一种多功能出渣系统及施工方法技术方案

本发明专利技术涉及盾构机技术领域，具体涉及一种多功能出渣系统及施工方法。该出渣系统包括包括出渣装置、主驱动、盾体以及管片拼装系统；刀盘位于盾体前端，主驱动安装在盾体内部且通过驱动盘与刀盘连接；油缸位于中盾与尾盾之间，能够推动盾体向掘进方向移动；管片拼装系统通过米字梁法兰板与盾体连接；盾体的进渣口前端安装可以打开和关闭的隔板，出渣装置连接在进渣口处；土压模式下，出渣装置将掘进过程中产生的大粒径渣石再次挤压破碎；泥水模式下，出渣装置替代泥浆管路进行渣石输送；支撑装置底部一端与管片拼装系统固定，另一端用于支撑出渣装置，所述渣石输送装置位于出渣装置的出渣门下方，在掘进过程实现渣石持续输送。在掘进过程实现渣石持续输送。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能出渣系统及施工方法


[0001]本专利技术涉及盾构机
，具体涉及一种多功能出渣系统及施工方法。

技术介绍

[0002]在如今城市地下空间蓬勃发展的过程中，盾构机施工法凭借着其安全、可靠、机械化程度高等优点，目前已经成为隧道施工首选工法。
[0003]盾构机在地下环境复杂多变的隧道中施工，需要满足不同的施工模式。土压模式和泥水模式存在大粒径渣石时，会造成出渣装置卡滞制约着施工效率;泥水模式下，需要采用泥浆管路和破碎机进行渣石输送，更换出渣装置占用一定的施工时间，渣石输送作为影响盾构施工效率的关键因素，即保证渣石持续输送在一定程度上可以提高盾构施工效率。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种多功能出渣系统及施工方法，既可以防止出渣装置卡滞，又可以满足土压和泥水两种模式下渣石输送，提高盾构施工效率,并且节省盾体内部空间，降低成本，提高盾构施工经济性。
[0005]本专利技术提供了如下技术方案：一种多功能出渣系统，包括出渣装置、主驱动、盾体以及管片拼装系统；刀盘位于盾体前端，所述主驱动安装在盾体内部且通过驱动盘与刀盘连接；所述盾体包括前盾、中盾、尾盾；油缸位于中盾与尾盾之间，能够推动盾体向掘进方向移动；所述管片拼装系统通过米字梁法兰板与盾体连接；盾体的进渣口前端安装可以打开和关闭的隔板，所述出渣装置连接在进渣口处；土压模式下，出渣装置将掘进过程中产生的大粒径渣石再次挤压破碎；泥水模式下，出渣装置替代泥浆管路进行渣石输送；所述支撑装置底部一端与管片拼装系统固定，另一端用于支撑出渣装置，所述渣石输送装置位于出渣装置的出渣门下方，在掘进过程实现渣石持续输送。
[0006]作为优选的技术方案，所述出渣装置包括螺旋轴、破碎装置、筒节段、过渡装置、泥浆管一、周边驱动、下出渣门、上出渣门和泥浆管二；所述螺旋轴设在整个出渣装置的中心处且其内部采用中空结构，中空结构前端设有挡板，在尾部设有开口，开口处通过过渡装置与泥浆管一可拆卸相连；所述破碎装置设在整个出渣装置前端，破碎装置包括挤压筒体及其内部的耐磨合金刀具；所述破碎装置采用分块结构，分块结构通过螺栓连接；所述筒节段设在螺旋轴外侧，所述周边驱动安装在筒节段前端，用于驱动螺旋轴旋转；所述下出渣门与上出渣门安装在筒节段末端下方，采用上、下出渣门结构，并且在上出渣门与下出渣门之间设有泥浆管二，在泥浆管二上设有电动球阀。
[0007]作为优选的技术方案，所述筒节段包括通过螺栓连接为一体的筒节一、筒节二和筒节三；所述筒节一与所述挤压筒体通过螺栓连接，筒节三与过渡装置连接。
[0008]作为优选的技术方案，所述筒节一与筒节三上均设有观察窗。
[0009]作为优选的技术方案，所述刀具成锥状焊接固定在挤压筒体内部，刀具之间的缝隙只能通过小粒径渣石，大粒径渣石经过螺旋轴上的叶片与刀具的充分挤压改变渣石的粒径以顺利通过耐磨合金刀具之间的空隙。
[0010]作为优选的技术方案，泥水模式下，在所述泥浆管一之前设置有破碎机以改变渣石直径。
[0011]作为优选的技术方案，所述过渡装置包括环件、唇形密封、隔环、法兰板一、球阀、法兰板二；环件套设在筒节三的外侧末端并通过焊接固定，环件内侧设有与筒节三外壁接触配合的隔环，环件内侧与隔环之间设有唇形密封；环件远离筒节三的一端与法兰板一通过螺栓连接，球阀连接在法兰板一和法兰板二之间。
[0012]作为优选的技术方案，本专利技术公开了上述多功能出渣系统的施工方法，所述主驱动通过驱动盘驱动刀盘旋转，刀盘通过刮渣系统将渣石传送至进渣口处，隔板处于打开状态；存在大粒径渣石时，出渣装置内的螺旋轴为中空结构且处于封闭状态，拆卸尾部开口处连接的过渡装置和泥浆管，封闭螺旋轴尾部出口，螺旋轴前端螺旋叶片与破碎装置内部的耐磨合金刀具通过挤压力的作用可以将粒径过大的渣石再次进行挤压改变渣石的粒径，小粒径渣石可通过耐磨合金刀具之间的空隙，再由螺旋轴旋转将小粒径渣石输送至上出渣门处。
[0013]作为优选的技术方案，土压模式下，上、下出渣门向双端打开，并且关闭电动球阀让泥浆管二处于关闭状态，通过下出渣门将小粒径渣石持续输送至渣石输送带上。
[0014]作为优选的技术方案，泥水模式下，打开上出渣门，关闭下出渣门，打开电动球阀，通过泥浆管二输送泥浆渣石；泥浆中存在小粒径渣石时，先关闭隔板，将泥浆管一通过过渡装置连接上，关闭上出渣门，打开螺旋轴前端的挡板，最后打开隔板，出渣装置内部空间能够稳定压力，螺旋轴输送泥浆和小粒径的渣石。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是：本专利技术专利提供了一种多功能出渣装置及盾构施工方法。为了实现出渣装置其功能，在该出渣装置前端设置破碎装置，破碎装置内部具有耐磨合金刀具，在掘进施工过程中，刀盘上的刮渣系统将渣石输送至进渣口处，出渣装置内部螺旋轴的叶片与破碎装置内部的耐磨合金刀具通过挤压力能够将大粒径渣石经过二次挤压破碎改变渣石粒径，刀具之间可以通过小粒径渣石，不允许通过大粒径渣石，大粒径渣石经过循环挤压最终成小粒径渣石通过刀具之间的空隙，进而在螺旋轴旋转带动下完成渣石输送，防止该出渣装置卡滞。该出渣装置内部螺旋轴采用中空结构、并在后端设置开口连接过渡接头和泥浆管一可以替代泥水模式下的泥浆管路，并且出渣门的上下渣门之间设置泥浆管二实现泥水模式下多通道出渣，土压模式下，依靠出渣门能够完成渣石输送。在隧道施工过程中，若存在大粒径渣石该多功能出渣装置不仅能够防止出现卡滞现象，而且能够满足土压和泥水两种模式下渣石输送，并且在泥水模式下可以实现多通道出渣。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本专利技术进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对
于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为本专利技术一种隧道掘进装置结构示意图；图2为本专利技术出渣装置结构示意图；图3为本专利技术破碎装置结构示意图；图4为图3的左视图；图5为本专利技术挤压筒体的示意图；图6为本专利技术图5的左视图；图7为本专利技术过渡装置的示意图；图8为图7的右视图。
[0017]图中，1、刀盘；2、主驱动；3、盾体；4、米字梁；5、管片拼装系统；6、隔板；7、出渣装置；7
‑
1、螺旋轴、7
‑
2、破碎装置；7
‑2‑
1、挤压筒体；7
‑2‑
2、刀具；7
‑
3、筒节一、7
‑
4、筒节二；7
‑
5、筒节三；7
‑
6、过渡装置；7
‑6‑
1、环件；7
‑6‑
2、唇形密封；7
‑6‑
3、隔环；7
‑6‑
4、法兰板一；7
‑6‑
5、球阀；7
‑6‑
6、法兰板二；7
‑
7、泥浆管一；7
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能出渣系统，其特征在于：包括出渣装置、主驱动、盾体以及管片拼装系统；刀盘位于盾体前端，所述主驱动安装在盾体内部且通过驱动盘与刀盘连接；所述盾体包括前盾、中盾、尾盾；油缸位于中盾与尾盾之间，能够推动盾体向掘进方向移动；所述管片拼装系统通过米字梁法兰板与盾体连接；盾体的进渣口前端安装可以打开和关闭的隔板，所述出渣装置连接在进渣口处；土压模式下，出渣装置将掘进过程中产生的大粒径渣石再次挤压破碎；泥水模式下，出渣装置替代泥浆管路进行渣石输送；所述支撑装置底部一端与管片拼装系统固定，另一端用于支撑出渣装置，所述渣石输送装置位于出渣装置的出渣门下方，在掘进过程实现渣石持续输送。2.如权利要求1所述的多功能出渣系统，其特征在于：所述出渣装置包括螺旋轴、破碎装置、筒节段、过渡装置、泥浆管一、周边驱动、下出渣门、上出渣门和泥浆管二；所述螺旋轴设在整个出渣装置的中心处且其内部采用中空结构，中空结构前端设有挡板，在尾部设有开口，开口处通过过渡装置与泥浆管一可拆卸相连；所述破碎装置设在整个出渣装置前端，破碎装置包括挤压筒体及其内部的刀具；所述破碎装置采用分块结构，分块结构通过螺栓连接；所述筒节段设在螺旋轴外侧，所述周边驱动安装在筒节段前端，用于驱动螺旋轴旋转；所述下出渣门与上出渣门安装在筒节段末端下方，采用上、下出渣门结构，并且在上出渣门与下出渣门之间设有泥浆管二，在泥浆管二上设有电动球阀。3.如权利要求2所述的多功能出渣系统，其特征在于：所述筒节段包括通过螺栓连接为一体的筒节一、筒节二和筒节三；所述筒节一与所述挤压筒体通过螺栓连接，筒节三与过渡装置连接。4.如权利要求3所述的多功能出渣系统，其特征在于：所述筒节一与筒节三上均设有观察窗。5.如权利要求2所述的多功能出渣系统，其特征在于：所述刀具成锥状焊接固定在挤压...

【专利技术属性】
技术研发人员：李川，侯志富，崔云翔，要志斌，于金达，石小伟，路光普，石延民，朱木森，赵宏飞，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团天津有限公司，
类型：发明
国别省市：