一种泥岩地层盾构隧道防喷涌设施及其防喷涌方法与流程

本发明涉及盾构隧道施工，具体为一种泥岩地层盾构隧道防喷涌设施及其防喷涌方法。

背景技术：

1、泥岩盾构隧道是一种在泥岩等软土层地质条件下使用的隧道建造方法。盾构隧道是一种机械化隧道掘进方法，通过使用盾构机进行隧道开挖和支护。在泥岩地质条件下，盾构隧道的施工需要针对软土层的特性进行一系列的技术措施。首先，盾构机在进行开挖过程中需要掌握掘进速度，避免对软土层产生过大的挤压力，以免导致地层沉陷。其次，对盾构隧道的压力平衡和泥水平衡也需要进行精确控制，以保持地下环境的稳定。在盾构隧道施工过程中，隧道壁需要进行合适的支护，一般使用衬砌和喷射混凝土等方式。

2、相盾构在高富水、断层、溶洞等富水地层掘进时，盾构螺旋机由于自身直筒式设计的缺陷，在出渣过程中高压水直接通过螺机筒喷涌而出，污染盾构作业区域，威胁施工人员安全，而当盾构隧道掌子面发生涌水现象时，一般采用封堵法、水泥压填、聚氨酯注入及隧道内抽排水等方法，这种方法在处理上会严重影响施工的效率，影响工期，此外可能造成大量的掌子面废弃物等，难以较好地处理。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种泥岩地层盾构隧道防喷涌设施及其防喷涌方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种泥岩地层盾构隧道防喷涌设施，包括盾构设备、螺旋输送机构、防喷涌机构、出渣量监测机构、支撑机构和防喷涌输送机构：

3、所述盾构设备内部一端固定连接有前盾，所述前盾内部的下端设置有螺旋输送机构；

4、所述螺旋输送机构包括输送筒，所述输送筒内部转动连接有螺旋杆，所述螺旋杆外侧固定连接有螺旋叶片，所述螺旋杆一端固定连接有第一电机，所述输送筒内部设置有缓冲腔，所述缓冲腔一端设置有扩张段，所述输送筒底部一端固定连接有出渣斗，所述出渣斗底部固定连接有第一法兰；

5、所述防喷涌机构包括输渣导向筒，所述输渣导向筒的一端固定连接有第二法兰，所述输渣导向筒内部一端的上下两端均固定连接有限流板，所述输渣导向筒一侧的上端固定连接有疏通管道，所述疏通管道的一端固定连接有分流箱，所述分流箱的一侧固定连接有高压喷头。

6、优选的，所述第一电机固定连接于输送筒的一端，所述输送筒贯穿于前盾的内部。

7、优选的，所述第一法兰和第二法兰通过螺栓与螺母固定连接，所述螺栓和螺母均设置有若干个，所述高压喷头均设置有若干个。

8、优选的，所述出渣量监测机构包括控制终端，所述控制终端固定连接于输渣导向筒的顶部，所述输渣导向筒内部的上端分别固定连接有红外测距传感器和摄像头，所述控制终端、红外测距传感器和摄像头之间均相互电性连接。

9、优选的，所述支撑机构包括固定座，上端所述的固定座内部设置有大臂，下端所述的固定座内部设置有支撑杆，所述大臂内部滑动连接有小臂，所述小臂外侧的一端设置有第一连接座，所述第一连接座底部固定连接有定位座，所述定位座一侧固定连接有第二连接座。

10、优选的，上端所述的固定座和大臂之间固定连接有固定轴，所述小臂和第一连接座之间固定连接有固定轴，所述支撑杆、固定座和第二连接座之间均固定连接有固定轴，所述定位座固定连接于输送筒顶部一端。

11、优选的，所述防喷涌输送机构包括安装板，所述安装板内部的上端转动连接有辊轮，所述辊轮一端固定连接于第二电机的输出端，所述辊轮外侧传动连接有输送带，所述输送带外侧固定连接有挡流板，所述输送带一侧的上端对称固定连接有挡板。

12、优选的，所述安装板均对称设置有四个，且四个所述的安装板高度不一致，四个所述的辊轮之间均固定连接有传动机构，所述挡流板位于输送带的外侧均设置有若干个。

13、优选的，所述输送带底部一端设置有外部收集箱，所述输送带底部另一端设置有储液箱，所述储液箱一侧设置有排污泵，所述外部收集箱、储液箱和排污泵之间均固定连接有管道。

14、一种泥岩地层盾构隧道防喷涌设施的防喷涌方法，包括以下步骤：

15、步骤一：使用时，利用螺旋输送机构内部设有的第一电机驱使螺旋杆和螺旋叶片发生旋转，进而将泥水仓内部的泥水在螺旋叶片的旋转下进入输送筒的内部，位于输送筒的内部分别设有缓冲腔和扩张段对渣土实现均匀且缓慢排出，进而让一部分渣土沿着缓冲腔的边缘流动，分流一部分渣土，从而起到减小螺旋输送机构出渣的强度，以避免了发生喷涌的现象，然后泥水渣土将通过出渣斗排入防喷涌机构的内部，并再一次由输渣导向筒内部设有的限流板对泥水土壤进行阻挡限流的作用，从而进一步的减小出渣强度，即时有效避免威胁施工人员安全；

16、步骤二：在泥水渣土位于输渣导向筒内部排出时，利用输渣导向筒内部设有的红外测距传感器通过测量渣土上平面与红外传感器之间的距离而实现对出渣量的监测，并且设有的摄像头可以直接观察输渣导向筒内部渣土量而实现对出渣量的监测，进而实现对出渣量和出渣速率的实时调节，当发现输渣导向筒内部渣土量过高发生堵塞时，利用疏通管道连接外部的高压水泵设备将清水输送至分流箱中，分流箱将液体分流至多个高压喷头中进行喷淋处理，从而有效的避免输渣导向筒因渣土量过高而发生堵塞的现象，即时便可提高排渣效率；

17、步骤三：在泥岩地层盾构隧道防喷涌设施使用期间，通过设置的支撑机构将对螺旋输送机构进行支撑，利用大臂和小臂的滑动可以对螺旋输送机构的高度进行调节，并且利用大臂、小臂和支撑杆之间的连接配合可以有效提高螺旋输送机构在排渣期间的稳定性，从而提高螺旋输送机构在排渣期间的安全性；

18、步骤四：输渣导向筒排出的泥水渣土将落至输送带的上方，通过第二电机驱动辊轮发生旋转，在传动机构的联动下使得输送带发生传输运动，位于输送带的外侧均设有的多个挡流板，设有的挡流板可以对泥水和渣土起到阻挡输送的作用，同时位于输送带外侧的两端设有的挡板可以起到泥水渣土乱溅的现象，进而设置的防喷涌输送机构为倾斜阶梯状结构，使得泥水渣土在输送过程中可以有效避免泥水渣土瞬时强度过大而产生喷涌的现象，从而进一步提高该设备在使用期间的安全性。

19、本发明至少具备以下有益效果：

20、1、本发明在进行使用时，通过螺旋输送机构内部设有的第一电机驱使螺旋杆和螺旋叶片发生旋转，进而将泥水仓内部的泥水在螺旋叶片的旋转下进入输送筒的内部，位于输送筒的内部分别设有缓冲腔和扩张段对渣土实现均匀且缓慢排出，进而让一部分渣土沿着缓冲腔的边缘流动，分流一部分渣土，从而起到减小螺旋输送机构出渣的强度，以避免了发生喷涌的现象，然后泥水渣土将通过出渣斗排入防喷涌机构的内部，并再一次由输渣导向筒内部设有的限流板对泥水土壤进行阻挡限流的作用，从而进一步的减小出渣强度，即时有效避免威胁施工人员安全。

21、2、本发明通过设置防喷涌机构和出渣量监测机构，利用输渣导向筒内部设有的红外测距传感器通过测量渣土上平面与红外传感器之间的距离而实现对出渣量的监测，并且设有的摄像头可以直接观察输渣导向筒内部渣土量而实现对出渣量的监测，进而实现对出渣量和出渣速率的实时调节，当发现输渣导向筒内部渣土量过高发生堵塞时，利用疏通管道连接外部的高压水泵设备将清水输送至分流箱中，分流箱将液体分流至多个高压喷头中进行喷淋处理，从而有效的避免输渣导向筒因渣土量过高而发生堵塞的现象，即时便可提高排渣效率；

22、3、本发明通过设置支撑机构，利用大臂和小臂的滑动可以对螺旋输送机构的高度进行调节，并且利用大臂、小臂和支撑杆之间的连接配合可以有效提高螺旋输送机构在排渣期间的稳定性，从而提高螺旋输送机构在排渣期间的安全性；

23、4、本发明通过设置防喷涌输送机构，通过第二电机驱动辊轮发生旋转，在传动机构的联动下使得输送带发生传输运动，位于输送带的外侧均设有的多个挡流板，设有的挡流板可以对泥水和渣土起到阻挡输送的作用，同时位于输送带外侧的两端设有的挡板可以起到泥水渣土乱溅的现象，进而设置的防喷涌输送机构为倾斜阶梯状结构，使得泥水渣土在输送过程中可以有效避免泥水渣土瞬时强度过大而产生喷涌的现象，从而进一步提高该设备在使用期间的安全性。