[发明专利]一种逐级减压式盾构机

说明书

本申请公开了一种逐级减压式盾构机，包括盾构主机、螺旋机、主进浆管道和主排浆管道，螺旋机、主进浆管道和主排浆管道设于盾构主机的护盾内部，主进浆管道与盾构主机前部的土仓连通，螺旋机入口与土仓连通，螺旋机的螺旋轴上的叶片沿轴向至少有一处分段间隔区，主排浆管道与螺旋机筒体连通，主排浆管道上设有第一阀门和第一泥浆泵，第一泥浆泵用于将螺旋机内的泥浆经主排浆管道排出，螺旋机的尾部设有卸渣口。本方案提供的盾构机，在泥水盾构掘进模式下，可有效减少了泥浆系统中大颗粒固体的含量，从而减小了管道输送泥浆的装机功率，降低了设备损耗和运行成本，螺旋机内的渣料经卸渣口排出，并可连续排出沉淀在螺旋机内的渣料，生产效率高。

技术领域

本发明属于盾构施工领域，具体涉及一种逐级减压式盾构机。

背景技术

盾构机全称为盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，广泛用于铁路、公路、市政、地铁等隧道工程中。常用的盾构机分为土压平衡盾构机和泥水平衡盾构机。土压平衡式盾构机的工作原理是，刀盘切削土层，切削后的泥土进入土舱，土舱内的泥土与开挖面压力取得平衡的同时由土舱内的螺旋输送机排出渣土，排土口的排土装置在出土量与推进量取得平衡的状态下，进行连续出土；泥水平衡式盾构机的工作原理是，刀盘与其后隔板之间形成密封的泥水仓，向泥水仓内注入适当压力的泥浆使其在开挖面形成泥膜，支承正面土体，实现开挖面的稳定，刀盘切削土体，渣土与泥浆混合后形成高密度泥浆，用排泥泵及管道输送至地面处理。

以上两种盾构机掘进方式只能为土压平衡式或者泥水平衡式的其中一种。然而，土压平衡盾构机不能用于水压较大、地面沉降控制要求很高的场合；泥水盾构机排浆管道输送的泥浆流量很大，泥浆长距离、大流量输送，导致整个泥浆环流系统需要的装机功率很大，并且对管道及泥浆泵的磨损严重。因此，现有的盾构机适应地层变化的工作能力受到较大的限制。目前虽然也存在将土压平衡和泥水平衡两种掘进方式结合在一起的双模式盾构机，即在盾构机内同时布置螺旋机和泥浆管道，但由于该中双模式盾构机仅将两种盾构模式的出土出渣方式进行简单的组合，在泥水模式下运行时，泥浆内的大量固体仍需由高速、大流量泥浆携带并经过排浆管道输送，整个泥浆环流系统需要的装机功率很大，固体尤其是较大粒径的块状固体在管道内的高速运动，强烈摩擦、撞击泥浆管道和泥浆泵叶轮，严重磨蚀泥浆泵和泥浆管道，设备故障率和维修费居高不下。现有的双模式盾构机没有根本上解决泥水盾构模式下施工成本高的缺点。

因此，提供一种泥水盾构机或双模式盾构机，在泥水盾构掘进模式下，能有效减小排浆管道的装机功率，降低设备损耗和运行成本，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种盾构机，在泥水盾构掘进模式下，泥浆先通过螺旋机，大颗粒固体在螺旋机内发生沉积，有效减少了泥浆系统中大颗粒固体的含量，泥浆中固体沉淀分离效果好，从而减小了管道输送泥浆的装机功率，降低了设备损耗和运行成本，螺旋机内的渣料经卸渣口排出，并可连续排出渣料，生产效率高。

本发明提供的技术方案如下：

一种逐级减压式盾构机，包括盾构主机、螺旋机、主进浆管道和主排浆管道，所述螺旋机、所述主进浆管道和所述主排浆管道设于所述盾构主机的护盾内部，所述主进浆管道与所述盾构主机前部的土仓连通，所述螺旋机入口与所述土仓连通，所述螺旋机的螺旋轴上的叶片沿轴向至少有一处分段间隔区，所述主排浆管道与所述螺旋机筒体连通，所述主排浆管道上设有第一阀门和第一泥浆泵，所述第一泥浆泵用于将所述螺旋机内的泥浆经所述主排浆管道排出，所述螺旋机的尾部设有卸渣口。

进一步的，所述螺旋机筒体上设有至少一根泥浆管道，所述泥浆管道连通所述螺旋机的筒体和所述主排浆管道，所述泥浆管道上设有第二阀门和第二泥浆泵，所述第二泥浆泵用于将所述螺旋机内经沉淀后的泥浆通过所述泥浆管道排出至所述主排浆管道。

进一步的，所述螺旋机的筒体上设有压力检测器，所述压力检测器用于检测螺旋机内的泥浆压力。