泥水盾构及其防堵方法

技术领域

本发明涉及盾构施工的技术领域，尤其涉及一种泥水盾构及其防堵方法。

背景技术

泥水盾构成为城市轨道交通的工程施工建设的重要设备。具有直排模式的泥水盾构，可直接通过土仓底部排渣，避免了气垫式泥水盾构在泥水仓底部排渣过程中带来的堵仓、滞排问题。

直排模式的泥水盾构一般用于软土、泥岩、小粒径渣土地层，但由于地质勘探存在一定的盲区，如在软土地层有个别的孤石、漂石。大粒径渣石随着刀盘的转动进入泥水仓，直排模式的泥水盾构的排浆管路直径较小，导致这些渣石积在泥水仓底部，造成泥水仓堵塞，进而造成刀具、刀具监测传感器、搅拌棒等泥水仓内的部件损坏。

目前，遇到渣石积在泥水仓底部的问题时，只能由专业操作人员带压进仓，将渣石捞出或打碎，整个过程需要带压进仓，花费时间较长，影响施工效率，同时存在人员进仓的安全风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种泥水盾构及其防堵方法，以解决泥水盾构在遇到渣石积在泥水仓底部时，处理难度大，影响施工效率，存在较大安全风险的技术问题。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种泥水盾构，包括：刀盘、泥水仓、排渣箱、通断装置和排浆管，所述泥水仓设置于所述刀盘的后侧，所述通断装置安装于所述排渣箱，用于将所述泥水仓与所述排渣箱连通或隔断，所述排浆管可活动地连接于所述排渣箱，所述排浆管能够活动至与所述泥水仓连通。

在优选的实施方式中，所述通断装置包括隔板和闸门，所述隔板设置于所述泥水仓与所述排渣箱之间，所述隔板上设置有连通口，所述闸门设置于所述隔板且用于控制所述连通口的通断。

在优选的实施方式中，所述排渣箱布置于所述泥水仓的后侧，所述隔板安装于所述排渣箱的前端面。

在优选的实施方式中，所述排浆管至少部分位于所述排渣箱内，并且，所述排浆管的端部能够活动至所述连通口。

在优选的实施方式中，所述泥水盾构包括伸缩机构，所述伸缩机构与所述排浆管连接以驱使所述排浆管活动。

在优选的实施方式中，所述伸缩机构位于排渣箱内，所述伸缩机构能够驱使所述排浆管沿前后方向活动。

在优选的实施方式中，所述排渣箱设置有捞石窗。

本发明提供一种泥水盾构的防堵方法，采用上述的泥水盾构，所述防堵方法包括：

所述排浆管回撤；

所述泥水仓中的大粒径渣石经所述通断装置进入到所述排渣箱中；

所述通断装置关闭；

对所述进入排渣箱的大粒径渣石进行排除处理；

所述排浆管回位至与所述泥水仓连通。

在优选的实施方式中，所述对所述进入排渣箱的大粒径渣石进行排除处理的过程中，所述排渣箱与所述泥水仓相隔绝。

在优选的实施方式中，所述对所述进入排渣箱的大粒径渣石进行排除处理包括：

通过所述排浆管抽取所述排渣箱内的浆液；

打开所述排渣箱上的捞石窗，对所述排渣箱内的大粒径渣石进行破除。

本发明的特点及优点是：

该泥水盾构在正常掘进时，从刀盘切削后的渣土，落入泥水仓，浆液通过排浆管排出泥水仓；当出现大粒径渣石落入泥水仓而无法排出的情况，排浆管活动至脱离泥水仓，大粒径渣石经通断装置进入到泥水仓后，关闭通断装置，可在排渣箱中对大粒径渣石进行破除处理；待处理完后，排浆管回位至与泥水仓连通，恢复正常掘进。该泥水盾构在遇到大粒径渣石堵塞时，不用操作人员带压进仓处理，不需带压操作，保障安全取出渣石，实现不带压情况下对大粒径的渣石进行处理，降低人员操作的风险，同时避免了进仓时对地层进行加固、泥水仓进行降液位等施工步骤，提高掘进效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的泥水盾构在正常掘进状态的示意图；

图2为图1中的A处的局部放大图；

图3为图2的B向示意图；

图4为本发明提供的泥水盾构在排渣石状态的示意图；

图5为图4中的C处的局部放大图；

图6为图5的D-D向示意图；

图7为本发明提供的泥水盾构的防堵方法的示意图。

附图标号说明：

10、刀盘；

20、泥水仓；

30、排渣箱；31、捞石窗；

40、通断装置；41、隔板；411、连通口；42、闸门；

51、排浆管；52、伸缩机构；53、密封件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

方案一

本发明提供了一种泥水盾构，如图1-图6所示，该泥水盾构包括：刀盘10、泥水仓20、排渣箱30、通断装置40和排浆管51，泥水仓20设置于刀盘10的后侧，通断装置40安装于排渣箱30，用于将泥水仓20与排渣箱30连通或隔断，排浆管51可活动地连接于排渣箱30，排浆管51能够活动至与泥水仓20连通。

该泥水盾构在正常掘进时，从刀盘10切削后的渣土，落入泥水仓20，浆液通过排浆管51排出泥水仓20；当出现大粒径渣石落入泥水仓20而无法排出的情况，排浆管51活动至脱离泥水仓20，大粒径渣石经通断装置40进入到泥水仓20后，关闭通断装置40，可在排渣箱30中对大粒径渣石进行破除处理；待处理完后，排浆管51回位至与泥水仓20连通，恢复正常掘进。该泥水盾构在遇到大粒径渣石堵塞时，不用操作人员带压进仓处理，不需带压操作，保障安全取出渣石，实现不带压情况下对大粒径的渣石进行处理，降低人员操作的风险，同时避免了进仓时对地层进行加固、泥水仓20进行降液位等施工步骤，提高掘进效率。

在一实施方式中，通断装置40包括隔板41和闸门42，隔板41设置于泥水仓20与排渣箱30之间，隔板41上设置有连通口411，闸门42设置于隔板41且用于控制连通口411的通断，泥水仓20的泥浆可通过连通口411流入排渣箱30。

如图1所示，排渣箱30布置于泥水仓20的后侧，隔板41安装于排渣箱30的前端面。具体地，连通口411与排渣箱30相匹配，泥水仓20的泥浆可通过隔板41上的连通口411直接流入排渣箱30。排渣箱30位于盾体的底部，隔板41与排渣箱30的前部直接连接，闸门42的开合实现连通口411的通断，以隔绝排渣箱30与泥水仓20。

闸门42的结构形式不限于一种，例如，闸门42的开关动作执行的动力源可以为油缸驱动、螺杆驱动或者马达驱动等驱动方式。

进一步地，排浆管51至少部分位于排渣箱30内，并且，排浆管51的端部能够活动至连通口411。在正常掘进时，排浆管51的前端活动至连通口411处，落入泥水仓20的渣土及浆液通过排浆管51排出泥水仓20。

在一实施方式中，该泥水盾构包括伸缩机构52，伸缩机构52与排浆管51连接以驱使排浆管51活动。具体地，排浆管51连接至伸缩结构，通过伸缩机构52将排浆管51活动至隔板41的连通口411处、或远离隔板41。

进一步地，如图2-图3所示，伸缩机构52位于排渣箱30内，伸缩机构52能够驱使排浆管51沿前后方向活动，以使排浆管51伸出至隔板41或后退至排渣箱30后部。

排浆管51可以设置于伸缩机构52内部，通过排浆管51伸缩，使排渣箱30成为独立的箱体结构。伸缩机构52与排渣箱30之间设置有密封件53，在排浆管51前后伸缩过程中，密封件53可保证流入排渣箱30内部的泥浆不泄露。

伸缩机构52的结构形式不限于一种，例如，伸缩机构52的伸缩动作执行的动力源可以为油缸驱动、螺杆驱动或马达驱动等驱动方式。

如图5和图6所示，排渣箱30设置有捞石窗31，人员可通过捞石窗31的开关进入排渣箱30内部进行渣石的处理。

排渣箱30可以装在该泥水盾构的盾壳上，盾壳对排渣箱30等结构起到支撑作用。该泥水盾构可以为直排式泥水盾构，实现了在遇到大粒径渣石堵塞时，不需带压操作、安全取出渣石。该泥水盾构不限于仅有隔板41的直排泥水盾构，还可以为预留有缓冲仓的气垫直排式泥水盾构。

方案二

本发明提供了一种泥水盾构的防堵方法，采用上述的泥水盾构，如图7所示，该防堵方法包括：排浆管51回撤；泥水仓20中的大粒径渣石经通断装置40进入到排渣箱30中；通断装置40关闭；对进入排渣箱30的大粒径渣石进行排除处理；排浆管51回位至与泥水仓20连通。

该泥水盾构的防堵方法在遇到大粒径渣石堵塞时，不用操作人员带压进仓处理，不需带压操作，保障安全取出渣石，实现不带压情况下对大粒径的渣石进行处理，降低人员操作的风险，同时避免了进仓时对地层进行加固、泥水仓20进行降液位等施工步骤，提高掘进效率。

在正常掘进时，从刀盘10切削后的渣土，落入泥水仓20，浆液通过排浆管51排出泥水仓20。对进入排渣箱30的大粒径渣石进行排除处理的过程中，排渣箱30与泥水仓20相隔绝，以方便人员进入排渣仓进行处理。对进入排渣箱30的大粒径渣石进行排除处理包括：通过排浆管51抽取排渣箱30内的浆液；打开排渣箱30上的捞石窗31，对排渣箱30内的大粒径渣石进行破除。

上述泥水盾构的实施步骤包括：

S1、正常掘进时，排浆管51伸出至隔板41位置，此时闸门42处于打开状态，捞石窗31处于关闭状态，从刀盘10切削后的渣土，落入泥水仓20底部，浆液通过排浆管51排出泥水仓20；

S2、当大于排浆管51直径的大粒径渣石落入泥水仓20后，造成泥水仓20底部堵塞；检测到大粒径渣石堵塞的问题后，伸缩机构52驱动排浆管51后退至排渣箱30后部；

S3、大粒径渣石进入排渣箱30，关闭闸门42，此时大粒径渣石与前部的泥水仓20隔离开，排渣箱30与前部的泥水仓20已完全隔绝；

S4、通过排浆管51继续将排渣箱30内的浆液抽取，打开捞石窗31，检测排渣箱30内部的渣石情况，并可进行破除等处理操作；

S5、待处理完排渣箱30内部的渣石后，将捞石窗31关闭，排渣箱30成为封闭结构；伸缩结构缓慢将排浆管51伸出，待到闸门42位置时，打开闸门42，继续通过伸缩结构将排浆管51恢复至正常掘进位置，泥水仓20内渣土正常通过排浆管51排出。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。