浅谈泥水平衡式机械顶管机的比较.doc

个人收集整理勿做商业用途个人收集整理勿做商业用途个人收集整理勿做商业用途浅谈泥水平衡式机械顶管机的比较时间：2009年08月21日作者：王维升程国亮王俊彬信息来源:非开挖技术阅读：671次【字体：HYPERLINK"javascript：ContentSize(16)"大HYPERLINK"javascript:ContentSize（14)”中HYPERLINK"javascript：ContentSize(12）"小】本文在广州市市政工程维修处2001年-2004年竣工的十几段顶管工程实例的基础上，从泥水平衡式顶管机构成的角度，就德国海瑞克AVN系列、日本伊势机TCC系列和国产扬州DPN系列等3种类型的泥水平衡式机械顶管机曾出现的问题进行了分析，探讨了泥水平衡式顶管机在应用方面的一些施工理论。一、破碎系统伊势机TCC系列刀盘采用偏心破碎，偏心频率25次／转,破碎效果较好，是全土质型,破碎后颗粒最大粒径φ40mm。扬州DPN系列也是偏心破碎，但该机采用轴固定偏心，偏心频率1次／转。轴偏心使八边形刀盘与圆锥形土压舱形成的空间宽窄有序，破碎正是依靠旋转中这空间的宽窄有序变化来实现的。与前两者不同的是，海瑞克AVN系列未采用偏心破碎，而是仅利用刀盘轴空间的锥形漏斗来破碎，破碎后颗粒较大,最大粒径约φ70mm。三类机中伊势机的破碎效果最好,即使在粘土中顶进也很少因破碎效果不佳而发生泥水管线堵塞;而海瑞克AVN和扬州DPN系列在粘土中顶进，因破碎效果不佳，经常发生泥水管线堵塞,降低了顶进速度.伊势机TCC系列由于偏心结构独特，采用了机械密封。机械密封对再加工（粗磨和精磨）要求比较高,而目前的再加工水平有限,很难接近真实施工工况，所以机械密封部位漏油、进水进砂很难避免。再加工的好则漏油和进水进砂较少,需要再次加工的顶进里程延长，按厂家说明加工1次／公里就是正常情况。同时由于机械密封的问题，伊势机TCC系列的保养较麻烦。二、刀盘结构根据刀盘扭矩可分别计算三套设备机头可切削的土质强度。其中伊势机TCC刀盘扭距最大，海瑞克AVN次之,扬州DPN最小。故扬州机DPN能切削的土质强度最小，这与实际施工情况是符合的。三类设备刀盘刀具质量差别不大,但刀具分布密度不同。海瑞克AVN刀盘刀具分布密度为D600=39。5个／m2、D800=17.2个／m2、D1200=14。3个／m2；扬州DPN刀盘刀具分布频率为D1200=12个／m2、D1350=9。9个／m2；伊势机TCC刀盘上刀具分布密度为D1650=9。6个／m2、D1800=9.1个／m2、D2000=8个／m2.不难看出，刀盘直径越大，刀具分布密度越低.直径相同,三者相比，扬州DPN刀具分布密度最小，所以该类机对小型障碍物的定位破碎能力较差，小型障碍物卡死刀盘的几率较高。三、泥水运输系统1、泥水舱结构海瑞克AVN泥水舱内共有5条进水管,而伊势机TCC和扬州DPN各有1条（见图1）。即每段开始顶进时，泥水循环总是先无法带出泥土,然后无法正常出水,直至地面被进水击穿。等闷顶10m多后，就可以形成正常泥水循环。这是因为闷顶一段后，一方面泥水舱完全被泥土充填,泥土隔断“短路”，使得进水可以参与泥水舱的搅拌；另一方面长期的进水使得机头周围的原状土流态化,易于被运输.这样形成的泥水循环是不稳定的,容易发生再次堵塞.一方面是因为天然屏障的不稳定和形成环流效果不好，容易再次“短路”；一方面由于泥水舱完全被泥土充填，在排泥口“偶尔”堵塞的时候，无法容纳暂时未排走的泥土，使泥水循环无喘息机会。针对这个问题,可以仿造伊势机TCC泥水舱进行改造（见图2）。其基本原理是隔断进水口和排泥口的“短路”,使得进水在泥水舱形成环流。2、进排泥泵海瑞克AVN的进排泥泵都可以无级调速,从而方便、快速、准确地实现泥水循环的动态平衡，以适应土质、顶进速度和刀盘转速的变化.伊势机TCC和扬州DPN出厂配置的进排泥泵一般是无法无级调速.数段工程实践证明,进排泥泵的无级调速可减少因泥水堵塞、过量进排泥带来的问题（地面凸起凹陷、地面冒水、机头下沉等），有助于顶进施工快速顺利、高质量的完成。给进排泵各自配备一个同等功率的变频器，通过变频器控制进排泥泵，即可实现进排泵的无级调速。工程实践还证明，进排泥泵可以使用国产泵.虽然进口泵质量较好,但国产泵完全可以满足生产需要，且性价比高。选用进排泵时要考虑耐磨性、配备的泥水管线口径(常见4英寸或6英寸)、需要的泥水流量和土质等主要因素，同时要协调搭配好进水泵和排泥泵的功率等参数。一般进排泥泵的额定流量要≥90L／min，进水泵的功率不宜大于22KW,排泥泵的功率最好大于22KW，排泥泵的通过颗粒大些比较好(最好大于7cm).在没有经验的情况下，安装变频器是一个很好的选择,变频器可根据