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盾構(gòu)同步注漿泵應(yīng)用分析及維護(hù)

01 注漿系統(tǒng)介紹

隧道施工中隨著盾構(gòu)的不斷掘進(jìn),由于盾尾的抽出管片與洞壁之間會出現(xiàn)空隙,如不及時填充可能發(fā)生地表沉降等問題,因此需要對管片外側(cè)與洞壁之間的環(huán)形空間進(jìn)行注漿填充,用混凝土提供相應(yīng)壓力支持上方土體,確保管片襯砌的早期穩(wěn)定性和間隙的密封性,從而有效地解決盾構(gòu)掘進(jìn)過程中引起地面沉降和結(jié)構(gòu)漏水等問題。

目前國內(nèi)盾構(gòu)使用的同步注漿泵除了國外進(jìn)口產(chǎn)品外,還有中鐵裝備自制的注漿泵,性能幾乎與進(jìn)口泵匹配。

02 同步注漿泵主要參數(shù)分析

施工中需根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件決定注漿壓力、注漿量、注漿速度等參數(shù),以對注漿泵進(jìn)行手動控制或者自動控制。自動控制時由上位機(jī)設(shè)定Z大及Z小注入壓力,當(dāng)注漿壓力達(dá)到Z大設(shè)定壓力時注漿泵將停止注漿,隨著盾構(gòu)的繼續(xù)掘進(jìn),當(dāng)漿液流動使注漿壓力小于Z低注入壓力時注漿泵再次啟動進(jìn)行注漿。

2.1 注漿壓力

注漿壓力是衡量漿液填充情況的重要參數(shù)之一,壓力過大可能損壞管片,過小又不易注入漿液,需綜合考慮地質(zhì)、管片強(qiáng)度、設(shè)備性能、漿液性質(zhì)、開挖倉壓力等情況確定出既能完全充填盾尾空隙又安全的Z佳注漿壓力值。

2.2注漿量

理論上同步注漿量是填充切削土體與管片間隙所需的漿液量,并根據(jù)地質(zhì)、線路及掘進(jìn)方式等因素考慮適當(dāng)?shù)娘枬M系數(shù),以達(dá)到填充密實(shí)。

施工中達(dá)到設(shè)定的注漿量,也只能保證盾尾空隙理論上的填充飽滿,實(shí)際的填充情況則取決于注漿壓力。另外,注漿量也可根據(jù)注漿前后砂漿罐的容量之差來確定。

2.3注漿速度

注漿速度應(yīng)與盾構(gòu)的掘進(jìn)速度相適應(yīng),過快可能導(dǎo)致堵管,過慢則會導(dǎo)致地層的坍塌或使管片受力不均,產(chǎn)生偏壓。

03 同步注漿泵動作介紹

同步注漿泵為雙管活塞出料,通過提升閥控制進(jìn)、排漿口開閉,如下圖所示。同步注漿泵由主油缸、清洗水箱、輸送缸、進(jìn)出料提升閥和活塞等元件組成。泵出料時注漿輸送缸活塞由主油缸伸出推動,混凝土在壓力作用下通過排漿口壓入輸送管道送至盾尾環(huán)形間隙。

主油缸達(dá)到Z大行程后,系統(tǒng)自動切換到泵吸料狀態(tài),注漿主油缸帶動活塞回縮,混凝土在自重和吸力共同作用下被吸入輸送缸,完成吸漿過程。輸送缸在液壓缸的往復(fù)驅(qū)動下,交替進(jìn)行吸漿和排漿,實(shí)現(xiàn)混凝土的連續(xù)泵送。

04 同步注漿泵現(xiàn)場常見問題處理

使用過程中應(yīng)經(jīng)常對注漿設(shè)備進(jìn)行徹底的清理、檢查,要保持注漿管路暢通、壓力顯示系統(tǒng)準(zhǔn)確無誤,對發(fā)現(xiàn)的問題及時處理。

注漿泵常見故障如下:

(1)吸料提升閥油缸不動作:未及時清洗注漿泵,漿液硬化,造成活塞被卡。

(2)無注漿壓力顯示:注漿管路未及時清理硬化后堵塞,注漿壓力傳感器前部堵塞。

(3)注漿脈沖次數(shù)顯示不正常:將脈沖計數(shù)開關(guān)調(diào)整至正確的合適位置。

(5)達(dá)不到設(shè)定注漿壓力達(dá)不到:注漿動作正常但壓力無法,由于注漿泵出料提升閥、吸料提升閥磨損,致使它們靠錐面的密封不嚴(yán)密。

對于注漿過程中出現(xiàn)的其他問題也應(yīng)通過分析解決。注漿時漿液要從管片的對稱位置注入,防止產(chǎn)生偏壓使管片發(fā)生錯臺或損壞;若發(fā)現(xiàn)管片有破損、錯臺、上浮等現(xiàn)象應(yīng)立即停止注漿;當(dāng)注漿量突然增大時應(yīng)檢查是否發(fā)生了泄漏或注入掌子面的現(xiàn)象,若發(fā)生前述現(xiàn)象應(yīng)停止注漿,妥善處理后再繼續(xù)注入。

(來源:地下裝備液壓流體俱樂部)

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