S180型盾构机泡沫系统管路堵塞故障的处理 - 文章

S180型盾构机泡沫系统管路堵塞故障的处理

作者：黄平华

S180型盾构机泡沫系统的故障主要有：泡沫剂的发散效果不佳和泡沫系统的管路堵塞两类。

泡沫的发散效果决定于泡沫加剂的物理性能、各种介质的配比要求及泡沫发生器结构，在工程施工中可以通过改善施工工艺（如发泡时间）来提高泡沫剂的发散性能和充分发挥泡沫的发散效果。

在泡沫系统管路中，较易发生堵塞的部位为泡沫管的注入端及土仓隔板上的球阀。堵塞后的球阀如图1所示。堵塞后的管路有两大特征：一是堵塞泡沫管注入端的介质多为结实了碴土；二是堵塞的球阀介质多为背衬注浆后产生的注浆液。

管路产生堵塞的原因主要是：泡沫管注入端一点一点地堆积，形成土堆，最后堵塞管路，此种情况较多；颗粒比较大的碴土直接堵塞管路，和各情况比较少；盾构机处于停机状态时，由于土压、水压的作用，背衬注浆后的注浆液在泡沫管中的回流、凝固，导致球阀堵塞。

疏通管路的传统办法是：先停机，然后采用高压水冲洗泡沫管的注入端及泡沫管路安装在主机中土仓隔板上的球阀。这种做法不但增加了工作量、耽误了工期，而且给正在施工的隧道增加了大量污水。一旦注浆液在系统管路中堵塞、凝固时间较长后，疏通管路的可能性极小。

为此，我们结合混凝土泵及砼泵车的使用经验，引入一种以预防为主的防堵思想，对S180型盾构机的泡沫系统从原理上进行了改和造。

改造原则时，针对注浆液的凝固性和碴土的粘着性等特点，设法使泡沫系统的管路内始终有介质流动，使得注浆液和碴土没有停留的时间，从而保证泡沫管路畅通。

于是，在原泡沫系统中增设一条与泡沫输送管路并联的清洗回路，输送介质为工业用水。当盾构机正常掘进时，泡沫系统只输送泡沫；盾构机安装管片或停机时，泡沫系统只输送清洗水。

根据盾构机的管路布置和盾构机中的工业用水的来源情况，可以采取高压清洗或低压清洗。

由于中心回转接头的性能（如：密封、承载压力和管路通径等）不能满足高压不的要求，因此，不宜采用高压冲洗方法。低压清洗是在清洗管路时输送低压的工业用水，因盾构机工业用水系统没有合适的水源可以选择，因此需增加一台水泵；工作管路同原泡沫注入系统工作管路，4条清洗管路单独工作。这种方法防堵工作量小、成本低，可靠发较高；工作管路的工作压力为30kW，工作管路通径为50mm；清洗回路的工作压力为1.0MPa；控制流程中的工作周期、频率可根据地质条件作调整。

低压清洗回路的泵站安装在后配套拖车上，为减小清洗水的沿程压力损失，泵站部分应尽量靠近主机。清洗回路的管路安装要求与原系统管路在空间结构上应协调一致。为实现系统的自动控制，选用气动三通球阀。调试时，首先在清洗回路关闭的状态下对原泡沫系统的功能进行调试，再在原泡沫系统关闭的状态下对清洗回路的功能进行调试最，最后才对整个泡沫系统进行调试。

调试时，在泡沫发生器观察管处看到，泡沫的发泡效果良好；在低压清洗回路关闭状态下，在刀盘位置处可看见，充分发泡的泡沫从刀盘上的泡沫注入孔喷射出来，沿平抛运动轨迹一直到掌子面上（见图2）。

改造后的泡沫系统在近一年的使用过程中，故障发生率大大降低，管路堵塞的现象明显减少。(end)

(投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (2005-4-5，阅读1523次)

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