盾构泥浆处理——盾构泥浆泵
图1为我国泥水盾构发展简图。随着我国泥水盾构技术的发展,盾构直径逐渐变大,掘进时遇到的最大水压逐渐增加,掘进距离逐渐变长。此外,我国各大城市地铁中过江穿河地铁段也基本上都使用直径在6 m左右的泥水盾构,如广州地铁穿越珠江段、成都地铁、深圳地铁、兰州地铁、上海地铁穿越黄浦江段、杭州地铁穿越钱塘江段等。除以上这些已建成的隧道之外,据笔者了解,目前我国在建的超大直径(14 m以上)泥水盾构隧道有多条,如: 深圳春风隧道、上海北横通道、南京和燕路隧道、香港屯门隧道、济南黄河隧道、芜湖城南长江隧道、汕头海湾隧道。从我国正在规划的一些重大越江海隧道工程、城市市政管网隧道、大型综合管廊等重大基础设施建设的发展趋势来看,泥水盾构隧道在其中也起到不可或缺的作用。
泥水盾构使用的盾构泥浆泵、泥浆泵、沃曼盾构泵、沃曼盾构泵配件。
(a) 我国泥水盾构掘进距离及深度发展简图 (b) 我国泥水盾构直径发展简图
图1 我国泥水盾构发展简图
我国使用的泥水盾构压力舱的构造有2类: 单舱式泥水盾构和双舱式泥水盾构(如图2所示)。其中,单舱式泥水盾构只有1个泥水舱,舱内泥浆压力通过进出浆泵的流量差来控制,泥水平衡过程中压力波动偏大,这种方式在小断面和早期的施工中应用较多,如多数的城市地铁隧道;双舱式泥水盾构的泥水舱被中间隔板分成压力舱和气压舱,舱中压力主要通过气压舱的气压和进出浆泵的流量差共同调节。由于气压控制的准确性和舱内维护、维修的便利性,穿越复合地层的大直径隧道多采用这种结构,如南京长江隧道、南京扬子江隧道、武汉三阳路隧道等。从我国盾构隧道施工的经验来看,一般都较为注重盾构端部设备的维护和维修,因此,大多数泥水盾构选型时较偏向于双舱式构造,这已经成为我国泥水盾构压力舱构造的主流。
图2 泥水盾构泥水舱的构造
国际上,一般盾构设计理念为“量身定做”,即根据工程的特点和地质条件进行专门设计和制造,一般是1台盾构仅服务1个工程。而我国的盾构普遍进行重复使用,根据地铁施工不完全的统计,盾构的重复使用率占80%以上,许多盾构都从20世纪90年代地铁建设初期一直使用至今。南京长江隧道工程完工后,直径为14.93 m的盾构被稍加改造后在扬州瘦西湖隧道穿越全断面硬塑黏土地层中再次利用;上海长江隧道施工时使用的直径为15.43 m的盾构,后来在杭州钱塘江隧道施工时被再次利用;许多城市地铁盾构同样存在着重复利用的情况,如购于2004年的“中建二号”盾构曾先后应用于北京地铁4号线、沈阳地铁1号线和2号线等工程。这也是利用了我国对盾构进行改造的成本较低的优势,通过重复使用,更大程度地利用盾构进行掘进施工,也推动了盾构再制造技术的发展。
盾构泥浆泵参数表:
型号 | 配带功率P(KW) | 流量Q(m³/h) | 扬程H(m) | 转速n(r/min) | 最高效率η% | 汽蚀余量NPSH(m) | 叶轮直径 D(mm) |
10/8F-G | Y250M-8 30KW | 254 | 21.40 | 650 | 60 | 2.5-3.5 | 565 |
Y160L-8 7.5KW | 434 | 20.40 | 60 | 2.5-3.5 | 565 | ||
Y180L-8 11KW | 635 | 18.40 | 60 | 2.5-3.5 | 565 | ||
10/8F-G | Y160L-8 7.5KW | 237 | 21.80 | 700 | 60 | 2.5-3.5 | 565 |
Y180L-8 11KW | 468 | 23.70 | 60 | 2.5-3.5 | 565 | ||
Y200L-8 15KW | 684 | 21.40 | 60 | 2.5-3.5 | 565 | ||
10/8F-G | Y180L-6 15KW | 306 | 32.00 | 800 | 60 | 2.5-3.5 | 565 |
Y180M-4 18.5KW | 540 | 31.00 | 60 | 2.5-3.5 | 565 | ||
Y200L2-6 22KW | 792 | 28.00 | 60 | 2.5-3.5 | 565 | ||
10/8F-G | Y200L1-6 18.5KW | 329.80 | 36.10 | 850 | 60 | 2.5-3.5 | 565 |
Y200L2-6 22KW | 578.00 | 35.00 | 60 | 2.5-3.5 | 565 | ||
Y225M-6 30KW | 833.00 | 31.00 | 60 | 2.5-3.5 | 565 | ||
10/8F-G | Y200L2-2 22KW | 350 | 40.50 | 900 | 60 | 2.5-3.5 | 565 |
Y225M-6 30KW | 612 | 39.20 | 60 | 2.5-3.5 | 565 | ||
Y225M-6 37KW | 883 | 34.80 | 60 | 2.5-3.5 | 565 | ||
10/8F-G | Y200L-4 30KW | 383 | 44.20 | 940 | 60 | 2.5-3.5 | 565 |
Y225S-4 37KW | 650 | 42.40 | 60 | 2.5-3.5 | 565 | ||
Y250M-4 55KW | 930 | 37.70 | 60 | 2.5-3.5 | 565 | ||
10/8F-G | Y225S-4 37KW | 216 | 12.50 | 500 | 60 | 2.5-3.5 | 565 |
Y225M-4 55KW | 353 | 12.00 | 60 | 2.5-3.5 | 565 | ||
Y225M-4 55KW | 490 | 10.80 | 60 | 2.5-3.5 | 565 | ||
10/8S-G | Y225M-4 45KW | 254 | 21.40 | 650 | 60 | 2.5-3.5 | 565 |
Y250M-4 55KW | 434 | 20.40 | 60 | 2.5-3.5 | 565 | ||
Y250M-4 55KW | 635 | 18.40 | 60 | 2.5-3.5 | 565 |