Φ6250mm土压平衡盾构机注浆系统简析.doc

Φ6250mm土压平衡盾构机注浆系统简析 〔摘要〕从提高盾构机的利用效率及增加盾构机的工作寿命出发，充分地了解有关盾构机的液压原理，利用液压技术的理念来投入到盾构法隧道施工的生产模式中，以取得良好的技术效果和经济效益。 〔关键词〕盾构机 注浆系统 液压系统 维护与保养 前言： 我公司所使用的两台盾构机是德国海瑞克公司生产的土压平衡式（EPB）盾构机，其具有先进的技术性能、更高的安全性能，整机的自动化程度很高，便于使用者操作，同时世界上先进的液压技术和PLC技术在这里得到了充分的体现。 盾构机是一种昂贵、大型、先进、复杂的隧道掘进设备，在工作过程中，其本身工作状态与液压系统、电气系统等主要因素紧紧相连、密不可分。其中，在盾构机里几乎所有的运转系统，如刀盘驱动、推进系统、螺旋输送机系统、管片拼装机运转、注浆系统等都采用液压驱动的模式来实现。因而，分析和了解盾构机液压系统的工作原理，对更好的利用盾构机，增加盾构机的出勤率有着重要的意义。下面对我公司在杨——珠盾构区间所用的s-266、s-267的注浆系统进行简析。 注浆系统简介： 本系统的作用是，在盾构机正常掘机的情况下，实现管片背后的同步注浆，填充管片背后环形间隙防止地表沉降。本系统包括，一个可以自己搅拌的储浆罐和四个液压式的注浆泵。本系统在第一节拖车上安装有四个行程计数器，分别用来计量四个液压泵主液压缸的往复次数，并把数据传给PLC，经过PLC内部计算和处理把数据传到控制面板的各显示器上。在盾尾注浆管路的出口处装有四个压力传感器，分别监测四个注浆管路的注浆压力，并把数据传给PLC,经过PLC内部自动程序的计算和处理之后传到控制面板的显示器上。本系统有两种运行模式，即手动模式和自动模式。 手动模式可以任意开启四个注浆泵中的任何一个，并通过控制面板上的调节旋钮来控制注浆压力。自动模式是通过预先在PLC内部的程序里设置最大注浆压力和最小注浆压力，当注浆管路的压力低于设定的最小注浆压力时，PLC会输出一条信息，控制注浆泵启动。当注浆管路压力大于设定的最大注浆压力时，PLC会输出另外一条信息，控制注浆泵停止工作。下面着重对液压系统进行分析。 液压系统组成： 液压泵站：液压泵站的动力源是一台30kw的电机。该液压泵是柱塞式变量泵。 过滤系统：过滤系统由滤芯和传感器组成，但滤芯过脏时，传感器会传给PLC信号，PLC内部计算处理后会在主控室控制屏上显示滤芯故障并报警 控制系统： 控制系统分为两部分，一是液压泵控制系统，另一个是执行元件控制系统 执行元件：每个注浆泵上有3个液压缸，一个是主液压缸，负责泵送砂浆，另两个液压缸负责进料门和出料门的开启和关闭。 液压系统工作原理分析：（后附液压原理图） 液压泵启动后，压力油经球阀（210）、过滤器(105.2)进入到注浆泵。 电磁比例调压阀（102），此阀是由控制面板上四个手动旋钮来控制。手动旋钮可在0-10V之间，选择的电压只要不是0，就会有一条信息传给PLC，经过PLC内部处理后一条输出信息控制主控室内集成电路板通电，在这个电路板的电路中实现电压到流量的转变。 在电磁比例调压阀到液压缸的油路上有一个三位四通三位四通手动换向阀和一个二位四通液控换向阀（1），控制主液压缸往复动作。 注浆泵上还有两个小液压缸，它们的作用是控制注浆泵进料口和出料口开开启和关闭。这两个液压缸的动力油路来自电磁比例调压阀（102）的进油口，并通过液控换向阀（2）和液控换向阀（3）共同控制。这两个液压缸的动作是正好相反的，一个液压缸在收缩，另一个液压缸在伸出。 液控换向阀（2）的控制油路来自主油路，它的动作是由三位四通三位四通手动换向阀来控制 在主液压缸上还连接有两个差装阀，它们在这里的作用不是为了实现大流量，而是通过出口压力的变化来控制液控换向阀（3）的动作。 液控换向阀（1）的控制油路和液控换向阀（3）的出口油路相连，同样是利用进油压力高于回油压力的原理控制阀动作。 当三位四通手动换向阀打到左位，即换向阀的右位接进油路。因为进油压力大于回油压力，液控换向阀（2）向上动作，它的下位接进油路。在工作过程中，三位四通手动换向阀是不会动作的，所以液控换向阀（2）也是不动作的。两个小液压缸的往复动作主要是依靠液控换向阀（3）来进行控制。 假设液控换向阀（1）的下位接入主油路，此时主液压缸伸出，左侧的差装阀的出油压力高于右侧的差装阀的出油压力，液控换向阀（3）的下位接入油路。当主液压缸行程一定大时，右侧差装阀的出油压力高于左侧差装阀的出油压力，液控换向阀（3）开始动作，上位接入油路。改变小液压缸的进回油顺序，小液压缸开始向相反的方向动作，同时液控换向阀（1）的控制油路压力改变，开始动作，上位接入主油路，控制主液压缸回缩。液压泵开始周而复始的往复运动，向前泵送浆液。 注浆系统维