快速制备泥浆的压气管路结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种快速制备泥浆的压气管路结构，包括盾构机，送浆池，储浆池，膨化池和调浆池；送浆池连接送浆泵，送浆泵与盾构机的泥水舱之间连接有送浆管，泥水舱连接排泥泵，排泥泵与调浆池之间连接有排泥管，膨化池连接补浆泵，补浆泵与储浆池之间连接有补浆管，膨化池内设有搅拌器，送浆泵与储浆池之间连接有送浆支管，调浆池连接有回打泵，回打泵与膨化池之间连接有回打管，膨化池内设有送料管，送料管的一端设置于膨化池中，另一端为膨润土粉料的进料口。调浆池中浆液作为基浆，将膨润土粉料打入膨化池中，并设计了进气管路，达到了任意配合比制备泥浆的目的，可在短时间内制备大量纯膨润土泥浆，且无需进行弃浆作业。
【专利说明】快速制备泥浆的压气管路结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及泥水平衡盾构施工【技术领域】，具体涉及一种快速制备泥浆的压气管路结构。
【背景技术】
[0002]泥水盾构长距离掘进施工过程中，盾构机在高水压条件下穿越卵砾石地层、上软下硬复合地层、全断面岩层等复杂地层时，盾构刀盘起伏变化较大。当刀盘与掘削地层发生突变时，在泥水压力和气压作用下，盾构刀盘前端掌子面处的泥浆无法形成均匀、致密、稳定的泥膜，可能出现大量逸浆、泥膜局部薄弱的现象。在高水压条件下掌子面失稳，严重时甚至会击穿江底，形成漏斗式塌陷；当盾构刀盘经过卵砾石、复合地层和全断面岩层时，随着盾构掘进的进行，刀具受到不同程度的磨损，当刀具磨损严重时，将导致盾构刀盘扭矩过大，掘进速度降低，刀盘中心区域结饼，滚刀不转等现象，直接对刀盘造成损害。
[0003]当发生上述突发状况时，盾构机需立即停机并在开挖面建立致密、稳定、均质的泥膜以维持掌子面的稳定和盾构机安全，堵塞漏水通道。在稳定的掌子面条件下进行地层加固、在气压支撑泥膜的条件下带压进仓进行刀具检查更换作业。为实现此目的，需在泥水舱内充满比重不小于1.08g/cm3,黏度不低于45s (马氏漏斗粘土)的纯膨润土泥浆，在气压和泥水压力作用下，在掌子面地层下进行渗透和堵漏。而在施工过程中，泥水舱内泥浆为掘进条件下满足掘削面平衡、携渣润滑的一般泥浆，泥浆性能指标不能满足应急条件下的高指标要求，需立即对泥浆进行大量置换，使泥水舱和进排泥管内充满高指标泥浆。目前，进行高性能指标泥浆置换时，一般通过在膨化池和储浆池提前制备高性能泥浆，通过外接管路连接泥水舱进行泥浆置换，制浆设备不停制备新鲜膨润土泥浆对储浆池内的膨润土泥浆进行补充，当浆液需求量较大、纯膨润土泥浆置换频繁时，制浆设备新制泥浆不足以补充储浆池的泥浆耗用，同时储浆池和膨化池的泥浆总量也不足以使掘进泥浆完全置换成满足堵塞漏水通道和带压进仓作业的高性能泥浆。此时泥浆置换被迫停止，待新鲜膨润土泥浆制备后恢复，耗费了大量时间，增加了施工风险和抢险费用。
实用新型内容
[0004]本实用新型就是针对上述技术问题，提供一种快速制备泥浆的压气管路结构，该结构能很好的解决上述技术问题，在短时间内将大量纯膨润土泥浆送入泥水舱，对掘进泥衆进行置换。
[0005]为实现此目的，本实用新型所设计的快速制备泥浆的压气管路结构，包括盾构机，送浆池，储浆池，膨化池和调浆池；送浆池连接送浆泵，送浆泵与盾构机的泥水舱之间连接有送浆管，泥水舱连接排泥泵，排泥泵与调浆池之间连接有排泥管，膨化池连接补浆泵，补浆泵与储浆池之间连接有补浆管，膨化池内设有搅拌器，其特征在于:所述送浆泵与储浆池之间连接有送浆支管，调浆池连接有回打泵，回打泵与膨化池之间连接有回打管，膨化池内设有送料管，送料管的一端设置于膨化池中，另一端为膨润土粉料的进料口。
[0006]进一步地，所述膨化池内设有膨化池进气管，膨化池进气管的一端设置于膨化池的底部，另一端为进气口。
[0007]进一步地，所述储浆池内设有储浆池进气管，储浆池进气管的一端设置于储浆池的底部，另一端为进气口。
[0008]进一步地，所述储浆池和膨化池上设有移动平台，移动平台底部设有滚轮。
[0009]进一步地，所述送浆支管上设有送浆支管控制阀。
[0010]进一步地，所述回打管上设有回打控制阀。
[0011]进一步地，所述膨化池进气管的进气口处设有膨化池进气控制阀。
[0012]更进一步地，所述储浆池进气管的进气口处设有储浆池进气控制阀。
[0013]本实用新型的有益效果是:调浆池中浆液作为基浆，将膨润土粉料打入膨化池中，并设计了进气管路，达到了任意配合比制备泥浆的目的，可在短时间内制备大量纯膨润土泥浆，且无需进行弃浆作业。本实用新型的管路结构简单，泥浆制备方便，效率极高，成本较低，可操作性好，具有很好的实用性和市场推广价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型中管路的整体结构示意图；
[0015]图2为本实用新型中膨化池进气管的进气口处的局部放大图；
[0016]图3为本实用新型中储浆池进气管的进气口处的局部放大图；
[0017]I一盾构机，2一送衆池，3一储衆池，4一膨化池，5一调衆池，6—送衆栗，7一送衆管，8—排泥泵，9—补浆泵，10—补浆管，11 一搅拌器，12—送浆支管，13—回打泵，14 一回打管，15—送料管，16—膨化池进气管，17—储浆池进气管，18—移动平台，19 一送浆支管控制阀，20—回打控制阀，21—膨化池进气控制阀，22—储浆池进气控制阀，23—新浆进浆管，24—排泥管。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步地详细说明:
[0019]如图1所示的快速制备泥浆的压气管路结构，包括盾构机1，送浆池2，储浆池3，膨化池4和调浆池5 ;送浆池2连接送浆泵6，送浆泵6与盾构机I的泥水舱之间连接有送浆管7，泥水舱连接排泥泵8，排泥泵8与调浆池5之间连接有排泥管24，膨化池4连接补浆泵9，补浆泵9与储浆池3之间连接有补浆管10，膨化池4内设有搅拌器11，送浆泵6与储浆池3之间连接有送浆支管12，调浆池5连接有回打泵13，回打泵13与膨化池4之间连接有回打管14，膨化池4内设有送料管15，送料管15的一端设置于膨化池4中，另一端为膨润土粉料的进料口。将调浆池5内的浆液作为基浆打入膨化池4中，膨润土粉料通过送料管15进入膨化池4中，搅拌器11对膨化池4中浆液进行搅拌，从而快速制造出膨润土泥浆，将膨化池4中的膨润土泥浆通过补浆泵9和补浆管10打入到储浆池3中，最后通过送浆支管12和送浆管7将膨润土泥浆打入泥水舱中，管路设计简单，实现了快速制造和置换膨润土泥浆的目的。
[0020]上述技术方案中，所述膨化池4内设有膨化池进气管16，膨化池进气管16的一端设置于膨化池4的底部，另一端为进气口。通过膨化池进气管16将压缩空气打入膨化池4中，进行气流平推，增大膨润土浆液的悬浮能力，让更多膨润土干粉溶解在基浆内，提高膨润土干粉利用率，减少膨润土干粉沉降，达到任意配合比制备膨润土浆液的目的。
[0021]上述技术方案中，所述储浆池3内设有储浆池进气管17，储浆池进气管17的一端设置于储浆池3的底部，另一端为进气口。通过储浆池进气管17向储浆池3内吹设高压气体，使沉落在底部的膨润土干粉在浆液中浮起并溶入浆液，进一步提高了膨润土干粉的利用率。
[0022]上述技术方案中，所述储浆池3和膨化池4上设有移动平台18，移动平台18底部设有滚轮。膨润土粉料罐车可停放于移动平台18上，以方便膨润土粉料罐车与送料管15的对接。
[0023]上述技术方案中，所述送浆支管12上设有送浆支管控制阀19。送浆支管控制阀19控制送浆支管12的启闭。
[0024]上述技术方案中，所述回打管14上设有回打控制阀20。回打控制阀控制回打管14的启闭。
[0025]上述技术方案中，如图2所示，膨化池进气管16的进气口处设有膨化池进气控制阀21。膨化池进气控制阀21控制膨化池进气管16的启闭。
[0026]上述技术方案中，如图3所示，储浆池进气管17的进气口处设有储浆池进气控制阀22。储浆池进气控制阀22控制储浆池进气管17的启闭。
[0027]本实用新型中快速置换膨润土泥浆的过程为:膨润土制浆设备以每小时60m3的速率将50t膨润土粉管中的膨润土干粉以极限制浆比例1:3.5?4制备成新鲜膨润土浓浆，通过新浆进浆管路23将纯膨润土泥浆打入膨化池4中，当膨化池4中储满膨润土浆液时，通过补浆泵9将浆液打入储浆池3中进行存储，最后通过送浆泵6将储浆池3中的膨润土浆液打入盾构机I的泥水舱中，而从泥水舱中排出的泥浆则通过排泥泵8打入调浆池5中，完成泥浆的置换。
[0028]当出现应急状况，需要大量高粘度纯膨润土浆液时，将膨润土粉料罐车停至送料管15附近，将罐车的粉料管接入送料管15的进料口，并通过卡箍密封，将膨润土干粉打入膨化池4中，膨润土粉料罐车随移动平台18移动，同时膨化池4的搅拌器11开始搅拌浆液，此时将调浆池5中的浆液作为基浆，通过回打13打入膨化池4中。空压机通过膨化池进气管16将压缩空气压入膨化池4中进行气流平推，增大膨润土浆液的悬浮能力，使更多膨润土干粉溶解在基浆内，有效减少了干粉沉降，达到任意配合比制备泥浆的目的，可迅速使储浆池3内充满膨润土浆液。
[0029]本实用新型中通过搅拌叶片和进气装置对浆液进行调和，根据基浆参数调整干粉掺量，避免了泥浆体积的增加，保持了泥浆循环的动态平衡，免除了弃浆作业。将干粉直接打入储浆池3中，通过进气设备和搅拌器11使膨润土干粉在基浆中悬浮，突破了制浆设备管路和制浆泵功率的限制，可以制备最大配合比的膨润土泥浆，使膨润土干粉在水中的溶解达到极限，大大提高了泥浆的品质，减少了泥浆置换量。通过本实用新型所设计的制浆管路，可以实现无间断、无材料容积限制的大方量纯膨润土泥浆的快速制备，可对泥水舱中的泥浆进行快速置换；具有对劣化泥浆和降液位排除泥浆进行干料添加调配与再利用的功能，节约了制浆成本，管路结构简单，泥浆制备方便，效率极高，成本较低，可操作性好，具有很好的实用性和市场推广价值。
[0030]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种快速制备泥浆的压气管路结构，包括盾构机(1)，送浆池(2)，储浆池(3)，膨化池(4)和调浆池(5);送浆池(2)连接送浆泵￠)，送浆泵(6)与盾构机(I)的泥水舱之间连接有送浆管(7)，泥水舱连接排泥泵(8)，排泥泵(8)与调浆池(5)之间连接有排泥管(24)，膨化池(4)连接补浆泵(9)，补浆泵(9)与储浆池(3)之间连接有补浆管(10)，膨化池(4)内设有搅拌器(11)，其特征在于:所述送浆泵(6)与储浆池(3)之间连接有送浆支管(12)，调浆池(5)连接有回打泵(13)，回打泵(13)与膨化池(4)之间连接有回打管(14)，膨化池(4)内设有送料管(15)，送料管(15)的一端设置于膨化池(4)中，另一端为膨润土粉料的进料口。
2.如权利要求1所述的一种快速制备泥浆的压气管路结构，其特征在于:所述膨化池(4)内设有膨化池进气管(16)，膨化池进气管(16)的一端设置于膨化池(4)的底部，另一端为进气口。
3.如权利要求1所述的一种快速制备泥浆的压气管路结构，其特征在于:所述储浆池(3)内设有储浆池进气管(17)，储浆池进气管(17)的一端设置于储浆池(3)的底部，另一端为进气口。
4.如权利要求1所述的一种快速制备泥浆的压气管路结构，其特征在于:所述储浆池(3)和膨化池(4)上设有移动平台(18)，移动平台(18)底部设有滚轮。
5.如权利要求1所述的一种快速制备泥浆的压气管路结构，其特征在于:所述送浆支管(12)上设有送浆支管控制阀(19)。
6.如权利要求1所述的一种快速制备泥浆的压气管路结构，其特征在于:所述回打管(14)上设有回打控制阀(20)。
7.如权利要求2所述的一种快速制备泥浆的压气管路结构，其特征在于:所述膨化池进气管(16)的进气口处设有膨化池进气控制阀(21)。
8.如权利要求3所述的一种快速制备泥浆的压气管路结构，其特征在于:所述储浆池进气管(17)的进气口处设有储浆池进气控制阀(22)。
【文档编号】E21D9/06GK203925508SQ201420214660
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】韩晓明, 杨钊, 何源, 马超, 袁中林 申请人:中交第二航务工程局有限公司