安全阀①安装在储料罐②上。各部件组装连接布置详见附图1. 

本系统提供了一种结构简单、制造成本低、可靠性高的土压平衡盾构机辅助泥浆保压系统，可便捷的布置在盾构机后配套台车上随后配套系统在隧道内行进，能实现储料罐和盾构机机内注浆口同时注浆并保持一定压力，且各支路上均设置单向阀，可防止浆液回流以有效地保持盾构机壳体径向的土体压力，同时也可以辅助防止第一和第三方面土体沉降的发生，保证安全施工的顺利进行。 

附图说明

图1本系统原理图 

图2施工原理图 

符号说明： 

①安全阀；②储料罐；③～⑥液位计；⑦气动/电动球阀；⑧手动球阀；⑨压力传感器；⑩流量计；单向阀；软连接；泵组 

I压缩空气进气口；II压缩空气出气口；III膨润土输入口；IV膨润土机内注浆口 

具体实施方式

本实用新型原理图如图1所示，包括安全阀①、储料罐②、液位计③～⑥、气动/电动球阀⑦和手动球阀⑧、压力传感器⑨、流量计单向阀和软连接和泵组和运输管道。其中泵组为变量泵，可根据注浆量需求调节注浆流量，储料罐②上安装多个液位计，便于识别查看罐中膨润土储存量。 

盾构施工时外界膨润土泥浆运输设备将搅拌配比后的膨润土泥浆运输至膨润土输入口III，并通过管道连接，泵组工作，膨润土泥浆通过单向阀软连接在泵组输送经过软连接打开的气动/电动球阀流量计⑩和压力传感器⑨运输至膨润土机内注浆口IV，由盾壳中折盾上圆周布置的注浆口向盾壳外部注浆，并保持一定压力，如图2。同时膨润土泥浆经过单向阀和打开的气动/电动球阀⑦泵送至储料罐②进行储备(储料罐②容积大小根据施工情况计算得出)。储料罐②内的膨润土泥浆量可通过液位计③～⑥显示。此时手动球阀⑧处于关闭状态，同时压缩空气出气口II排气，为储料罐②内减压，使膨润土泥浆能够进入储料罐②。外界膨润土泥浆运输设备将泥浆泵送完毕后，泵组停止工作。气动/电动球阀⑦和关闭，同时开启手动球阀⑧，压缩空气进气口I进气，为储料罐②内增压，使储料罐内的膨润土泥浆经过打开的手动球阀⑧、单向阀流量计⑩和压力传感器⑨向盾壳外部注浆并保持一定压力。此时外界膨润土泥浆运输设备离开并重新运输膨润土泥浆。以上过程中可通过压力传感器⑨和流量计观察注浆压力和流量(注浆压力和注浆量根据施工情况计算得出)，以时时控制注浆压力，保证盾壳外与开挖隧道径向间隙间被膨润土填充并保持一定压力，以达到防止土体沉降问题的发生。