本發(fā)明涉及一種盾構(gòu)機(jī)膨潤(rùn)土快速膨化及注入系統(tǒng)、以及建立泥膜的方法，屬于隧道工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

盾構(gòu)機(jī)是一種隧道掘進(jìn)的專(zhuān)用工程機(jī)械，隧道施工過(guò)程中，盾構(gòu)機(jī)常需要進(jìn)行帶壓開(kāi)倉(cāng)以解決盾構(gòu)機(jī)倉(cāng)內(nèi)故障或完成換刀作業(yè)等。帶壓開(kāi)倉(cāng)可以適應(yīng)各種地層，特別是針對(duì)掌子面不能常壓自穩(wěn)及富水地層，如全斷面軟弱地層、上軟下硬富水地層等不良地層，采用帶壓進(jìn)倉(cāng)是最安全的方法。在帶壓開(kāi)倉(cāng)前，需向刀盤(pán)及土倉(cāng)內(nèi)注滿(mǎn)膨潤(rùn)土，使膨潤(rùn)土能在掌子面形成一層封閉泥膜，增強(qiáng)刀盤(pán)前方地層的氣密性和提高掌子面的自穩(wěn)能力。傳統(tǒng)建立泥膜的方法一般為在地上配置膨潤(rùn)土，膨化至少12小時(shí)以上，最佳為20小時(shí)使其充分溶解，然后將膨化后的膨潤(rùn)土使用小車(chē)運(yùn)送至膨潤(rùn)土罐處，通過(guò)膨潤(rùn)土泵站注入至開(kāi)挖倉(cāng)內(nèi)。此方法過(guò)程繁瑣，所需時(shí)間長(zhǎng)，施工效率低，不能滿(mǎn)足施工單位快速建立土倉(cāng)泥膜的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的盾構(gòu)機(jī)傳統(tǒng)建立泥膜方法施工效率低缺陷，提供一種盾構(gòu)機(jī)膨潤(rùn)土快速膨化及注入系統(tǒng)、以及建立泥膜的方法。

為解決這一技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種膨潤(rùn)土快速膨化及注入系統(tǒng)，包括射流混合制備機(jī)、膨潤(rùn)土罐、注漿泵及其連接的閥組和管路，所述射流混合制備機(jī)放置在盾構(gòu)機(jī)最后一節(jié)拖車(chē)，其與膨潤(rùn)土罐之間用管路連接；所述膨潤(rùn)土罐中膨潤(rùn)土混合液出口通過(guò)球閥與管路與射流混合制備機(jī)進(jìn)口連接，射流混合液出口通過(guò)管路與膨潤(rùn)土罐連通，以便將射流混合制備機(jī)膨化后的膨潤(rùn)土泵送到膨潤(rùn)土罐；所述膨潤(rùn)土罐還通過(guò)水系統(tǒng)管路和空氣系統(tǒng)管路與盾構(gòu)機(jī)空氣系統(tǒng)和水系統(tǒng)連通，以便工業(yè)空氣和工業(yè)水進(jìn)入膨潤(rùn)土罐，從而和膨潤(rùn)土原料混合。

所述射流混合制備機(jī)由高效制備泵和射流混合漏斗組成，用管路及閥門(mén)組連接安裝在底座上；所述高效制備泵為離心泵。

所述膨潤(rùn)土罐設(shè)有膨潤(rùn)土入口、膨潤(rùn)土罐體、攪拌裝置及膨潤(rùn)土混合液出口。

本發(fā)明還提供了一種利用所述的盾構(gòu)機(jī)膨潤(rùn)土快速膨化及注入系統(tǒng)建立泥膜的方法，在膨潤(rùn)土罐體內(nèi)裝入膨潤(rùn)土原料，打開(kāi)水系統(tǒng)及空氣系統(tǒng)氣動(dòng)球閥，工業(yè)水和工業(yè)空氣分別通過(guò)水系統(tǒng)管路和空氣系統(tǒng)管路進(jìn)入膨潤(rùn)土罐，使膨潤(rùn)土罐內(nèi)充填膨潤(rùn)土原料、水及空氣；開(kāi)啟膨潤(rùn)土罐攪拌電機(jī)，10分鐘后啟動(dòng)射流混合制備機(jī)，膨潤(rùn)土原料在高效制備泵的作用下30分鐘后即可膨化完畢，開(kāi)啟注漿泵即可將膨潤(rùn)土泵送到刀盤(pán)和土倉(cāng)，從而在掌子面形成一層封閉的泥膜。

有益效果：使用本發(fā)明所述的系統(tǒng)和方法，在盾構(gòu)機(jī)正常掘進(jìn)的情況下，可按照正常的方式制備并供給膨潤(rùn)土。在帶壓進(jìn)倉(cāng)等短時(shí)間需要大量膨潤(rùn)土快速建立泥膜的情況時(shí)，使用本發(fā)明的膨潤(rùn)土快速膨化及注入系統(tǒng)，可高效制備并供給膨潤(rùn)土，可滿(mǎn)足盾構(gòu)機(jī)快速建立泥膜的要求，為現(xiàn)場(chǎng)施工節(jié)省時(shí)間，提高施工效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明膨潤(rùn)土快速膨化及注入系統(tǒng)液壓原理圖；

圖2為本發(fā)明膨潤(rùn)土快速膨化設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明射流混合制備機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1射流混合制備機(jī)、2膨潤(rùn)土罐、3注漿泵、4連接閥組及管路、5高效制備泵、6射流混合漏斗、7水系統(tǒng)管路、8空氣系統(tǒng)管路。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做具體描述。

圖1所示為本發(fā)明膨潤(rùn)土快速膨化及注入系統(tǒng)液壓原理圖。

圖2所示為本發(fā)明膨潤(rùn)土快速膨化設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明提供了一種膨潤(rùn)土快速膨化及注入系統(tǒng)，包括射流混合制備機(jī)1、膨潤(rùn)土罐2、注漿泵3及其連接的閥組和管路4，所述射流混合制備機(jī)1放置在盾構(gòu)機(jī)最后一節(jié)拖車(chē)，其與膨潤(rùn)土罐2之間用管路4連接；所述膨潤(rùn)土罐2中膨潤(rùn)土混合液出口通過(guò)球閥與管路4與射流混合制備機(jī)1進(jìn)口連接，射流混合液出口通過(guò)管路與膨潤(rùn)土罐2連通，以便將射流混合制備機(jī)膨化后的膨潤(rùn)土泵送到膨潤(rùn)土罐2；所述膨潤(rùn)土罐2還與盾構(gòu)機(jī)空氣系統(tǒng)和水系統(tǒng)連通，以便工業(yè)空氣和工業(yè)水進(jìn)入膨潤(rùn)土罐2，從而和膨潤(rùn)土原料混合。

圖3所示為本發(fā)明射流混合制備機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

所述射流混合制備機(jī)1由高效制備泵5和射流混合漏斗6組成，用管路及閥門(mén)組連接安裝在底座上；所述高效制備泵5為離心泵，可以將膨潤(rùn)土原料、工業(yè)水、工業(yè)空氣迅速混合，高效膨化膨潤(rùn)土。射流混合漏斗可用于膨潤(rùn)土添加，便于獲得膨化濃度理想的膨潤(rùn)土。

所述膨潤(rùn)土罐2設(shè)有膨潤(rùn)土入口、膨潤(rùn)土罐體、攪拌裝置及膨潤(rùn)土混合液出口。

本發(fā)明還提供了一種利用所述的盾構(gòu)機(jī)膨潤(rùn)土快速膨化及注入系統(tǒng)建立泥膜的方法，在盾構(gòu)機(jī)正常掘進(jìn)的情況下，關(guān)閉射流混合制備機(jī)1，將膨潤(rùn)土在地面膨化至少12小時(shí)，最佳為20小時(shí)，制備的膨潤(rùn)土由膨潤(rùn)土入口輸入到膨潤(rùn)土罐2，膨潤(rùn)土在攪拌電機(jī)的作用下與盾構(gòu)機(jī)水系統(tǒng)和空氣系統(tǒng)中的水和空氣進(jìn)一步均勻混合，通過(guò)膨潤(rùn)土罐出口輸入到注漿泵中，由注漿泵3將制備好的膨潤(rùn)土泵入盾體和刀盤(pán)，滿(mǎn)足盾構(gòu)機(jī)對(duì)膨潤(rùn)土的正常需求。

當(dāng)短時(shí)間需要大量膨潤(rùn)土快速建立泥膜的情況時(shí)，在膨潤(rùn)土罐2體內(nèi)裝入約600kg膨潤(rùn)土原料，打開(kāi)水系統(tǒng)及空氣系統(tǒng)氣動(dòng)球閥，工業(yè)水和工業(yè)空氣分別通過(guò)水系統(tǒng)管路7和空氣系統(tǒng)管路8進(jìn)入膨潤(rùn)土罐2，使膨潤(rùn)土罐2內(nèi)充填膨潤(rùn)土原料、水及空氣；開(kāi)啟膨潤(rùn)土罐攪拌電機(jī)，10分鐘后啟動(dòng)射流混合制備機(jī)1，膨潤(rùn)土原料在高效制備泵的作用下30分鐘后即可膨化完畢，開(kāi)啟注漿泵即可將膨潤(rùn)土泵送到刀盤(pán)和土倉(cāng)，從而在掌子面形成一層封閉的泥膜。

使用本發(fā)明所述的系統(tǒng)和方法，在盾構(gòu)機(jī)正常掘進(jìn)的情況下，可按照正常的方式制備并供給膨潤(rùn)土。在帶壓進(jìn)倉(cāng)等短時(shí)間需要大量膨潤(rùn)土快速建立泥膜的情況時(shí)，使用本發(fā)明的膨潤(rùn)土快速膨化及注入系統(tǒng)，可高效制備并供給膨潤(rùn)土，可滿(mǎn)足盾構(gòu)機(jī)快速建立泥膜的要求，為現(xiàn)場(chǎng)施工節(jié)省時(shí)間，提高施工效率。

本發(fā)明上述實(shí)施方案，只是舉例說(shuō)明，不是僅有的，所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或等同本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包圍。

技術(shù)特征：

1.一種盾構(gòu)機(jī)膨潤(rùn)土快速膨化及注入系統(tǒng)，其特征在于：包括射流混合制備機(jī)(1)、膨潤(rùn)土罐(2)、注漿泵(3)及其連接的閥組和管路(4)，所述射流混合制備機(jī)(1)放置在盾構(gòu)機(jī)最后一節(jié)拖車(chē)，其與膨潤(rùn)土罐(2)之間用管路(4)連接；所述膨潤(rùn)土罐(2)中膨潤(rùn)土混合液出口通過(guò)球閥與管路(4)與射流混合制備機(jī)(1)進(jìn)口連接，射流混合液出口通過(guò)管路與膨潤(rùn)土罐(2)連通，以便將射流混合制備機(jī)膨化后的膨潤(rùn)土泵送到膨潤(rùn)土罐(2)；所述膨潤(rùn)土罐(2)還與盾構(gòu)機(jī)空氣系統(tǒng)和水系統(tǒng)連通，以便工業(yè)空氣和工業(yè)水進(jìn)入膨潤(rùn)土罐(2)，從而和膨潤(rùn)土原料混合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)機(jī)膨潤(rùn)土快速膨化及注入系統(tǒng)，其特征在于：所述射流混合制備機(jī)(1)由高效制備泵(5)和射流混合漏斗(6)組成，用管路及閥門(mén)組連接安裝在底座上；所述高效制備泵(5)為離心泵。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的盾構(gòu)機(jī)膨潤(rùn)土快速膨化及注入系統(tǒng)，其特征在于：所述膨潤(rùn)土罐(2)設(shè)有膨潤(rùn)土入口、膨潤(rùn)土罐體、攪拌裝置及膨潤(rùn)土混合液出口。

4.一種利用權(quán)利要求1、2或3所述的盾構(gòu)機(jī)膨潤(rùn)土快速膨化及注入系統(tǒng)建立泥膜的方法，其特征在于：在膨潤(rùn)土罐(2)體內(nèi)裝入膨潤(rùn)土原料，打開(kāi)水系統(tǒng)及空氣系統(tǒng)氣動(dòng)球閥，工業(yè)水和工業(yè)空氣分別通過(guò)水系統(tǒng)管路(7)和空氣系統(tǒng)管路(8)進(jìn)入膨潤(rùn)土罐(2)，使膨潤(rùn)土罐(2)內(nèi)充填膨潤(rùn)土原料、水及空氣；開(kāi)啟膨潤(rùn)土罐攪拌電機(jī)，10分鐘后啟動(dòng)射流混合制備機(jī)(1)，膨潤(rùn)土原料在高效制備泵的作用下30分鐘后即可膨化完畢，開(kāi)啟注漿泵即可將膨潤(rùn)土泵送到刀盤(pán)和土倉(cāng)，從而在掌子面形成一層封閉的泥膜。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開(kāi)了一種膨潤(rùn)土快速膨化及注入系統(tǒng)、以及建立泥膜的方法，所述系統(tǒng)包括射流混合制備機(jī)、膨潤(rùn)土罐、注漿泵及其連接的閥組和管路，射流混合制備機(jī)與膨潤(rùn)土罐之間用管路連接；膨潤(rùn)土罐中膨潤(rùn)土混合液出口與射流混合制備機(jī)進(jìn)口連接，射流混合液出口與膨潤(rùn)土罐連通；膨潤(rùn)土罐還與盾構(gòu)機(jī)空氣系統(tǒng)和水系統(tǒng)連通。短時(shí)間需要大量膨潤(rùn)土快速建立泥膜時(shí)，在膨潤(rùn)土罐體內(nèi)裝入膨潤(rùn)土原料，打開(kāi)水系統(tǒng)及空氣系統(tǒng)氣動(dòng)球閥，使膨潤(rùn)土罐內(nèi)充填膨潤(rùn)土原料、水及空氣；開(kāi)啟攪拌，10分鐘后啟動(dòng)射流混合制備機(jī)，30分鐘后即可膨化完畢。本發(fā)明可高效制備并供給膨潤(rùn)土，滿(mǎn)足盾構(gòu)機(jī)快速建立泥膜的要求，提高施工效率。

技術(shù)研發(fā)人員：盧慶亮;劉曙光;孫占剛;李樹(shù)茂

受保護(hù)的技術(shù)使用者：濟(jì)南重工集團(tuán)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2020.07.28

技術(shù)公布日：2020.10.23