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泥漿循環(huán)系統(tǒng)的工作原理
基本循環(huán)流程?
泥漿循環(huán)系統(tǒng)的基本循環(huán)流程宛如一場(chǎng)有條不紊的接力賽。一切始于泥漿罐,這里是泥漿的 “大本營(yíng)”,儲(chǔ)存著大量調(diào)配好的泥漿,時(shí)刻準(zhǔn)備投入工作。泥漿泵從泥漿罐中抽取泥漿,猶如心臟為血液循環(huán)提供動(dòng)力,將泥漿加壓后注入鉆桿 。泥漿沿著鉆桿內(nèi)部快速下行,一路抵達(dá)井底。在井底,泥漿發(fā)揮出重要作用,一方面它像一個(gè)勤勞的 “清潔工”,將鉆頭切削巖石產(chǎn)生的巖屑迅速包裹起來;另一方面,它又像一個(gè)高效的 “搬運(yùn)工”,帶著巖屑一起,通過鉆桿與井壁之間的環(huán)空向上流動(dòng) 。?
當(dāng)攜帶巖屑的泥漿返回地面后,便進(jìn)入了固控設(shè)備區(qū)域 。首先迎接它們的是振動(dòng)篩,振動(dòng)篩以高頻振動(dòng)的方式,快速將泥漿中較大顆粒的巖屑分離出來,這些被分離的巖屑就像完成了使命的 “退役士兵”,被清理出循環(huán)系統(tǒng) 。接著,泥漿繼續(xù)前行,依次通過除砂器和除泥器,除砂器會(huì)精準(zhǔn)地去除泥漿中的砂粒,除泥器則對(duì)泥質(zhì)顆粒進(jìn)行深度清理,進(jìn)一步降低泥漿中的固相含量 。經(jīng)過這些初步凈化處理的泥漿,還會(huì)進(jìn)入離心機(jī)進(jìn)行更為精細(xì)的分離,離心機(jī)通過高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力,將泥漿中極其細(xì)小的固體顆粒和部分水分分離出去,使泥漿達(dá)到更高的純凈度 。最終,凈化后的泥漿再次回到泥漿罐,完成一次完整的循環(huán),準(zhǔn)備開啟下一輪的工作。?
不同工作模式的原理?
開挖模式:在工程開挖階段,開挖模式發(fā)揮著關(guān)鍵作用。此時(shí),需要根據(jù)氣墊室里泥漿的高程以及所要求的排渣流量,對(duì)泥漿泵的轉(zhuǎn)速進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)整 。以某盾構(gòu)施工項(xiàng)目為例,調(diào)整進(jìn)漿泵 P1.1 的轉(zhuǎn)速,目的是校正泥漿氣墊界面高程,使其達(dá)到預(yù)定的值,同時(shí)要確保它沿程的下一個(gè)泵的超載壓力大于所要求的凈吸壓頭 。調(diào)整排漿泵 P2.2、P2.3 的轉(zhuǎn)速,則是為了校正排渣流量,使其符合排渣模式的要求,并且保證沿程下一個(gè)泵的超載壓力大于凈吸壓頭 。另外,P3 泵的轉(zhuǎn)速必須能確保排渣的流體順利被泵送到地面的分離廠 。在這種模式下,一些特定的閥門如氣動(dòng)球閥 EW.VB24.400、EW.VB25.400 等處于關(guān)閉狀態(tài),液動(dòng)球閥 EW.VB22.400 也關(guān)閉,以保障泥漿按照既定的路徑和方式循環(huán)流動(dòng) 。?
旁通模式:旁通模式可看作是盾構(gòu)機(jī)的 “待機(jī)模式”,用于盾構(gòu)不進(jìn)行開挖時(shí)執(zhí)行其他功能,比如在盾構(gòu)從一種功能切換到另一種功能時(shí),或者在安裝管片襯砌環(huán)的情況下 。在旁通模式下,各泥漿泵會(huì)根據(jù)泵的超載壓力和所要求的排渣流量來控制轉(zhuǎn)速,保持旋轉(zhuǎn) 。此時(shí),進(jìn)漿泵及排漿泵排量通常保持一致,如在某些工程案例中,排量都為 1420 m3/h 。由于泥漿氣墊界面的高程可能因水的流失或進(jìn)入而發(fā)生變動(dòng),所以在必要時(shí)需要補(bǔ)充泥漿(在注入管道壓力許可的情況下)或排出泥漿,以調(diào)整這個(gè)高程 。在閥門控制方面,液動(dòng)球閥 EW.VB22.400 打開,而盾體內(nèi)各個(gè)進(jìn)漿管路球閥均關(guān)閉,氣動(dòng)球閥 EW.VB24.400、EW.VB25.400 等也關(guān)閉 。?
隔離模式:隔離模式主要用于隧道泥漿管道延伸等情況,它能使隧道里的泥漿管道系統(tǒng)與地面系統(tǒng)處于完全隔離的狀態(tài),但地面的分離廠和制備廠之間的回路仍保持連通 。在該模式下,各排渣泵(P2.1、P2.i、P3)以及供給增力泵 P1.i 均停止運(yùn)轉(zhuǎn),只有 P1.1 仍保持運(yùn)行,以維持制備廠和分離廠之間回路的循環(huán) 。始發(fā)井中的旁通閥 EW.VB41.400 則控制著這個(gè)回路 。通過關(guān)閉氣動(dòng)球閥 EW.VB.02.400、EW.VB.40.400 等,同時(shí)打開氣動(dòng)球閥 EW.VB.41.400,實(shí)現(xiàn)泥漿循環(huán)系統(tǒng)在隔離模式下的穩(wěn)定運(yùn)行 。?
反循環(huán)模式:反循環(huán)模式通常用于一些特殊情況,例如開挖室內(nèi)發(fā)生阻塞,或用于清理盾構(gòu)機(jī)上的排漿管道 。這種模式會(huì)使開挖室里的泥漿逆向流動(dòng),但為了不讓泥漿充滿開挖室,氣墊壓力與泥漿 - 氣墊界面高程的控制仍需維持 。一般來說,反循環(huán)模式不會(huì)持續(xù)太長(zhǎng)時(shí)間,多為短時(shí)間運(yùn)行 。在該模式下,關(guān)閉氣動(dòng)球閥 EW.VB.08.400、EW.VB.23.400,同時(shí)打開氣動(dòng)球閥 EW.VB.24.400、EW.VB.25.400,從而實(shí)現(xiàn)泥漿的反向循環(huán) 。?
長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)模式:長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)模式是自動(dòng)控制的,當(dāng)進(jìn)入該模式時(shí),所有泵都停止運(yùn)轉(zhuǎn) 。掌子面壓力由壓縮氣回路來控制,確保在停機(jī)期間工程的安全性和穩(wěn)定性 。當(dāng)氣墊室泥漿高程發(fā)生變化時(shí),會(huì)通過相應(yīng)的控制措施進(jìn)行調(diào)整,以維持系統(tǒng)的平衡狀態(tài) 。















