泥水盾構(gòu)機(jī)泥水循環(huán)系統(tǒng)操作技術(shù)探討

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1、泥水盾構(gòu)機(jī)泥水循環(huán)系統(tǒng)操作技術(shù)探討：介紹在泥水盾構(gòu)施工中泥水循環(huán)系統(tǒng)的主要作用及工作原理；并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)，就泥水盾構(gòu)在施工過(guò)程中泥水循環(huán)的操作、安全注意事項(xiàng)做一探討。　　關(guān)鍵詞：泥水循環(huán)；泥水操作技巧；泥水盾構(gòu)　　引言　　泥水加壓盾構(gòu)對(duì)于不穩(wěn)定的軟弱地層或地下水位高，含水砂層，粘土、沖積層以及洪積層等流動(dòng)性高的土質(zhì)，有很好的使用效果[1]；并具有土體適應(yīng)性強(qiáng)、對(duì)周?chē)馏w影響小、施工機(jī)械化程度高等優(yōu)點(diǎn)。所以被廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)在的隧道施工中。而對(duì)于泥水加壓盾構(gòu)來(lái)說(shuō)，渣土運(yùn)輸和開(kāi)挖面支護(hù)壓力都是通過(guò)泥水循環(huán)系統(tǒng)來(lái)提供的。因

2、此，泥水循環(huán)系統(tǒng)是泥水加壓盾構(gòu)的重要特征[2]；同時(shí)泥水循環(huán)系統(tǒng)的操作也是泥水加壓盾構(gòu)施工過(guò)程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)?！　?.泥水加壓式盾構(gòu)工作原理　　根據(jù)泥水加壓盾構(gòu)中對(duì)泥水系統(tǒng)壓力控制方式的不同，泥水加壓盾構(gòu)可劃分為直接控制型和間接控制型兩種[3]。　　1.1直接控制型　　直接控制型泥水系統(tǒng)流程是進(jìn)漿泥漿泵從地面泥水調(diào)整池將有壓力的泥水輸入盾構(gòu)泥水室，在泥水室與開(kāi)挖的泥砂混合后形成比重較高的泥漿，再由出漿泥漿泵輸送至配套的泥水處理場(chǎng)地。排出的泥水通常要經(jīng)過(guò)振動(dòng)篩、旋流器和壓濾機(jī)或離心機(jī)等三級(jí)分離處理，將渣土排除，清泥水再回

3、到泥水調(diào)整池重復(fù)循環(huán)使用?！　】刂颇嗨业哪嗨畨毫?，通常有倆種方法：若進(jìn)漿泥漿泵是變速泵，則通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)漿泥漿泵的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)壓力控制；若進(jìn)漿泥漿泵是恒速泵，則通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)漿節(jié)流閥的開(kāi)口比值來(lái)實(shí)現(xiàn)壓力控制?！　?.2間接控制型　　間接控制型泥水系統(tǒng)的工作特征，是由空氣和泥水雙重系統(tǒng)的組成的。在盾構(gòu)泥水室內(nèi)，裝有一道半隔板，將泥水室分隔成倆部分，在半隔板的前面充滿(mǎn)壓力泥漿，半隔板后面在盾構(gòu)曲線(xiàn)以上部分加入壓縮空氣，形成氣壓緩沖層，氣壓作用在隔板后面的泥漿接觸面上。由于在接觸面上的氣、液具有相同的壓力，因此只要調(diào)節(jié)空氣壓力，就可

4、以確定開(kāi)挖面上相應(yīng)的支護(hù)壓力。當(dāng)盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，由于泥漿的流失或盾構(gòu)推進(jìn)速度的變化，進(jìn)出泥漿量將會(huì)失去平衡，空氣和泥漿接觸面位置就會(huì)出現(xiàn)上下波動(dòng)現(xiàn)象。通過(guò)液位傳感器，可以根據(jù)液位的變化控制進(jìn)、出漿泥漿泵的轉(zhuǎn)速，使液位恢復(fù)到設(shè)定位置，以保持開(kāi)挖面支護(hù)夜里的穩(wěn)定?！　】諝馐业膲毫κ歉鶕?jù)開(kāi)挖面需要的支護(hù)泥漿壓力而確定的，空氣壓力可以通過(guò)專(zhuān)門(mén)的氣體保壓系統(tǒng)來(lái)設(shè)定，通過(guò)氣體保壓系統(tǒng)的自動(dòng)進(jìn)、排氣來(lái)達(dá)到壓力的恒定。由于空氣緩沖層的彈性作用，使液位波動(dòng)時(shí)對(duì)支護(hù)液無(wú)明顯影響?！　∫虼?，間接控制型泥水盾構(gòu)與直接控制型盾構(gòu)相比，控制系統(tǒng)更為簡(jiǎn)

5、化，對(duì)開(kāi)挖面土層支護(hù)更為穩(wěn)定，對(duì)地表沉陷的控制更為方便。下面就間接控制型泥水盾構(gòu)的操作技術(shù)進(jìn)行探討?！　D1間接控制型盾構(gòu)　　　　　　　　2.泥水循環(huán)系統(tǒng)的組成　　以武漢地鐵二號(hào)線(xiàn)越江隧道項(xiàng)目工程，海瑞克泥水混合式盾構(gòu)機(jī)S-508的泥水循環(huán)系統(tǒng)為例，循環(huán)系統(tǒng)主要包括2臺(tái)進(jìn)漿泵（P1.1泵、P1,.2泵）、3臺(tái)出漿泵（P2.1泵、P2.2泵、P2.3泵）、DN300泥漿管以及液壓、氣動(dòng)閥組成。該泥水循環(huán)系統(tǒng)分為倆種循環(huán)模式：　　　　　　2.1旁通循環(huán)模式　　當(dāng)V031、V050、V051閥打開(kāi)，V030、V032閥關(guān)閉時(shí)

6、為旁通循環(huán)模式。旁通循環(huán)模式時(shí)，泥漿不經(jīng)過(guò)開(kāi)挖面僅在進(jìn)、出漿泥漿管內(nèi)循環(huán)。這種循環(huán)模式主要用于循環(huán)系統(tǒng)啟動(dòng)初期泥漿流量的建立，以及在掘過(guò)程中或掘進(jìn)結(jié)束后降低管路中泥漿比重?！　　　　　　　D2旁通循環(huán)模式　　　　　　　　2.2開(kāi)挖循環(huán)模式　　當(dāng)V050、V051、V030、V032以及3路以上進(jìn)漿閥打開(kāi)，V031閥關(guān)閉時(shí)為開(kāi)挖循環(huán)模式。在開(kāi)挖循環(huán)模式時(shí)，泥漿會(huì)進(jìn)由進(jìn)漿管進(jìn)入開(kāi)挖倉(cāng)，再?gòu)拈_(kāi)挖倉(cāng)進(jìn)入出漿管，形成一個(gè)完整的循環(huán)，所以開(kāi)挖循環(huán)也稱(chēng)為大循環(huán)。這種循環(huán)模式主要用于盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)?！　　　　　　　D3開(kāi)挖循環(huán)模式　　3.

7、泥水循環(huán)系統(tǒng)的操作技術(shù)　　在盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，泥水循環(huán)系統(tǒng)的主要有倆方面的作用，一個(gè)是隨時(shí)補(bǔ)充開(kāi)挖倉(cāng)和作業(yè)倉(cāng)的漿液以保證掌子面和氣倉(cāng)液位（壓力）的穩(wěn)定，另一個(gè)是與刀盤(pán)切削掉下來(lái)的土塊碎石等混合后，攜渣的泥漿經(jīng)出漿管路將渣輸送到地面的泥水處理設(shè)備。其操作技巧主要包括一下幾方面：　　　　3.1保證進(jìn)、出漿流量的穩(wěn)定　　在掘進(jìn)過(guò)程中，泥漿流量的波動(dòng)會(huì)直接造成循環(huán)管路已經(jīng)開(kāi)挖倉(cāng)壓力的波動(dòng)，因此，在操作中要盡量保持泥漿流量的穩(wěn)定?！　　　　　?.1.1在操作時(shí)應(yīng)盡量避免因管路壓力分布不均勻而照成的泥漿流量波動(dòng)較大的情況發(fā)生。當(dāng)多臺(tái)

8、泥漿泵接力使用時(shí)，還需要考慮各泵使用效率的分布。其主要原則是，盡量確保接力泵的出口壓力相等或相差較少，以及各泵吸口壓力需預(yù)留2bar左右壓力（預(yù)防流量波動(dòng)時(shí)出現(xiàn)吸口吸空情況）?！　?.1.2閥門(mén)要平穩(wěn)操作，在泥漿循環(huán)時(shí)，幾個(gè)閥門(mén)要間隔的打開(kāi)和關(guān)閉，避免同時(shí)打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)的流量迅速波動(dòng)而形成的壓力快速上升現(xiàn)象[4]?！　?.1.3泥漿