[发明专利]一种土压盾构机用泡沫注入系统

说明书

本发明公开了一种土压盾构机用泡沫注入系统，该系统包括压缩空气供应模块、泡沫剂混合模块、泡沫产生模块、泡沫输出模块；所述压缩空气供应模块和泡沫剂混合模块均与泡沫产生模块对应连接，所述泡沫产生模块与泡沫输出模块对应连接；所述泡沫剂混合模块包括多组份定量输送泵，所述多组份定量输送泵将水和泡沫剂按比例混合；所述泡沫剂包括仲烷基磺酸钠、乙二胺油酸酯、烷基葡萄糖苷、C13异丙醇酰胺、鲸蜡烷三甲基氯化铵、椰油酰胺丙基二甲胺乙内酯、醋酸钠。发明可以改变土的成分，保证土的流动性和减少土的透水性，使开挖面保持稳定。同时加注泡沫还可减少刀盘与土体的摩擦，降低扭矩，减少壳体与刀盘上粘土的粘着力，需的驱动功率就可减少。

技术领域

本发明涉及土压盾构机附属设备领域，尤其是一种土压盾构机用泡沫注入系统。

背景技术

盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机。盾构的施工法是掘进机在掘进的同时构建(铺设)隧道之“盾”(指支撑性管片)，它区别于敞开式施工法。国际上，广义盾构机也可以用于岩石地层，只是区别于敞开式(非盾构法)的隧道掘进机。而在我国，习惯上将用于软土地层的隧道掘进机称为(狭义)盾构机，将用于岩石地层的称为(狭义)TBM。

盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。

土压盾构机主机主要由刀盘、前盾、中盾、尾盾组成。主要适用于地下水少，渗透系数较小的粘性地层、砂性地层和砂砾地层，具有开挖推进，同步衬砌，一次性成洞等功能。广泛用于城市地铁隧道等施工领域。土压盾构机通过精确控制开挖舱的渣土排量，来保持开挖舱的土体压力，维护开挖面的相对稳定性。通过刀盘向开挖面注入泡沫、聚合物或膨润土等，改良土体的塑性、流动性和止水性，提高刀盘的开挖效率，降低刀具的磨损。不同的刀盘结构和刀具配置，能够使此类型的机器适应更广泛和更复杂的地质状况。现有的泡沫注入系统设计不合理，效果不佳，为了使盾构机进行安全稳定的工作，需要设计一种土压盾构机用泡沫注入系统。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，提供一种土压盾构机用泡沫注入系统。

本发明通过下述方案实现：

一种土压盾构机用泡沫注入系统，该系统包括压缩空气供应模块、泡沫剂混合模块、泡沫产生模块、泡沫输出模块；所述压缩空气供应模块和泡沫剂混合模块均与泡沫产生模块对应连接，所述泡沫产生模块与泡沫输出模块对应连接；

所述压缩空气供应模块为系统提供高压气体，所述泡沫剂混合模块将泡沫剂和水按比例进行混合均匀送至泡沫产生模块，所述泡沫产生模块将产生泡沫，所述泡沫输出模块将泡沫产生模块产生的泡沫输送到对应的工作台面；

所述泡沫剂混合模块包括多组份定量输送泵，所述多组份定量输送泵将水和泡沫剂按比例混合；

所述泡沫剂包括仲烷基磺酸钠、乙二胺油酸酯、烷基葡萄糖苷、C13异丙醇酰胺、鲸蜡烷三甲基氯化铵、椰油酰胺丙基二甲胺乙内酯、醋酸钠。

所述泡沫剂混合模块包括中空腔体密闭结构的混合腔，所述混合腔下部与泡沫剂稀释液输送管对应连通，所述泡沫剂稀释液输送管的另一端与泡沫产生模块对应连通，所述混合腔与多组份定量输送泵对应连接，在所述混合腔内对应设有搅拌器，所述搅拌器由电机对应驱动；

所述多组份定量输送泵包括一对并联设置的中空腔体密闭结构的定量输送腔，一对所述定量输送腔分别与设有进液管和出液管对应连通，所述出液管与混合腔对应连通。

在所述多组份定量输送泵包括与定量输送腔内壁贴合的活塞，所述活塞的上端与导向杆对应连接，所述导向杆的上端与丝杆装置对应连接，所述丝杆装置由定量输送电机驱动，所述定量输送电机与控制器对应电连接。