一种全地层盾构渣土改良定量化注入管路的制作方法

本技术涉及盾构施工渣土改良，尤其是涉及一种全地层盾构渣土改良定量化注入管路。

背景技术：

1、随着我国越来越多的城市进行地铁、隧道以及综合管廊的施工，盾构机成为主要施工器械，其中土压平衡盾构机的应用最为广泛。而土压平衡盾构机主要以开挖出的渣土作为稳定的介质，来支撑平衡隧道开挖地层压力，因此作为支撑介质的渣土需要具有良好的塑性变形和软稠度，同时具有较小的渗透率。对于大部分土壤来说，难以满足这些特性要求，在土壤特性不满足要求的地层中进行施工，由于切削土壤特性，增大了盾构施工过程中刀盘结泥饼、螺旋输送机喷涌、盾构土仓堵塞等工程难题风险。

2、为避免盾构机在施工过程中刀盘结泥饼、螺旋输送机喷涌、盾构土仓堵塞、排渣不畅等工程难题，目前已应用多项技术来解决施工工程难题，现阶段处理盾构施工过程中工程难题最有效的技术是渣土改良技术，通过在刀盘前方、土仓、螺旋输送机中注入膨润土、分散剂、泡沫剂以及喷涌防止剂等渣土改良剂进行渣土改良，渣土改良技术虽然在解决刀盘结泥饼、螺旋输送机喷涌等工程难题方面取得了巨大的成效，但现阶段渣土改良技术须满足地层适配性条件进行应用，一种盾构渣土改良系统只能实现砂性地层、黏性地层等单一施工地层上的应用，盾构渣土改良系统存在极大的地层局限性。

3、因此，为避免盾构渣土改良系统的地层应用局限性，需要一种全地层盾构渣土改良定量化注入管路，实现单一盾构渣土改良系统的全地层适配性，建立全地层盾构渣土动态改良体系。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种全地层盾构渣土改良定量化注入管路，以解决盾构渣土改良系统的地层应用局限性问题，实现单一盾构渣土改良系统的全地层适配性，建立全地层盾构渣土动态改良体系的目的。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

3、一种全地层盾构渣土改良定量化注入管路，包括水箱，所述水箱出口端连通有泡沫系统、膨润土系统的进口端，所述膨润土系统的出口端连通在所述泡沫系统上，所述泡沫系统上连通有分散剂系统的出口端，所述泡沫系统上连通有喷涌防止剂系统的出口端；

4、所述泡沫系统出口端连通刀盘注入管路组、土仓注入管路组，所述土仓注入管路组连通螺旋输送机注入管路组，所述喷涌防止剂系统的出口端与所述螺旋输送机注入管路组连通。

5、优选的，所述泡沫系统包括泡沫剂箱，所述泡沫剂箱连通有泡沫总管，所述泡沫总管上连通有第一泡沫分管、第二泡沫分管、第三泡沫分管、第四泡沫分管，所述水箱与所述泡沫总管连通，所述泡沫总管与所述水箱连通的管路上设置有第一管路控制开关，所述第一泡沫分管、第二泡沫分管、第三泡沫分管、第四泡沫分管上沿送料方向分别依次设有第一管路控制开关组件、静态混合器、发泡枪、第一压力监测组件、第三管路控制开关组件、第二压力监测组件；

6、所述发泡枪通过第二管路控制开关组连通有空气压缩机，所述第一泡沫分管、第二泡沫分管、第三泡沫分管、第四泡沫分管分别与所述膨润土系统、喷涌防止剂系统的出口端连通，所述第一泡沫分管、第二泡沫分管、第三泡沫分管、第四泡沫分管的出口端与所述刀盘注入管路组连通，所述第一泡沫分管、第四泡沫分管与所述土仓注入管路组连通，所述喷涌防止剂系统的出口端与第四泡沫分管、第三泡沫分管连通。

7、优选的，所述膨润土系统包括膨润土箱，所述膨润土箱上连通有膨润总管，所述膨润总管连通有四个膨润分管，四个所述膨润分管与对应的所述第一泡沫分管、第二泡沫分管、第三泡沫分管、第四泡沫分管连通，所述膨润分管上设有第四管路控制开关组；

8、所述膨润总管与所述水箱连通，所述膨润总管与所述水箱连通的管路上设有第二管路控制开关。

9、优选的，所述分散剂系统包括分散剂箱，所述分散剂箱连通有分散剂总管，所述分散剂总管连通有四个分散剂分管，所述分散剂分管上设有第五管路控制开关组，四个所述分散剂分管与对应的所述第一泡沫分管、第二泡沫分管、第三泡沫分管、第四泡沫分管连通。

10、优选的，所述刀盘注入管路组包括与所述第一泡沫分管连通的第一刀盘注入管路、与所述第二泡沫分管连通的第二刀盘注入管路、与所述第三泡沫分管连通的第三刀盘注入管路和与所述第四泡沫分管连通的第四刀盘注入管路。

11、优选的，所述喷涌防止剂系统包括喷涌防止剂箱，所述喷涌防止剂箱连通有喷涌防止剂总管，所述喷涌防止剂总管上设有第四管路控制开关，所述喷涌防止剂总管连通有两条喷涌防止剂分管，一条所述喷涌防止剂分管与所述第三泡沫分管连通，另一条所述喷涌防止剂分管与所述第四泡沫分管连通；

12、所述喷涌防止剂总管的出口端还与所述螺旋输送机注入管路组连通。

13、优选的，所述土仓注入管路组包括与所述第一泡沫分管连通的第一土仓注入管路，所述第一土仓注入管路设有第五管路控制开关和第二压力监测装置；

14、所述土仓注入管路组还包括与所述第四泡沫分管连通的第二土仓注入管路，所述第二土仓注入管路上设有第六管路控制开关和第三压力监测装置，所述第二土仓注入管路与所述螺旋输送机注入管路组连通。

15、优选的，所述螺旋输送机注入管路组包括与所述喷涌防止剂总管的出口端连通的第一螺旋输送机注入管路，所述第一螺旋输送机注入管路与螺旋输送机连通，所述螺旋输送机注入管路组还包括与所述第二土仓注入管路连通的第二螺旋输送机注入管路，所述第二螺旋输送机注入管路的进口端与所述螺旋输送机连通；

16、所述第一螺旋输送机注入管路上设有第一压力监测装置和第三管路控制开关，所述第二螺旋输送机注入管路上设有第四压力监测装置和第七管路控制开关。

17、优选的，所述第三泡沫分管与所述喷涌防止剂分管之间设有第八管路控制开关，所述第八管路控制开关安装在所述第三泡沫分管上，所述第四泡沫分管与所述喷涌防止剂分管之间设有第九管路控制开关，所述第九管路控制开关安装在所述第四泡沫分管上。

18、与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和技术效果：

19、1、打破了传统渣土改良系统地层适用的局限性。

20、2、配合盾构掘进参数监测系统，进行管路控制开关控制，实现渣土改良剂的定量化注入。

21、3、新型渣土动态改良系统实现适配全地层条件渣土改良，通过各部分改良系统相互配合，实现针对化渣土改良。

22、4、通过管路控制开关进行控制，实现各种渣土改良剂单独使用、相互配合，实现渣土改良剂导向化注入盾构体系。

技术特征：

1.一种全地层盾构渣土改良定量化注入管路，其特征在于：包括水箱(103)，所述水箱(103)出口端连通有泡沫系统、膨润土系统的进口端，所述膨润土系统的出口端连通在所述泡沫系统上，所述泡沫系统上连通有分散剂系统的出口端，所述泡沫系统上连通有喷涌防止剂系统的出口端；

2.根据权利要求1所述的一种全地层盾构渣土改良定量化注入管路，其特征在于：所述泡沫系统包括泡沫剂箱(101)，所述泡沫剂箱(101)连通有泡沫总管，所述泡沫总管上连通有第一泡沫分管(1)、第二泡沫分管(2)、第三泡沫分管(3)、第四泡沫分管(4)，所述水箱(103)与所述泡沫总管连通，所述泡沫总管与所述水箱(103)连通的管路上设置有第一管路控制开关(102)，所述第一泡沫分管(1)、第二泡沫分管(2)、第三泡沫分管(3)、第四泡沫分管(4)上沿送料方向分别依次设有第一管路控制开关组件(107)、静态混合器(106)、发泡枪(108)、第一压力监测组件(115)、第三管路控制开关组件(116)、第二压力监测组件(117)；

3.根据权利要求2所述的一种全地层盾构渣土改良定量化注入管路，其特征在于：所述膨润土系统包括膨润土箱(201)，所述膨润土箱(201)上连通有膨润总管，所述膨润总管连通有四个膨润分管，四个所述膨润分管与对应的所述第一泡沫分管(1)、第二泡沫分管(2)、第三泡沫分管(3)、第四泡沫分管(4)连通，所述膨润分管上设有第四管路控制开关组(208)；

4.根据权利要求2所述的一种全地层盾构渣土改良定量化注入管路，其特征在于：所述分散剂系统包括分散剂箱(301)，所述分散剂箱(301)连通有分散剂总管，所述分散剂总管连通有四个分散剂分管，所述分散剂分管上设有第五管路控制开关组(306)，四个所述分散剂分管与对应的所述第一泡沫分管(1)、第二泡沫分管(2)、第三泡沫分管(3)、第四泡沫分管(4)连通。

5.根据权利要求2所述的一种全地层盾构渣土改良定量化注入管路，其特征在于：所述刀盘注入管路组包括与所述第一泡沫分管(1)连通的第一刀盘注入管路(111)、与所述第二泡沫分管(2)连通的第二刀盘注入管路(112)、与所述第三泡沫分管(3)连通的第三刀盘注入管路(113)和与所述第四泡沫分管(4)连通的第四刀盘注入管路(114)。

6.根据权利要求5所述的一种全地层盾构渣土改良定量化注入管路，其特征在于：所述喷涌防止剂系统包括喷涌防止剂箱(401)，所述喷涌防止剂箱(401)连通有喷涌防止剂总管，所述喷涌防止剂总管上设有第四管路控制开关(406)，所述喷涌防止剂总管连通有两条喷涌防止剂分管，一条所述喷涌防止剂分管与所述第三泡沫分管(3)连通，另一条所述喷涌防止剂分管与所述第四泡沫分管(4)连通；

7.根据权利要求5所述的一种全地层盾构渣土改良定量化注入管路，其特征在于：所述土仓注入管路组包括与所述第一泡沫分管(1)连通的第一土仓注入管路(501)，所述第一土仓注入管路(501)设有第五管路控制开关(502)和第二压力监测装置(503)；

8.根据权利要求7所述的一种全地层盾构渣土改良定量化注入管路，其特征在于：所述螺旋输送机注入管路组包括与所述喷涌防止剂总管的出口端连通的第一螺旋输送机注入管路(405)，所述第一螺旋输送机注入管路(405)与螺旋输送机连通，所述螺旋输送机注入管路组还包括与所述第二土仓注入管路(601)连通的第二螺旋输送机注入管路(410)，所述第二螺旋输送机注入管路(410)的进口端与所述螺旋输送机连通；

9.根据权利要求6所述的一种全地层盾构渣土改良定量化注入管路，其特征在于：所述第三泡沫分管(3)与所述喷涌防止剂分管之间设有第八管路控制开关(1131)，所述第八管路控制开关(1131)安装在所述第三泡沫分管(3)上，所述第四泡沫分管(4)与所述喷涌防止剂分管之间设有第九管路控制开关(1141)，所述第九管路控制开关(1141)安装在所述第四泡沫分管(4)上。

技术总结本技术公开了一种全地层盾构渣土改良定量化注入管路，属于盾构施工渣土改良技术领域，包括水箱，所述水箱出口端连通有泡沫系统、膨润土系统的进口端，所述膨润土系统的出口端连通在所述泡沫系统上，所述泡沫系统上连通有分散剂系统的出口端，所述泡沫系统上连通有喷涌防止剂系统的出口端；所述泡沫系统出口端连通刀盘注入管路组、土仓注入管路组，所述土仓注入管路组连通螺旋输送机注入管路组，所述喷涌防止剂系统的出口端与所述螺旋输送机注入管路组连通。本技术以解决盾构渣土改良系统的地层应用局限性问题，实现单一盾构渣土改良系统的全地层适配性，建立全地层盾构渣土动态改良体系的目的。技术研发人员：王海波,何强,许钦明,郭灿,石林,曾茂桃,曹龙,甯伟受保护的技术使用者：中铁二局集团有限公司技术研发日：20231121技术公布日：2024/7/9