用于盾构同步注浆的防回流系统的制作方法

专利检索2025-06-13  15


本发明属于盾构施工同步注浆,具体涉及一种盾构同步注浆系统,尤其涉及一种用于盾构同步注浆的防回流系统。


背景技术:

1、盾构法因其施工效率高、安全性强和适应性强的特点,广泛应用于城市地铁、铁路及公路隧道的建设中,尤其适用于软弱地层的隧道建设。

2、盾构施工的注浆流程是在组装好的盾构管片(管状)外围注浆以实现盾构管片密封和固化效果的施工流程,包括同步注浆和二次注浆,其中,盾构同步注浆是在盾构机掘进过程中,在盾尾后方的盾构管片与外围土体之间的环形空间内进行注浆的过程,通过同步注浆系统将浆液填充到盾构管片与土体的间隙,待浆液硬化后可与盾构管片和土体形成一个整体并一同发挥密封、固化等作用。

3、由于盾构同步注浆与盾构机掘进同时进行,而盾构机的自身振动及盾构管片与土体之间的空隙等因素都可能引起地表变形,所以同步注浆在施工时极易受到注浆压力、注浆量、注浆速度等参数的影响而发生浆液回流的问题。

4、盾构同步注浆的浆液回流将对盾构机造成两个不利影响,其一是回流浆液会堵塞注浆口(即注浆管道的出口),上次注浆过程的回流浆液凝固后可能导致注浆口被封堵而无法实现下次注浆,其二是回流浆液会在注浆冲击作用下对盾尾刷造成一定程度损坏,从而降低盾尾刷的使用寿命。说明:盾尾刷安装于盾尾的圆周内壁,一般在盾构掘进方向依次安装有多圈盾尾刷,每圈盾尾刷围绕盾尾的圆周内壁形成环形保护体,与组装后形成管状的盾构管片的外壁之间形成弹性接触连接,具有防止泥浆、浆液、灰尘等进入盾构机内部的功能。

5、由于盾构同步注浆的浆液回流存在上述缺陷,现有实际应用和专利等文献中已经有多种解决浆液回流问题的技术方案。然而,传统的防浆液回流方案一般单独针对防止浆液堵塞注浆口或减少盾尾刷损耗而设计,或者具体结构难以达到理想的技术效果,无法实现可靠防止浆液堵塞注浆口和减少盾尾刷损耗的目的。


技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能够可靠防止浆液堵塞注浆口和减少盾尾刷损耗的用于盾构同步注浆的防回流系统。

2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的:

3、一种用于盾构同步注浆的防回流系统,包括盾尾、注浆管和盾尾刷,在圆周方向排列的多条所述注浆管分别安装于圆筒状的所述盾尾内,每条所述注浆管的出口与所述盾尾的后端表面齐平且形成注浆口,所述盾尾的圆周内壁上设有呈圆环形排列的所述盾尾刷,所述盾尾刷与组装后形成管状的盾构管片的外壁接触,所述用于盾构同步注浆的防回流系统还包括挡板、液压缸、导向杆和导向套管,所述盾尾的后端表面上靠近多个所述注浆口的位置分别设有液压缸安装凹槽,多个所述液压缸分别安装于多个所述液压缸安装凹槽内,所述盾尾的后端表面上位于每个所述液压缸安装凹槽两侧的位置分别设有导向杆安装凹槽,多个所述导向杆分别安装于多个所述导向杆安装凹槽内,与多个所述注浆口一一对应的多个扇形的所述挡板分别排列在所述盾尾的后端表面并合围成一个圆环形,每个所述挡板分别与对应所述液压缸的推杆连接,每个所述挡板上分别安装有两个导向套管且该两个导向套管分别套装在对应的两个所述导向杆上,每个所述挡板对应的一个所述液压缸的推杆与两个所述导向杆相互平行并满足以下条件:所有的所述液压缸的推杆收回后,每个所述挡板分别挡住对应的所述注浆口且不能挡住所述盾尾与所述盾构管片之间的圆环形空间,所有的所述液压缸的推杆伸出后,所有的所述挡板合围成的圆环体挡住所述盾尾与所述盾构管片之间的圆环形空间且不能挡住对应的所述注浆口。

4、作为优选,为了更好地控制挡板在盾尾的径向移动,每个所述挡板对应的一个所述液压缸的推杆与两个所述导向杆均与所述挡板的扇形中轴线平行,这里的扇形中轴线即为扇形圆心角与扇形外周边缘(或扇形内周边缘)中点之间的连线,也是盾尾的径向。

5、作为优选,为了避免浆液进入液压缸安装凹槽内影响液压缸运行,所述液压缸安装凹槽位于对应的所述注浆口与所述盾尾的后端内壁之间且满足以下条件:所述液压缸的推杆伸出后,对应的所述挡板将对应的所述液压缸安装凹槽全部挡住。

6、作为优选,为了避免浆液进入导向杆安装凹槽内影响导向套管与导向杆之间的正常导向滑动功能,所述挡板上远离所述盾尾中心线的外周边缘中与两个所述导向杆安装凹槽对应的位置分别向外凸起形成挡板凸起部且满足以下条件:所述液压缸的推杆伸出后,对应的所述挡板凸起部将对应的所述导向杆安装凹槽全部挡住。

7、作为优选,为了尽量避免浆液在挡板和挡板凸起部的外周边缘处聚集,所述挡板上远离所述盾尾的表面中远离所述盾尾中心线的位置以及所述挡板凸起部上远离所述盾尾的表面中远离所述盾尾中心线的位置均为斜面。

8、作为优选,为了可靠连接导向套管与挡板并减小导向套管与导向杆之间的滑动阻力,所述导向套管与对应的所述挡板焊接连接,所述导向套管与对应的所述导向杆之间设有直线轴承。

9、作为优选,为了尽量避免浆液从盾尾的外周边缘处回流至盾尾外壁前段,所述盾尾的后端表面靠近外周边缘的位置安装有圆环形挡板。

10、本发明的有益效果在于:

11、本发明通过在盾尾安装多个液压缸和多个挡板,利用液压缸的推杆驱动挡板在盾尾的径向移动,当液压缸的推杆处于收回状态时挡板刚好挡住注浆口、推杆处于伸出状态时挡板刚好挡住盾尾与盾构管片之间的圆环形空间,如此利用挡板实现了停止注浆后挡住注浆口防止浆液回流堵塞注浆口(注浆管内的浆液可以通过管路清洗避免浆液堵塞注浆口)以及注浆过程中挡住浆液回流以减少盾尾刷损耗的功能,并通过设置导向套管和导向杆实现挡板的可靠驱动,最终实现了通过挡板及关联部件构成的同一装置实现避免注浆口堵塞和保护盾尾刷的双重目的,很好地解决了盾构同步注浆浆液回流的两大弊端。



技术特征:

1.一种用于盾构同步注浆的防回流系统,包括盾尾、注浆管和盾尾刷,在圆周方向排列的多条所述注浆管分别安装于圆筒状的所述盾尾内,每条所述注浆管的出口与所述盾尾的后端表面齐平且形成注浆口,所述盾尾的圆周内壁上设有呈圆环形排列的所述盾尾刷,所述盾尾刷与组装后形成管状的盾构管片的外壁接触,其特征在于:所述用于盾构同步注浆的防回流系统还包括挡板、液压缸、导向杆和导向套管,所述盾尾的后端表面上靠近多个所述注浆口的位置分别设有液压缸安装凹槽,多个所述液压缸分别安装于多个所述液压缸安装凹槽内,所述盾尾的后端表面上位于每个所述液压缸安装凹槽两侧的位置分别设有导向杆安装凹槽,多个所述导向杆分别安装于多个所述导向杆安装凹槽内,与多个所述注浆口一一对应的多个扇形的所述挡板分别排列在所述盾尾的后端表面并合围成一个圆环形,每个所述挡板分别与对应所述液压缸的推杆连接,每个所述挡板上分别安装有两个导向套管且该两个导向套管分别套装在对应的两个所述导向杆上,每个所述挡板对应的一个所述液压缸的推杆与两个所述导向杆相互平行并满足以下条件:所有的所述液压缸的推杆收回后,每个所述挡板分别挡住对应的所述注浆口且不能挡住所述盾尾与所述盾构管片之间的圆环形空间,所有的所述液压缸的推杆伸出后,所有的所述挡板合围成的圆环体挡住所述盾尾与所述盾构管片之间的圆环形空间且不能挡住对应的所述注浆口。

2.根据权利要求1所述的用于盾构同步注浆的防回流系统,其特征在于:每个所述挡板对应的一个所述液压缸的推杆与两个所述导向杆均与所述挡板的扇形中轴线平行。

3.根据权利要求2所述的用于盾构同步注浆的防回流系统,其特征在于:所述液压缸安装凹槽位于对应的所述注浆口与所述盾尾的后端内壁之间且满足以下条件:所述液压缸的推杆伸出后,对应的所述挡板将对应的所述液压缸安装凹槽全部挡住。

4.根据权利要求3所述的用于盾构同步注浆的防回流系统,其特征在于:所述挡板上远离所述盾尾中心线的外周边缘中与两个所述导向杆安装凹槽对应的位置分别向外凸起形成挡板凸起部且满足以下条件:所述液压缸的推杆伸出后,对应的所述挡板凸起部将对应的所述导向杆安装凹槽全部挡住。

5.根据权利要求4所述的用于盾构同步注浆的防回流系统,其特征在于:所述挡板上远离所述盾尾的表面中远离所述盾尾中心线的位置以及所述挡板凸起部上远离所述盾尾的表面中远离所述盾尾中心线的位置均为斜面。

6.根据权利要求1-5中任何一项所述的用于盾构同步注浆的防回流系统,其特征在于:所述导向套管与对应的所述挡板焊接连接,所述导向套管与对应的所述导向杆之间设有直线轴承。

7.根据权利要求1-5中任何一项所述的用于盾构同步注浆的防回流系统,其特征在于:所述盾尾的后端表面靠近外周边缘的位置安装有圆环形挡板。


技术总结
本发明公开了一种用于盾构同步注浆的防回流系统,属于盾构施工同步注浆技术领域,包括盾尾、注浆管、盾尾刷、挡板、液压缸、导向杆和导向套管,盾尾的后端表面上靠近多个注浆口的位置分别安装有多个液压缸,液压缸的两侧分别安装有导向杆,多个扇形的挡板分别排列在盾尾的后端表面并合围成一个圆环形,每个挡板分别与对应液压缸的推杆连接,每个所述挡板上分别安装有两个导向套管且该两个导向套管分别套装在对应的两个导向杆上,每个挡板对应的一个液压缸的推杆与两个导向杆相互平行。本发明实现了通过挡板及关联部件构成的同一装置实现避免注浆口堵塞和保护盾尾刷的双重目的,很好地解决了盾构同步注浆浆液回流的两大弊端。

技术研发人员:张振,封坤,邓朝晖,王焕强,李小伟,廖周楷,付茂林,姜浩
受保护的技术使用者:中国水利水电第七工程局有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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