【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及泥水盾构安全高效施工，具体涉及一种用于钙质结核地层的防卡泵-耐磨蚀盾构泥浆输送系统。
技术介绍
1、泥水平衡盾构以其具有施工速度快、自动化程度高、安全性能好、地质适应性强、对环境影响小等优越性能，而在隧道和地下空间工程施工过程中发挥了极其重要的作用。采用泥水平衡盾构进行隧道施工，刀盘切削土体将进入泥水舱与膨润土泥浆均匀混合，经过泥浆泵加压后通过管线输送至泥浆池进行渣浆分离，处理后的膨润土泥浆可回流至进浆池循环使用。
2、目前，盾构泥浆输送系统可以较好地满足软粘土地层施工需求。然而，随着隧道地质条件日益复杂，富含钙质结核地层盾构掘进过程中，碎石机难以在短时间内彻底破碎高强度的粗颗粒，致使渣块淤积过滤网前堵塞泥浆管线。此外，粗颗粒的钙质结核极易磨损运输管线，造成盾构因泥浆管线破损而无法继续掘进，严重制约盾构掘进效率和施工进度。以济南黄河隧道为例，钙质结核含量高达10％～20％，核径一般位于20～40mm范围内，部分可达80mm以上，呈散粒状或大块状。盾构掘进过程中管线堵塞、管线磨损严重等问题极为突出，因管线破损导致的频繁停机已经成为制约泥水盾构掘进效率的关键因素。针对现有泥浆输送系统防堵耐磨性能较差，难以满足钙质结核地层盾构施工需求，通过对泥浆输送设备进行防堵耐磨优化设计，可以显著提升钙质结核地层盾构掘进效率。
3、文献调研结果显示，目前国内学者已经针对泥浆管线防堵和耐磨优化设计进行了初步研究。例如，技术专利cn 208885281 u中提出了一种内部装有搅拌装置的泥浆防堵塞输送管线，通过搅动管
技术实现思路
1、针对富含钙质结核地层中掘进施工中卡泵堵塞、管壁磨损等关键技术难题，本技术提出了一种防卡泵-耐磨蚀盾构泥浆输送系统，不仅可以对泥浆管线中的钙质结核进行有效破碎，而且能够提升泥浆输送管线耐磨性能，合理提升管线使用寿命，保证了盾构掘进效率，提高了隧道施工进度。
2、为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：
3、第一方面，本技术提供用于钙质结核地层的防卡泵-耐磨蚀盾构泥浆输送系统，包括开挖仓、气垫仓、钙质结核破碎组件、进浆管、进浆泵、进浆中继泵、出浆泵、排浆管、排浆泵、排浆中继泵、泥浆池和调浆池；
4、所述气垫仓前端连接开挖仓，所述进浆管连通到开挖仓；所述排浆管从开挖仓下端引出，连接钙质结核破碎组件，再经管道连接排浆泵、排浆中继泵、进浆中继泵连接到进浆管；
5、所述钙质结核破碎组件包括钙质结核破碎机、过滤网和类“z”字型排浆管线，通过过滤网对粒径大的泥浆拦截以及类“z”字型排浆管线的回流，进行反复破碎形成小粒径泥浆；
6、所述泥浆池和调浆池管道分别连接到排浆中继泵、进浆中继泵之间的管道。
7、进一步，所述钙质结核破碎组件包括钙质结核破碎机、过滤网和类“z”字型排浆管线；排浆管出口连接到类“z”字型排浆管线，钙质结核破碎机设置于类“z”字型排浆管线前段，过滤网设置于类“z”字型排浆管线第二弯折处。
8、更进一步，所述类“z”字型排浆管线由第一、第二和第三排浆管线组成，第一排浆管线和第三排浆管线均为水平，第一排浆管线通过斜向上升的第二排浆管线连接到第三排浆管线。
9、再进一步，所述过滤网设置于第二排浆管线的尾端。
10、再进一步，所述第二排浆管线与水平线的夹角为30～60°；所述第二排浆管线的管径由底端至顶端逐渐增大。
11、进一步，所述过滤网的孔径为20mm。
12、进一步，所述管道的截面形状为偏心管结构，分为偏心直管和偏心弯管，偏心结构部分对易磨损管外壁进行加厚。
13、进一步，所述管道采用镍铬合金制作，硬度为钙质结核的1.2倍。
14、进一步，所述进浆管和排浆管之间连接有支管。
15、进一步，所述进浆中继泵和排浆中继泵之间连接有支管。
16、进一步，为了便于管线堆放和运输作业，提升泥浆管线的稳定性，管线底部设计水平底座。
17、第二方面，本技术提供第一方面所述系统破碎处理处理步骤如下：
18、步骤一：第一排浆管线中携带钙质结核的含渣泥浆通过破碎机时进行初次破碎，经过处理后进入第二倾斜排浆管线；
19、步骤二：含渣泥浆中颗粒粒径大于20mm的钙质结核将在第二排浆管线顶端被钢制过滤网拦截；由于管线与水平面呈30～60°夹角，管径自底端至顶端逐渐增大，含渣泥浆自底端流向顶端的过程中流速逐渐降低，钙质结核在重力作用下将滑落至破碎机处进行反复破碎处理；
20、步骤三：第二段倾斜排浆管中颗粒粒径小于20mm的钙质结核通过钢制过滤网后进入第三排浆管线中，经泥浆循环系统输送至泥浆池进行分离。
21、与现有的技术方案相比，本技术的有益效果主要表现为：
22、1.本技术所述的钙质结核破碎处理组件能够对含渣泥浆中的钙质结核颗粒进行彻底破碎处理，降低了钙质结核淤积在泥浆管线内部造成卡泵。
23、2.本技术所述的一种耐磨蚀泥浆管线采用偏心结构设计方案，既能够增加泥浆管线耐磨能力，合理延长了泥浆管线使用寿命。
24、3.本技术所述的泥浆管线材料采用镍铬合金制作，设计硬度约为钙质结核的1.2倍，可以避免钙质结核冲击泥浆管线造成管壁崩裂。
25、4.本技术所述的泥浆管线设计了水平底座，显著提高了泥浆管线的堆放稳定性和运输便捷性。
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1.用于钙质结核地层的防卡泵-耐磨蚀盾构泥浆输送系统，其特征在于：包括开挖仓、气垫仓、钙质结核破碎组件、进浆管、进浆泵、进浆中继泵、出浆泵、排浆管、排浆泵、排浆中继泵、泥浆池和调浆池；
2.根据权利要求1所述的用于钙质结核地层的防卡泵-耐磨蚀盾构泥浆输送系统，其特征在于：所述钙质结核破碎组件包括钙质结核破碎机、过滤网和类“Z”字型排浆管线；排浆管出口连接到类“Z”字型排浆管线，钙质结核破碎机设置于类“Z”字型排浆管线前段，过滤网设置于类“Z”字型排浆管线第二弯折处。
3.根据权利要求2所述的用于钙质结核地层的防卡泵-耐磨蚀盾构泥浆输送系统，其特征在于：所述类“Z”字型排浆管线由第一、第二和第三排浆管线组成，第一排浆管线和第三排浆管线均为水平，第一排浆管线通过斜向上升的第二排浆管线连接到第三排浆管线。
4.根据权利要求3所述的用于钙质结核地层的防卡泵-耐磨蚀盾构泥浆输送系统，其特征在于：所述过滤网设置于第二排浆管线的尾端。
5.根据权利要求3所述的用于钙质结核地层的防卡泵-耐磨蚀盾构泥浆输送系统，其特征在于：所述第二排浆管线与水平线的
6.根据权利要求1所述的用于钙质结核地层的防卡泵-耐磨蚀盾构泥浆输送系统，其特征在于：所述过滤网的孔径为20mm。
7.根据权利要求1所述的用于钙质结核地层的防卡泵-耐磨蚀盾构泥浆输送系统，其特征在于：所述管道的截面形状为偏心管结构，分为偏心直管和偏心弯管，偏心结构部分对易磨损管外壁进行加厚。
8.根据权利要求1所述的用于钙质结核地层的防卡泵-耐磨蚀盾构泥浆输送系统，其特征在于：所述管道采用镍铬合金制作，硬度为钙质结核的1.2倍。
9.根据权利要求1所述的用于钙质结核地层的防卡泵-耐磨蚀盾构泥浆输送系统，其特征在于：所述进浆管和排浆管之间连接有支管。
10.根据权利要求1所述的用于钙质结核地层的防卡泵-耐磨蚀盾构泥浆输送系统，其特征在于：所述进浆中继泵和排浆中继泵之间连接有支管。
...【技术特征摘要】
1.用于钙质结核地层的防卡泵-耐磨蚀盾构泥浆输送系统，其特征在于：包括开挖仓、气垫仓、钙质结核破碎组件、进浆管、进浆泵、进浆中继泵、出浆泵、排浆管、排浆泵、排浆中继泵、泥浆池和调浆池；
2.根据权利要求1所述的用于钙质结核地层的防卡泵-耐磨蚀盾构泥浆输送系统，其特征在于：所述钙质结核破碎组件包括钙质结核破碎机、过滤网和类“z”字型排浆管线；排浆管出口连接到类“z”字型排浆管线，钙质结核破碎机设置于类“z”字型排浆管线前段，过滤网设置于类“z”字型排浆管线第二弯折处。
3.根据权利要求2所述的用于钙质结核地层的防卡泵-耐磨蚀盾构泥浆输送系统，其特征在于：所述类“z”字型排浆管线由第一、第二和第三排浆管线组成，第一排浆管线和第三排浆管线均为水平，第一排浆管线通过斜向上升的第二排浆管线连接到第三排浆管线。
4.根据权利要求3所述的用于钙质结核地层的防卡泵-耐磨蚀盾构泥浆输送系统，其特征在于：所述过滤网设置于第二排浆管线的尾端。
5.根据权利要求3所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵世超，肖明清，唐少辉，丁宁，刘浩，张晓平，张旗，张亮亮，李馨芳，
申请(专利权)人：济南城市建设集团有限公司，
类型：新型
国别省市：
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