土壓平衡盾構(gòu)機(jī)工作原理

1、 土壓平衡盾構(gòu)機(jī)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(gòu)機(jī)的潤滑 、 密封 、 填充以及碴土改良 , 是盾構(gòu)機(jī)中的重要系統(tǒng) 。 本文介紹了流體輸送系統(tǒng)的組成 ,并簡(jiǎn)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(guān)鍵詞 流體輸送 非傳動(dòng) 介質(zhì) 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(dòng)的流體傳動(dòng)系統(tǒng)外 系統(tǒng) , 它們的工作介質(zhì)是油脂 、 油液 、 水泥砂漿 、 泡沫 劑 、 泥漿等 , 工作目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)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(gòu)機(jī)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(dāng)盾尾隨盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)而抽脫后 , 在管片的外壁與隧洞的內(nèi) 壁之間就會(huì)形成空隙 。這一空隙如不及時(shí)填充 , 可能 引起圍巖的松動(dòng) , 導(dǎo)致地表沉降 , 危及地表建筑物的安全 。 同

5、時(shí)還不利于管片的固定 , 當(dāng)盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)的反力 作用在管片上時(shí) , 容易造成管片的偏斜 , 影響盾構(gòu)機(jī)掘 進(jìn)的姿態(tài) 。 為此 , 在管片襯砌完成后 , 應(yīng)及時(shí)向其背后 的空隙進(jìn)行填充注漿 。背襯注漿有及時(shí)注漿與同步注漿兩種形式 , 由于 同步注漿與盾構(gòu)的推進(jìn)同步進(jìn)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(shè)有顯示盾構(gòu)機(jī)工作狀態(tài)的指示燈 , 當(dāng)處于掘進(jìn)狀態(tài)時(shí) , 指示燈亮 , 提示可進(jìn)行同步注漿。注漿速度是注漿系統(tǒng)需要控制的一個(gè)重要參數(shù) , 它必須與盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)速度相適應(yīng) , 過快可能會(huì)導(dǎo)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(dòng)控制與自動(dòng)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(dāng)選擇手動(dòng)控制模式時(shí) , 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(dāng)選擇自動(dòng)控制 模式時(shí) , 可通過注漿壓力的大小對(duì)注漿流量進(jìn)行負(fù)反 饋調(diào)節(jié) 。 注漿的起始?jí)毫屯Ｖ箟毫νㄟ^上位機(jī)設(shè) 定 , 其數(shù)值應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際綜合地質(zhì) 、 注漿量等情況考 慮 。 壓力參數(shù)設(shè)定后 , 當(dāng)注漿壓力達(dá)到最大設(shè)定壓力 時(shí) , 注漿泵將自動(dòng)停止 。 隨著盾構(gòu)機(jī)的繼續(xù)掘進(jìn) , 壓力第 25卷 第 6期 2005年 12月 隧道建設(shè) Tunnel Constr

7、ucti on 25(6 :5759, 66Dec . 2005 會(huì)逐步減小 , 當(dāng)減小到最小設(shè)定壓力時(shí) , 注漿泵將再次 啟動(dòng) 。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(jì)數(shù)器 , 。 一般情況下 , 實(shí)際注漿量適當(dāng)大于理論注漿量屬正常 , 因?yàn)榈貙硬?可避免地會(huì)形成漿液的泄漏 。 如果實(shí)際注漿量小于理 論注漿量 , 則說明注漿的速度太慢 , 不能達(dá)到填充密實(shí) 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(gè)重要的參 數(shù) , 壓力過大可能會(huì)損壞管片 , 過小則漿液不易注入 ,、 管片

8、強(qiáng)度 、 設(shè)備性能 、 漿液性質(zhì) 。 同時(shí) , 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(jiǎn)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(dòng)控制 、 半自動(dòng)控制與自動(dòng)控 制三種模式 , 對(duì)系統(tǒng)的啟動(dòng)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(jìn)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(shè) 2005年 12月 第

9、25卷 在手動(dòng)控制模式下 , 泡沫系統(tǒng)的啟動(dòng)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(shí)現(xiàn) 。在半自動(dòng)控制模式下 , 可根據(jù)掘進(jìn)速度自動(dòng)啟停泡沫系統(tǒng) , 在上位機(jī)上可設(shè)置泡沫流量 、 泡沫膨脹率等參數(shù) , 在控制面板上可對(duì)壓縮空氣的流量進(jìn)行人工調(diào)節(jié) 。在自動(dòng)控制模式下 , 泡沫系統(tǒng)的啟動(dòng)停止 、 泡沫混合液的流量與壓縮空氣的流量均根據(jù)掘進(jìn)速度自動(dòng)調(diào)節(jié) 。除非各種條件都比較理想時(shí)可采用自動(dòng)控制模式外 , 一般情況下采用手動(dòng)控制或半自動(dòng)控制模式 。操作司機(jī)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(gè)人經(jīng)驗(yàn)對(duì)泡沫混合液與壓縮空氣的流量進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)

10、。在上位機(jī)上 , 可對(duì)泡沫系統(tǒng)的各種參數(shù)進(jìn)行設(shè)定 。在半自動(dòng)模式下 , 設(shè)定泡沫流量與泡沫膨脹率 。在自動(dòng)模式下 , 設(shè)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(shè)有手動(dòng) 、 半自動(dòng) 、 全自動(dòng)三個(gè)控制按鈕 , 用于進(jìn)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(zhuǎn)接頭 、 螺旋輸送機(jī)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(dòng)控制與手動(dòng)控制兩種 , 兩種方式的選擇 , 通過旋鈕開關(guān)實(shí)現(xiàn) 。 自動(dòng)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(shí) , 應(yīng)預(yù)先在上位機(jī)上設(shè)定電磁氣壓換向閥的工作最大等待時(shí)間和盾尾注脂的最大

12、允許壓力 。 當(dāng)壓力超限時(shí) , 可自動(dòng)停止注脂 , 實(shí)現(xiàn)超壓保 護(hù) 。 在出現(xiàn)壓力超限之前 , 注脂量由閥的工作最大等 待時(shí)間決定 。采用行程控制時(shí) , 應(yīng)預(yù)先在上位機(jī)上設(shè)定控制工 作行程 、 控制工作行程內(nèi)每個(gè)油脂管的注入次數(shù)以及 相鄰兩個(gè)電磁氣壓換向閥的工作間隔等待時(shí)間 。 控制 工作行程是行程控制計(jì)算的基礎(chǔ) , (下轉(zhuǎn) 66頁 95第 6期 何於璉 土壓平衡盾構(gòu)機(jī)流體輸送控制系統(tǒng)工作原理的同時(shí)可對(duì)費(fèi)用索賠或工期索賠計(jì)算中的錯(cuò)誤進(jìn)行調(diào) 整 。 對(duì)于無實(shí)際事實(shí)發(fā)生或無合同依據(jù)的索賠一般是 不能批準(zhǔn)的 , 但對(duì)承包商提出的道義索賠需建設(shè)單位 根據(jù)實(shí)際情況靈活處理 。2. 3 良好的關(guān)系有利于友

13、好解決爭(zhēng)端在合同履行過程中 , 承發(fā)包雙方一般都會(huì)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(zhēng)端 。 當(dāng)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(zhēng)端 。在這幾種解決爭(zhēng)端的方 式中 , 和解或調(diào)解是效率最高 、 成本最低 、 對(duì)雙方來說 較理想的解決爭(zhēng)端方式 。采用仲裁 、 訴訟方式解決爭(zhēng) 端 , 不僅花費(fèi)的時(shí)間長 、 投入的成本大 , 而且會(huì)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(gè)程序 , 往往歷時(shí)數(shù)年 , 當(dāng)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(qiáng) ; 即使 是最糟糕的仲裁 , 也比最好的訴訟強(qiáng) 。若承發(fā)包雙方建立了相互信任的良好關(guān)系 , 一般 都會(huì)選擇和解來解決爭(zhēng)端 。若雙方的關(guān)系已趨緊張 , 在解決爭(zhēng)端時(shí)選擇和解的可能性較小 , 而選擇仲裁或 訴訟方式來解決爭(zhēng)端的可能性較大 。, 使工程進(jìn) 度符合合同要求 ; , 嚴(yán)格按照規(guī)范施工 , 不偷工減料 , 確保工程質(zhì)量符合業(yè)主要求的標(biāo)準(zhǔn) 。作 為建設(shè)單位應(yīng)做到按時(shí)向承包商提供工作場(chǎng)地 , 對(duì)承 包商完成的工程及時(shí)計(jì)量 、 及時(shí)支付等 。 其次 , 雙方應(yīng) 善意地對(duì)待對(duì)方提出的問題 , 不能先入主地認(rèn)為對(duì)方 提出的問題會(huì)損害己方利益而采取不合作的態(tài)度 。 再 次

15、 , 雙方之間應(yīng)相互協(xié)助 , 如承包商應(yīng)允許建設(shè)單位或 建設(shè)單位雇用的其他承包商使用自己修建的道路 、 場(chǎng) 地等 , 建設(shè)單位應(yīng)協(xié)調(diào)承包商與其他承包商之間的關(guān) 系 , 協(xié)助承包商處理與地方政府或社區(qū)的關(guān)系等 。 3結(jié)束語在建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施過程中 , 建設(shè)單位和承包商可以 通過多種手段 、 不同方式對(duì)建設(shè)合同進(jìn)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(chǔ) , 在建設(shè)單位與承包商之間建立良好的互信 互諒關(guān)系是合同順利履行的保證 。 如果能夠作到以上 兩點(diǎn) , 建設(shè)單位和承包商都能通過建設(shè)合同的順利履 行而獲得滿意的結(jié)果 。參考文獻(xiàn)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(huì) . 菲迪克 (F I D 2 C . 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , 2003. 5作者簡(jiǎn)介 :石立新 , 男 , 1968年生 , 1990年畢業(yè)于西南交通 大學(xué)工民建專業(yè) , 大學(xué)本科 , 高級(jí)工程師 , 從事施工項(xiàng)目管理 。收稿日期 :2005-03-25(上接 59頁 在一段距離內(nèi) , 每個(gè)油脂管的注脂次數(shù)取多少為合理 , 需要事先計(jì)算 , 然后根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行調(diào)整 , 相鄰閥的 工作間隔等待時(shí)間應(yīng)與上者之間有合理的匹配關(guān)系 , 若設(shè)置不當(dāng) , 也會(huì)影響到實(shí)際注脂量的大小 。參考文獻(xiàn)1 曾慎聰 . 機(jī)械化盾構(gòu)隧道掘進(jìn) M.杭州 :浙江大學(xué)出版社 , 2002作者簡(jiǎn)介 :何於璉 , 男 , 1946年 10月出生 , 1970年畢業(yè)于 南京理工大學(xué)機(jī)械專業(yè) , 中鐵隧道股份公司高級(jí)工程師 , 現(xiàn)從 事盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的研制工作 , 是國家 863計(jì)劃 盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)刀盤 -刀具與液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究及其應(yīng)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(xiàn)1李學(xué)濤 . 關(guān)于一個(gè)公司預(yù)算失敗的分析 J .北京財(cái)會(huì) , 2003(82吳祥云 . 建立國有資本經(jīng)營預(yù)算的若干思考 J .當(dāng)代財(cái) 經(jīng) , 2005