一种盾构机注浆管路系统及其盾构机技术方案

本发明专利技术涉及隧道施工设备领域，具体公开了一种盾构机注浆管路系统及其盾构机，包括注浆部，注浆部包括砂浆罐、安装于砂浆罐内的砂浆搅拌器、与砂浆罐连通的注浆泵、控制注浆泵开启或关闭的第一控制器、与注浆泵连通的注浆管路、四根注浆支路、控制单元、回流保护单元和清洗回收系统；其中注浆管路和注浆支路均包括内层管和外层管，内层管由PE材料制成，外层管由可弯曲形变的金属材料制成，内层管同轴套设在外层管内。本方案中外层管具有非常好的形变和塑形能力，使得内层管同步弯曲，且使得内层管保持轻微弯曲且不弯折封堵的状态，使得注浆管路和注浆支路保持畅通的输送状态。路和注浆支路保持畅通的输送状态。路和注浆支路保持畅通的输送状态。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构机注浆管路系统及其盾构机


[0001]本专利技术涉及隧道施工设备
，尤其涉及一种盾构机注浆管路系统及其盾构机。

技术介绍

[0002]隧道在采用盾构机进行施工时，盾构机上圆柱体组件的壳体即为护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。这就要求在对隧道的局部掘进前移后，需要立即对隧道的初始施工段进行管片的安装和注浆施工处理。
[0003]在进行管片安装施工时，管片拼装机可带动管片伸缩、旋转和移动等，可实现管片安装阶段的管片精确安装定位，使得盾构隧道内壁与管片外侧环形空隙；然后需要尽快对环形空隙之间进行注浆处理，防止地层产生过大变化，进而危及周围环境安全，所以一般通过盾构机自设的同步注浆系统及管片预留注浆孔，采用盾构边掘进边注浆方式。
[0004]在进行同步注浆时，水泥浆液凝固后，强度得到提高，但可能有局部不够均匀或因水泥浆液固结收缩产生空隙的情况；也可能因为注入过程中部分注浆管路内的水泥浆液会出现凝固，导致管路中测得的流量情况偏高，进而导致水泥浆液的实际注入量与设计注入量发生偏差，这会导致同步注浆后的二次注浆量和二次注浆次数明显提高，不利于盾构机的掘进作业，严重时会影响到整个隧道的建造效率；同时也会影响到二次注浆中的注浆精度和注浆效率。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中所存在的不足，本专利技术提供了一种盾构机注浆管路系统及其盾构机，以解决水泥浆液容易在注浆管路中出现凝固的情况，导致管路中测得的流量情况偏高，进而导致水泥浆液的实际注入量与设计注入量发生偏差，影响注浆精度和注浆效率的问题。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术的基础方案如下：一种盾构机注浆管路系统，包括注浆部，注浆部包括：
[0007]砂浆罐；
[0008]安装于砂浆罐内的砂浆搅拌器；
[0009]与砂浆罐连通的注浆泵；
[0010]控制注浆泵开启或关闭的第一控制器；
[0011]与注浆泵连通的注浆管路；
[0012]若干注浆支路，注浆支路的一端均与注浆管路连通，注浆支路原理注浆管路的一端上均一一连通有注浆头；
[0013]控制单元，控制单元包括PLC控制器、压力显示器、位于砂浆罐和注浆泵之间的第一压力传感器、位于注浆泵和注浆管路之间的第二压力传感器、位于注浆管路和注浆支路
之间的第三压力传感器以及位于注浆头处的第四压力传感器；第一控制器、压力显示器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器均与PLC控制器电联接；
[0014]注浆管路和注浆支路均包括内层管和外层管，内层管由PE材料制成，外层管由可弯曲形变的金属材料制成，内层管同轴套设在外层管内。
[0015]本专利技术的技术原理为：PLC控制器能够通过第一压力传感器的数据情况判断砂浆罐内水泥浆液的存量，当水泥浆液的存量较多时，则第一压力传感器处的压力数据较大；当水泥浆液的存量较少时，则第一压力传感器处的压力数据较小，便于及时获知水泥浆液存量，及时对砂浆罐内的水泥浆液进行补充；当在进行注浆时，PLC控制器可对比第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器测得的压力历史数据，进而判断水泥浆液是否有局部压力变化的，可快速的排除故障或封堵部分，及时处理相应的问题，避免影响到注浆管路系统的其他结构。
[0016]由于注浆管路和注浆支路均由内层管和外层管构成，在使用时，可根据需求注浆位置的需求轻微弯曲注浆管路和注浆支路，外层管具有非常好的形变和塑形能力，使得内层管同步弯曲，且使得内层管保持轻微弯曲且不弯折封堵的状态，使得注浆管路和注浆支路保持畅通的输送状态；同时由于内层管由PE材料制成，所以水泥浆液不易沾粘至内层管上，降低注浆管路和注浆支路被弯折封堵或被水泥浆液凝固封堵的可能性，能够提高注浆精度和注浆效率。
[0017]同时当内层管产生形变被压紧至外层管的内壁上时，外层管能够对内层管进行保护，避免内层管在局部高压的作用下破损爆裂。
[0018]进一步，还包括回流保护单元，回流保护单元包括：
[0019]与注浆管路连通的第一回流管，第一回流管与注浆管路之间设有可预设压力的第一泄压阀；当第二压力传感器测得的压力数据超过预设压力时，第一泄压阀开启连通第一回流管与注浆管路；
[0020]与注浆支路连通的第二回流管，第二回流管与注浆支路之间设有可预设压力的第二泄压阀；当第三压力传感器或第四压力传感器测得的压力数据超过预设压力时，第二泄压阀开启连通第二回流管与注浆支路；
[0021]第一泄压阀和第二泄压阀均与PLC控制器电联接，第一回流管和第二回流管均与砂浆罐连通。
[0022]通过上述设置，当注浆泵或注浆头出现故障，注浆管路或注浆支路内水泥浆液压力升高时，第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器测得的压力数据急剧升高，此时PLC控制器接受到相应信号，进而自动控制第一泄压阀或第二泄压阀打开，注浆管路或注浆支路内多余的水泥浆液通过第一回流管或第二回流管，同时PLC控制器通过第一控制器控制注浆泵关闭，使得水泥浆液回流至砂浆罐中，能对注浆泵、注浆管路、注浆支路或注浆头进行保护，也便于排查注浆泵、注浆管路、注浆支路或注浆头中的故障。
[0023]进一步，第二回流管与第一回流管的中部连通，且第一回流管与砂浆罐之间连通设置有回流泵。
[0024]通过上述设置，当第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器测得的压力数据急剧升高，PLC控制器通过第三控制器控制回流泵启动，回流泵的负压力作用至第一
回流管和第二回流管上，使得多余的水泥浆液回流快速，能够快速保护注浆泵、注浆管路、注浆支路或注浆头。
[0025]进一步，还包括清洗回收系统，高压注水机、控制高压注水机开启或关闭的第二控制器以及与高压注水机连通的注水管，注水管远离高压注水机的一端连通于注浆泵和砂浆罐之间，注水管靠近砂浆罐的一端上设有第一单向阀，砂浆罐靠近注水管的位置处设有第二单向阀，第二控制器、第一单向阀和第二单向阀均与PLC控制器电联接。
[0026]当注浆完成后，PLC控制器通过第二控制器启动高压注水机，与此同时PLC控制器控制第一单向阀开启、第二单向阀关闭、第一泄压阀开启、第二泄压阀开启以及回流泵启动，部分水也能从注浆头处喷出部分，对注浆头进行清洗；高压注水机将高压的清水泵入到注浆管路中，冲洗后的废水通过第一回流管、第二回流管和回流泵回到砂浆罐中，注浆管路、注浆支路、第一回流管和第二回流管中的多余水泥浆液被回收，可进行再利用；通过上述过程，能够降低水泥浆液粘附在注浆泵、注浆管路、注浆支路、注浆头、第一回流管和第二回流管中的可能性，使得注浆泵、注浆管路、注浆支路和注浆头更畅通，提升注浆精度。
[0027]进一步，第一回流管与注浆管路的连通处位于注浆管路远离注浆泵的一端处。
[0028]通过上述设置，第一回流管能够对注浆泵、注浆管路和注浆支路进行更好的保护，超压时能够从此注浆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构机注浆管路系统，包括注浆部，其特征在于，所述注浆部包括：砂浆罐；安装于砂浆罐内的砂浆搅拌器；与砂浆罐连通的注浆泵；控制注浆泵开启或关闭的第一控制器；与注浆泵连通的注浆管路；若干注浆支路，所述注浆支路的一端均与注浆管路连通，注浆支路原理注浆管路的一端上均一一连通有注浆头；控制单元，所述控制单元包括PLC控制器、压力显示器、位于砂浆罐和注浆泵之间的第一压力传感器、位于注浆泵和注浆管路之间的第二压力传感器、位于注浆管路和注浆支路之间的第三压力传感器以及位于注浆头处的第四压力传感器；所述第一控制器、压力显示器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器均与PLC控制器电联接；所述注浆管路和注浆支路均包括内层管和外层管，所述内层管由PE材料制成，外层管由可弯曲形变的金属材料制成，内层管同轴套设在外层管内。2.如权利要求1所述的一种盾构机注浆管路系统，其特征在于，还包括回流保护单元，所述回流保护单元包括：与注浆管路连通的第一回流管，所述第一回流管与注浆管路之间设有可预设压力的第一泄压阀；当第二压力传感器测得的压力数据超过预设压力时，第一泄压阀开启连通第一回流管与注浆管路；与注浆支路连通的第二回流管，所述第二回流管与注浆支路之间设有可预设压力的第二泄压阀；当第三压力传感器或第四压力传感器测得的压力数据超过预设压力时，第二泄压阀开启连通第二回流管与注浆支路；所述第一泄压阀和第二泄压阀均与PLC控制器电联接，第一回流管和第二回流管均与砂浆罐连通。3.如权利要求2所述的一种盾构机注浆管路系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾向峰，熊军，聂冠男，周琳，杨文豪，王跃，于功利，
申请(专利权)人：中国建筑第六工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：