[發明專利]防供水管爆裂節能型盾構外循環水冷卻系統及其工作方法

有效

• 申請號: 201910286775.2
• 申請日: 2019-04-10
• 公開（公告）號: CN109989762B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 遲家鳳;張杰;胡雷
• 申請（專利權）人: 中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司
• 主分類號: E21D9/08
• 分類號: E21D9/08;F25D17/02;F04B49/06
• 代理公司: 山西華炬律師事務所 14106
• 代理人: 陳奇

本發明公開了一種防供水管爆裂節能型盾構外循環水冷卻系統及其工作方法，解決了現有的盾構機外循環水系統在接續供水管時容易發生爆裂和循環水泵耗電過大的問題。在內進水管路（7）上設置水壓力傳感器（6），將水壓力傳感器（6）的水壓力信號輸出端與變頻控制器（4）電連在一起；在外循環水泵（3）的出水口與外循環水冷卻水池（1）之間設置有泄壓回水管路（11），在泄壓回水管路（11）上設置減壓閥（5）；減壓閥（5）是水壓超過盾構機工作水壓上限值1.5倍時開啟的減壓閥。將外循環水泵從傳統的連續工作模式轉變為間歇工作模式，節省了大量的電能。

技術領域

本發明涉及一種在地鐵隧道盾構施工中盾構機的外循環冷卻水系統，特別涉及一種在連接供水管接續管時能有效防止外循環冷卻水系統中的內供水管路發生爆裂現象的,并具有顯著節省電能的盾構循環冷卻水系統及其工作方法。

背景技術

地鐵隧道盾構法施工中，盾構機的刀盤切削土體時，會在盾構機的推進系統電機及齒輪箱，以及盾構機拼裝系統電機及齒輪箱中產生大量的熱量，需要對這些系統進行冷卻處理，才能保障盾構機的正常作業?，F有盾構機的冷卻系統為外循環水冷卻系統，具體結構為：在靠近盾構始發井的中板或者底板上，設置一個冷卻水池，在冷卻水池上連接外進水管，外進水管連接到盾構洞內的內進水管上，洞內的內進水管再與盾構機內部循環水系統連接在一起，盾構機內部循環水系統的回水口,通過回水管,將冷卻循環后的水輸送回冷卻水池中，實現冷卻水的外循環，在外進水管上設置有循環水泵,?循環水泵為外循環水提供水壓和動力；該外循環水冷卻系統中的循環水，同時還承擔著為盾構機泡沫系統和膨潤土系統提供用水的任務。當盾構機正常工作時，循環水泵提供一定的泵水壓力，使整個冷卻系統中的冷卻循環水不斷地循環。在盾構機向前掘進中，內進水管需要跟隨盾構機的前行,不斷地進行人工接續；當接續內進水管時，盾構機工作人員，一般是通過電話通知地面人員先關閉循環水泵，再將內進水管上的球閥關閉，然后，進行內進水管的接續操作；現場的這種操作方法經常會發生銜接問題，即，地面循環水泵未關閉，就關閉了內進水管上的球閥的現象，球閥關閉而地面循環水泵沒有停止工作，就會使連接在循環水泵上的被關斷的內進水管中的水壓急劇抬升，導致內進水管接頭爆裂，發生安全生產事故。另外，盾構機正常工作時，盾構機的冷卻水系統和盾構機的用水系統所需的水壓約為0.5-1.0兆帕，供水水壓在此范圍內，盾構機才可正常工作，為了保持該水壓，現有盾構機外循環水冷卻系統中的循環水泵，在盾構掘進中，是一直處于開啟工作狀態的，始終開啟的循環水泵耗費了大量的電能，造成施工中電費開支成本很大，即浪費了能源，又增加了施工成本。

發明內容

本發明提供了一種防供水管爆裂節能型盾構外循環水冷卻系統及其工作方法，解決了現有的盾構機外循環水系統在接續供水管時容易發生爆裂和循環水泵耗電過大的技術問題。

本發明是通過以下技術方案解決以上技術問題的：

本發明的總體構思是：通過在循環水泵連接的內進水管路上設置減壓閥，并將減壓閥通過回送管路與外循環冷卻水池連通，通過減壓閥的超壓時的開通避免了內進水管接頭爆裂現象的發生，保證了洞內工作人員的安全。本發明將循環水泵傳統的連續工作模式改變為間歇工作模式，在保證盾構機正常工作條件下實現大幅度的節省電能。

一種防供水管爆裂節能型盾構外循環水冷卻系統，包括在始發井中設置的外循環水冷卻水池，在外循環水冷卻水池上分別連接有外進水管路和回水管路，外進水管路的另一端與內進水管路的入水端連接在一起，入水管路的出水端是與盾構機上的內循環水冷卻系統的入水口連接在一起的，盾構機上的內循環水冷卻系統的出水口與回水管路的另一端連接在一起，組成外循環冷卻水回路，在內進水管路上分別設置有外循環水泵和手動球閥，外循環水泵上連接有變頻控制器，在內進水管路上設置水壓力傳感器，將水壓力傳感器的水壓力信號輸出端與變頻控制器電連在一起。

在外循環水泵的出水口與外循環水冷卻水池之間設置有泄壓回水管路，在泄壓回水管路上設置減壓閥；減壓閥是水壓超過盾構機工作水壓上限值1.5倍時開啟的減壓閥。

一種防供水管爆裂節能型盾構外循環水冷卻系統的工作方法，包括以下步驟：