发明内容

本发明的目的在于提供一种能够满足盾构机在复杂多变的工况下进行排浆的多通道排浆系统；本发明的目的还在于提供一种能够满足盾构机在复杂多变的工况下进行排浆的盾构机。

为实现上述目的，本发明中的多通道排浆系统采用如下技术方案：

一种多通道排浆系统，包括：

主排浆管线，用于设置在盾构机的后隔板的后方，主排浆管线上安装有排浆泵；

第一排浆管线，用于设置在所述后隔板的底部、且用于与盾构机的气垫仓连通，第一排浆管线与主排浆管线连通，第一排浆管线上安装有第一阀门；

多通道排浆系统还包括：

第二排浆管线，用于设置在盾构机的前隔板的底部、且用于与盾构机的泥水仓连通，第二排浆管线向后延伸用于穿过所述后隔板并与主排浆管线连通，第二排浆管线设有两条，两条第二排浆管线分别用于设置在盾构机的泥浆门的左右两侧，两条第二排浆管线上均安装有第二阀门；

第三排浆管线，用于设置在所述气垫仓的底部、且用于与所述气垫仓连通，第三排浆管线与主排浆管线连通，第三排浆管线上安装有第三阀门；

使用时，在盾构机刀盘不易结泥饼的地层中，打开泥浆门以及第一阀门，关闭第二阀门以及第三阀门，开启排浆泵，此时泥浆依次通过泥浆门及气垫仓底部进入第一排浆管线，然后经第一排浆管线进入主排浆管线实现排浆；

在泥浆门无法关闭、且盾构机刀盘易结泥饼的地层中或者在第一排浆管线管口堵塞的工况下，打开第三阀门，关闭第一阀门和第二阀门，开启排浆泵，此时泥浆通过第三排浆管线进入主排浆管线实现排浆；

在盾构机刀盘易结泥饼的粘性地层中，当盾构机刀盘顺时针旋转时，开启泥浆门左侧的第二阀门，关闭第一阀门、第三阀门以及右侧的第二阀门，开启排浆泵，此时泥浆通过左侧的第二排浆管线进入主排浆管线实现排浆；当盾构机刀盘逆时针旋转时，开启泥浆门右侧的第二阀门，关闭第一阀门、第三阀门以及左侧的第二阀门，开启排浆泵，此时泥浆通过右侧的第一排浆管线进入主排浆管线实现排浆。

上述技术方案的有益效果在于：本发明通过在原本主排浆管线、第一排浆管线以及一条第二排浆管线的基础上增加了一条第二排浆管线，以及增加了与气垫仓连通的第三排浆管线，并将两条第二排浆管线设置在盾构机泥浆门的左右两侧，将第三排浆管线设置在气垫仓的底部且与主排浆管线连通，在第二排浆管线以及第三排浆管线上均安装阀门。这样多通道排浆系统在使用时，不仅可以适用于现有技术中的排浆系统在正常掘进情况下、以及泥水仓底部积渣导致滞排时的排浆，而且还能通过设置在泥浆门左右两侧的第二排浆管线解决盾构机刀盘不同转向对泥水仓排浆的影响，即当盾构机刀盘顺时针旋转时，被盾构机刀盘带到泥水仓左侧的渣土随着泥浆可沿左侧的第二排浆管线排出；当盾构机刀盘逆时针旋转时，被盾构机刀盘带到泥水仓右侧的渣土随着泥浆可沿右侧的第二排浆管线排出；另外，通过第三排浆管线还能解决在泥浆门无法关闭、且盾构机刀盘易结泥饼或者第一排浆管线管口堵塞的情况下气垫仓的排浆。以此不仅能保证多通道排浆系统中渣土的正常排出，使得施工效率高，而且还增加了多通道排浆系统的使用工况，满足了盾构机在复杂多变的工况下的排浆需求。

进一步的，所述第二阀门用于设置在所述气垫仓内，第三排浆管线与第二排浆管线连通，第三排浆管线与第二排浆管线的连通位置设置在所述第二阀门的后方、且用于设置在气垫仓内。

上述技术方案的有益效果在于：通过将第三排浆管线与第二排浆管线进行连通，并将连通位置设置在气垫仓内，这样不仅能够缩短第三排浆管线的使用长度，节省加工时的材料，降低成本，而且简化了整个多通道排浆系统的管线布局，减小了管线的占用空间。另外，将连通位置设置在第二阀门的后方，以便于第二阀门对第二排浆管线的排浆进行单独控制。

进一步的，第二排浆管线上还安装有第四阀门，第四阀门位于第三排浆管线与第二排浆管线连通位置的后方。

上述技术方案的有益效果在于：通过在第二排浆管线上位于第三排浆管线与第二排浆管线连通位置的后方安装第四阀门，以便于通过第四阀门同时控制第三排浆管线与第二排浆管线的排浆，也即在第三排浆管线或第二排浆管线上的阀门无法正常关闭时，可通过第四阀门阻断两条管线的排浆。

进一步的，第四阀门用于设置在所述后隔板的后方。

上述技术方案的有益效果在于：将第四阀门设置在后隔板的后方，以保证第四阀门位于正常压力的环境下，以便于第四阀门的检修和维护。

进一步的，第三排浆管线设有两条，两条第三排浆管线分别与左右两侧的第二排浆管线连通，两条第三排浆管线上均安装有所述的第三阀门。

上述技术方案的有益效果在于：设置两条第三排浆管线，不仅可以保证一条第三排浆管线被堵塞时，通过另一条第三排浆管线进行排浆，而且通过将两条第三排浆管线分别与左右两侧的两条第二排浆管线连通，也简化了整个多通道排浆系统，减小了管线的占用空间。另外，在两条第三排浆管线上均安装第三阀门，以方便通过两个第三阀门分别对两条第三排浆管线排浆的通断进行单独控制。

进一步的，主排浆管线上还安装有总阀门，总阀门用于控制整个多通道排浆系统排浆的通断。

上述技术方案的有益效果在于：在主排浆管线上安装总阀门，以便于通过总阀门控制整个多通道排浆系统排浆的通断，同时也保证了在紧急情况下整个多通道排浆系统排浆通断的可靠性。

进一步的，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门以及总阀门均为液压阀。

上述技术方案的有益效果在于：将第一阀门、第二阀门、第三阀门以及总阀门设置为液压阀，不仅方便通过液压阀对各管路排浆的通断进行远程控制，而且液压阀具有振动小、噪声小以及使用寿命长等特点。

进一步的，两条第二排浆管线位于第一排浆管线上方的左右两侧。

上述技术方案的有益效果在于：将第二排浆管线设置在第一排浆管线上方的左右两侧，以保证泥水仓底部被渣土堵塞时，可通过第二排浆管线对泥水仓内的泥浆进行排出，进一步保证整个盾构机内泥浆的正常排出。

进一步的，多通道排浆系统还包括格栅，格栅罩设在第一排浆管线的前侧。

上述技术方案的有益效果在于：由于正常掘进时都使用第一排浆管线进行排浆，因此通过设置格栅，并将格栅罩设在主排浆管线的前侧，以防止大粒径的渣土进入第一排浆管线堵塞第一排浆管线，保证第一排浆管线能够正常排浆。

为实现上述目的，本发明中的盾构机采用如下技术方案：

一种盾构机，包括盾构机刀盘、前隔板、后隔板以及多通道排浆系统，其中，盾构机刀盘与前隔板之间为泥水仓，前隔板与后隔板之间为气垫仓，前隔板的底部设有泥浆门，多通道排浆系统，包括：

主排浆管线，设置在盾构机的后隔板的后方，主排浆管线上安装有排浆泵；

第一排浆管线，设置在所述后隔板的底部、且与盾构机的气垫仓连通，第一排浆管线与主排浆管线连通，第一排浆管线上安装有第一阀门；

多通道排浆系统还包括：

第二排浆管线，设置在盾构机的前隔板的底部、且与盾构机的泥水仓连通，第二排浆管线向后延伸用于穿过所述后隔板并与主排浆管线连通，第二排浆管线设有两条，两条第二排浆管线分别设置在盾构机的泥浆门的左右两侧，两条第二排浆管线上均安装有第二阀门；

第三排浆管线，设置在所述气垫仓的底部、且与所述气垫仓连通，第三排浆管线与主排浆管线连通，第三排浆管线上安装有第三阀门；

使用时，在盾构机刀盘不易结泥饼的地层中，打开泥浆门以及第一阀门，关闭第二阀门以及第三阀门，开启排浆泵，此时泥浆依次通过泥浆门及气垫仓底部进入第一排浆管线，然后经第一排浆管线进入主排浆管线实现排浆；

在泥浆门无法关闭、且盾构机刀盘易结泥饼的地层中或者在第一排浆管线管口堵塞的工况下，打开第三阀门，关闭第一阀门和第二阀门，开启排浆泵，此时泥浆通过第三排浆管线进入主排浆管线实现排浆；

在盾构机刀盘易结泥饼的粘性地层中，当盾构机刀盘顺时针旋转时，开启泥浆门左侧的第二阀门，关闭第一阀门、第三阀门以及右侧的第二阀门，开启排浆泵，此时泥浆通过左侧的第二排浆管线进入主排浆管线实现排浆；当盾构机刀盘逆时针旋转时，开启泥浆门右侧的第二阀门，关闭第一阀门、第三阀门以及左侧的第二阀门，开启排浆泵，此时泥浆通过右侧的第一排浆管线进入主排浆管线实现排浆。

上述技术方案的有益效果在于：本发明通过在原本主排浆管线、第一排浆管线以及一条第二排浆管线的基础上增加了一条第二排浆管线，以及增加了与气垫仓连通的第三排浆管线，并将两条第二排浆管线设置在盾构机泥浆门的左右两侧，将第三排浆管线设置在气垫仓的底部且与主排浆管线连通，在第二排浆管线以及第三排浆管线上均安装阀门。这样多通道排浆系统在使用时，不仅可以适用于现有技术中的排浆系统在正常掘进情况下、以及泥水仓底部积渣导致滞排时的排浆，而且还能通过设置在泥浆门左右两侧的第二排浆管线解决盾构机刀盘不同转向对泥水仓排浆的影响，即当盾构机刀盘顺时针旋转时，被盾构机刀盘带到泥水仓左侧的渣土随着泥浆可沿左侧的第二排浆管线排出；当盾构机刀盘逆时针旋转时，被盾构机刀盘带到泥水仓右侧的渣土随着泥浆可沿右侧的第二排浆管线排出；另外，通过第三排浆管线还能解决在泥浆门无法关闭、且盾构机刀盘易结泥饼或者第一排浆管线管口堵塞的情况下气垫仓的排浆。以此不仅能保证多通道排浆系统中渣土的正常排出，使得施工效率高，而且还增加了多通道排浆系统的使用工况，满足了盾构机在复杂多变的工况下的排浆需求。

进一步的，所述第二阀门设置在所述气垫仓内，第三排浆管线与第二排浆管线连通，第三排浆管线与第二排浆管线的连通位置设置在所述第二阀门的后方、且设置在气垫仓内。

上述技术方案的有益效果在于：通过将第三排浆管线与第二排浆管线进行连通，并将连通位置设置在气垫仓内，这样不仅能够缩短第三排浆管线的使用长度，节省加工时的材料，降低成本，而且简化了整个多通道排浆系统的管线布局，减小了管线的占用空间。另外，将连通位置设置在第二阀门的后方，以便于第二阀门对第二排浆管线的排浆进行单独控制。

进一步的，第二排浆管线上还安装有第四阀门，第四阀门位于第三排浆管线与第二排浆管线连通位置的后方。

上述技术方案的有益效果在于：通过在第二排浆管线上位于第三排浆管线与第二排浆管线连通位置的后方安装第四阀门，以便于通过第四阀门同时控制第三排浆管线与第二排浆管线的排浆，也即在第三排浆管线或第二排浆管线上的阀门无法正常关闭时，可通过第四阀门阻断两条管线的排浆。

进一步的，第四阀门设置在所述后隔板的后方。

上述技术方案的有益效果在于：将第四阀门设置在后隔板的后方，以保证第四阀门位于正常压力的环境下，以便于第四阀门的检修和维护。

进一步的，第三排浆管线设有两条，两条第三排浆管线分别与左右两侧的第二排浆管线连通，两条第三排浆管线上均安装有所述的第三阀门。

上述技术方案的有益效果在于：设置两条第三排浆管线，不仅可以保证一条第三排浆管线被堵塞时，通过另一条第三排浆管线进行排浆，而且通过将两条第三排浆管线分别与左右两侧的两条第二排浆管线连通，也简化了整个多通道排浆系统，减小了管线的占用空间。另外，在两条第三排浆管线上均安装第三阀门，以方便通过两个第三阀门分别对两条第三排浆管线排浆的通断进行单独控制。

进一步的，主排浆管线上还安装有总阀门，总阀门用于控制整个多通道排浆系统排浆的通断。

上述技术方案的有益效果在于：在主排浆管线上安装总阀门，以便于通过总阀门控制整个多通道排浆系统排浆的通断，同时也保证了在紧急情况下整个多通道排浆系统排浆通断的可靠性。

进一步的，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门以及总阀门均为液压阀。

上述技术方案的有益效果在于：将第一阀门、第二阀门、第三阀门以及总阀门设置为液压阀，不仅方便通过液压阀对各管路排浆的通断进行远程控制，而且液压阀具有振动小、噪声小以及使用寿命长等特点。

进一步的，两条第二排浆管线位于第一排浆管线上方的左右两侧。

上述技术方案的有益效果在于：将第二排浆管线设置在第一排浆管线上方的左右两侧，以保证泥水仓底部被渣土堵塞时，可通过第二排浆管线对泥水仓内的泥浆进行排出，进一步保证整个盾构机内泥浆的正常排出。

进一步的，多通道排浆系统还包括格栅，格栅罩设在第一排浆管线的前侧。

上述技术方案的有益效果在于：由于正常掘进时都使用第一排浆管线进行排浆，因此通过设置格栅，并将格栅罩设在主排浆管线的前侧，以防止大粒径的渣土进入第一排浆管线堵塞第一排浆管线，保证第一排浆管线能够正常排浆。