本發(fā)明涉及盾構(gòu)機(jī)施工技術(shù)領(lǐng)域，是一種盾構(gòu)機(jī)連續(xù)自動(dòng)出土方法。

背景技術(shù)：

目前，國(guó)內(nèi)外地鐵土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)施工中，輸送渣土、渣土車接渣轉(zhuǎn)運(yùn)是一個(gè)必要的工序過(guò)程。其中涉及到盾構(gòu)機(jī)皮帶機(jī)輸送渣土系統(tǒng)及渣土車接渣水平運(yùn)輸系統(tǒng)。

土壓平衡盾構(gòu)皮帶機(jī)輸送渣土及渣土外運(yùn)整體過(guò)程如下：通過(guò)盾構(gòu)機(jī)前方刀盤(pán)對(duì)泥土進(jìn)行切削，切削后的渣土進(jìn)入土倉(cāng)，通過(guò)螺旋機(jī)將渣土從土倉(cāng)中排送至皮帶輸送機(jī)上，皮帶輸送機(jī)將渣土輸送至盾構(gòu)機(jī)臺(tái)車后方的出土口，落入渣土車箱中，由渣土車運(yùn)送至隧道洞口。盾構(gòu)每環(huán)出渣量約需要裝4箱，故渣土車由4節(jié)車廂組成，廂體間距85cm。當(dāng)廂體間隙通過(guò)出土口正下方時(shí)，盾構(gòu)機(jī)整體系統(tǒng)需要停止運(yùn)轉(zhuǎn)，以避免渣土散落在地，因而在一環(huán)推進(jìn)過(guò)程中需要至少4次停機(jī)，但這樣一來(lái)，一方面增加了施工時(shí)間，降低了施工效率，另一方面盾構(gòu)機(jī)整體系統(tǒng)在長(zhǎng)期施工過(guò)程中，頻繁的啟停增加其損壞的可能性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種盾構(gòu)機(jī)連續(xù)自動(dòng)出土方法，通過(guò)設(shè)置兩個(gè)出土口帶輸送機(jī)與兩個(gè)出土口之間的連通狀態(tài)可隨著渣土車的運(yùn)行、渣土箱的位移進(jìn)行切換，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)在單環(huán)掘進(jìn)連續(xù)不停機(jī)狀態(tài)下的出土，提高施工效率。

本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成：

一種盾構(gòu)機(jī)連續(xù)自動(dòng)出土方法，用于將盾構(gòu)機(jī)切削下的渣土從皮帶輸送機(jī)輸送至渣土車的渣土箱中，其特征在于：所述方法至少包括以下步驟：

在所述皮帶輸送機(jī)上設(shè)置兩個(gè)出土口，兩個(gè)出土口之間的距離與所述渣土車的相鄰兩個(gè)所述渣土箱之間的間距相對(duì)應(yīng)，在兩個(gè)出土口之間設(shè)置切換翻板，所述切換翻板通過(guò)在兩個(gè)所述出土口之間的折返實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)所述出土口的切換；

在所述出土裝置的下方布置紅外測(cè)線，所述紅外測(cè)線布置于所述渣土車的行進(jìn)線路上且位于兩個(gè)所述出土口之間，所述紅外測(cè)線用于對(duì)所述渣土箱的到位進(jìn)行檢測(cè)；

隨著所述渣土車的行駛，當(dāng)沿所述渣土車行駛方向上的第一個(gè)渣土箱阻擋所述紅外測(cè)線使其阻斷時(shí)，所述切換翻板利用沿所述渣土車行駛方向上的前一出土口向所述第一渣土箱內(nèi)出土；

隨著所述渣土車的行駛，當(dāng)所述第一渣土箱駛離所述紅外測(cè)線使其恢復(fù)接通時(shí)，所述切換翻板利用沿所述渣土車行駛方向的后一出土口向第二個(gè)渣土箱內(nèi)出土；

隨著所述渣土車的行駛，當(dāng)所述第二渣土箱阻擋所述紅外測(cè)線使其阻斷時(shí)，所述切換翻板利用所述前一出土口向所述第二渣土箱內(nèi)出土；

以此往復(fù)，直至出土完成。

所述紅外測(cè)線是通過(guò)若干組紅外電子延時(shí)感應(yīng)器所構(gòu)成的紅外測(cè)網(wǎng)，每組紅外電子延時(shí)感應(yīng)器包括兩個(gè)所述紅外電子延時(shí)感應(yīng)器，同組的紅外電子延時(shí)感應(yīng)器相向設(shè)置在所述渣土車行進(jìn)方向的兩側(cè)以構(gòu)成紅外測(cè)線，若干組所述紅外電子延時(shí)感應(yīng)器在高度方向上以一定間距間隔布置。

在所述出土口的兩側(cè)設(shè)置振動(dòng)電機(jī)，所述振動(dòng)電機(jī)的啟動(dòng)由所述紅外測(cè)線控制。

在所述切換翻板的上方設(shè)置噴淋管，所述噴淋管用于對(duì)所述皮帶輸送機(jī)的皮帶以及所述切換翻板進(jìn)行同時(shí)噴淋，所述噴淋管的啟動(dòng)由所述紅外測(cè)線控制。

所述氣動(dòng)翻盤(pán)的折返動(dòng)作由安裝在所述氣動(dòng)翻板兩側(cè)的氣缸連接控制，所述氣缸的氣動(dòng)由所述紅外測(cè)線控制。

所述兩個(gè)出土口之間的距離與所述渣土車的相鄰兩個(gè)所述渣土箱之間的間距相對(duì)應(yīng)指的是，所述兩個(gè)出土口之間的距離滿足于，當(dāng)所述紅外測(cè)線恢復(fù)接通時(shí)，所述前一出土口對(duì)準(zhǔn)所述第一渣土箱，所述后一出土口對(duì)準(zhǔn)所述第二渣土箱的要求。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：1）避免了盾構(gòu)機(jī)在推進(jìn)過(guò)程中的頻繁啟停，保證在推進(jìn)過(guò)程中系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)盾構(gòu)機(jī)電氣系統(tǒng)使用壽命，減少機(jī)械設(shè)備中易損部件的磨損。2）可以有效地平衡了渣土車土箱的土量分布，避免了土箱重量不勻產(chǎn)生的垂直吊裝的問(wèn)題。同時(shí)，也減少了渣土出土?xí)r渣土箱兩側(cè)的渣土飛濺溢出，對(duì)隧道內(nèi)的文明施工也起到了有效的作用。3）有效的減少了皮帶輸送機(jī)停機(jī)與渣土車啟停到位的時(shí)間，縮短了盾構(gòu)機(jī)循環(huán)掘進(jìn)的時(shí)間，緊湊了工序，提高了施工效率，相對(duì)于一些工期要求比較嚴(yán)格的盾構(gòu)施工工程，具有較大的實(shí)用意義。4）有效地避免了人為因素導(dǎo)致的渣土堆積外溢的問(wèn)題，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，減少了人工管控操作。5）簡(jiǎn)化了皮帶輸送機(jī)的人工清潔過(guò)程，優(yōu)化了皮帶輸送機(jī)的出土運(yùn)輸?shù)臅惩ㄐ?，及時(shí)對(duì)皮帶進(jìn)行清潔也對(duì)皮帶起到保護(hù)作用，可以延長(zhǎng)皮帶的使用壽命；同時(shí)對(duì)皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)也起到了保護(hù)作用，降低了皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)的故障率。6）對(duì)出土口出土起到了優(yōu)化作用，保證了出土的流暢性，有效地避免了在出土口出土不順狀況下導(dǎo)致渣土擁堵堆積的問(wèn)題；同時(shí)，渣土的及時(shí)順利輸送也是對(duì)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程的效率提高，對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)施工起到優(yōu)質(zhì)效果。

總的來(lái)說(shuō)，皮帶輸送機(jī)出土轉(zhuǎn)運(yùn)效率提高，工序銜接更加緊湊；減少了相關(guān)工序的人員配置，降低了設(shè)備故障率，減少了維修保養(yǎng)清潔時(shí)間；對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)施工的環(huán)施工時(shí)間有縮減效果，提高了盾構(gòu)掘進(jìn)施工的工作效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的正視圖；

圖2為本發(fā)明的俯視圖；

圖3為本發(fā)明的側(cè)視圖；

圖4為本發(fā)明在渣土箱處于初始位置時(shí)的布置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明在渣土箱更換位置后的布置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的控制流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解：

如圖1-6所示，圖中標(biāo)記1-17分別表示為：出土裝置1、出土口2、氣缸3、振動(dòng)電機(jī)4、氣動(dòng)翻板5、驅(qū)動(dòng)電機(jī)6、噴淋水管7、紅外電子延時(shí)傳感器8、皮帶9、皮帶輸送機(jī)滾輪10、一號(hào)出土口11、二號(hào)出土口12、盾構(gòu)機(jī)13、螺旋機(jī)14、渣土車15、一號(hào)渣土箱16、二號(hào)渣土箱17。

實(shí)施例：本實(shí)施例中盾構(gòu)機(jī)連續(xù)自動(dòng)出土方法應(yīng)用在盾構(gòu)機(jī)送渣土、渣土車接渣轉(zhuǎn)運(yùn)的工況中。如圖4所示，盾構(gòu)機(jī)13對(duì)其前方的泥土進(jìn)行切削，切削后的渣土進(jìn)入土倉(cāng)，通過(guò)螺旋機(jī)14將渣土從土倉(cāng)中排送至皮帶輸送機(jī)上。如圖4所示，皮帶輸送機(jī)包括兩個(gè)皮帶輸送機(jī)滾輪10、皮帶9以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)6，皮帶9將兩個(gè)皮帶輸送機(jī)滾輪10連成一體并構(gòu)成皮帶輪傳輸機(jī)構(gòu)，其中一個(gè)皮帶輸送機(jī)滾輪10與驅(qū)動(dòng)電機(jī)6相連接以作為皮帶輪傳輸機(jī)構(gòu)中的主動(dòng)輪為皮帶輪傳輸機(jī)構(gòu)傳輸動(dòng)力，而另一個(gè)皮帶輸送機(jī)滾輪10作為皮帶輪傳輸機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)輪進(jìn)行傳輸。在驅(qū)動(dòng)電擊6的驅(qū)動(dòng)下，皮帶9可繞著皮帶輪輸送機(jī)滾輪10轉(zhuǎn)動(dòng)，從而輸送掉落在其表面上的渣土，皮帶輸送機(jī)將渣土輸送至盾構(gòu)機(jī)13后方的出土口，落入渣土車箱中，由渣土車運(yùn)送至隧道洞口。

如圖4所示，本實(shí)施例中的連續(xù)自動(dòng)出土方法可依附一種盾構(gòu)連續(xù)自動(dòng)出土系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)主要包括兩部分，一部分是出土裝置1，另一部分是紅外電子延時(shí)傳感器8，其中出土裝置1設(shè)置在皮帶輸送機(jī)的出口處，主要起到向渣土車的渣土箱輸送渣土的作用，而紅外電子延時(shí)傳感器8主要起到檢測(cè)渣土車的渣土箱是否到位的作用。

如圖1所示，出土裝置1具有出土口2，渣土從出土口2處送出。如圖3所示，出土口2分為一號(hào)出土口11和二號(hào)出土口12，即出土裝置1具有兩個(gè)出土口2，其中一個(gè)為一號(hào)出土口11，另一個(gè)為二號(hào)出土口12。一號(hào)出土口11和二號(hào)出土口12均與皮帶輸送機(jī)構(gòu)成位置對(duì)應(yīng)，使皮帶輸送機(jī)所輸送的渣土可分別從一號(hào)出土口11或二號(hào)出土口12處送出。如圖4和圖5所示，一號(hào)出土口11為沿渣土車15行駛方向上的前一出土口，二號(hào)出土口12為后一出土口。

如圖2和圖3所示，在一號(hào)出土口11和二號(hào)出土口12之間設(shè)置有氣動(dòng)翻板5，在氣動(dòng)翻板5的兩側(cè)分別設(shè)置有氣缸3，氣缸3驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)翻板5折返翻轉(zhuǎn)從而實(shí)現(xiàn)在一號(hào)出土口11和二號(hào)出土口12間的切換，且其折返后的狀態(tài)滿足于使皮帶輸送機(jī)可以與兩個(gè)出土口中的一個(gè)出土口連通，而與另一個(gè)相隔斷的要求。具體而言，以圖3中所示的狀態(tài)為例，設(shè)氣動(dòng)翻板5處于原位，氣動(dòng)翻板5可使皮帶輸送機(jī)與一號(hào)出土口11構(gòu)成連通，渣土可從皮帶輸送機(jī)進(jìn)入一號(hào)出土口11，此時(shí)，氣動(dòng)翻板5使二號(hào)出土口12與皮帶輸送機(jī)隔斷，渣土無(wú)法從二號(hào)出土口12處送出。若需要更換出二號(hào)出土口12時(shí)，氣缸3的活塞桿收縮，氣動(dòng)翻板5在氣缸3的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（以圖3中所示方向?yàn)槔D(zhuǎn)到位后，此時(shí)氣動(dòng)翻板5使二號(hào)出土口12與皮帶輸送機(jī)相連通，渣土僅從二號(hào)出土口12處送出，同時(shí)一號(hào)出土口11與皮帶輸送機(jī)隔斷，渣土無(wú)法從一號(hào)出土口11處送出。

結(jié)合圖1至圖3所示，在出土裝置1的下方設(shè)置有三組紅外電子延時(shí)傳感器8，三個(gè)紅外電子延時(shí)傳感器8處于同一高度方向上，且以一定間距布置；三組紅外電子延時(shí)傳感器8均設(shè)置在一號(hào)出土口11和二號(hào)出土口12之間。每組紅外電子延時(shí)傳感器8包括兩個(gè)紅外電子延時(shí)傳感器8，兩個(gè)紅外電子延時(shí)傳感器8相向設(shè)置以形成紅外測(cè)線，三組紅外電子延時(shí)傳感器8形成紅外測(cè)網(wǎng)，如圖1和圖2中的虛線所示，兩個(gè)紅外電子延時(shí)傳感器8之間的距離滿足于使渣土車的渣土箱通過(guò)的需要。紅外測(cè)線的設(shè)置目的在于，檢測(cè)渣土箱是否到位。如圖4所示，當(dāng)渣土箱6經(jīng)過(guò)兩個(gè)紅外電子延時(shí)傳感器8之間時(shí)，紅外測(cè)線被阻斷，此時(shí)紅外電子延時(shí)傳感器8可觸發(fā)信號(hào)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集器控制出土裝置1進(jìn)行出土。

如圖3所示，在氣動(dòng)翻板5的上方設(shè)置有噴淋水管7，噴淋水管7的管道長(zhǎng)度稍長(zhǎng)于皮帶輸送機(jī)出土口處的寬度。噴淋水管7焊接固定在皮帶輸送機(jī)出土口的上方。噴淋水管7上開(kāi)設(shè)有朝向不同的兩部分噴淋孔，其中一部分噴淋孔朝向皮帶輸送機(jī)出土口處皮帶9，用于沖洗皮帶9，而另一部分噴淋孔朝向氣動(dòng)翻板5，用于沖洗氣動(dòng)翻板5，如圖3中的虛線部分所示。

如圖1和圖2所示，在出土裝置1的兩側(cè)安裝有振動(dòng)電機(jī)4，其安裝位置與氣動(dòng)翻板5的中部平齊。振動(dòng)電機(jī)4用于使出土裝置1產(chǎn)生振動(dòng)，避免渣土堵塞。在使用時(shí)，振動(dòng)電機(jī)4結(jié)合噴淋水管7對(duì)出土口出土起到了優(yōu)化作用，保證了出土的流暢性，有效地避免了在出土口出土不順狀況下導(dǎo)致渣土擁堵堆積的問(wèn)題；同時(shí)，渣土的及時(shí)順利輸送也是對(duì)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程的效率提高，對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)施工起到優(yōu)質(zhì)效果。

本實(shí)施例在使用時(shí)，如圖6所示，具有如下步驟：

1）如圖4所示，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)13開(kāi)始工作時(shí)，對(duì)其前方的泥土進(jìn)行切削，切削后的渣土進(jìn)入土倉(cāng)，通過(guò)螺旋機(jī)14將渣土從土倉(cāng)中排送至皮帶輸送機(jī)上。皮帶輸送機(jī)的皮帶9在驅(qū)動(dòng)電機(jī)6的驅(qū)動(dòng)下開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，將渣土輸送到出土裝置1處。當(dāng)皮帶輸送機(jī)啟動(dòng)時(shí)，三組紅外電子延時(shí)傳感器8開(kāi)始工作，同組的兩個(gè)紅外電子延時(shí)傳感器8之間形成紅外測(cè)線，三組紅外電子延時(shí)傳感器8形成紅外測(cè)網(wǎng)。當(dāng)隨著渣土車15的行駛，一號(hào)渣土箱16處于紅外電子延時(shí)傳感器8之間時(shí)，紅外測(cè)線被阻斷。此時(shí)，紅外電子延時(shí)傳感器8觸發(fā)信號(hào)至數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器通過(guò)氣缸3控制氣動(dòng)翻板5的動(dòng)作，使用一號(hào)出土口11出土，渣土便通過(guò)一號(hào)出土口11進(jìn)入到一號(hào)渣土箱16的內(nèi)部。在出土過(guò)程中一號(hào)渣土箱16不斷隨著渣土車15向圖4中箭頭所示方向行走，渣土逐漸裝滿一號(hào)渣土箱16。此處額外需要說(shuō)明是的，一號(hào)出土口11可以設(shè)定為初始狀態(tài)，即氣動(dòng)翻板5的初始狀態(tài)即為一號(hào)出土口11與皮帶輸送機(jī)相連通的狀態(tài)。

2）如圖5所示，在裝滿渣土之后，一號(hào)渣土箱16隨著渣土車15的行駛離開(kāi)紅外測(cè)線的范圍，即同組的兩個(gè)紅外電子延時(shí)傳感器8之間的紅外測(cè)線重新接通，此時(shí)紅外測(cè)線處于第一渣土箱16和第二渣土箱17之間。數(shù)據(jù)采集器根據(jù)紅外電子延時(shí)傳感器8所觸發(fā)的信號(hào)驅(qū)動(dòng)氣缸3氣動(dòng)，控制氣動(dòng)翻板5進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，使皮帶輸送機(jī)與二號(hào)出土口12相連通，且與一號(hào)出土口11相隔斷。使用二號(hào)出土口12對(duì)二號(hào)渣土箱17進(jìn)行出土，二號(hào)渣土箱17持續(xù)前進(jìn)，當(dāng)二號(hào)渣土箱17阻擋紅外電子延時(shí)傳感器8所形成的紅外測(cè)網(wǎng)時(shí)，數(shù)據(jù)采集器根據(jù)紅外電子延時(shí)傳感器8所觸發(fā)的信號(hào)驅(qū)動(dòng)氣缸3氣動(dòng)，控制氣動(dòng)翻板5進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，使皮帶輸送機(jī)與一號(hào)出土口11相連通，且與二號(hào)出土口12相隔斷，使用一號(hào)出土口11對(duì)二號(hào)渣土箱17繼續(xù)進(jìn)行出土。此時(shí)，一號(hào)渣土箱16和二號(hào)渣土箱17之間的出土過(guò)程不間斷，盾構(gòu)機(jī)13整體系統(tǒng)無(wú)需停止運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了盾構(gòu)機(jī)13的連續(xù)自動(dòng)出土。

3）在出土過(guò)程中，數(shù)據(jù)采集器根據(jù)紅外電子延時(shí)傳感器8的信號(hào)自動(dòng)啟動(dòng)噴淋水管7以對(duì)皮帶9和氣動(dòng)翻板5進(jìn)行清洗。同時(shí)，數(shù)據(jù)采集器也自動(dòng)啟動(dòng)振動(dòng)電機(jī)4，以使出土裝置1產(chǎn)生振動(dòng)，方便出土。

4）以此往復(fù)，完成出土工作。

本實(shí)施例在具體實(shí)施時(shí)：噴淋水管7的供電電源取自于皮帶輸送機(jī)供電電源，當(dāng)皮帶輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)，通過(guò)紅外電子延時(shí)繼電器8延時(shí)啟動(dòng)控制接入外供水管的電機(jī)運(yùn)行，進(jìn)而供水進(jìn)行噴淋。

振動(dòng)電機(jī)4的供電電源取自于皮帶輸送機(jī)的供電電源，當(dāng)皮帶輸送機(jī)運(yùn)行輸送渣土?xí)r，通過(guò)紅外電子延時(shí)繼電器8延時(shí)啟動(dòng)控制振動(dòng)電機(jī)4的運(yùn)行，進(jìn)而增強(qiáng)出土的流暢性。

通過(guò)紅外電子延時(shí)傳感器8和數(shù)據(jù)采集器的配合，可實(shí)現(xiàn)對(duì)出土裝置1、振動(dòng)電機(jī)4以及噴淋水管7的自動(dòng)化控制，皮帶輸送機(jī)出土轉(zhuǎn)運(yùn)效率提高，工序銜接更加緊湊；減少了相關(guān)工序的人員配置，降低了設(shè)備故障率，減少了維修保養(yǎng)清潔時(shí)間；對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)施工的環(huán)施工時(shí)間有縮減效果，提高了盾構(gòu)掘進(jìn)施工的工作效率。

雖然以上實(shí)施例已經(jīng)參照附圖對(duì)本發(fā)明目的的構(gòu)思和實(shí)施例做了詳細(xì)說(shuō)明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，在沒(méi)有脫離權(quán)利要求限定范圍的前提條件下，仍然可以對(duì)本發(fā)明作出各種改進(jìn)和變換，如：各裝置的具體型號(hào)、功率；各裝置之間的具體連接方式等，故在此不一一贅述。