一种用于富水地层的盾构机渣土输送装置

技术领域

本发明涉及盾构机技术领域，特别是涉及一种用于富水地层的盾构机渣土输送装置。

背景技术

盾构机在挖掘隧道过程中极易遇到富水地层，当盾构机在富水地层中掘进隧道时，由于渣土含水量大，若使用土压平衡盾构机采用螺旋机加皮带机输送装置的方式，则会产生以下技术难题：

1、皮带输送机若出现倾斜段，则无法输送渣土内富含的水，进而造成盾构机内污水量较大；

2、当富水层水量过大时，在输送过程中会有喷涌的风险，造成隧道内被水淹没的缺陷；

3、使用渣土改良剂可减少含水量，但费用过高导致挖掘成本显著提升。

若使用泥水平衡盾构机，虽可解决富水地层的水含量过高问题，但其缺点显而易见，即泥水平衡盾构机造价和掘进的综合费用一般是土压平衡盾构机的3倍，挖掘费用极高。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的因富水层渣土含水量大导致的盾构机污水存量大，喷涌导致的隧道淹没问题，使用渣土改良剂造成的成本增高以及采用泥水平衡盾构机引起的挖掘费用超高问题，本发明设计了一种用于富水地层的盾构机渣土输送装置，具体技术方案如下：

一种用于富水地层的盾构机渣土输送装置，包括皮带输送机和渣土输送装置组件，所述皮带输送机包括三相电机、传导轮以及输送带，所述渣土输送装置组件包括硬管和软管，所述硬管上配置有朝向软管轴线方向的球阀，所述球阀与盾构机上标配的空气压缩机通过气压管路建立高压气体输送连接，所述硬管与盾构机上的螺旋输送机进行连接，所述硬管与软管之间通过法兰连接。

优选的，所述球阀的数量设置为3个。

优选的，所述相邻两个球阀间的角度设置为120°。

优选的，所述球阀和软管承受高压气体的能力需达到3Mpa，所述球阀规格为DN25，所述软管规格为DN300。

优选的，所述输送带需水平设置。

优选的，所述三相电机与传导轮之间通过齿轮传动或皮带传动建立动力连接，所述输送带套设于传导轮上。

优选的，所述软管和法兰采用硫化工艺制造。

优选的，所述空气压缩机的输出压力限制为0-3Mpa。

本发明的有益效果：

1、本发明的盾构机渣土输送装置，在渣土输送过程中避免了喷涌的发生，同时使得渣土在高压气体的推动下可实现流动至输送带的效果，且本装置的皮带输送机无爬坡角度设计，可顺利输送富水的渣土，有效解决皮带机在倾斜段无法输送水的问题，减少盾构机和隧道内的污水量。

2、本发明的盾构机渣土输送装置设计在土压平衡盾构机上，相比泥水平衡盾构机，可有效降低挖掘成本，并大量减少渣土改良剂的使用，在挖掘材料上进一步缩减经济成本。

附图说明

图1为本发明的渣土输送装置组件结构示意图；

图2为本发明的渣土输送装置组件安装结构示意图。

图中：1、土压平衡盾构机；2、螺旋输送机；3、渣土输送装置组件；4、软管；5、皮带输送机；31、硬管；32、球阀；33、法兰。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

实施例1：

如图1至图2所示，本发明的一种用于富水地层的盾构机渣土输送装置，包括皮带输送机1和渣土输送装置组件3，其中，皮带输送机1包括三相电机、传导轮以及输送带，三相电机与传导轮之间通过齿轮传动或皮带传动的方式建立动力连接，再将输送带套设于传导轮上，由于输送含水的渣土，故输送带需水平设置，以实现输送带无爬坡角度，用于将含有富水的渣土输出至土压平衡盾构机外部。

所述渣土输送装置组件3包括硬管31、软管4和法兰33，在硬管31上配置有朝向软管4轴线方向的球阀32，球阀32的数量优选为3个，且相邻两个球阀32间的角度设置为120°，其中，球阀32的数量可依据软管4内输送的富水渣土状况进行设定，相邻球阀32间的角度则根据球阀32数量进行限定，以能够确保软管4内的富水渣土实现土塞效应并避免出现喷涌，同时在土压平衡盾构机1的空气压缩机高压气体的推动下实现流动为最佳状态进行设定；其中，球阀32与土压平衡盾构机1上标配的空气压缩机通过气压管路建立高压气体输送连接，硬管31与土压平衡盾构机1上的螺旋输送机2进行连接，硬管31与软管4之间则通过法兰33进行连接，球阀32和软管4承受高压气体的能力需达到3Mpa，且空气压缩机的输出压力需限制为0-3Mpa，为提升软管4和法兰33的耐磨指数，两者采用硫化工艺制造；本发明的渣土输送装置组件内球阀32规格为DN25，软管4规格为DN300。

特别的，本发明渣土输送装置组件内的球阀32属于高压气体的输送开关，故本发明的球阀32还可替换为闸阀、电动球阀、气动球阀、截止阀等控制类开关。

本发明的盾构机渣土输送装置工作过程如下：

将本发明的渣土输送装置组件3连接于土压平衡盾构机1的螺旋输送机2上，使用气压管路将土压平衡盾构机1上标配的空气压缩机与球阀32进行连接，在盾构机挖掘过程中，盾构机内的富水渣土通过螺旋输送机2抽出，而后通过硬管31进入软管4中，而盾构机启动后，标配的空气压缩机随之启动，通过球阀32向软管4内输送最大压力为3Mpa的高压气体，用于催动软管4内的富水渣土向前移动，而后流落在皮带输送机5上，将富水渣土输送至隧道外部。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。