一种泥水TBM双模盾构机出渣系统及其切换出渣方法与流程

一种泥水tbm双模盾构机出渣系统及其切换出渣方法
技术领域
1.本发明涉及一种盾构机，具体涉及一种双模盾构机。

背景技术：

2.在国家城市地铁大规模建设的同时，盾构机具有自动化程度高、施工效率高、安全且环保等优势，得到了广泛应用。施工过程中，由于地层复杂多变，对掘进设备的针对性要求也不断提高。通常，单一模式的泥水盾构在硬岩地层掘进效率较低，出渣效果不理想，甚至造成管路堵塞、滞排现象。而单护盾或双护盾tbm在软岩软土或者富水地层中施工时，掌子面的水土压力难以控制、甚至失稳，管片渗漏水及异常上浮、掘进喷渣等风险很大。因此，急需一种能适应泥水/tbm双模式盾构机的出渣系统。

技术实现要素：

3.发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种在泥水盾构和tbm盾构之间切换掘进和出渣方式的泥水tbm双模盾构机出渣系统及其切换出渣方法。
4.技术方案：一种泥水tbm双模盾构机出渣系统，包括刀盘组件、衔接刀盘组件背面的渣土仓、固定在刀盘组件上的溜渣板、设置在渣土仓出口的接渣斗、通过接渣斗伸入渣土仓的螺旋机、从渣土仓引出的进浆组件和排泥组件。
5.进一步，所述溜渣板沿所述刀盘组件一周均匀分布若干个。
6.进一步，所述溜渣板包括与刀盘固定的钢板以及安装在钢板末端的铲刀，所述铲刀具有凸起的楔形结构。
7.进一步，所述接渣斗下料口设置在螺旋机入料口的上方并与螺旋机入料口贯通。
8.进一步，所述接渣斗的下料口向螺旋机入料口方向逐渐收缩。
9.进一步，所述螺旋机出料口衔接皮带机。
10.进一步，所述进浆组件包括进浆管道及其上的进浆阀门和进浆泵。
11.进一步，所述排泥组件包括排泥管道及其上的排泥阀门、破碎机、分流器和排泥泵。
12.进一步，所述进浆组件和排泥组件通过循环泵连接。
13.一种泥水tbm双模盾构机出渣系统的切换出渣方法：tbm模式掘进时，伸进渣土仓的螺旋机处于工作状态，螺旋机出口打开，溜渣板跟随刀盘组件转动时，铲动并搅拌渣土仓及其底部的渣石，渣石扬起落入接渣斗中并进入螺旋机，通过螺旋机输送至皮带机排出；泥水模式时，螺旋机停止工作，出口关闭，向渣土仓中泵送泥浆，在溜渣板的搅拌下，泥浆在渣土仓与刀盘组件之间形成泥水压力室，保持开挖面的稳定，刀盘组件切削的渣浆通过排泥组件排出。
14.有益效果：本发明双模盾构机在微、中风化岩石地层可采用tbm模式，刀盘切削下来的石块，通过渣土仓及与之相通的螺旋机传输运到隧道外部；在软土或富水高水压地层，
可快速切换到泥水模式，刀盘切削下来的渣土浆液，通过连接渣土仓的的进浆组件和排泥组件送到隧道外；地层条件较为复杂时，可在泥水盾构和tbm盾构之间切换掘进和出渣方式，以控制地层沉降，采用螺旋机的工作模式切换实现出渣方式的变换，有效地保证隧道工程安全、高效、快速施工，提高盾构掘进效率。
附图说明
15.图1为本发明tbm掘进模式时的结构示意图；图2为本发明泥水掘进模式时的结构示意图；图3为本发明模式切换工作原理图；图4（a）为接渣斗的立体示意图；（b）为接渣斗出料口示意图；图5（a）为溜渣板的正视图，（b）为侧视图；图6为溜渣板在图1、2中d-d截面的剖视图；图7为铲刀的结构示意图。
具体实施方式
16.下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
17.一种泥水tbm双模盾构机出渣系统，如图1、2所示，刀盘组件1、渣土仓2、溜渣板1-1、接渣斗1-2、进浆组件、排泥组件、螺旋机5、皮带机6。
18.渣土仓2衔接刀盘组件1的背面，刀盘切削下来的渣石掉入渣土仓2。溜渣板1-1固定在刀盘组件1的背面，沿刀盘组件1一周均匀分布若干个。具体的如图5~7所示，溜渣板1-1包括长条形钢板1-11、铲刀1-12、铲刀底座1-13和加强肋1-14，长条形钢板1-11用来固定在刀盘组件1上，铲刀底座1-13焊接在长条形钢板1-11的末端，铲刀1-12采用螺栓固定在铲刀底座1-13上，加强肋1-14用来增加铲刀底座1-13和长条形钢板1-11结合面的强度。铲刀1-12包括基座1-120和凸起的楔形结构1-121，安装时，基座1-120和长条形钢板1-11呈钝角设置，楔形结构1-121伸出。在刀盘组件1的带动下，铲刀1-12的楔形结构1-121能够在渣土仓2的外圈边缘带动并搅拌渣土。铲刀1-12为高强度耐磨铲刀1-12，采用螺栓固定，可更换。
19.如图4所示，接渣斗1-2设置在渣土仓2的背面，采用钢板1-11拼接而成，采用螺栓安装在渣土仓2隔板2-1上，接渣斗1-2下料口设置在螺旋机5入料口的上方并与螺旋机5入料口贯通，且接渣斗1-2的下料口向螺旋机5入料口方向逐渐收缩。螺旋机5出料口衔接皮带机6，螺旋机5的入料口和出料口分别设有入口通道5-1和出口闸门5-2。
20.进浆组件和排泥组件分别从渣土仓2引出，进浆组件包括进浆管道4及其上的进浆阀门4-1和和进浆泵4-2，排泥组件包括排泥管道3及其上的排泥阀门3-1、破碎机3-2、分流器3-3和排泥泵3-4。进浆组件和排泥组件的管道通过循环泵8-1连接。
21.一种泥水tbm双模盾构机出渣系统的切换出渣方法，如图3所示：tbm模式掘进时，进泥泵4-2和排浆泵3-4停止工作，进、排泥管路上的阀门4-1和3-1处于关闭状态，螺旋机5工作且出口闸门5-2打开，溜渣板1-1跟随刀盘组件1转动时，随着刀盘带动溜渣板1-1转动，渣土仓2及其底部的渣石在溜渣板1-1的铲动、搅拌下，不断的扬起落入接渣斗1-2中，并通过螺旋机5入口5-1和螺旋机5出口闸门5-1输送到皮带机6上，最
后通过渣土车运输到隧道外。由于螺旋机5开口较大，通过粒径能力强，tbm模式能够高效的进行渣石的出渣运输作业。
22.泥水模式时，螺旋机5不工作，出口闸门5-2关闭，将进浆阀门4-1打开，进浆泵4-2启动，将地面处理站7低比重的泥浆通过泵送的方式送入渣土仓2和开挖面，并在开挖面形成一定压力的泥膜来平衡水土压力；排泥阀门3-1打开，排浆泵3-4启动，刀盘切削的渣浆进入排泥管道3，排泥管道3设有破碎机3-2和分流器3-3，混合液中较大的固体块经过破碎、分离等二次处理后，由排浆泵3-4输送到地面泥水处理站，经过循环处理后再次由进浆泵输送至渣土仓和开挖面。分流器3-3内部设有格栅，有效的防止大块固体进入排浆管3和循环管路8。其中循环管路8包括循环泵组8-1，循环管路8一路接到分流器3-3，分流排浆管路3减轻排浆管路的负荷，另一路从进浆管路4取浆，可以加大流量对渣土仓底部进行冲洗，防止泥渣堆积。
23.如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

技术特征：

1.一种泥水tbm双模盾构机出渣系统，其特征在于：包括刀盘组件、衔接刀盘组件背面的渣土仓、固定在刀盘组件上的溜渣板、设置在渣土仓出口的接渣斗、通过接渣斗伸入渣土仓的螺旋机、从渣土仓引出的进浆组件和排泥组件。2.根据权利要求1所述的泥水tbm双模盾构机出渣系统，其特征在于：所述溜渣板沿所述刀盘组件一周均匀分布若干个。3.根据权利要求1或2所述的泥水tbm双模盾构机出渣系统，其特征在于：所述溜渣板包括与刀盘固定的钢板以及安装在钢板末端的铲刀，所述铲刀具有凸起的楔形结构。4.根据权利要求1所述的泥水tbm双模盾构机出渣系统，其特征在于：所述接渣斗下料口设置在螺旋机入料口的上方并与螺旋机入料口贯通。5.根据权利要求1或4所述的泥水tbm双模盾构机出渣系统，其特征在于：所述接渣斗的下料口向螺旋机入料口方向逐渐收缩。6.根据权利要求1所述的泥水tbm双模盾构机出渣系统，其特征在于：所述螺旋机出料口衔接皮带机。7.根据权利要求1所述的泥水tbm双模盾构机出渣系统，其特征在于：所述进浆组件包括进浆管道及其上的进浆阀门和进浆泵。8.根据权利要求1所述的泥水tbm双模盾构机出渣系统，其特征在于：所述排泥组件包括排泥管道及其上的排泥阀门、破碎机、分流器和排泥泵。9.根据权利要求1所述的泥水tbm双模盾构机出渣系统，其特征在于：所述进浆组件和排泥组件通过循环泵连接。10.一种泥水tbm双模盾构机出渣系统的切换出渣方法，其特征在于：tbm模式掘进时，伸进渣土仓的螺旋机处于工作状态，螺旋机出口打开，溜渣板跟随刀盘组件转动时，铲动并搅拌渣土仓及其底部的渣石，渣石扬起落入接渣斗中并进入螺旋机，通过螺旋机输送至皮带机排出；泥水模式时，螺旋机停止工作，出口关闭，向渣土仓中泵送泥浆，在溜渣板的搅拌下，泥浆在渣土仓与刀盘组件之间形成泥水压力室，保持开挖面的稳定，刀盘组件切削的渣浆通过排泥组件排出。

技术总结

本发明提供了一种泥水TBM双模盾构机出渣系统及其切换出渣方法，出渣系统包括刀盘组件、衔接刀盘组件背面的渣土仓、固定在刀盘组件上的溜渣板、设置在渣土仓出口的接渣斗、通过接渣斗伸入渣土仓的螺旋机、从渣土仓引出的进浆组件和排泥组件。本发明双模盾构机在微、中风化岩石地层可采用TBM模式，刀盘切削下来的石块，通过渣土仓及与之相通的螺旋机传输运到隧道外部；在软土或富水高水压地层，可切换到泥水模式，刀盘切削下来的渣土浆液，通过连接渣土仓的的进浆组件和排泥组件送到隧道外；地层条件较为复杂时，可在泥水盾构和TBM盾构之间切换掘进和出渣方式，有效地保证隧道工程安全、高效、快速施工，提高盾构掘进效率。提高盾构掘进效率。提高盾构掘进效率。