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顶管与润滑孔壁 连载1-顶管润滑
2019-01-03 15:00:14
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摘要:本文主要介绍了在顶管与微型隧道易胜博官网领域采用的自动膨润土润滑控制系统以及该系统的特点、优点。


在顶管与微型隧道易胜博官网领域,自动的膨润土润滑控制系统所带来的利益及其潜在的利益是巨大的。以下讨论使用Schwarzer公司的SDV-Bento润滑系统所带来的利益,并将它易胜博官网的一个例子加以讨论。德国莱茵河附近韦瑟尔Schwarzer公司自1992年创建以来,一直致力于以下两方面的工作:一方面在顶管的过程中进行检测;另一方面为顶管与微型隧道易胜博官网进行开发、生产并销售导航与数据采集系统。



1是否润滑


由经验可得,尤其是在驱动力小于1600DN时,工作人员不愿意对驱动设备进行润滑,这在某种程度上是可以理解的,因为这样增加了现场工作人员的工作量。


然而自动的膨润土润滑控制系统在市场上有销售,它可以确保连续可靠的管线润滑工作,不受管节直径与支撑长度的影响。使用这种系统时,由于润滑不充分造成驱动设备堵塞的情况是可以避免的。

与保证管线不会被堵塞同样重要的一个问题是所需的资金。在现场操作过程中,操作人员可以做一些有意义的其它类型工作,而不必只进行单纯的润滑工作。


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2顶管润滑


在顶管易胜博官网中,为了使管线与围岩之间的摩擦力最低,有必要使用一种可以支撑并润滑管线的材料,经常使用的粘土性材料是处于触变悬浮状态的膨润土。当不进行顶管易胜博官网时,该悬浮液凝结成胶状物,也就是说它起到了支撑作用。当顶管易胜博官网继续进行时,该悬浮液发生液化,恢复其润滑功能。


通常来说,在顶管易胜博官网中使用隧道开挖机(TBM)挖开一个15~35毫米的顶槽。该顶槽可确保形成一个环形区域,且随着(TBM)的移动,在其中直接注入膨润土悬浮液。


对于充满膨润土的空隙,一定要在整个顶管易胜博官网中进行保护,以防止上部压力达到管段。支撑力的反作用力由顶管或TBM来假定。

要将膨润土悬浮液注入环形区域,一些顶管要配备特殊的注入孔口,也就是所说的膨润土管。


一般来讲,三个注射阀在每个膨润土管中按120度均匀排列。一个膨润土管通常安装在每三条“普通管”之后,这样单个膨润土管之间的距离在9米与10.5米之间,这取决于管线的易胜博官网长度。


有时使用膨润土管,其环形主管位于顶管里面,在这种情况下,注入过程在膨润土管的中间位置进行,同时膨润土通过其溢出口在管线周围散开。


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3自动润滑


许多专家对使用膨润土润滑顶管这一技术的评价很高。膨润土的注射量、注射压力和连续性都是顶管的基本参数。只有充分连续的润滑才可以使顶管压力保持在较低的水平,这样就可以将管节上的作用力降至最低。


在过去的十年中,希望获得准确的相关顶进参数的呼声越来越高,且在承包商易胜博官网检查中有所反映。其中对膨润土数据给予特殊的注意。还有一点是,承包商也希望将膨润土数据记录下来,这样在将来膨润土控制技术的发展起到很大的作用。当与报价规范相一致时,在顶管过程中要使用较高水平的技术,用来记录膨润土喷嘴的开关以及开启时间及泵量。而这对于实现整个过程的自动化来说只完成了一小部分。如果实现了自动化,无论从经济上还是从无摩擦的可信度上,我们都会得到相当多的益处。


Dipl.Ing.G·nter Konrad是Ed Z·blin AG,Stutgart隧道易胜博官网的承包负责人,他最近在以色列针对一些曲线顶管使用了这样的系统,并着重指出在以色列Wolfson污水管道易胜博官网工程的特定环境中,布设膨润土自动润滑,成功地将客户对我们的要求变为现实中起了很重要的作用。


SDV-Bento 系统与SDV13导航和数据记录系统相结合的情况下成功地完成了空间曲线及长距离顶管(670米)的易胜博官网。在整个顶进过程中,顶进力的平均值低于我们易胜博官网前估计值的25%。


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4控制


自动控制系统基本上可以分为以下主要两种:第一种,可记录、打印及读取数据的装置,例如SDV-Bento(在这种情况下,一台PC机与MS-Windows的相容软件就可以控制和记录润滑的情况),第二种系统用于纯自动控制的膨润土润滑过程,无须记录像SDV-PB之类的数据。有了这两种系统,我们就可以通过控制板来进行控制了。工艺流程由CPU来控制。


两种系统使用的硬件(例如电缆、膨润土控制单元、阀等)完全相同。唯一不同的是监视控制的类型(控制板及软件)和相应的操作。


所用的阀是为特殊设计的目的,而使用膨润土进行润滑。阀的开启力是通过压缩空气产生的。这样,阀装置的尺寸就相对较小。


控制脉冲是通过CAN-BUS系统由软件或CPU传给BCU(膨润土控制装置)。一个BCU可以控制八个阀的工作。


膨润土注入控制是通过以下两种方式进行的:第一种是通过膨润土注入喷嘴的最大压力完成的,另外一种是通过达到最长的注入时间。临界允许值可以由使用者随意地输入到程序中。


例如,一个普通阀具有5巴的最大注入压力或每个注入阀有20秒的注入时间。另外,膨润土控制软件也可设置不同的润滑变量。这样看来,当周围的溢流量被假定为不断地增加时,管段某个部分的控制就可以省略。


可以选择为自动润滑系统配备特殊的内部通话设备——由Schwarzer开发研制。无论在整个系统中还是在顶进的不同环境中,所有的部件都被准确地校正过。在布设系统过程中使用的主要是探矿行业中高质量的元件。


隧道内部通话设备可作为10多个通话站的声讯连接。同时还使用控制系统的电缆。每个通话站都配有自己的耳机和可调节的扬声器。在连接电缆的帮助下,通话站与每个系统的部件及控制板连接起来。你可以选择使用耳机/麦克与系统相结合,它们同时可以起到保护耳朵的作用。


另外,通话站还配有一个便携式的无线电话机。耦合台可同时在隧道内、通话站及便携式无线电话机之间提供信息传递。这样就可确保在隧道内、易胜博官网机械及现场人员之间无干扰的交流。


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5优点


自动润滑工艺最主要的优点在于其质量控制与风险管理部门。布设自动系统可确保润滑过程连续进行并排除易胜博官网中可能产生干扰的因素。可设定较短的润滑间隙(例如每个阀5~10秒钟)。在实际中,这种类型润滑的优点是十分突出的,尤其在砂质土中。管线中的环状间隙在较短的时间间隔中被注入了膨润土,这样砂质物质就几乎没有任何机会沉积在管线中。这样顶进力即使在十分复杂的地质条件下也会变得很低。


还有一种选择,SDV-Bento系统可调节任何时间开始润滑的最大压力,这就可以确保管中环状间隙的压力不致过大。如果没有这种选择,在极端状况下由于膨润土的注入力太强就会导致从地表喷出。


然而,对自动的膨润土润滑控制系统需要补充的一点是:在任何情况下,没有对管线分散实测点的控制,操作人员不许进行操作。现场及时的观测控制是检测和确定管中或其它情况下的唯一方法。

两种系统均自动确定单个膨润土喷嘴是否被堵住,因为在这种情况下,可在相应的润滑位置观察到突然的压力尖峰信号。


从目前的形势来看,小直径、长距离的顶进易胜博官网越来越多,这就使尖峰信号自动控制系统以崭新的姿态出现在市场上。


自动的膨润土润滑控制系统将成为重要的辅助性工具,且会使顶管与微型隧道易胜博官网发展到一个新的水平。如果是那样,这种系统在未来的顶管易胜博官网中将提供更高的可靠性及相应的经济效益。







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