土壓平衡盾構機工作原理

1、 土壓平衡盾構機流體輸送控制系統(tǒng)工作原理何於璉(中鐵隧道股份公司 河南新鄉(xiāng) 453000摘要 流體輸送系統(tǒng)用于盾構機的潤滑 、 密封 、 填充以及碴土改良 , 是盾構機中的重要系統(tǒng) 。 本文介紹了流體輸送系統(tǒng)的組成 ,并簡明敘述了襯砌背后注漿控制系統(tǒng)、 碴土改良控制系統(tǒng)、 主軸承油脂密封潤滑控制系統(tǒng)、 盾尾密封油脂注入控制系統(tǒng)的工作原理。 關鍵詞 流體輸送 非傳動 介質 控制 系統(tǒng) 原理W orki n g Pri n c i ple of Control Syste m of Flui d Conveyi n gSyste m s of EPB Shi eld Machi n esHE Yu

2、 2lian(China R ail w ay Tunnel S tock Co . , L td . , X ingxiang 453000, Henan, China Abstract:Fluid conveying syste m, which is app lied in the lubricati on, sealing, backfilling and conditi oning of EP B shield machines, is one of the i m portant syste m s of EP B shield This compositi on of the f

3、luid conveying syste m and the working p rinci p les of contr ol syste of ment lining, gr ound conditi oning syste m, main bearing grease sealing and grease injecti on syste m. Key words:fluid conveying; non 2transit; p le1 , 動的流體傳動系統(tǒng)外 系統(tǒng) , 它們的工作介質是油脂 、 油液 、 水泥砂漿 、 泡沫 劑 、 泥漿等 , 工作目標是實現(xiàn)盾構機某些部位的潤滑 、 密

4、封 、 填充以及碴土物理性能的改良 。該系統(tǒng)我們稱 之為流體輸送系統(tǒng) , 在保證盾構機的正常工作中起著 重要的作用 。流體輸送系統(tǒng)由襯砌背后注漿系統(tǒng) 、 碴土改良系 統(tǒng) 、 主軸承密封潤滑系統(tǒng) 、 盾尾密封系統(tǒng)等組成 , 如圖 1所示 。圖 1 流體輸送系統(tǒng)的組成Fig . 1 Compositi on of fluid conveying syste m2 襯砌背后注漿控制系統(tǒng)由于刀盤的開挖直徑大于管片襯砌的直徑 , 當盾尾隨盾構機前進而抽脫后 , 在管片的外壁與隧洞的內(nèi) 壁之間就會形成空隙 。這一空隙如不及時填充 , 可能 引起圍巖的松動 , 導致地表沉降 , 危及地表建筑物的安全 。 同

5、時還不利于管片的固定 , 當盾構機推進的反力 作用在管片上時 , 容易造成管片的偏斜 , 影響盾構機掘 進的姿態(tài) 。 為此 , 在管片襯砌完成后 , 應及時向其背后 的空隙進行填充注漿 。背襯注漿有及時注漿與同步注漿兩種形式 , 由于 同步注漿與盾構的推進同步進行 , 防止地表沉降的效 果好 , 所以本文只討論同步注漿系統(tǒng) 。在控制面板上設有顯示盾構機工作狀態(tài)的指示燈 , 當處于掘進狀態(tài)時 , 指示燈亮 , 提示可進行同步注漿。注漿速度是注漿系統(tǒng)需要控制的一個重要參數(shù) , 它必須與盾構機的掘進速度相適應 , 過快可能會導致 堵管 , 過慢則容易引起地層塌陷或使管片受力不均 , 控 制方法就是通

6、過電磁比例閥調(diào)節(jié)注漿泵的流量 。注漿泵流量的調(diào)節(jié)有手動控制與自動控制兩種方 式 , 兩種方式的選擇 , 可通過控制面板 上的 旋鈕 來 切換 。當選擇手動控制模式時 , 通過人工調(diào)節(jié)電位器旋 鈕 , 可改變電磁比例流量閥的開度 。當選擇自動控制 模式時 , 可通過注漿壓力的大小對注漿流量進行負反 饋調(diào)節(jié) 。 注漿的起始壓力和停止壓力通過上位機設 定 , 其數(shù)值應根據(jù)工程實際綜合地質 、 注漿量等情況考 慮 。 壓力參數(shù)設定后 , 當注漿壓力達到最大設定壓力 時 , 注漿泵將自動停止 。 隨著盾構機的繼續(xù)掘進 , 壓力第 25卷 第 6期 2005年 12月 隧道建設 Tunnel Constr

7、ucti on 25(6 :5759, 66Dec . 2005 會逐步減小 , 當減小到最小設定壓力時 , 注漿泵將再次 啟動 。圖 2 Fig . 2 Contr ol syste m of 充滿漿液 , 法判斷 。 首先 , 的數(shù)值 , , 然后通過注漿 泵工作循環(huán)計數(shù)器 , 。 一般情況下 , 實際注漿量適當大于理論注漿量屬正常 , 因為地層不 可避免地會形成漿液的泄漏 。 如果實際注漿量小于理 論注漿量 , 則說明注漿的速度太慢 , 不能達到填充密實 的目的 , 需要調(diào)整 。注漿壓力是注漿系統(tǒng)需要控制的另一個重要的參 數(shù) , 壓力過大可能會損壞管片 , 過小則漿液不易注入 ,、 管片

8、強度 、 設備性能 、 漿液性質 。 同時 , 注漿壓力的大小也可反映背襯漿液的 充盈程度 , 作為施工中控制注漿量的一種依據(jù) 。3 碴土改良控制系統(tǒng)碴土改良系統(tǒng)一般由泡沫注入系統(tǒng)與膨潤土泥漿 注入系統(tǒng)組成 , 由于膨潤土系統(tǒng)簡單 , 以下僅分析泡沫 注入系統(tǒng)的控制原理 , 如圖 3。泡沫控制系統(tǒng)有手動控制 、 半自動控制與自動控 制三種模式 , 對系統(tǒng)的啟動與停止 、 混合液的流量 、 壓 縮空氣的流量分別采用不同的方式進行控制 。圖 3 泡沫注入控制系統(tǒng)Fig . 3 Contr ol system of foam injecti on syste m85隧道建設 2005年 12月 第

9、25卷 在手動控制模式下 , 泡沫系統(tǒng)的啟動停止 、 混合液的流量與壓縮空氣的流量均由人工控制 , 通過控制面板上的操作按鈕實現(xiàn) 。在半自動控制模式下 , 可根據(jù)掘進速度自動啟停泡沫系統(tǒng) , 在上位機上可設置泡沫流量 、 泡沫膨脹率等參數(shù) , 在控制面板上可對壓縮空氣的流量進行人工調(diào)節(jié) 。在自動控制模式下 , 泡沫系統(tǒng)的啟動停止 、 泡沫混合液的流量與壓縮空氣的流量均根據(jù)掘進速度自動調(diào)節(jié) 。除非各種條件都比較理想時可采用自動控制模式外 , 一般情況下采用手動控制或半自動控制模式 。操作司機根據(jù)刀盤扭矩 、 土艙壓力及出碴情況等綜合參數(shù) , 依據(jù)個人經(jīng)驗對泡沫混合液與壓縮空氣的流量進行手動調(diào)節(jié)

10、。在上位機上 , 可對泡沫系統(tǒng)的各種參數(shù)進行設定 。在半自動模式下 , 設定泡沫流量與泡沫膨脹率 。在自動模式下 , 設定每條支管流量占總流量的百分比 、 泡沫注入率 、 泡沫膨脹率 、 泡沫劑占混合液的比例等 。 泡沫注入率是指泡沫體積與出碴體積之比 , 泡沫膨脹率是指泡沫流量與混合液流量之比 ?？刂泼姘迳显O有手動 、 半自動 、 全自動三個控制按鈕 , 用于進行泡沫注入控制模式的選擇 。4,外圈外密封 、 主軸承外圈第二 、 三道唇形密封 、 中心回 轉接頭 、 螺旋輸送機軸承供脂 。油脂泵向分配器供脂的流量由泵送頻率與排量決 定 , 泵的工作頻率由 P LC 控制電磁換向閥的工作頻率 來

11、調(diào)節(jié) 。4 syste sealing and lubrica 2 on。 參見圖 4。5 盾尾密封油脂注入控制系統(tǒng)圖 5 盾尾密封油脂注入控制系統(tǒng)Fig . 5 Contr ol syste m of tail skin sealing grease injecti on syste m盾尾密封油脂注入系統(tǒng)分若干路分別向盾尾前腔與后腔注入油脂 , 注脂的控制方式有自動控制與手動控制兩種 , 兩種方式的選擇 , 通過旋鈕開關實現(xiàn) 。 自動控制模式只適用于同步注漿工況 , 其中有壓力控制與行程控制兩種方法 。采用壓力控制時 , 應預先在上位機上設定電磁氣壓換向閥的工作最大等待時間和盾尾注脂的最大

12、允許壓力 。 當壓力超限時 , 可自動停止注脂 , 實現(xiàn)超壓保 護 。 在出現(xiàn)壓力超限之前 , 注脂量由閥的工作最大等 待時間決定 。采用行程控制時 , 應預先在上位機上設定控制工 作行程 、 控制工作行程內(nèi)每個油脂管的注入次數(shù)以及 相鄰兩個電磁氣壓換向閥的工作間隔等待時間 。 控制 工作行程是行程控制計算的基礎 , (下轉 66頁 95第 6期 何於璉 土壓平衡盾構機流體輸送控制系統(tǒng)工作原理的同時可對費用索賠或工期索賠計算中的錯誤進行調(diào) 整 。 對于無實際事實發(fā)生或無合同依據(jù)的索賠一般是 不能批準的 , 但對承包商提出的道義索賠需建設單位 根據(jù)實際情況靈活處理 。2. 3 良好的關系有利于友

13、好解決爭端在合同履行過程中 , 承發(fā)包雙方一般都會從有利 于自己的角度去解釋合同 , 并且常因理解上的不一致 而產(chǎn)生爭端 。 當事人可以選擇協(xié)商和解 、 第三人調(diào)解 、 仲裁 、 訴訟等方式解決爭端 。在這幾種解決爭端的方 式中 , 和解或調(diào)解是效率最高 、 成本最低 、 對雙方來說 較理想的解決爭端方式 。采用仲裁 、 訴訟方式解決爭 端 , 不僅花費的時間長 、 投入的成本大 , 而且會傷害雙 方之間的和氣 , 不利于以后的合作 。 特別是訴訟 , 要經(jīng) 歷一審 、 上訴等多個程序 , 往往歷時數(shù)年 , 當事人需要 付出大量的精力和物力 。因此 , 在建筑業(yè)界有這么一 句話 :即使是最糟糕

14、的和解 , 也比最好的仲裁強 ; 即使 是最糟糕的仲裁 , 也比最好的訴訟強 。若承發(fā)包雙方建立了相互信任的良好關系 , 一般 都會選擇和解來解決爭端 。若雙方的關系已趨緊張 , 在解決爭端時選擇和解的可能性較小 , 而選擇仲裁或 訴訟方式來解決爭端的可能性較大 。, 使工程進 度符合合同要求 ; , 嚴格按照規(guī)范施工 , 不偷工減料 , 確保工程質量符合業(yè)主要求的標準 。作 為建設單位應做到按時向承包商提供工作場地 , 對承 包商完成的工程及時計量 、 及時支付等 。 其次 , 雙方應 善意地對待對方提出的問題 , 不能先入主地認為對方 提出的問題會損害己方利益而采取不合作的態(tài)度 。 再 次

15、 , 雙方之間應相互協(xié)助 , 如承包商應允許建設單位或 建設單位雇用的其他承包商使用自己修建的道路 、 場 地等 , 建設單位應協(xié)調(diào)承包商與其他承包商之間的關 系 , 協(xié)助承包商處理與地方政府或社區(qū)的關系等 。 3結束語在建設項目實施過程中 , 建設單位和承包商可以 通過多種手段 、 不同方式對建設合同進行管理 。但不 論采用何種方式 , 簽訂公平合理的合同是搞好合同管 理的基礎 , 在建設單位與承包商之間建立良好的互信 互諒關系是合同順利履行的保證 。 如果能夠作到以上 兩點 , 建設單位和承包商都能通過建設合同的順利履 行而獲得滿意的結果 。參考文獻1 徐崇祿 , . . 北京 :中 ,

16、.2:人民出版社 , 1999. 33, 中國工程咨詢協(xié)會 . 菲迪克 (F I D 2 C . 北京 :機械工業(yè)出版社 , 2003. 5作者簡介 :石立新 , 男 , 1968年生 , 1990年畢業(yè)于西南交通 大學工民建專業(yè) , 大學本科 , 高級工程師 , 從事施工項目管理 。收稿日期 :2005-03-25(上接 59頁 在一段距離內(nèi) , 每個油脂管的注脂次數(shù)取多少為合理 , 需要事先計算 , 然后根據(jù)實際工況進行調(diào)整 , 相鄰閥的 工作間隔等待時間應與上者之間有合理的匹配關系 , 若設置不當 , 也會影響到實際注脂量的大小 。參考文獻1 曾慎聰 . 機械化盾構隧道掘進 M.杭州 :浙江大學出版社 , 2002作者簡介 :何於璉 , 男 , 1946年 10月出生 , 1970年畢業(yè)于 南京理工大學機械專業(yè) , 中鐵隧道股份公司高級工程師 , 現(xiàn)從 事盾構掘進機的研制工作 , 是國家 863計劃 盾構掘進機刀盤 -刀具與液壓驅動系統(tǒng)關鍵技術研究及其應用 課題的主要參 研人員 。收稿日期 :2005-10-20(上接 62頁 參考文獻1李學濤 . 關于一個公司預算失敗的分析 J .北京財會 , 2003(82吳祥云 . 建立國有資本經(jīng)營預算的若干思考 J .當代財 經(jīng) , 2005