(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202122799622.3 (22)申请日 2021.11.16 (73)专利权人 同济大学 地址 200092 上海市杨 浦区四平路1239号 专利权人 金华市轨道交通 集团有限公司 (72)发明人 徐永　廖少明　徐淼升　王源佑　 任星霖　 (74)专利代理 机构 常州西创专利代理事务所 (普通合伙) 32472 代理人 张磊 (51)Int.Cl. B01F 27/808(2022.01) B01F 27/90(2022.01) B01F 27/191(2022.01) B01F 33/501(2022.01)B01F 35/43(2022.01) B01F 35/71(2022.01) B01F 35/75(2022.01) B01F 35/22(2022.01) C09K 17/08(2006.01) (54)实用新型名称 一种盾构机防喷涌渣土改良剂制备装置 (57)摘要 本实用新型公开了一种盾构机防喷涌渣土 改良剂制备装置， 属于盾构机防喷涌领域。 本实 用新型的盾构机防喷涌渣土改良剂制备装置， 其 包括改良剂 搅拌罐、 石灰粉加料罐、 输料通道、 液 氮储罐、 改良剂输送泵、 液氮输送泵和控制柜， 改 良剂搅拌罐、 石灰粉加料罐和输料通道组成了渣 土改良剂混合搅拌机构； 液氮储 罐和液氮输送泵 组成了液氮供给机构， 一方面利用液氮控制改良 剂搅拌罐内的渣土改良剂浆液温度， 一方面在采 用渣土改良剂对渣土的稠度状态进行改善的基 础上， 进一步采用液氮对渣土进行针对性冻结改 良， 为局部高富水、 大涌水量地层的盾构防喷涌 渣土改良提供了一种高效的渣土改良剂制备装 置， 具有结构简单紧凑、 渣土改良效果好、 防喷涌 经济性好等优点。 权利要求书1页 说明书6页 附图3页 CN 216419021 U 2022.05.03 CN 216419021 U 1.一种盾构机防喷涌渣土改良剂制备装置， 其特征在于： 包括改良剂搅拌罐(1)、 石灰 粉加料罐(2)、 输料通道(3)、 液氮储 罐(6)、 改良剂输送泵(7)、 液氮输送泵(8)和控制柜(9)， 所述的石灰粉加料罐(2)的出料口通过输料通道(3)与改良剂搅拌罐(1)的石 灰粉加料口相 连接， 所述的改良剂搅拌罐(1)上设有用于与膨润土膨化装置通过输浆管道连接的膨润土 加料口， 用于在改良剂搅拌罐(1)内将由石灰粉加料罐(2)加入的生石 灰粉与膨润土膨化装 置输送来的膨化好的膨润土搅拌混合成渣土改良剂浆液； 所述的改良剂搅拌罐(1)的浆液 出料口通过管道与改良剂 输送泵(7)的进料口相连接， 所述的改良剂 输送泵(7)的出料口通 过改良剂输送管(7 ‑1)与改良剂注入孔(7 ‑2)相连接， 用于通过改良剂注入孔(7 ‑2)向盾构 机土仓(10)中的螺旋机(11)进土口处输送渣土改良剂浆液； 所述的液氮储罐(6)的出料口 分别通过液氮输送泵(8)与改良剂搅拌罐(1)和液氮注入孔(12)相连接， 用于向改良剂搅拌 罐(1)内加入 液氮来控制渣土改良剂浆液的温度和通过液氮注入孔(12)向螺旋机(11)的中 部注入液氮 来对渣土进 行冻结改良； 所述的控制柜(9)分别与改良剂搅拌罐(1)中的驱动机 构、 改良剂 输送泵(7)和液氮输送泵(8)通信连接， 用于控制渣土改良剂浆液的制备、 以及 渣 土改良剂浆液和液氮的输送动作。 2.根据权利要求1所述的一种盾构机防喷涌 渣土改良剂制备装置， 其特征在于： 所述的 改良剂搅拌罐(1)的主体形状为圆柱筒状， 所述的改良剂搅拌罐(1)的中心设有搅拌轴(1 ‑ 2)， 所述的搅拌轴(1 ‑2)上设有若干搅拌叶片(1 ‑3)， 所述的改良剂搅拌罐(1)的底部设有搅 拌电机(1 ‑4)， 所述的搅拌电机(1 ‑4)的输出轴与搅拌轴(1 ‑2)传动连接 。 3.根据权利要求2所述的一种盾构机防喷涌 渣土改良剂制备装置， 其特征在于： 所述的 改良剂搅拌罐(1)的顶部还设有上盖(1 ‑1)， 所述的上盖(1 ‑1)由固定盖(1 ‑1a)和转动盖(1 ‑ 1b)组成， 所述的固定盖(1 ‑1a)和转动盖(1 ‑1b)均为半圆形盖体结构， 所述的固定盖(1 ‑1a) 固定于改良剂搅拌罐(1)的顶部罐口上， 所述的转动盖(1 ‑1b)转动安装于改良剂搅拌罐(1) 的顶部罐口上， 且固定 盖(1‑1a)和转动盖(1 ‑1b)上下错开。 4.根据权利要求1或2或3所述的一种盾构机防喷涌渣土改良剂制备装置， 其特征在于： 所述的石 灰粉加料罐(2)的出料口位于罐体的最底部， 且石 灰粉加料罐(2)的出料口位置高 于改良剂搅拌罐(1)的石灰粉加料口， 所述的输料通道(3)倾斜设置， 输料通道(3)的上端与 石灰粉加料罐(2)的出料口相连接， 输料通道(3)的下端与改良剂搅拌罐(1)的石灰粉加料 口相连接 。 5.根据权利要求4所述的一种盾构机防喷涌 渣土改良剂制备装置， 其特征在于： 所述的 液氮输送泵(8)包括第一液氮输送泵(8 ‑1)和第二液氮输送泵(8 ‑2)， 所述的液氮储 罐(6)的 出料口一路通过第一液氮输送泵(8 ‑1)与改良剂搅拌罐(1)相连接， 另一路通过第二液氮输 送泵(8‑2)与螺旋机(11)中部的液氮 注入孔(12)相连接 。 6.根据权利要求5所述的一种盾构机防喷涌 渣土改良剂制备装置， 其特征在于： 所述的 改良剂搅拌罐(1)和石灰粉加料罐(2)分别通过安装支架(5)固定在平台(4)上， 所述的液氮 储罐(6)、 改良剂输送泵(7)、 液氮输送泵(8)和控制柜(9)均安装于平台(4)上。 7.根据权利要求6所述的一种盾构机防喷涌 渣土改良剂制备装置， 其特征在于： 所述的 液氮储罐(6)和控制柜(9)均设于石灰粉加料 罐(2)的底部 。 8.根据权利要求7所述的一种盾构机防喷涌 渣土改良剂制备装置， 其特征在于： 所述的 平台(4)底部还设有脚轮(4 ‑1)。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 216419021 U 2一种盾构机防喷涌渣土改良剂制备 装置 技术领域 [0001]本实用新型涉及一种盾构渣土改良剂制 备装置， 更具体地说， 涉及一种盾构机防 喷涌渣土改良剂制备装置 。 背景技术 [0002]随着国家城市化进程的不断推进， 城市地铁建设进入快速发展的高潮期， 地铁区 间隧道主要采用盾构机进行挖掘施工， 由于不同城市地质条件的区域性和复杂性特点， 盾 构法区间隧道的实际施工过程中也出现较多施工问题， 盾构卡机、 刀具非正常磨损、 刀盘结 泥饼、 螺旋机喷涌、 皮带机渣土倒流 等均直接影响盾构隧道的正常施工 。 [0003]螺旋机喷涌是盾 构施工中出现频率较高的施工问题， 其发生的主要原因在于土仓 中的渣土未达到较好的稠度状态， 渣土止水性较差， 而土仓中涌入的地下水较多， 便通过螺 旋机向出土口喷涌， 影响盾构机内正常操作施工， 严重时可能会造成掘进面失稳和盾构机 内部及隧道被淹的施工风险。 [0004]螺旋机喷涌的常规解决方法是进行渣土改良， 在现有技术中， 通常采用膨润土来 改善渣土的稠度状态和止水性， 然而， 在某些特殊地质条件下， 地下水水量大或带承压性， 常规渣土改良方法将无法解决喷涌问题； 而采用双螺旋机方案对盾构 选型方案变更幅度太 大， 增加了制造成本， 对于局部高富水情况， 使用效率有限， 且防喷涌效果受地质条件影响 也同样具有较高不确定性。 因此， 对于局部高富水、 大涌水量地层条件， 需要通过更加针对 性和有效性的渣土改良剂来进 行盾构螺旋机喷涌的控制。 为了满足盾构过程中的渣土改良 剂的制备需要， 有必要设计一种 盾构机防喷涌渣土改良剂制备装置 。 发明内容 [0005]1.实用新型要解决的技 术问题 [0006]本实用新型的目的旨在提供一种盾构机防喷涌渣土改良剂制备装置， 以满足盾构 过程中渣土改良剂的制备和泵送需要， 在本实用新型中， 采用膨润土和生石灰作为改良剂， 通过石灰粉加料罐将生石灰粉加入 改良剂搅拌罐内与膨化好的膨润土搅拌混合成渣土改 良剂浆液， 并且设置了液氮供给机构， 一方面利用液氮控制改良剂搅拌罐内的渣土改良剂 浆液温度， 一方面在采用渣土改良剂对渣土的稠度状态进行改善的基础上， 采用液氮对渣 土进行针对性冻结改良， 为局部高富水、 大涌 水量地层的盾构防喷涌渣土改良提供了一种 高效的渣土改良剂制备装置， 具有结构简单紧凑、 渣土改良效果好、 防喷涌经济性好等优 点。 [0007]2.技术方案 [0008]为达到上述目的， 本实用新型提供的技 术方案为： [0009]本实用新型的一种盾构机防喷涌渣土改良剂制 备装置， 包括改良剂搅拌罐、 石灰 粉加料罐、 输料通道、 液氮储罐、 改良剂 输送泵、 液氮输送泵和控制柜， 所述的石 灰粉加料罐 的出料口通过输料通道与改良剂搅拌罐的石 灰粉加料口相连接， 所述的改良剂搅拌罐上设说　明　书 1/6 页 3 CN 216419021 U 3