[发明专利]一种盾构机的防泥饼冲刷系统

说明书

本发明公开了一种盾构机的防泥饼冲刷系统，它包括刀盘，在刀盘正面和刀盘背面分别设有多个刀盘冲刷装置和土仓冲刷装置，其特征在于，所述土仓冲刷装置呈圆筒状，其一端垂直固定在刀盘背面，另一端通过连接管路与泥水循环系统管路相联通，在连接管路上设有增压泵；土仓冲刷装置的冲刷口沿冲刷装置的长度方向呈竖向设置，且每个土仓冲刷装置的中心与冲刷口之间的连线形成一个泥浆或高压水冲刷路线，每个冲刷路线均沿圆盘的切线方向设置。本发明得到的盾构机的防泥饼冲刷系统能够对刀盘上和土仓内的渣土冲刷的同时进行搅拌，以防止盾构机中土仓和刀盘上形成泥饼。

技术领域

本发明涉及一种地下通道开挖工具，具体涉及一种盾构机的防泥饼冲刷系统。

背景技术

近年来，我国城市化进程加快，越来越多的城市把发展轨道交通作为解决这一问题的有效手段。地下空间作为城市的又一宝贵资源得到高强度的开发利用，使得地下空间越发拥挤，对地下工程的施工要求越来越高。采用盾构机开挖地下通道具有开挖量小、对环境扰动小，不会造成周边土层的沉降，限制条件少、机械化程度高等优点，因此在轨道交通及隧道施工中广泛应用。盾构机在粘土地层的掘进过程中，挖掘面的粘性土受到刀盘的碾压，很容易自刀盘中心位置向四周逐步在刀盘面和土仓内壁上形成附着的泥饼，从而导致刀盘的切削效率降低，延长掘进时间，增大刀盘的扭矩和盾构的推力，也增加了设备的故障频率。现有盾构机的防泥系统包括冲洗管道，所述冲洗管道与刀盘上和土仓内的多个冲刷口相连通，通过冲洗管道内的高压水或泥浆从冲刷口处喷射后，即可将刀盘和土仓上的泥土进行冲刷，从而改善刀盘和土仓内渣土的流动性，防止刀盘和土仓上产生泥饼。但现有刀盘和土仓上冲刷装置的冲刷口垂直刀盘面设置，其喷出的高压水或泥浆对渣土无明显的搅拌作用，在复杂地层中盾构机土仓搅拌能力往往不足，进而影响盾构机效率。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够对刀盘上和土仓内的渣土冲刷的同时进行搅拌，以防止盾构机中土仓和刀盘上形成泥饼的盾构机的防泥饼冲刷系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种盾构机的防泥饼冲刷系统，它包括刀盘，在刀盘正面和刀盘背面分别设有多个刀盘冲刷装置和土仓冲刷装置，其特征在于，所述土仓冲刷装置呈圆筒状，其一端垂直固定在刀盘背面，另一端通过连接管路与泥水循环系统管路相联通，在连接管路上设有增压泵；土仓冲刷装置的冲刷口沿冲刷装置的长度方向呈竖向设置，且每个土仓冲刷装置的中心与冲刷口之间的连线形成一个泥浆或高压水冲刷路线，每个冲刷路线均沿圆盘的切线方向设置。这样，所设置的土仓冲刷装置垂直固定安装在刀盘背面，及凸出于刀盘设置，其凸出的部分在刀盘旋转过程中可对盾构机土仓内渣土进行有效的搅拌，有利于刀盘土仓内渣土的流动。同时，其冲刷口设置位置独特，通过该冲刷口所喷射出的高压水或泥浆呈切线方向喷射，能够对刀盘切削下来且刚刚进入土仓的渣土流动性进行改良，并可增加渣土的转动。由此，通过土仓冲刷装置和设置在该装置上的喷射口所形成的高压水或泥浆喷射路线，即能够实现对土仓内渣土双重搅动和切削，从而提高渣土的流动性，增加渣土的转动，进而防止土仓内渣土结成泥饼。

进一步的，在每个土仓冲刷装置内均设有一个弹簧型止回阀，在弹簧型止回阀内设有一个沿其长度方向放置的弹簧，所述弹簧的一端与刀盘背面固定连接，另一端固定在弹簧型止回阀阀体内；处于常压状态时，弹簧处于自然伸长状态，弹簧型止回阀的阀体与冲刷口相对应，将冲刷口挡住并密封；当增压泵开启时，弹簧型止回阀在高压水或泥浆的挤压下面向刀盘背面方向移动，开启冲刷口，使高压水或泥浆从冲刷口处呈切线方向喷射而出。这样，冲刷系统处于非工作状态时，弹簧处于自然伸长状态，高压水通道关闭，同时将土仓内的渣土隔绝在该冲刷系统外，防止渣土将冲刷口阻塞；当该冲刷系统处于工作状态时，增压泵将来自连接管路中的水加压，弹簧型止回阀的阀体受到高压水作用，进而将力传递给弹簧，弹簧受到压力作用，将处于收缩状态，高压水通道打开，按切线方向喷出高压水，喷出的高压水给予带动刚从刀盘开口处进入土仓内的渣土初始动能，带动渣土流动，改良土仓内渣土流动性能，并进行充分的搅拌，防止盾构机土仓内泥饼的产生。