盾构始发阶段渣土运输系统及运输方法与流程

657 编辑：中冶有色技术网来源：北京市市政四建设工程有限责任公司

2023-10-18 16:14:53

1.本发明涉及盾构施工技术领域，尤其涉及一种盾构始发阶段渣土运输系统及运输方法。

背景技术：

2.土压平衡盾构机以其投资规模小、施工方法简单、占地面积小、对交通和环境影响小以及掘进操作易于控制等优点，在城市轨道交通、市政工程、水利电力和交通能源等地下建筑领域得到广泛的应用。

3.目前，在隧道开挖一定长度后，安装渣土输送系统。该渣土输送系统多采用“螺旋输送机+皮带输送机+电瓶车+渣土箱+龙门吊”的模式，渣土从螺旋输送机排渣口排到皮带输送机的皮带上，经皮带输送机输送到电瓶车上的渣土箱中，再由电瓶车运输至竖井底部，最后用龙门吊将渣土箱垂直起吊至地面并将渣土吊运排放到渣土池内。

4.但是，对于盾构始发阶段，由于盾构始发井长度小，安装有皮带机的台车不能下井，盾构机刀盘切削下来的渣土，无法使用皮带机或运渣车转运。施工人员只能使用预制小型渣土斗放置在螺旋输送机出土口的下方，接土后吊装运出始发井，不仅费时费力，大大增加了盾构始发工序的时间，且对始发位置洞门处的土体产生扰动，易造成坍塌事故。

技术实现要素：

5.本发明的一个目的在于提供一种盾构始发阶段渣土运输系统，能够有效将盾构始发井中的渣土运出，且操作简单，工作性能稳定，大大提高了施工效率。

6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：

7.一种盾构始发阶段渣土运输系统，设置于盾构始发井中，所述盾构始发阶段渣土运输系统包括：

8.注浆组件，被配置为向盾构机的刀盘注入口注水；

9.螺旋输送机，其进土口被配置为与所述盾构机的土仓相连；

10.渣土输送管路，其进料口与所述螺旋输送机的出土口连通，所述渣土输送管路的出料口被配置为与地面渣土池相连；

11.泵送装置，连接于所述渣土输送管路上，所述泵送装置用于将所述渣土输送管路中的渣土泵送至所述地面渣土池。

12.可选地，所述出土口设置在所述螺旋输送机远离所述土仓的一端，且所述出土口向下。

13.可选地，所述渣土输送管路包括转接管路和竖直管路，所述出土口通过所述转接管路与所述竖直管路连通，所述竖直管路远离所述转接管路的一端为所述出料口。

14.可选地，所述出土口处沿其周向设置有第一连接部，所述转接管路上设置有第二连接部，所述第一连接部与所述第二连接部通过法兰密封连接。

15.可选地，所述泵送装置连接于所述转接管路和所述竖直管路之间。

16.可选地，所述泵送装置连接于所述出土口和所述渣土输送管路之间。

17.可选地，还包括控制器，所述渣土输送管路内设置有压力检测组件，所述压力检测组件用于检测所述渣土输送管路中的渣土的压力，所述控制器分别与所述泵送装置和所述压力检测组件电连接，所述控制器能够根据接收到的来自所述压力检测组件的压力信号，来控制所述泵送装置的功率，以保证所述渣土输送管路中的渣土压力维持稳定。

18.可选地，所述转接管路的侧壁上开设有第一观察口，所述转接管路上设置有能够封堵所述第一观察口的第一透明盖；和/或，

19.所述竖直管路的侧壁上开设有第二观察口，所述竖直管路上设置有能够封堵所述第二观察口的第二透明盖。

20.本发明的另一个目的在于提供一种盾构始发阶段渣土运输方法，能够有效将盾构始发井中的渣土运出，提高施工效率。

21.为达此目的，本发明采用以下技术方案：

22.一种盾构始发阶段渣土运输方法，采用上述的盾构始发阶段渣土运输系统，盾构始发阶段渣土运输方法包括：

23.注浆组件在盾构机的刀盘作业时向刀盘注入口注水；

24.螺旋输送机将土仓内的渣土转运至渣土输送管路；

25.泵送装置将渣土输送管路中的渣土泵送至地面渣土池。

26.可选地，还包括以下步骤：

27.在泵送装置泵送渣土的过程中，压力检测组件检测渣土输送管路中的渣土的压力，控制器根据接收到的来自压力检测组件的压力信号，来控制泵送装置的功率，以保证渣土输送管路中的渣土压力维持稳定。

28.本发明的有益效果：

29.本发明提供的盾构始发阶段渣土运输系统，该盾构始发阶段渣土运输系统设置于盾构始发井中，主要针对盾构始发阶段的渣土进行清除工作。具体地，通过注浆组件向盾构机的刀盘注入口注水，以对刀盘切削下的渣土的流塑性进行改良，使切削下的渣土既能够保持一定的形态，又能够在外力作用下顺利流动。螺旋输送机的进土口与盾构机的土仓相连，其出土口与渣土输送管路的进料口连通，螺旋输送机转运的盾构机土仓内的渣土能够直接运输至渣土输送管路中。渣土输送管辂的出料口与地面渣土池相连，在渣土输送管路上连接泵送装置，通过泵送装置为渣土输送管路中的渣土加压，以便于渣土能够顺利地从渣土输送管路输送到地面渣土池中。无需施工人员使用渣土斗人工转运渣土，省时省力，且整个操作过程简单、安全，大大提高了施工效率。

30.本发明提供的盾构始发阶段渣土运输方法，通过注浆组件向盾构机的刀盘注入口注水，改良渣土的流塑性。同时，螺旋输送机将盾构机土仓内的渣土转运至渣土输送管路，并通过泵送装置将渣土输送管路中的渣土泵送至地面渣土池，能够有效地将盾构始发井中的渣土运出，并提高施工效率。

附图说明

31.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施

例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

32.图1是本发明实施例提供的一种盾构始发阶段渣土运输系统的结构示意图。

33.图中：

34.100、土仓；200、刀盘；201、刀盘注入口；

35.1、螺旋输送机；11、出土口；

36.2、渣土输送管路；21、转接管路；22、竖直管路；

37.3、泵送装置。

具体实施方式

38.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

39.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

40.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

41.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

42.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

43.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

44.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

45.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终

相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

46.盾构施工时，盾构机的刀盘在掘进的过程中会切削下大量的渣土。对于盾构始发阶段，由于盾构始发井的长度小，将渣土转运到地面渣土池时十分费力。如图1所示，本实施例提供了一种盾构始发阶段渣土运输系统，设置于盾构始发井中，主要针对盾构始发阶段的渣土进行清除工作，能够有效将盾构始发井中的渣土运出，且操作简单，工作性能稳定，大大提高了施工效率。具体地，该盾构始发阶段渣土运输系统包括：注浆组件、螺旋输送机1、渣土输送管路2和泵送装置3。

47.其中，注浆组件被配置为向盾构机的刀盘注入口201注水，以对刀盘200切削下的渣土的流塑性进行改良，使切削下的渣土既能够保持一定的形态，又能够在外力作用下顺利流动。在本实施例中，注入的水还可以为其他改良渣土的改良剂，如泡沫剂、泥水等，同样能够保证渣土的改良效果。注浆组件为盾构机的现有技术，其具体结构在此不再赘述。螺旋输送机1的进土口被配置为与盾构机的土仓100相连，其出土口11与渣土输送管路2的进料口连通，螺旋输送机1转运的盾构机土仓100内的渣土能够直接运输至渣土输送管路2中。渣土输送管路2的出料口被配置为与地面渣土池相连，泵送装置3连接于渣土输送管路2上，通过泵送装置3为渣土输送管路2中的渣土加压，以便于渣土能够顺利地从渣土输送管路2输送到地面渣土池中。无需施工人员使用渣土斗进行人工转运渣土，省时省力，且整个操作过程简单、安全，大大提高了施工效率。

48.可选地，如图1所示，出土口11设置在螺旋输送机1远离土仓100的一端。当螺旋输送机1转运土仓100内的渣土时，渣土呈螺旋式上升。螺旋输送机1在转运的过程中，还能够对渣土进一步起到搅拌的作用，以达到更好的渣土改良的效果。螺旋输送机1的出土口11向下，有利于渣土在重力的作用下从出土口11流出，节约能源。

49.可选地，如图1所示，渣土输送管路2包括转接管路21和竖直管路22。螺旋输送机1的出土口11通过转接管路21与竖直管路22连通，竖直管路22远离转接管路21的一端为出料口。可以理解的是，由于盾构始发井长度很小，盾构机的刀盘200与螺旋输送机1已经占用了始发井的很大空间，所以，螺旋输送机1转运的渣土需要快速运出始发井，才能够保证盾构机的正常掘进施工。将螺旋输送机1的出土口11通过转接管路21与竖直管路22连通，竖直管路22延伸至与地面渣土池相连，则螺旋输送机1转运的盾构机土仓100内的渣土能够直接通过转接管路21与竖直管路22排到地面渣土池中，大大减少了渣土转运所需的时间和空间，有利于加快施工进度。

50.可选地，螺旋输送机1的出土口11处沿其周向设置有第一连接部，转接管路21上设置有第二连接部。第一连接部与第二连接部通过法兰密封连接。法兰连接拆卸方便、强度高、且密封性能好，既保证了渣土在螺旋输送机1向转接管路21中流动时的顺畅性，又便于施工人员在盾构施工一定长度后对损坏的转接管路21进行更换。

51.可选地，第一连接部与第二连接部之间还设置有密封装置，以使螺旋输送机1的出土口11与转接管路21的连接更加紧密，防止渣土或污水外泄，影响盾构施工进度。示例性地，密封装置可以是橡胶圈、油封，或在第一连接部与第二连接部的连接处包裹其他密封材料。

52.可选地，如图1所示，在本实施例中，泵送装置3连接于转接管路21和竖直管路22之

间。通过泵送装置3为渣土输送管路2中的渣土加压，以便于渣土能够顺利地从渣土输送管路2输送到地面渣土池中。

53.在其他实施例中，泵送装置3也可以连接于螺旋输送机1的出土口11和渣土输送管路2之间，同样能够将渣土输送管路2中的渣土泵送到地面渣土池中。

54.在其他又一实施例中，泵送装置3包括第一泵送装置和第二泵送装置。第一泵送装置连接于螺旋输送机1的出土口11和渣土输送管路2之间，第二泵送装置连接于转接管路21和竖直管路22之间，进一步增大渣土输送管路2中渣土的压力，以将渣土向更远或更高的位置输送。

55.可选地，该盾构始发阶段渣土运输系统还包括控制器。渣土输送管路2内设置有压力检测组件，压力检测组件用于检测渣土输送管路2中的渣土的压力。示例性地，压力检测组件可以是压力传感器，测量快速，测量精度高。控制器分别与泵送装置3和压力检测组件电连接，控制器能够根据接收到的来自压力检测组件的压力信号，来控制泵送装置3的功率，以保证渣土输送管路2中的渣土压力维持稳定。

56.可选地，转接管路21的侧壁上开设有第一观察口，转接管路21上设置有能够封堵第一观察口的第一透明盖。施工人员可以通过第一透明盖观察转接管路21中渣土的流动性，以便于控制注浆组件的注水总量，防止注水过少渣土流动性不足引发管路堵塞，或注水过多渣土变成泥浆造成水资源浪费。

57.可选地，竖直管路22的侧壁上开设有第二观察口，竖直管路22上设置有能够封堵第二观察口的第二透明盖。施工人员可以通过第二透明盖观察竖直管路22中渣土的流动性，以便于控制注浆组件的注水总量，防止注水过少渣土流动性不足引发管路堵塞，或注水过多渣土变成泥浆造成水资源浪费。

58.本实施例还提供一种盾构始发阶段渣土运输方法，采用上述的盾构始发阶段渣土运输系统，能够有效地将盾构始发井中的渣土运出，并提高施工效率。

59.具体地，该盾构始发阶段渣土运输方法包括以下步骤：

60.首先，注浆组件在盾构机的刀盘200作业时向刀盘注入口201注水，以对刀盘200切削下的渣土的流塑性进行改良，使切削下的渣土既能够保持一定的形态，又能够在外力作用下顺利流动。

61.然后，通过螺旋输送机1将盾构机的土仓100内的渣土转运至渣土输送管路2。

62.最后，通过泵送装置3将渣土输送管路2中的渣土泵送至地面渣土池，以完成渣土的转运。

63.可选地，该盾构始发阶段渣土运输方法还包括以下步骤：在泵送装置3泵送渣土的过程中，通过压力检测组件检测渣土输送管路2中的渣土的压力，控制器根据接收到的来自压力检测组件的压力信号，来控制泵送装置3的功率，以保证渣土输送管路2中的渣土压力维持稳定。

64.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。技术特征：

1.一种盾构始发阶段渣土运输系统，其特征在于，设置于盾构始发井中，所述盾构始发阶段渣土运输系统包括：注浆组件，被配置为向盾构机的刀盘注入口(201)注水；螺旋输送机(1)，其进土口被配置为与所述盾构机的土仓(100)相连；渣土输送管路(2)，其进料口与所述螺旋输送机(1)的出土口(11)连通，所述渣土输送管路(2)的出料口被配置为与地面渣土池相连；泵送装置(3)，连接于所述渣土输送管路(2)上，所述泵送装置(3)用于将所述渣土输送管路(2)中的渣土泵送至所述地面渣土池。2.根据权利要求1所述的盾构始发阶段渣土运输系统，其特征在于，所述出土口(11)设置在所述螺旋输送机(1)远离所述土仓(100)的一端，且所述出土口(11)向下。3.根据权利要求2所述的盾构始发阶段渣土运输系统，其特征在于，所述渣土输送管路(2)包括转接管路(21)和竖直管路(22)，所述出土口(11)通过所述转接管路(21)与所述竖直管路(22)连通，所述竖直管路(22)远离所述转接管路(21)的一端为所述出料口。4.根据权利要求3所述的盾构始发阶段渣土运输系统，其特征在于，所述出土口(11)处沿其周向设置有第一连接部，所述转接管路(21)上设置有第二连接部，所述第一连接部与所述第二连接部通过法兰密封连接。5.根据权利要求3所述的盾构始发阶段渣土运输系统，其特征在于，所述泵送装置(3)连接于所述转接管路(21)和所述竖直管路(22)之间。6.根据权利要求1所述的盾构始发阶段渣土运输系统，其特征在于，所述泵送装置(3)连接于所述出土口(11)和所述渣土输送管路(2)之间。7.根据权利要求1-6任一项所述的盾构始发阶段渣土运输系统，其特征在于，还包括控制器，所述渣土输送管路(2)内设置有压力检测组件，所述压力检测组件用于检测所述渣土输送管路(2)中的渣土的压力，所述控制器分别与所述泵送装置(3)和所述压力检测组件电连接，所述控制器能够根据接收到的来自所述压力检测组件的压力信号，来控制所述泵送装置(3)的功率，以使所述渣土输送管路(2)中的渣土的压力维持稳定。8.根据权利要求3-5任一项所述的盾构始发阶段渣土运输系统，其特征在于，所述转接管路(21)的侧壁上开设有第一观察口，所述转接管路(21)上设置有能够封堵所述第一观察口的第一透明盖；和/或，所述竖直管路(22)的侧壁上开设有第二观察口，所述竖直管路(22)上设置有能够封堵所述第二观察口的第二透明盖。9.一种盾构始发阶段渣土运输方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的盾构始发阶段渣土运输系统，盾构始发阶段渣土运输方法包括：注浆组件在盾构机的刀盘(200)作业时向刀盘注入口(201)注水；螺旋输送机(1)将土仓(100)内的渣土转运至渣土输送管路(2)；泵送装置(3)将渣土输送管路(2)中的渣土泵送至地面渣土池。10.根据权利要求9所述的盾构始发阶段渣土运输方法，其特征在于，还包括以下步骤：在泵送装置(3)泵送渣土的过程中，压力检测组件检测渣土输送管路(2)中的渣土的压力，控制器根据接收到的来自压力检测组件的压力信号，来控制泵送装置(3)的功率，以使渣土输送管路(2)中的渣土的压力维持稳定。

技术总结

本发明涉及盾构施工技术领域，公开了一种盾构始发阶段渣土运输系统及运输方法。该盾构始发阶段渣土运输系统设置于盾构始发井中，其注浆组件被配置为向盾构机的刀盘注入口注水；螺旋输送机的进土口被配置为与盾构机的土仓相连；渣土输送管路的进料口与螺旋输送机的出土口连通，渣土输送管路的出料口被配置为与地面渣土池相连；泵送装置连接于渣土输送管路上，泵送装置用于将渣土输送管路中的渣土泵送至地面渣土池。通过注浆组件向刀盘注入口注水以改良渣土的流塑性。同时，螺旋输送机将土仓内的渣土转运至渣土输送管路，并通过泵送装置将渣土泵送至地面渣土池，有效地将盾构始发井中的渣土运出，整个操作过程简单、安全，大大提高了施工效率。高了施工效率。高了施工效率。

技术研发人员：刘小龙刘亮李艳秋孟祥涛刘振丹李华强李伟陈寅生赖江荣赵季

受保护的技术使用者：北京市市政四建设工程有限责任公司

技术研发日：2021.12.03

技术公布日：2022/2/24

声明：

“盾构始发阶段渣土运输系统及运输方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。

我是此专利(论文)的发明人(作者)