[发明专利]一种泥水平衡盾构机采石箱装置及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于泥水盾构施工技术领域，特别是一种泥水平衡盾构机采石箱装置及其施工方法。

背景技术

盾构机作为当今最先进的隧道掘进超大型专用设备，是实现掘进、出土、支护等一次开挖成洞的高科技施工设备，广泛用于城市轨道交通、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。其中，泥水平衡盾构作为盾构机大家族中的一个重要分支，具有自动化程度高，开挖面稳定，掘进速度快等优点，被越来越广泛地应用到高水压、含砂、含淤泥质土等地层中。泥水盾构机的施工原理和构造与土压平衡盾构机相比有所不同，掘进产生的渣土是通过隧道进浆管内的膨润土浆液进行冲刷混合，再通过回浆管携渣排出。另外,采石箱作为泥浆过滤设备，用于收集泥浆中的较大石块，保证环流系统的正常运转。由于采石箱空间有限，泥浆排浆口压力大、流速高，部分超过排浆泵的最大通过粒径的石块被泥浆携带在排浆泵口。盾构机在长时间掘进过程中，泥浆管路堵塞现象时有发生，更有甚者造成管路爆破。此外，堵塞管路的具体位置难以查找，同时在清理采石箱和排浆管路时，工人劳动强度大，停机时间长，极大得降低了盾构施工效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种泥水平衡盾构机采石箱装置及其施工方法，解决现有结构体系中存在的排浆泵易堵塞、采石箱清理效率低、清渣困难以及堵塞管路的具体位置难以查找的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种泥水平衡盾构机采石箱装置，包括有箱主体、进浆管、排浆管和采石门；其中，进浆管和排浆管分别连接在箱主体的左右侧面上；所述进浆管上、靠近箱主体的部位上设有进浆控制阀；所述排浆管上、靠近箱主体的部位上设有排浆控制阀；所述采石门设置在箱主体的前侧面或者后侧面上；所述箱主体为矩形立体结构；在箱主体内的空腔中还设有竖向隔板、格栅网和卸料板组；

所述竖向隔板沿纵向分隔箱主体的内部，并将箱主体分成左、右腔体；在竖向隔板中部开设有排浆孔；

所述格栅网设置在竖向隔板的排浆孔处、位于迎水面一侧；所述格栅网的尺寸与排浆孔的尺寸相适应，且格栅网的通过连接件可拆卸连接在排浆孔周边的竖向隔板上；

所述卸料板组包括有纵向倾斜板和横向倾斜板；所述纵向倾斜板的坡面面向采石门，其底边抵靠在采石门下方的箱主体侧壁上，其顶边抵靠在采石门对侧的箱主体侧壁上；所述横向倾斜板的坡面背向竖向隔板，其顶边抵靠在格栅网下方的竖向隔板上，其底边支撑在纵向倾斜板上；

所述采石箱装置还包括有辅助通浆管；所述辅助通浆管与进浆管、排浆管并联联通，辅助通浆管的一端连接在进浆管上、进浆控制阀的外侧，辅助通浆管的另一端连接在排浆管上、排浆控制阀的外侧；在辅助通浆管的进浆端和出浆端分别设有辅助进浆控制阀和辅助排浆控制阀。

优选的，所述采石箱装置的顶部安装有测试箱主体内部压力的压力传感器和泄压阀；所述压力传感器有一组，且间隔设置在箱主体顶部。

优选的，所述采石箱装置顶部还设有用以吊装采石箱装置的吊耳；所述吊耳设有一组，且在箱主体对称布置。

优选的，所述箱主体设有排浆管一侧的外侧面上还连接内循环排浆管；所述内循环排浆管设置在排浆管的上方。

优选的，所述采石门有两个、沿横向间隔布置，且其中一个采石门与纵向倾斜板对应设置。

优选的，所述排浆孔在竖向隔板开设有两个，且两个排浆孔沿竖向间隔设置；所述排浆孔沿水平向通长开设，排浆孔的侧边与对应一侧竖向隔板的侧边距离为10~20cm。

优选的，所述辅助通浆管包括有设置在两端的弯管段以及连接在两个弯管段之间的直管段；所述直管段与其两侧的弯管段之间均通过法兰连接，在直管段长轴线位置处设有将直管段分隔成上、下腔体的水平隔板。

一种泥水平衡盾构机采石箱装置的施工方法，包括步骤如下。

步骤一：开启进浆控制阀、排浆控制阀，同时关闭辅助进浆控制阀和辅助排浆控制阀，使浆液从箱主体中通过。

步骤二：待箱主体中的压力传感器压力值比排浆泵吸口压力值大50kpa时，开启辅助进浆控制阀和辅助排浆控制阀。

步骤三：关闭进浆控制阀和排浆控制阀，使泥浆通过辅助通浆管将泥浆运送到排浆泵。

步骤四：打开泄压阀，待箱主体内压力降低后，打开采石门对箱主体进行清理。

步骤五：采箱主体清理完成后，关闭采石门。

步骤六：重新开启进浆控制阀、排浆控制阀，同时关闭辅助进浆控制阀和辅助排浆控制阀；使浆液从箱主体中通过。

步骤七：重复步骤二~步骤六的过程，直至盾构施工结束。

本发明的有益效果是。