權(quán)利要求書： 1.一種螺旋輸送機(jī)防噴涌系統(tǒng)，與螺旋輸送機(jī)（5）相連，其特征在于：所述螺旋輸送機(jī)（5）的軸向方向間隔設(shè)置有至少兩個第一壓力傳感器（501），螺旋輸送機(jī)（5）開設(shè)有注漿口和排漿口，排漿口與注漿口之間依次連接有保壓單元（1）、渣漿分離單元（2）和泥漿改良單元（3），所述保壓單元（1）包括與排漿口相連的保壓罐（100）內(nèi)設(shè)置有第二壓力傳感器（102），第二壓力傳感器（102）連接有壓力調(diào)節(jié)單元（4），所述渣漿分離單元（2）包括與保壓罐（100）相連的渣漿分離罐（200），渣漿分離罐（200）的泥漿池與改良泥漿罐（300）和排漿管路相連，所述泥漿改良單元（3）包括改良泥漿罐（300），改良泥漿罐（300）的輸出端并聯(lián)有通向土艙、注漿口及保壓罐（100）的補(bǔ)漿管路，補(bǔ)漿管路上設(shè)置有進(jìn)漿泵（307）、監(jiān)測流量的第一流量計（111）、控制通斷的控制閥，所述進(jìn)漿泵（307）、控制閥、第一壓力傳感器（501）、第二壓力傳感器（102）和壓力調(diào)節(jié)單元（4）均與上位機(jī)相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋輸送機(jī)防噴涌系統(tǒng)，其特征在于：所述改良泥漿罐（300）通向土艙的補(bǔ)漿管路包括連接在土艙頂部的第一補(bǔ)漿管路和通向螺旋輸送機(jī)（5）的進(jìn)渣口的第二補(bǔ)漿管路，所述控制閥包括第一補(bǔ)漿管路和第二補(bǔ)漿管路上分別設(shè)置的第一控制閥（301）、第二控制閥（302）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺旋輸送機(jī)防噴涌系統(tǒng)，其特征在于：所述注漿口包括沿螺旋輸送機(jī)（5）的軸向間隔設(shè)置的前部注漿口（502）和后部注漿口（503），所述補(bǔ)漿管路包括改良泥漿罐（300）與前部注漿口（502）之間設(shè)置的第三補(bǔ)漿管路、與后部注漿口（503）之間設(shè)置的第四補(bǔ)漿管路、與保壓罐（100）之間設(shè)置的第五補(bǔ)漿管路，所述控制閥包括第三補(bǔ)漿管路、第四補(bǔ)漿管路、第五補(bǔ)漿管路上分別設(shè)置的第三控制閥（303）、第四控制閥（304）、第五控制閥（305）。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺旋輸送機(jī)防噴涌系統(tǒng)，其特征在于：所述保壓罐（100）與螺旋輸送機(jī)（5）之間通過第一排渣管路相連，第一排渣管路上設(shè)置有與上位機(jī)相連的第六控制閥（106）和第二流量計（112），保壓罐（100）內(nèi)設(shè)置有與上位機(jī)相連的低極限液位開關(guān)（107）、低報警液位開關(guān)（108）、高報警液位開關(guān)（109）和高極限液位開關(guān)（110）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的螺旋輸送機(jī)防噴涌系統(tǒng)，其特征在于：所述壓力調(diào)節(jié)單元（4）包括與保壓罐（100）相連的壓縮空氣源（401），壓縮空氣源（401）與保壓罐（100）之間設(shè)置有氣源處理單元（402），氣源處理單元（402）通過氣力調(diào)節(jié)器（403）和壓力變送器（406）與第二壓力傳感器（102）相連、通過氣力調(diào)節(jié)器（403）和進(jìn)氣閥（404）及排氣閥（405）與保壓罐（100）相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的螺旋輸送機(jī)防噴涌系統(tǒng)，其特征在于：所述渣漿分離罐（200）包括底部通過隔板（203）、頂部通過濾網(wǎng)（210）相隔離的沉淀池和泥漿池，沉淀池與保壓罐（100）之間通過第二排渣管路相連，第二排渣管路上設(shè)置有與上位機(jī)相連的第七控制閥（207）和第一排渣泵（201），沉淀池內(nèi)設(shè)置有攪拌器（204）及用于排渣的第三排渣管路，第三排渣管路上設(shè)置有第二排渣泵（202），所述泥漿池通過排漿管路及排漿泵（209）與改良泥漿罐（300）和/或輸出至洞外的管路相連，渣漿分離罐（200）與改良泥漿罐（300）之間的排漿管路上設(shè)置有第八控制閥（208）。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的螺旋輸送機(jī)防噴涌系統(tǒng)，其特征在于：所述渣漿分離罐（200）內(nèi)設(shè)置有與上位機(jī)相連的低液位開關(guān)（205）、高液位開關(guān)（206），高液位開關(guān)（206）高于中間隔板（203），所述第二排渣泵（202）、排漿泵（209）及第八控制閥（208）均與上位機(jī)相連。

8.根據(jù)權(quán)利要求7任一項所述的螺旋輸送機(jī)防噴涌系統(tǒng)，其特征在于：所述改良泥漿罐（300）內(nèi)設(shè)置有改良攪拌器（310）且底部設(shè)置有氣吹管（308），氣吹管（308）連接有氣源。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的螺旋輸送機(jī)防噴涌系統(tǒng)，其特征在于：所述改良泥漿罐（300）內(nèi)設(shè)置有與上位機(jī)相連且與進(jìn)漿泵（307）聯(lián)鎖的液位傳感器（312），液位傳感器（312）聯(lián)鎖設(shè)置有連接在改良泥漿罐（300）與渣漿分離罐（200）之間的第八控制閥（208）。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的螺旋輸送機(jī)防噴涌系統(tǒng)，其特征在于：所述保壓罐（100）和/或渣漿分離罐（200）和/或改良泥漿罐（300）連接有沖洗單元，保壓罐（100）和/或渣漿分離罐（200）底部設(shè)置排渣閥。

11.根據(jù)權(quán)利要求1-4、6-10任一項所述的螺旋輸送機(jī)防噴涌系統(tǒng)，其特征在于：所述保壓罐（100）和/或渣漿分離罐（200）設(shè)置有觀察窗。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的螺旋輸送機(jī)防噴涌系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：在掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)過程中，當(dāng)螺旋輸送機(jī)（5）噴涌現(xiàn)象時，迅速關(guān)閉螺旋輸送機(jī)（5）的后閘門，停止推進(jìn)，打開第一控制閥（301）、第二控制閥（302），啟動進(jìn)漿泵（307），向土艙與螺旋輸送機(jī)（5）注入泥漿，保持刀盤與螺旋輸送機(jī)（5）低速旋轉(zhuǎn)，使渣土中的顆粒、泥漿成為一整體形成較好地流動性；當(dāng)螺旋輸送機(jī)（5）前部的第一壓力傳感器（501）測得的壓力與中部的第一壓力傳感器（501）的壓力相當(dāng)時，關(guān)閉第一控制閥（301）、第二控制閥（302）；

啟動保壓單元（1），通過氣力調(diào)節(jié)器（403）設(shè)置保壓罐（100）內(nèi)的壓力略低于螺旋輸送機(jī)（5）后部的壓力，打開第五控制閥（305），通過進(jìn)漿泵（307）向保壓罐（100）注入泥漿，保壓罐（100）中的泥漿達(dá)到高液位后，關(guān)閉第五控制閥（305），停止進(jìn)漿泵（307）；

渣土輸送，打開第六控制閥（106），啟動第一排渣泵（201），啟動推進(jìn)，打開第一控制閥（301）、第二控制閥（302），啟動進(jìn)漿泵（307），控制刀盤轉(zhuǎn)速與螺旋輸送機(jī)（5）轉(zhuǎn)速，通過調(diào)節(jié)第一排渣泵（201）與進(jìn)漿泵（307）運行頻率完成出渣；渣土被輸送至渣漿分離罐（200）后，比重大的渣土在沉淀池沉淀，比重輕的漿液流至泥漿池，泥漿池的液位達(dá)到高液位后，排漿泵（202）啟動將漿液輸送出洞外，同時第二排渣泵（202）啟動，第二排渣泵（202）將比重大的渣土輸送至渣車或皮帶運輸機(jī)或通過稀釋管路輸送至洞外；改良泥漿罐（300）處于液位低時，第八控制閥（208）打開，排漿泵（209）將渣漿分離罐（200）中的泥漿輸送至改良泥漿罐（300），完成對改良泥漿罐（300）補(bǔ)漿。

說明書： 一種螺旋輸送機(jī)防噴涌系統(tǒng)及其控制方法技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及螺機(jī)排渣施工技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種螺旋輸送機(jī)防噴涌系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

盾構(gòu)法施工時，地質(zhì)條件、水文情況、掘進(jìn)參數(shù)是噴涌發(fā)生的決定因素。在砂卵石等富水地層地下水的通路沒有阻斷時，或泡沫、膨潤土等添加劑使用不當(dāng)，渣土改良不理想，未能有效改變渣土滲透性時，在水流量大或者水力梯度大的情況下，掘進(jìn)機(jī)的螺機(jī)極易發(fā)生噴涌；在中風(fēng)化或者微風(fēng)化巖層中，若裂隙水發(fā)育，且后方水路又未封閉，由于流水的影響，掘進(jìn)機(jī)的開挖艙內(nèi)的渣土難以改良時，掘進(jìn)機(jī)的螺機(jī)也經(jīng)常發(fā)生噴涌。

在螺旋輸送機(jī)噴涌時，高壓力的水體穿越掘進(jìn)機(jī)的開挖艙和螺旋輸送機(jī)后，其壓力水頭沒有遞減到位，滲流夾帶土顆粒在輸送到螺旋輸送機(jī)排渣門出口的一瞬間，由于下方是敞開的皮帶輸送機(jī)，受料端處于無壓狀態(tài)，滲流水便在突然壓力降低的情況下帶動正常輸送的渣土噴涌而出。

大量的泥水從螺旋輸送機(jī)出渣口噴出，嚴(yán)重影響到連接橋區(qū)域內(nèi)的施工環(huán)境，甚至影響到盾尾及整個臺車的工作范圍。必須清理渣土，這樣就不可避免地造成掘進(jìn)機(jī)的停機(jī)，而且渣土清理采用人工清理，耗時長。

當(dāng)掘進(jìn)機(jī)停止掘進(jìn)，關(guān)閉螺旋輸送機(jī)出渣口閘門時，土艙內(nèi)的泥水又迅速填滿整個螺旋輸送機(jī)，一旦重新開啟閘門，將又會產(chǎn)生噴涌。這樣就會形成惡性循環(huán)，掘進(jìn)速度放緩，盾尾渣土清理時間很長，嚴(yán)重影響盾構(gòu)施工進(jìn)度。

另外，由于在噴涌過程中無法有效控制實際出土量，使得盾構(gòu)在推進(jìn)過程中難以建立真正的土壓平衡，從而加大對地層的擾動，甚至?xí)l(fā)地表塌陷等害。隧道施工過程中盾構(gòu)螺旋機(jī)噴涌后臺車區(qū)域施工環(huán)境。

為了防止螺旋輸送機(jī)噴涌，掘進(jìn)機(jī)安裝有安全門，在噴涌發(fā)生時迅速關(guān)閉安全門。一般在容易發(fā)生噴涌的地層中施工，要向刀盤前面注入膨潤土，以使在刀盤前形成一層厚厚的泥膜，阻止地下水的涌入。當(dāng)螺旋輸送機(jī)中有高壓的稀渣土?xí)r，可以向螺旋輸送器中注入化學(xué)改良劑或膨潤土，以改良渣土。有的地層地下水壓很高，可以加長螺旋輸送機(jī)或采用二次螺旋輸送器以防止噴涌，如授權(quán)公告日為2020.08.28、授權(quán)公告號為CN110541716B的發(fā)明專利所公開的一種可渣水分離的U型密閉螺機(jī)防噴涌系統(tǒng)及防噴涌方法。一般的螺旋輸送機(jī)都設(shè)有兩道閘門，在兩道閘門間或第一道閘門前預(yù)留保壓泵接口，在發(fā)生噴涌時迅速關(guān)閉閘門，打開接口法蘭接保壓泵排渣，如授權(quán)公告日為2019.12.31、授權(quán)公告號為CN209875159U的實用新型專利公開的土壓平衡盾構(gòu)機(jī)螺旋輸送機(jī)防噴涌裝置。

但是現(xiàn)有螺旋輸送機(jī)防噴涌技術(shù)均無法在螺旋輸送機(jī)發(fā)生噴涌時保持掘進(jìn)機(jī)持續(xù)掘進(jìn)且保證土艙壓力穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明提出一種螺旋輸送機(jī)防噴涌系統(tǒng)及其控制方法，解決了現(xiàn)有螺旋輸送機(jī)防噴涌技術(shù)均無法在螺旋輸送機(jī)發(fā)生噴涌時保持掘進(jìn)機(jī)持續(xù)掘進(jìn)且保證土艙壓力穩(wěn)定的技術(shù)問題。

發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種螺旋輸送機(jī)防噴涌系統(tǒng)，與螺旋輸送機(jī)相連，所述螺旋輸送機(jī)的軸向方向間隔設(shè)置有至少兩個第一壓力傳感器，螺旋輸送機(jī)開設(shè)有注漿口和排漿口，排漿口與注漿口之間依次連接有保壓單元、渣漿分離單元和泥漿改良單元，所述保壓單元包括與排漿口相連的保壓罐內(nèi)設(shè)置有第二壓力傳感器，第二壓力傳感器連接有壓力調(diào)節(jié)單元，所述渣漿分離單元包括與保壓罐相連的渣漿分離罐，渣漿分離罐的泥漿池與改良泥漿罐和排漿管路相連，所述泥漿改良單元包括改良泥漿罐，改良泥漿罐的輸出端并聯(lián)有通向土艙、注漿口及保壓罐的補(bǔ)漿管路，補(bǔ)漿管路上設(shè)置有進(jìn)漿泵、監(jiān)測流量的第一流量計、控制通斷的控制閥，所述進(jìn)漿泵、控制閥、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和壓力調(diào)節(jié)單元均與上位機(jī)相連。

所述改良泥漿罐通向土艙的補(bǔ)漿管路包括連接在土艙頂部的第一補(bǔ)漿管路和通向螺旋輸送機(jī)的進(jìn)渣口的第二補(bǔ)漿管路，所述控制閥包括第一補(bǔ)漿管路和第二補(bǔ)漿管路上分別設(shè)置的第一控制閥、第二控制閥。

所述注漿口包括沿螺旋輸送機(jī)的軸向間隔設(shè)置的前部注漿口和后部注漿口，所述補(bǔ)漿管路包括改良泥漿罐與前部注漿口之間設(shè)置的第三補(bǔ)漿管路、與后部注漿口之間設(shè)置的第四補(bǔ)漿管路、與保壓罐之間設(shè)置的第五補(bǔ)漿管路，所述控制閥包括第三補(bǔ)漿管路、第四補(bǔ)漿管路、第五補(bǔ)漿管路上分別設(shè)置的第三控制閥、第四控制閥、第五控制閥。

所述保壓罐與螺旋輸送機(jī)之間通過第一排渣管路相連，第一排渣管路上設(shè)置有與上位機(jī)相連的第六控制閥和第二流量計，保壓罐內(nèi)設(shè)置有與上位機(jī)相連的低極限液位開關(guān)、低報警液位開關(guān)、高報警液位開關(guān)和高極限液位開關(guān)。

所述壓力調(diào)節(jié)單元包括與保壓罐相連的壓縮空氣源，壓縮空氣源與保壓罐之間設(shè)置有氣源處理單元，氣源處理單元通過氣力調(diào)節(jié)器和壓力變送器與第二壓力傳感器相連、通過氣力調(diào)節(jié)器和進(jìn)氣閥及排氣閥與保壓罐相連。

所述渣漿分離罐包括底部通過隔板、頂部通過濾網(wǎng)相隔離的沉淀池和泥漿池，沉淀池與保壓罐之間通過第二排渣管路相連，第二排渣管路上設(shè)置有與上位機(jī)相連的第七控制閥和第一排渣泵，沉淀池內(nèi)設(shè)置有攪拌器及用于排渣的第三排渣管路，第三排渣管路上設(shè)置有第二排渣泵，所述泥漿池通過排漿管路及排漿泵與改良泥漿罐和/或輸出至洞外的管路相連，渣漿分離罐與改良泥漿罐之間的排漿管路上設(shè)置有第八控制閥。

所述渣漿分離罐內(nèi)設(shè)置有與上位機(jī)相連的低液位開關(guān)、高液位開關(guān)，高液位開關(guān)高于中間隔板，所述第二排渣泵、排漿泵及第八控制閥均與上位機(jī)相連。

所述改良泥漿罐內(nèi)設(shè)置有改良攪拌器且底部設(shè)置有氣吹管，氣吹管連接有氣源。

所述改良泥漿罐內(nèi)設(shè)置有與上位機(jī)相連且與進(jìn)漿泵聯(lián)鎖的液位傳感器，液位傳感器聯(lián)鎖設(shè)置有連接在改良泥漿罐與渣漿分離罐之間的第八控制閥。

所述保壓罐和/或渣漿分離罐和/或改良泥漿罐連接有沖洗單元，保壓罐和/或渣漿分離罐底部設(shè)置排渣閥。

所述保壓罐和/或渣漿分離罐設(shè)置有觀察窗。

一種螺旋輸送機(jī)防噴涌系統(tǒng)的控制方法，在掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)過程中，當(dāng)螺旋輸送機(jī)噴涌現(xiàn)象時，迅速關(guān)閉螺旋輸送機(jī)的后閘門，停止推進(jìn)，打開第一控制閥、第二控制閥，啟動進(jìn)漿泵，向土艙與螺旋輸送機(jī)注入泥漿，保持刀盤與螺旋輸送機(jī)低速旋轉(zhuǎn)，使渣土中的顆粒、泥漿成為一整體形成較好地流動性；當(dāng)螺旋輸送機(jī)前部的第一壓力傳感器測得的壓力與中部的第一壓力傳感器的壓力相當(dāng)時，關(guān)閉第一控制閥、第二控制閥。

啟動保壓單元，通過氣力調(diào)節(jié)器設(shè)置保壓罐內(nèi)的壓力略低于螺旋輸送機(jī)后部的壓力，打開第五控制閥，通過進(jìn)漿泵向保壓罐注入泥漿，保壓罐中的泥漿達(dá)到高液位后，關(guān)閉第五控制閥，停止進(jìn)漿泵。

渣土輸送，打開第六控制閥，啟動第一排渣泵，啟動推進(jìn)，打開第一控制閥、第二控制閥，啟動進(jìn)漿泵，控制刀盤轉(zhuǎn)速與螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速，通過調(diào)節(jié)第一排渣泵與進(jìn)漿泵運行頻率完成出渣；渣土被輸送至渣漿分離罐后，比重大的渣土在沉淀池沉淀，比重輕的漿液流至泥漿池，泥漿池的液位達(dá)到高液位后，排漿泵啟動將漿液輸送出洞外，同時第二排渣泵啟動，第二排渣泵將比重大的渣土輸送至渣車或皮帶運輸機(jī)或通過稀釋管路輸送至洞外；改良泥漿罐處于液位低時，第八控制閥打開，排漿泵將渣漿分離罐中的泥漿輸送至改良泥漿罐，完成對改良泥漿罐補(bǔ)漿。

本發(fā)明能夠在掘進(jìn)機(jī)發(fā)生噴涌時，將土艙壓力穩(wěn)定在設(shè)置值，同時將掘進(jìn)過程中的渣土輸送至渣車或者排出洞外，解決噴涌的問題同時不影響設(shè)備掘進(jìn)，改善隧道施工環(huán)境。保壓罐能夠儲存渣土，保持土倉壓力，同時能夠過濾粒徑較大的石塊，壓力調(diào)節(jié)單元用于控制土倉壓力；第一排渣泵夠?qū)⒈汗迌?nèi)的渣土輸送至渣漿分離罐，第一排渣泵采用變頻控制，可以控制排渣量；渣漿分離罐用于臨時儲存渣土，能夠?qū)⒃林械男∈瘔K與漿液分離；第二排渣泵將渣漿分離罐中密度較大的渣土輸送至渣土車、皮帶運輸機(jī)或通過污水管路稀釋后輸送至洞外；排漿泵將渣漿分離罐中的漿液輸送至洞外，同時排漿泵可以補(bǔ)充泥漿改良單元中的漿液；改良泥漿罐用于儲存稀釋的泥漿，改良泥漿罐具備機(jī)械攪拌與氣吹攪拌的功能，能夠防止泥漿沉淀；進(jìn)漿泵將改良泥漿罐中的漿液輸送至刀盤、螺旋輸送機(jī)與保壓罐，用于將渣土稀釋至流動狀態(tài)；流量計檢測排渣流量與進(jìn)漿流量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的原理圖；

圖2為圖1中保壓單元的放大圖；

圖3為圖1中渣漿分離單元的放大圖；

圖4為圖1中泥漿改良單元的放大圖；

圖5為圖1中壓力調(diào)節(jié)單元的放大圖；

其中：1、保壓單元，100、保壓罐，101、手動球閥，102、第二壓力傳感器，103、手動閘閥，104、渣漿觀察窗，105、排渣壓力傳感器，106、第六控制閥，107、低極限液位開關(guān)，108、低報警液位開關(guān)，109、高報警液位開關(guān)，110、高極限液位開關(guān)，111、第一流量計，112、第二流量計，113、排污閥，114、氣動刀閘閥；

2、渣漿分離單元，200、渣漿分離罐，201、第一排渣泵，202、第二排渣泵，203、隔板，204、攪拌器，205、低液位開關(guān)，206、高液位開關(guān)，207、第七控制閥，208、第八控制閥，209、排漿泵，210、濾網(wǎng)，211、氣動刀閘閥，212、第九控制閥，213、排漿壓力傳感器，214、止回閥；

3、泥漿改良單元，300、改良泥漿罐，301、第一控制閥，302、第二控制閥，303、第三控制閥，304、第四控制閥，305、第五控制閥，306、吹氣控制閥，307、進(jìn)漿泵，308、氣吹管，309、沖刷控制閥，310、改良攪拌器，311、進(jìn)漿壓力傳感器，312、液位傳感器；

4、壓力調(diào)節(jié)單元，401、壓縮空氣源，402、氣源處理單元，403、氣力調(diào)節(jié)器，404、進(jìn)氣閥，405、排氣閥，406、壓力變送器，407、減壓閥；

5、螺旋輸送機(jī)，501、第一壓力傳感器，502、前部注漿口，503、后部注漿口。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實施例1，一種螺旋輸送機(jī)防噴涌系統(tǒng)，如圖1所示，與螺旋輸送機(jī)5相連，所述螺旋輸送機(jī)5的軸向方向間隔設(shè)置有兩個第一壓力傳感器501，用于檢測螺旋輸送機(jī)5進(jìn)渣口與出渣口附近壓力。螺旋輸送機(jī)5開設(shè)有注漿口和排漿口，排漿口與注漿口之間依次連接有保壓單元1、渣漿分離單元2和泥漿改良單元3，所述保壓單元1包括與排漿口相連的保壓罐100內(nèi)設(shè)置有第二壓力傳感器102，第二壓力傳感器102連接有壓力調(diào)節(jié)單元4；所述渣漿分離單元2包括與保壓罐100相連的渣漿分離罐200，渣漿分離罐200的泥漿池與改良泥漿罐300和排漿管路相連；所述泥漿改良單元3包括改良泥漿罐300，改良泥漿罐300的輸出端并聯(lián)有通向土艙、注漿口及保壓罐100的補(bǔ)漿管路，補(bǔ)漿管路上設(shè)置有進(jìn)漿泵307、監(jiān)測流量的第一流量計111、進(jìn)漿壓力傳感器311及控制通斷的控制閥，所述進(jìn)漿泵307、控制閥、第一壓力傳感器501、第二壓力傳感器102和壓力調(diào)節(jié)單元4均與上位機(jī)相連。

如圖4所示，所述改良泥漿罐300用于儲存泥漿，泥漿用于對渣土進(jìn)行稀釋，增強(qiáng)渣土流動性。改良泥漿罐300內(nèi)設(shè)置有改良攪拌器310且底部設(shè)置有氣吹管308，氣吹管308連接有氣源，具備氣吹攪拌與機(jī)械攪拌兩種攪拌功能。吹氣管308設(shè)置在改良泥漿罐300的底部且與氣源之間設(shè)置有吹氣控制閥306。吹氣控制閥306為手動球閥，當(dāng)吹氣控制閥306打開后，壓縮空氣通過吹氣管308自下而上在改良泥漿罐300內(nèi)膨脹與流動，防止泥漿沉淀。所述改良泥漿罐300內(nèi)設(shè)置有與上位機(jī)相連且與進(jìn)漿泵307聯(lián)鎖的液位傳感器312，液位傳感器312聯(lián)鎖設(shè)置有連接在改良泥漿罐300與渣漿分離罐200之間的第八控制閥208。所述的液位傳感器312檢測改良泥漿罐300液位，該液位與進(jìn)漿泵307，罐體液位在低液位時，第八控制閥208打開，向改良泥漿罐300補(bǔ)充泥漿。改良泥漿罐300的液位達(dá)到低極限液位后，進(jìn)漿泵307不允許啟動；所述改良攪拌器310為機(jī)械攪拌器，防止泥漿沉淀，同時在外部泥漿供給不上是，也可人工灌入膨潤土，通過機(jī)械攪拌制作泥漿。所述改良泥漿罐300通過的沖刷控制閥309連接工業(yè)水系統(tǒng)，用于罐體清洗與制作泥漿，改良泥漿罐300底部設(shè)置有排污閥113。

所述改良泥漿罐300與進(jìn)漿泵307之間設(shè)置有手動閘閥103，改良泥漿罐300通向土艙的補(bǔ)漿管路包括連接在土艙頂部的第一補(bǔ)漿管路和通向螺旋輸送機(jī)5的進(jìn)渣口的第二補(bǔ)漿管路。所述控制閥包括第一補(bǔ)漿管路和第二補(bǔ)漿管路上分別設(shè)置的第一控制閥301、第二控制閥302。所述注漿口包括沿螺旋輸送機(jī)5的軸向間隔設(shè)置的前部注漿口502和后部注漿口503，所述補(bǔ)漿管路包括改良泥漿罐300與前部注漿口502之間設(shè)置的第三補(bǔ)漿管路、與后部注漿口503之間設(shè)置的第四補(bǔ)漿管路、與保壓罐100之間設(shè)置的第五補(bǔ)漿管路，所述控制閥包括第三補(bǔ)漿管路、第四補(bǔ)漿管路、第五補(bǔ)漿管路上分別設(shè)置的第三控制閥303、第四控制閥304、第五控制閥305。

上位機(jī)通過控制各個控制閥，實現(xiàn)改良泥漿罐300向不同的區(qū)域輸送：第一控制閥301用于控制泥漿輸送至土倉，第二控制閥302用于控制泥漿輸送至螺旋輸送機(jī)5的進(jìn)渣口，第三控制閥303用于控制泥漿輸送至螺旋輸送機(jī)5底部周邊，第四控制閥304用于控制泥漿輸送至螺旋輸送機(jī)5中部周邊，第五控制閥305為手動球閥，用于控制保壓罐100充填泥漿與沖刷。

如圖2所示，所述保壓罐100為壓力容器，可承受1.5倍掘進(jìn)機(jī)設(shè)計壓力，其高液位容積滿足第一排渣泵201最大排量情況下運行1分鐘，用于臨時儲存螺旋輸送機(jī)5排渣，穩(wěn)定螺旋輸送機(jī)排渣口壓力，保壓罐100也具備采石功能，粒徑大的渣石被隔離罐體內(nèi)，防止進(jìn)入排渣泵。

所述保壓罐100與螺旋輸送機(jī)5之間通過第一排渣管路相連，第一排渣管路上設(shè)置有與上位機(jī)相連的第六控制閥106，保壓罐100內(nèi)設(shè)置有與上位機(jī)相連的低極限液位開關(guān)107、低報警液位開關(guān)108、高報警液位開關(guān)109和高極限液位開關(guān)110。如圖5所示，所述壓力調(diào)節(jié)單元4包括與保壓罐100相連的壓縮空氣源401，壓縮空氣源401與保壓罐100之間設(shè)置有氣源處理單元402，氣源處理單元402通過氣力調(diào)節(jié)器403和壓力變送器406與第二壓力傳感器102相連、通過氣力調(diào)節(jié)器403和進(jìn)氣閥404及排氣閥405與保壓罐100相連。氣力調(diào)節(jié)器403與氣源處理單元402之間設(shè)置有減壓閥407。

所述的氣力調(diào)節(jié)器403用于設(shè)置保壓罐100壓力，將采集的壓力變送器404氣動壓力信號與設(shè)置值比較并輸出控制壓力信號給進(jìn)氣閥404與排氣閥405，氣力調(diào)節(jié)器403輸出壓力為0.2-1Bar；所述的壓力變送器404通過第二壓力傳感器102采集保壓罐100的壓力值，并輸出氣動壓力信號；所述的進(jìn)氣閥404與排氣閥405均包含閥門定位器與氣動執(zhí)行器，閥門定位器接收氣力調(diào)節(jié)器403輸出的氣動控制信號，按預(yù)先設(shè)置關(guān)系輔助氣動執(zhí)行器調(diào)整閥位并實現(xiàn)精準(zhǔn)定位，所不同的是進(jìn)氣閥閥門定位器的氣動輸出信號壓力隨著氣動控制信號壓力的增大而增大，排氣閥的閥門定位器氣動輸出信號壓力隨著氣動控制信號壓力的增大而減小。壓力變送器404檢測值小于設(shè)置值時，進(jìn)氣閥404打開供氣，保壓罐100壓力升高直至設(shè)置值后，進(jìn)氣閥404關(guān)閉供氣；若壓力繼續(xù)升高，則排氣閥405打開排氣，直至壓力達(dá)到設(shè)置值。通過該種方式始終保持保壓罐100內(nèi)的壓力在設(shè)置值。

所述壓縮空氣源401與保壓罐100之間設(shè)置有手動球閥101，保壓罐100通過沖洗控制閥102連接有水系統(tǒng)，第一排渣管路的兩端及保壓罐100通向渣漿分離罐200的第二排渣管路的兩端及第三渣管路的兩端均設(shè)置有手動閘閥103，第二排渣管路上設(shè)置第一排渣泵201、排渣壓力傳感器105和第二流量計112，保壓罐100設(shè)置有渣漿觀察窗104和排污閥113。第一排渣管路的輸出端并聯(lián)通向渣車與渣漿分離罐200，通向渣車的第一排漿管路上設(shè)置有第九控制閥212，第二排渣管路的輸出端與第一排渣管路通向渣車的輸出端為匯至同一條管路。

所述第二壓力傳感器102實時監(jiān)測保壓罐100氣壓；所述沖洗控制閥102連接工業(yè)水，用于對罐體的沖洗；所述手動閘閥103安裝在保壓罐100進(jìn)渣、排渣側(cè)，進(jìn)渣或排渣管路破損的情況下，可通過關(guān)閉此手動刀閘閥對管路進(jìn)行維修更換；所述的排污閥113在保壓罐100沖洗時用于排出罐體的雜物；第二排渣管路上的手動閘閥103用于保持保壓罐100內(nèi)的壓力，該閘閥具備開關(guān)檢測信號，與第一排渣泵201連鎖，只有第二排渣管路上的手動閘閥103在打開狀態(tài)下，允許啟動第一排渣泵201；所述的低極限液位開關(guān)107、低報警液位開關(guān)108、高報警液位開關(guān)109和高極限液位開關(guān)110檢測保壓罐100的液位，同時可通過液位變化快慢來控制第一排渣泵201的頻率。低極限液位開關(guān)107與第一排渣泵201啟停動作連鎖，保壓罐100液位達(dá)到低極限液位時第一排渣泵201停止運行，第二排渣管路上的手動閘閥103關(guān)閉；保壓罐100液位達(dá)到高報警液位后，降低刀盤與螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速，增大第一排渣泵201運行頻率，如果液位繼續(xù)增大到高極限液位需要停止推進(jìn)，進(jìn)漿泵307停止運行，直至液位降低到低液位；所述的渣漿觀察窗104用于保壓罐100的檢修。

如圖3所示，所述渣漿分離罐200包括底部通過隔板203、頂部通過濾網(wǎng)210相隔離的沉淀池和泥漿池，沉淀池與保壓罐100之間通過第二排渣管路相連，第二排渣管路上設(shè)置有與上位機(jī)相連的第七控制閥207和第一排渣泵201，沉淀池內(nèi)設(shè)置有攪拌器204及用于排渣的第三排渣管路，第三排渣管路上設(shè)置有第二排渣泵202且兩端設(shè)置有手動閘閥103和氣動刀閘閥114。所述泥漿池通過排漿管路及排漿泵209與改良泥漿罐300和/或輸出至洞外的管路相連，渣漿分離罐200與改良泥漿罐300之間的排漿管路上設(shè)置有第八控制閥208。所述渣漿分離罐200內(nèi)設(shè)置有與上位機(jī)相連的低液位開關(guān)205、高液位開關(guān)206，高液位開關(guān)206高于中間隔板203，所述第二排渣泵202、排漿泵209及第八控制閥208均與上位機(jī)相連。所述排漿泵209的排漿管路上設(shè)置有排漿壓力傳感器213、手動閘閥103、止回閥214。沉淀池和泥漿池的底部均設(shè)置有排污閥113，側(cè)部設(shè)置有渣漿觀察窗104。

所述渣漿分離罐200分為沉淀池和泥漿池，用于沉積比重大的渣土與制作泥漿；所述的攪拌器204在第二排渣泵202啟動時運行，便于將沉淀池的渣土排至渣車或皮帶運輸機(jī)；沉淀池的排渣管道上設(shè)置有氣動刀閘閥211，用于控制第二排渣泵202輸送的渣土輸送至渣車；所述的低液位開關(guān)205有信號時，第二排渣泵202不允許啟動；所述第二排渣泵202與沉淀池之間及第三排渣管路上均設(shè)置有的手動閘閥；所述的低液位開關(guān)205有信號時排漿泵209不允許啟動；所述的高液位開關(guān)206有信號時，排漿泵209啟動將泥漿池的泥漿排出洞外；所述的隔板203用于分隔泥漿池與沉淀池，隔板203的頂部區(qū)域安裝有濾網(wǎng)210，沉淀池的液位升高后，漿液會通過濾網(wǎng)210流至泥漿池，隔板203的高度略低于泥漿池高液位開關(guān)206的高度，目的是泥漿池的高液位開關(guān)206可以同時檢測沉淀池與泥漿池高液位。

本實施例中所使用的各個控制閥均為氣動球閥。

實施例2，一種螺旋輸送機(jī)防噴涌系統(tǒng)的控制方法，在掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)過程中，當(dāng)螺旋輸送機(jī)5噴涌現(xiàn)象時，迅速關(guān)閉螺旋輸送機(jī)5的后閘門，停止推進(jìn)，打開第一控制閥301、第二控制閥302，啟動進(jìn)漿泵307，向土艙與螺旋輸送機(jī)5注入泥漿，保持刀盤與螺旋輸送機(jī)5低速旋轉(zhuǎn)，使渣土中的顆粒、泥漿成為一整體形成較好地流動性；當(dāng)螺旋輸送機(jī)5前部的第一壓力傳感器501測得的壓力與中部的第一壓力傳感器501的壓力相當(dāng)時，關(guān)閉第一控制閥301、第二控制閥302。

啟動保壓單元1，通過氣力調(diào)節(jié)器403設(shè)置保壓罐100內(nèi)的壓力略低于螺旋輸送機(jī)5后部的壓力，打開第五控制閥305，通過進(jìn)漿泵307向保壓罐100注入泥漿，保壓罐100中的泥漿達(dá)到高液位后，關(guān)閉第五控制閥305，停止進(jìn)漿泵307。

渣土輸送，打開第六控制閥106，啟動第一排渣泵201，啟動推進(jìn)，打開第一控制閥301、第二控制閥302，啟動進(jìn)漿泵307，控制刀盤轉(zhuǎn)速與螺旋輸送機(jī)5轉(zhuǎn)速，通過調(diào)節(jié)第一排渣泵201與進(jìn)漿泵307運行頻率完成出渣；渣土被輸送至渣漿分離罐200后，比重大的渣土在沉淀池沉淀，比重輕的漿液流至泥漿池，泥漿池的液位達(dá)到高液位后，排漿泵202啟動將漿液輸送出洞外，同時第二排渣泵202啟動，第二排渣泵202將比重大的渣土輸送至渣車或皮帶運輸機(jī)或通過稀釋管路輸送至洞外；改良泥漿罐300處于液位低時，第八控制閥208打開，排漿泵209將渣漿分離罐200中的泥漿輸送至改良泥漿罐300，完成對改良泥漿罐300補(bǔ)漿。

本實施例的結(jié)構(gòu)組成與實施例1相同。

本發(fā)明未詳盡之處均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的常規(guī)技術(shù)手段。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。