[发明专利]一种盾构机的排渣机构及泥水平衡盾构机

说明书

技术领域

本发明涉及盾构机技术领域，尤其涉及盾构机的排渣机构及泥水平衡盾构机。

背景技术

现有的泥水盾构施工需要将大粒径卵石进行破碎，破碎成100mm以下的砾石并从格栅通过后进入到排泥管道，通过排泥管道完成渣土输送。

对于以兰州、成都地区为代表的富水大粒径卵石夹砂地层地质，由于其卵石量大且粒径大(最大粒径可达500mm)，导致现有的泥水平衡盾构机在砾石破碎、管道携渣等方面无法达到满意效果。具体讲，由于现有的泥水平衡盾构机破碎能力有限，使得单位时间内进入盾构机土仓的渣土不能太多，盾构机的推进速度受限造成盾构机的施工效率低，施工进度慢；且粒径大的卵石破碎产生的砾石将对排泥泵及泥水环流管道造成磨损，设备维护成本高，同时，管路沉积将对泥浆系统产生冲击，影响携渣稳定性。可见，现有的泥水盾构机无法在富水大粒径卵石夹砂地层地质大规模应用。由于局部地区水文环境苛刻，为了保证施工的安全可靠性，又不得不采用泥水盾构进行施工。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种本发明提高出渣系统安全稳定及提高施工效率的盾构机的排渣机构及泥水平衡盾构机。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种盾构机的排渣机构，包括排泥管路及用于存放渣土的土仓，所述土仓与排泥管路之间设有用于将渣土内的泥浆与砾石分离的分离装置，所述土仓与分离装置的输入端连通，所述分离装置的泥浆输出端与排泥管路连通，所述分离装置的砾石输出端设有砾石排出装置。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明在土仓与排泥管路之间设有分离渣土内泥浆与砾石的分离装置，此时泥浆砾石混合的渣土经土仓直接输送至分离装置进行泥浆与砾石的分离，避免了现有盾构机设置砾石破碎机导致的进渣量受限于破碎能力，施工效率低的问题，有效提高了泥水盾构的施工效率，且扩大了盾构机的地质适应性；同时，分离装置的泥浆输出端与排泥管路连通，使得排泥管路无大颗粒砾石，减少了管路的负荷及管道磨损，降低了设备维护成本，提高了出渣系统的安全稳定性。本发明进一步设置三组分离箱体，三组分离箱体切换循环，即一组接入泥浆环流系统，一组用于砾石出渣，一组用于砾石出渣准备，避免了砾石出渣对泥浆循环的影响，保证泥浆循环及出渣的连续性，提高了泥浆循环能力。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述分离装置包括用于分离泥浆与砾石的分离箱体及用于将渣土输送至分离箱体的双极螺旋输送机，所述双极螺旋输送机的两端分别与土仓及分离箱体连通。采用双极螺旋输送机使排渣时螺旋输送机的保压和防喷涌能力提高。

所述泥浆输出端为设于所述分离箱体上供泥浆输出的泥浆输出口，所述砾石输出端为设于所述分离箱体上供砾石排出的排渣口，所述泥浆输出口处设有供泥浆通过的过滤格栅，所述排渣口处设有用于接通或截断砾石的截断阀。过滤格栅供渣土内的泥浆通过，渣土内的砾石则无法通过过滤格栅，实现了渣土的有效分离；截断阀用于接通或截断砾石，截断阀接通时，分离箱体的砾石从排渣口排出。

所述分离装置还包括控制器及用于检测分离箱体内渣土重量的称重传感器，所述控制器的输入端连接称重传感器，输出端连接截断阀，所述控制器的输入端接收所述称重传感器的输入信号，输出端输出控制信号控制所述截断阀通断。称重传感器及控制器的设置实现了截断阀的自动调节控制。

所述过滤格栅的过滤孔径为5～40mm。

所述分离箱体通过连接管路与双极螺旋输送机连接，所述连接管路与排泥管路上均设有第一通断阀，第一通断阀控制管路的通断。

所述分离箱体上设有用于保证分离箱体内水压平衡的水压平衡组件，所述水压平衡组件包括排气管、泄压阀及控制排气管通断的第二通断阀，所述泄压阀及第二通断阀均设于所述排气管上。泄压阀采用带有电信号的空心浮球单向阀，第二通断阀采用球阀。

所述分离箱体上设有用于排出分离箱体内部空气的充浆组件，所述充浆组件包括充浆管道及充浆阀，所述充浆管道与分离箱体内部连通，所述充浆阀设于充浆管道上。

所述分离箱体上设有用于振动排渣的振捣装置。

所述砾石排出装置包括皮带输送机，所述皮带输送机为上下倾斜布置，所述皮带输送机的底端设有储泥槽，储泥槽收集砾石内含有的少量泥浆。

所述分离箱体为三组，三组所述分离箱体分别为泥浆环流组、砾石排渣组及砾石排渣准备组。三组分离箱体31的设置有效避免了泥浆循环对砾石出渣的影响，保证泥浆循环及出渣的连续性，提高了泥浆循环能力。