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轴承知识

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盾构同步注浆泵应用分析及维护

01 注浆系统介绍

隧道施工中随着盾构的不断掘进,由于盾尾的抽出管片与洞壁之间会出现空隙,如不及时填充可能发生地表沉降等问题,因此需要对管片外侧与洞壁之间的环形空间进行注浆填充,用混凝土提供相应压力支持上方土体,确保管片衬砌的早期稳定性和间隙的密封性,从而有效地解决盾构掘进过程中引起地面沉降和结构漏水等问题。

目前国内盾构使用的同步注浆泵除了国外进口产品外,还有中铁装备自制的注浆泵,性能几乎与进口泵匹配。

02 同步注浆泵主要参数分析

施工中需根据实际地质条件决定注浆压力、注浆量、注浆速度等参数,以对注浆泵进行手动控制或者自动控制。自动控制时由上位机设定Z大及Z小注入压力,当注浆压力达到Z大设定压力时注浆泵将停止注浆,随着盾构的继续掘进,当浆液流动使注浆压力小于Z低注入压力时注浆泵再次启动进行注浆。

2.1 注浆压力

注浆压力是衡量浆液填充情况的重要参数之一,压力过大可能损坏管片,过小又不易注入浆液,需综合考虑地质、管片强度、设备性能、浆液性质、开挖仓压力等情况确定出既能完全充填盾尾空隙又安全的Z佳注浆压力值。

2.2注浆量

理论上同步注浆量是填充切削土体与管片间隙所需的浆液量,并根据地质、线路及掘进方式等因素考虑适当的饱满系数,以达到填充密实。

施工中达到设定的注浆量,也只能保证盾尾空隙理论上的填充饱满,实际的填充情况则取决于注浆压力。另外,注浆量也可根据注浆前后砂浆罐的容量之差来确定。

2.3注浆速度

注浆速度应与盾构的掘进速度相适应,过快可能导致堵管,过慢则会导致地层的坍塌或使管片受力不均,产生偏压。

03 同步注浆泵动作介绍

同步注浆泵为双管活塞出料,通过提升阀控制进、排浆口开闭,如下图所示。同步注浆泵由主油缸、清洗水箱、输送缸、进出料提升阀和活塞等元件组成。泵出料时注浆输送缸活塞由主油缸伸出推动,混凝土在压力作用下通过排浆口压入输送管道送至盾尾环形间隙。

主油缸达到Z大行程后,系统自动切换到泵吸料状态,注浆主油缸带动活塞回缩,混凝土在自重和吸力共同作用下被吸入输送缸,完成吸浆过程。输送缸在液压缸的往复驱动下,交替进行吸浆和排浆,实现混凝土的连续泵送。

04 同步注浆泵现场常见问题处理

使用过程中应经常对注浆设备进行彻底的清理、检查,要保持注浆管路畅通、压力显示系统准确无误,对发现的问题及时处理。

注浆泵常见故障如下:

(1)吸料提升阀油缸不动作:未及时清洗注浆泵,浆液硬化,造成活塞被卡。

(2)无注浆压力显示:注浆管路未及时清理硬化后堵塞,注浆压力传感器前部堵塞。

(3)注浆脉冲次数显示不正常:将脉冲计数开关调整至正确的合适位置。

(5)达不到设定注浆压力达不到:注浆动作正常但压力无法,由于注浆泵出料提升阀、吸料提升阀磨损,致使它们靠锥面的密封不严密。

对于注浆过程中出现的其他问题也应通过分析解决。注浆时浆液要从管片的对称位置注入,防止产生偏压使管片发生错台或损坏;若发现管片有破损、错台、上浮等现象应立即停止注浆;当注浆量突然增大时应检查是否发生了泄漏或注入掌子面的现象,若发生前述现象应停止注浆,妥善处理后再继续注入。

(来源:地下装备液压流体俱乐部)

发布时间:2022-04-19
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