[發明專利]一種用于阻斷涌水涌沙的膨潤土注入方法及系統

有效

• 申請號: 201410658969.8
• 申請日: 2014-11-19
• 公開（公告）號: CN104481549A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 韋丹;范宜;張瑞臨;肖羽曼;高偉賢
• 申請（專利權）人: 北方重工集團有限公司
• 主分類號: E21D9/08
• 分類號: E21D9/08;E21D11/38
• 代理公司: 沈陽世紀藍海專利事務所(普通合伙) 21232
• 代理人: 譚琦

技術領域

本發明涉及土壓平衡盾構機技術領域中的一種用于阻斷涌水涌沙的膨潤土注入方法及系統。

背景技術

目前，當土壓平衡盾構機遭遇砂卵石地層，含水豐富，且含水層滲透性較強，開挖倉內很難建立土壓平衡，這時很容易造成螺旋輸送機排土時涌水涌沙事件的發生，而造成路面塌陷，甚至造成危害人身安全以及設備的損壞。在土壓平衡盾構機遇到富含水砂卵石地層時，易造成噴涌事故，我們研制的一種用于阻斷涌水涌沙的膨潤土注入方法不僅可以潤滑盾體，減小盾體與砂土之間的摩擦阻力，而且可以有效阻斷涌水涌沙事件的發生。因此，研制開發一種用于阻斷涌水涌沙的膨潤土注入方法及系統一直是急待解決的新課題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于阻斷涌水涌沙的膨潤土注入方法及系統，針對富含水砂卵石地層，盾構機開挖倉內很難建立土壓平衡時，在盾體周圍注入膨潤土泥漿，阻止地下水和細沙匯集而形成噴涌甚至地面塌陷施工事故，在前盾承壓隔板注入膨潤土漿液，貫入地層若干厘米，嵌入卵石間的縫隙與之混合形成泥膜，起到止水和保壓作用。

本發明的目的是這樣實現的：一種用于阻斷涌水涌沙的膨潤土注入方法，隨著盾構機前行，需用第一定量離心泵將膨潤土漿液從后配套車上的第一膨潤土罐泵送至盾構機盾體周圍的注入點處，第一膨潤土罐的容積為3m3，盾體上的注入點通常為圓周方向均勻布置，這樣膨潤土漿液與周圍土體混合，在盾體周圍形成薄泥膜，不僅可以潤滑盾體，降低盾體與砂土之間的摩擦阻力，為盾構機掘進提供更充足有效的推進力，形成的薄泥膜可以阻止地下水和細沙匯集，起到密封的作用，阻斷水和砂涌入盾構機前方；膨潤土系統的另一條支路是將后配套車上的第二膨潤土罐攪拌好的漿液，用變頻螺桿泵輸送到前盾承壓隔板的注入點和泡沫系統切換的注入點，第二膨潤土罐的容積為7m3；在前盾承壓隔板注入的膨潤土漿液，可以貫入地層若干厘米深，嵌入卵石間的縫隙與之混合形成泥膜，起到止水和保壓作用；切換到泡沫系統的膨潤土漿液是通過控制閥進行切換旋轉接頭處與泡沫注入系統共用相同的注入口，實現向刀盤外獨立注入膨潤土，完成渣土改良，如果遭遇含水大地層，開挖倉內的膨潤土漿液成稀泥狀，可以利用第二定量離心泵將開挖倉內的膨潤土漿液與水混合物抽出到渣土車上；所述的一種用于阻斷涌水涌沙的膨潤土注入方法的注入系統，包括第一膨潤土罐、第一定量離心泵、盾體周圍的注入點、第二膨潤土罐、變頻螺桿泵、前盾承壓隔板的注入點、泡沫系統切換的注入點、第二定量離心泵，第一膨潤土罐經由閥門、變徑接頭及起調節位置用的膨脹節到第一定量離心泵，再由第一定量離心泵經膨脹節、變徑接頭、閥門到盾體周圍的注入點，根據實際位置的需要，各連接件采用硬管或軟管連接；第二膨潤土罐經由閥門、變徑接頭及膨脹節到變頻螺桿泵，再由變頻螺桿泵經膨脹節、2個變徑接頭、流量傳感器、壓力傳感器、閥門及單向閥到前盾承壓隔板的注入點，或到泡沫系統切換的注入點，各連接件采用硬管或軟管連接；如果遭遇含水大地層，開挖倉內的膨潤土漿液成稀泥狀，經由閥門及膨脹節到第二定量離心泵，再由膨脹節、硬管及軟管的連接到渣土車里；所述的一種用于阻斷涌水涌沙的膨潤土注入方法，其工作原理是，在富含水砂卵石地層，盾構機開挖倉內很難建立土壓平衡時，在盾體周圍的注入點用第一定量離心泵注入膨潤土泥漿，阻止地下水和細沙匯集而形成噴涌甚至地面塌陷施工事故；用變頻螺桿泵將膨潤土泥漿注入到前盾承壓隔板的注入點，貫入地層若干厘米，嵌入卵石間的縫隙與之混合形成泥膜，起到止水和保壓作用，利用第二定量離心泵將開挖倉內的多余膨潤土漿液與水混合物抽出到渣土車上。

本發明的要點在于它的注入方法及系統。其工作原理是，在富含水砂卵石地層，盾構機開挖倉內很難建立土壓平衡時，在盾體周圍的注入點用第一定量離心泵注入膨潤土泥漿，阻止地下水和細沙匯集而形成噴涌甚至地面塌陷施工事故；用變頻螺桿泵將膨潤土泥漿注入到前盾承壓隔板的注入點，貫入地層若干厘米，嵌入卵石間的縫隙與之混合形成泥膜，起到止水和保壓作用，利用第二定量離心泵將開挖倉內的多余膨潤土漿液與水混合物抽出到渣土車上。

一種用于阻斷涌水涌沙的膨潤土注入方法及系統與現有技術相比，具有有效地解決盾構機遭遇砂卵石地層，含水豐富，且含水層滲透性較強，開挖倉內很難建立土壓平衡，易造成螺旋輸送機排土時涌水涌沙事件的發生，有效避免路面塌陷，甚至危害人身安全以及設備的損壞等優點，將廣泛的應用于土壓平衡盾構機技術領域中。

附圖說明

下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明。

圖1是本發明的系統原理圖。

具體實施方式