盾构机保压系统管路设计与反冲洗装置.doc

盾构机保压系统管路设计与反冲洗装置 摘要：本文详细阐述了盾构压系统管路设计与安装维护及反冲洗装置的应用。 关键词盾构机保压系统设计反冲洗装置 PipelineDesignofShieldTunnelingMachinePressure-maintainingSystem TheBackFlushDevice Kai-qiang WANG1MingfeiTian2Wan-jun GUO3 (1、Northen Heavy Industries Group TBM CompanyShenyang 110141 2、Northen Heavy Industries Group TBM CompanyShenyang 1101413、Yin chuan Inauto Automantion Co.,Ltd Ningxia Yinchuan750000) ABSTRACT:Thearticledescribespipelinedesignofshieldtunnelingmachinepressure-maintainingsystem,installationandmaintainanceandapplicationofthebackflushdevice. Keywords:Pipelinedesignofshieldtunnelingmachinepressure-maintainingsystem Thebackflushdevice U455 A 1 引言 盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。 目前普遍使用的土压盾构机或泥水盾构机，在保压系统管路设计、安装时，管路设计不合理，且没有反冲洗装置。其缺点包括：反馈压力直接取之工作舱，工作舱内的泥水进入反馈气路管道，堵塞反馈管路，控制仪控制功能丧失，造成隧道塌陷、冒泡等危险。 2盾构保压系统工作原理和功能 2.1 盾构保压系统工作原理 盾构保压系统分为：泥水盾构保压系统和土压盾构保压系统两种，泥水盾构增加了排气阀，工作原理是：将控制仪压力设定到工作所需的压力，此时进气阀打开，压缩空气通过进气调节阀供入工作舱，工作舱压力升高至设定压力，工作舱压力通过舱压反馈管路反馈到控制仪，进、排气调节阀均关闭，保压系统保压；若工作舱压力超过设定压力，控制仪控制将排气阀打开，工作舱经排气调节阀排气。排气工作舱压力下降至控制仪设定压力，进、排气调节阀均关闭，保压系统保压；那么，在控制仪反馈管路中，泥浆，固体颗粒的杂质会堵塞反馈管路，控制仪失效，盾构机保压系统保压功能丧失，在掘进中或工作人员进入盾构前端带压舱内更换刀具时，造成隧道塌陷、冒泡、伤害操作人员等事故。 2.2盾构机保压系统功能 掘进保压或工作人员带压进入盾构前端更换刀具。 3 管路设计： 31传统管路设计：压力变送器直接装主气路管道，这种安装缺点在于：a、变送器的采集的舱压不是实际舱压，而且误差偏离很大， 3.2 优化管路设计 反馈气路除按上图改进以外，在舱体与变送器之间增加反冲洗装置如图3所示（此设计由银川英奥特自控有限公司设计，已申请专利，专利号ZL 2013 2 0290888.8）本装置经过试用证明采用该装置后，可以克服工作舱反馈气路泥水、固体颗粒等方面的影响，容易实现保压系统灵敏结构，增强了保压系统反馈气路的畅通，在盾构机掘进或带压更换刀具时提高了盾构机保压系统的适用性，即在盾构机掘进或人工带压更换刀具时，可以有效保持盾构机设定压力平衡。 如图4所示，方形虚线框内为脉冲阀装置单元（1），包括第一单向调速阀（11）、第二单向调速阀（12）、第一两位三通气控阀（13）和第二两位三通气控阀（14）。该脉冲阀装置单元（1）与两个手动换向阀组合即为本实用新型的脉冲反冲洗装置，该脉冲阀装置的接口A、接口B分别通过管路与盾构保压仓连通，接口R、接口P通过管路分别与第一手动换向阀（2）和第二手动换向阀（3）连通即可。第一换向阀、第二换向阀同时打开，调节脉冲阀装置单元（1）上的调速旋钮，使总气源气体经脉冲阀装置单元（1）进入换向阀，反向冲洗反馈管路。保证反馈管路畅通，无杂质。 4结束语 该保压系统按功能经过功能分析，管路改进，严格按照模块化设计思想，从硬件上将各模块分离，便于设备故障诊断、维护。输入输出方式组态灵活，对用户来说，整机调试方便，系统性能稳定具有广泛的适用性。同时，气路设计充分考虑了工业现场的环境情况，使系统能适用于工业现场的环境，取得了良好的经济效益和社会效益。 参考文献： 1刘建航, 侯学渊. 盾构法隧道M. 北京: 中国铁道出版社, 1991 2周文波. 盾构法隧道施工技术及应用M . 北京:中国建筑工业出版社, 2004 3MC9S12DJ64 Device User Guide V01.19.Motorola, Inc 作者简介： 1、王凯强（1985-），辽宁省沈阳市人，助理工程师，从事盾构机设计与采购。 通讯方式：北方重工集团有限公司盾构机分公司 地址：沈阳经济开发区开发大道16号 2、田明飞（1981-），辽宁省沈阳市人，助理工程师，从事盾构机设计与采购。 通讯方式：北方重工集团有限公司盾构机分公司 地址：沈阳经济开发区开发大道16号 3、郭万军 (1975-)，宁夏回族自治区银川市人，工程师，从事盾构保压系