[發明專利]一種土壓盾構機用泡沫注入系統

在審

• 申請號: 202211250555.2
• 申請日: 2022-10-13
• 公開（公告）號: CN115539058A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 俞建鉑;劉艷萍;彭興強;馬經哲;薛有為;韓小鵬;趙寶龍;李友坤;劉磊;趙峰剛;儲瑞申;王鵬;肖勇;黃小福;鬲少煜;趙惠凱;熊建
• 申請（專利權）人: 中鐵隧道局集團有限公司;中鐵隧道集團三處有限公司
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06;C09K17/14;C09K103/00
• 代理公司: 深圳中細軟知識產權代理有限公司 44528
• 代理人: 袁文英

本發明公開了一種土壓盾構機用泡沫注入系統，該系統包括壓縮空氣供應模塊、泡沫劑混合模塊、泡沫產生模塊、泡沫輸出模塊；所述壓縮空氣供應模塊和泡沫劑混合模塊均與泡沫產生模塊對應連接，所述泡沫產生模塊與泡沫輸出模塊對應連接；所述泡沫劑混合模塊包括多組份定量輸送泵，所述多組份定量輸送泵將水和泡沫劑按比例混合；所述泡沫劑包括仲烷基磺酸鈉、乙二胺油酸酯、烷基葡萄糖苷、C13異丙醇酰胺、鯨蠟烷三甲基氯化銨、椰油酰胺丙基二甲胺乙內酯、醋酸鈉。發明可以改變土的成分，保證土的流動性和減少土的透水性，使開挖面保持穩定。同時加注泡沫還可減少刀盤與土體的摩擦，降低扭矩，減少殼體與刀盤上粘土的粘著力，需的驅動功率就可減少。

技術領域

本發明涉及土壓盾構機附屬設備領域，尤其是一種土壓盾構機用泡沫注入系統。

背景技術

盾構機是一種使用盾構法的隧道掘進機。盾構的施工法是掘進機在掘進的同時構建(鋪設)隧道之“盾”(指支撐性管片)，它區別于敞開式施工法。國際上，廣義盾構機也可以用于巖石地層，只是區別于敞開式(非盾構法)的隧道掘進機。而在我國，習慣上將用于軟土地層的隧道掘進機稱為(狹義)盾構機，將用于巖石地層的稱為(狹義)TBM。

盾構機的基本工作原理就是一個圓柱體的鋼組件沿隧洞軸線邊向前推進邊對土壤進行挖掘。該圓柱體組件的殼體即護盾，它對挖掘出的還未襯砌的隧洞段起著臨時支撐的作用，承受周圍土層的壓力，有時還承受地下水壓以及將地下水擋在外面。挖掘、排土、襯砌等作業在護盾的掩護下進行。

土壓盾構機主機主要由刀盤、前盾、中盾、尾盾組成。主要適用于地下水少，滲透系數較小的粘性地層、砂性地層和砂礫地層，具有開挖推進，同步襯砌，一次性成洞等功能。廣泛用于城市地鐵隧道等施工領域。土壓盾構機通過精確控制開挖艙的渣土排量，來保持開挖艙的土體壓力，維護開挖面的相對穩定性。通過刀盤向開挖面注入泡沫、聚合物或膨潤土等，改良土體的塑性、流動性和止水性，提高刀盤的開挖效率，降低刀具的磨損。不同的刀盤結構和刀具配置，能夠使此類型的機器適應更廣泛和更復雜的地質狀況。現有的泡沫注入系統設計不合理，效果不佳，為了使盾構機進行安全穩定的工作，需要設計一種土壓盾構機用泡沫注入系統。

發明內容

為了克服現有技術中的缺陷，提供一種土壓盾構機用泡沫注入系統。

本發明通過下述方案實現：

一種土壓盾構機用泡沫注入系統，該系統包括壓縮空氣供應模塊、泡沫劑混合模塊、泡沫產生模塊、泡沫輸出模塊；所述壓縮空氣供應模塊和泡沫劑混合模塊均與泡沫產生模塊對應連接，所述泡沫產生模塊與泡沫輸出模塊對應連接；

所述壓縮空氣供應模塊為系統提供高壓氣體，所述泡沫劑混合模塊將泡沫劑和水按比例進行混合均勻送至泡沫產生模塊，所述泡沫產生模塊將產生泡沫，所述泡沫輸出模塊將泡沫產生模塊產生的泡沫輸送到對應的工作臺面；

所述泡沫劑混合模塊包括多組份定量輸送泵，所述多組份定量輸送泵將水和泡沫劑按比例混合；

所述泡沫劑包括仲烷基磺酸鈉、乙二胺油酸酯、烷基葡萄糖苷、C13異丙醇酰胺、鯨蠟烷三甲基氯化銨、椰油酰胺丙基二甲胺乙內酯、醋酸鈉。

所述泡沫劑混合模塊包括中空腔體密閉結構的混合腔，所述混合腔下部與泡沫劑稀釋液輸送管對應連通，所述泡沫劑稀釋液輸送管的另一端與泡沫產生模塊對應連通，所述混合腔與多組份定量輸送泵對應連接，在所述混合腔內對應設有攪拌器，所述攪拌器由電機對應驅動；

所述多組份定量輸送泵包括一對并聯設置的中空腔體密閉結構的定量輸送腔，一對所述定量輸送腔分別與設有進液管和出液管對應連通，所述出液管與混合腔對應連通。

在所述多組份定量輸送泵包括與定量輸送腔內壁貼合的活塞，所述活塞的上端與導向桿對應連接，所述導向桿的上端與絲桿裝置對應連接，所述絲桿裝置由定量輸送電機驅動，所述定量輸送電機與控制器對應電連接。