同步注浆系统能力提升优化

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同步注浆系统能力提升优化

吴哲喜1安兰朋2沈福良1马俊江2张林2

1中铁三局集团第二工程有限公司2天业通联(天津)有限公司

[摘??要]随着现代交通运输、地下工程、矿山开采、水利工程以及市政建设等需要,盾构技术已成为国内工程界的研究热点;当盾构机掘进后,在管片与底层之间、管片与盾尾壳体之间将存在一定空隙,为控制底层变形,减少沉降,并有利于提高隧道抗渗性以及管片衬砌的早期稳定,需要在管片壁后环向间隙采用注浆方式填充浆液。

[主题词]盾构机、同步注浆、施维英注浆泵

一.同步注浆原理

同步注浆基本原理是将具有长期稳定性及流动性,并能保证适当初凝时间的浆液,通过压力泵注入管片背后的建筑间隙,浆液在压力和自重作用下流向空隙各个部分并在一定时间内凝固,从而达到充填间隙,阻止土体塌落的目的;同步注浆要求注浆压力随盾构掘进过程中水土压力的变化而变化,注浆量随盾构掘进速度的变化而变化,即同步注浆需满足跟随性要求,盾构施工中使用同步注浆,可提高施工效率,增强设备运行可靠性。

二.同步注浆系统构成

同步注浆系统采用变频电机驱动的柱塞液压泵作为动力源,液压泵输出稳定、准确的液压流量,为注浆泵往复运动提供可靠保证,注浆泵出口安装有压力传感器、流量传感器、气动球阀装置,可将浆液流量、压力准确反馈到PLC电气系统中进行计算、比较,通过控制面板直观传达给操作手,操作手通过掘进速度,注浆注入容积,注浆压力实时进行控制。

三.H016盾构机同步注浆优化

应用于石家庄地铁2号线的H016盾构机,同步注浆系统改造前由2台18.5KW变频电机,2台液压泵,2台日本东邦工机PA30C注浆泵组成,为提高注浆效率,降低设备使用成本,改造后的同步注浆系统由2台30KW变频电机,2台大排量液压泵,2台德国施维英KSP12-2D注浆泵组成,此设计可节约30%设备改造成本,并增大了台车使用空间。每台施维英注浆泵输送2×6m3/h浆液,泵体包括2个带硬铬镀层的泵送缸,带2个泵送活塞,一个吸入和一个排出阀腔,液压驱动提升阀,这样,在吸入和排出转换的时候物料不会从吸入腔回冲到排出腔,保证无强烈磨损,1个水箱冲刷泵送缸,液压缸驱动泵送活塞和提升阀,控制-根据路径或时间-自动控制,液压阀带手动杆用于泵送-减压循环-反泵操作。改造前后的注浆系统性能特点对比见下表:

表1日本东邦工机与德国施维英注浆泵的技术性能对照表

表2日本东邦工机与德国施维英注浆泵的优缺点对照表

表3改造前与改造后注浆管优缺点对照表

四.结语

通过对H016盾构机同步注浆系统升级改造,盾尾注浆性能得到进一步提升,增加了施工作业效率,加强了设备运行安全性,降低了升级改造成本。

参考文献

1、刘建航,候学渊.盾构法隧道【M】.北京:科学出版社,1991

2、雷秀.液压与气压传动【M】.北京:机械工业出版社,2005

3、唐经元,唐元宁.掘进机与盾构机.中国铁道出版社,2009