盾構(gòu)同步注漿泵應(yīng)用分析及維護(hù)

01　注漿系統(tǒng)介紹

隧道施工中隨著盾構(gòu)的不斷掘進(jìn)，由于盾尾的抽出管片與洞壁之間會出現(xiàn)空隙，如不及時填充可能發(fā)生地表沉降等問題，因此需要對管片外側(cè)與洞壁之間的環(huán)形空間進(jìn)行注漿填充，用混凝土提供相應(yīng)壓力支持上方土體，確保管片襯砌的早期穩(wěn)定性和間隙的密封性，從而有效地解決盾構(gòu)掘進(jìn)過程中引起地面沉降和結(jié)構(gòu)漏水等問題。

目前國內(nèi)盾構(gòu)使用的同步注漿泵除了國外進(jìn)口產(chǎn)品外，還有中鐵裝備自制的注漿泵，性能幾乎與進(jìn)口泵匹配。

02　同步注漿泵主要參數(shù)分析

施工中需根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件決定注漿壓力、注漿量、注漿速度等參數(shù)，以對注漿泵進(jìn)行手動控制或者自動控制。自動控制時由上位機(jī)設(shè)定Z大及Z小注入壓力，當(dāng)注漿壓力達(dá)到Z大設(shè)定壓力時注漿泵將停止注漿，隨著盾構(gòu)的繼續(xù)掘進(jìn)，當(dāng)漿液流動使注漿壓力小于Z低注入壓力時注漿泵再次啟動進(jìn)行注漿。

2.1 注漿壓力

注漿壓力是衡量漿液填充情況的重要參數(shù)之一，壓力過大可能損壞管片，過小又不易注入漿液，需綜合考慮地質(zhì)、管片強(qiáng)度、設(shè)備性能、漿液性質(zhì)、開挖倉壓力等情況確定出既能完全充填盾尾空隙又安全的Z佳注漿壓力值。

2.2注漿量

理論上同步注漿量是填充切削土體與管片間隙所需的漿液量，并根據(jù)地質(zhì)、線路及掘進(jìn)方式等因素考慮適當(dāng)?shù)娘枬M系數(shù)，以達(dá)到填充密實(shí)。

施工中達(dá)到設(shè)定的注漿量，也只能保證盾尾空隙理論上的填充飽滿，實(shí)際的填充情況則取決于注漿壓力。另外，注漿量也可根據(jù)注漿前后砂漿罐的容量之差來確定。

2.3注漿速度

注漿速度應(yīng)與盾構(gòu)的掘進(jìn)速度相適應(yīng)，過快可能導(dǎo)致堵管，過慢則會導(dǎo)致地層的坍塌或使管片受力不均，產(chǎn)生偏壓。

03　同步注漿泵動作介紹

同步注漿泵為雙管活塞出料，通過提升閥控制進(jìn)、排漿口開閉，如下圖所示。同步注漿泵由主油缸、清洗水箱、輸送缸、進(jìn)出料提升閥和活塞等元件組成。泵出料時注漿輸送缸活塞由主油缸伸出推動，混凝土在壓力作用下通過排漿口壓入輸送管道送至盾尾環(huán)形間隙。

主油缸達(dá)到Z大行程后，系統(tǒng)自動切換到泵吸料狀態(tài)，注漿主油缸帶動活塞回縮，混凝土在自重和吸力共同作用下被吸入輸送缸，完成吸漿過程。輸送缸在液壓缸的往復(fù)驅(qū)動下，交替進(jìn)行吸漿和排漿，實(shí)現(xiàn)混凝土的連續(xù)泵送。

04　同步注漿泵現(xiàn)場常見問題處理

使用過程中應(yīng)經(jīng)常對注漿設(shè)備進(jìn)行徹底的清理、檢查，要保持注漿管路暢通、壓力顯示系統(tǒng)準(zhǔn)確無誤，對發(fā)現(xiàn)的問題及時處理。

注漿泵常見故障如下：

（1）吸料提升閥油缸不動作：未及時清洗注漿泵，漿液硬化，造成活塞被卡。

（2）無注漿壓力顯示：注漿管路未及時清理硬化后堵塞，注漿壓力傳感器前部堵塞。

（3）注漿脈沖次數(shù)顯示不正常：將脈沖計(jì)數(shù)開關(guān)調(diào)整至正確的合適位置。

（5）達(dá)不到設(shè)定注漿壓力達(dá)不到：注漿動作正常但壓力無法，由于注漿泵出料提升閥、吸料提升閥磨損，致使它們靠錐面的密封不嚴(yán)密。

對于注漿過程中出現(xiàn)的其他問題也應(yīng)通過分析解決。注漿時漿液要從管片的對稱位置注入，防止產(chǎn)生偏壓使管片發(fā)生錯臺或損壞；若發(fā)現(xiàn)管片有破損、錯臺、上浮等現(xiàn)象應(yīng)立即停止注漿；當(dāng)注漿量突然增大時應(yīng)檢查是否發(fā)生了泄漏或注入掌子面的現(xiàn)象，若發(fā)生前述現(xiàn)象應(yīng)停止注漿，妥善處理后再繼續(xù)注入。

（來源：地下裝備液壓流體俱樂部）