Объяснение машины для подъема труб для балансировки шлама: как она работает и когда ее использовать

Что на самом деле делает машина для продавливания балансировочных труб

Машина для прокладки шламовых балансировочных труб представляет собой бестраншейную туннельную систему, используемую для прокладки подземных трубопроводов без рытья открытой траншеи на всем протяжении трассы. Вместо этого машина выкапывает грунт изнутри герметичной режущей камеры, в то время как система циркуляции шламовой трубы поддерживает баланс давления с окружающим грунтом и грунтовыми водами. Когда режущая головка продвигается вперед, домкратные трубы проталкиваются сзади, образуя трубопровод, пока машина прокладывает туннели в почве.

Часть названия «баланс жижи» относится к тому, как машина обеспечивает устойчивость забоя. Вместо того, чтобы полагаться только на механическую поддержку, он использует замкнутый контур навозной жижи, который создает давление в камере раскопок с помощью суспензии на основе бентонита или полимера, согласующейся с давлением окружающей почвы и уровня грунтовых вод. Этот баланс предотвращает обрушение стены туннеля внутрь или оседание земли над ним, что особенно важно при работе под дорогами, железными дорогами, реками или существующими зданиями, где нарушение поверхности недопустимо.

Как работает система циркуляции навозной жижи шаг за шагом

Понимание схемы навозной жижи является ключом к пониманию того, почему эта машина так хорошо работает в сложных грунтовых условиях. Этот процесс обычно следует последовательному циклу от раскопок до утилизации отходов.

• Вращающаяся режущая головка в передней части машины разбивает почву и камни по мере продвижения по земле.
• Пульпа закачивается в герметичную камеру выемки, смешиваясь с разрезанным грунтом с образованием жидкой смеси и одновременно оказывая давление на поверхность туннеля.
• Эту грунтово-шламовую смесь затем по отводящим трубам перекачивают обратно на сепарационную установку, расположенную на поверхности или в пусковой шахте.
• Сепарационная установка отфильтровывает выкопанную почву и частицы камней, позволяя повторно использовать очищенный навоз и возвращать его обратно в машину.
• Датчики внутри машины постоянно контролируют забойное давление, регулируя расход навозной жижи на входе и выходе для поддержания точного баланса, необходимого для предотвращения смещения грунта.

Этот замкнутый процесс позволяет операторам точно настраивать давление в режиме реального времени, что является одним из самых больших преимуществ машин для прокачки шламовых уравнительных труб по сравнению со старыми, менее автоматизированными методами проходки туннелей.

Условия грунта, в которых машины для балансировки навозной жижи работают лучше всего

Выбор правильного метода прокладки туннелей для проекта во многом зависит от состояния почвы и воды вдоль предлагаемого маршрута. Машины для прокачки шламовых уравновешивающих труб, как правило, превосходны в определенных сценариях.

Высокий уровень грунтовых вод и насыщенные почвы

Поскольку система навозной жижи активно создает давление на забой туннеля, она особенно эффективна на песчаных, илистых или заболоченных грунтах, где в противном случае давление грунтовых вод привело бы к обрушению забоя или неконтролируемому попаданию в камеру резки. Это делает его распространенным выбором для проектов вблизи рек, прибрежных зон или низменных городских зон с высоким уровнем грунтовых вод.

Смешанная геология и переменная геология

Проекты, которые проходят через смесь глины, песка, гравия и случайных обломков горных пород, выигрывают от адаптивности прокачки шламовых труб, поскольку настройки режущей головки и давления шлама можно регулировать по мере изменения условий по ходу движения. Такая гибкость снижает риск застревания на полпути через туннель из-за неожиданных изменений грунта.

Приводы дальнего следования и большого диаметра

Системы балансировки навоза часто выбирают для более длинных туннелей и труб большего диаметра, поскольку непрерывная циркуляция навоза помогает управлять трением и удалять отходы более эффективно, чем механические методы транспортировки на большие расстояния.

Балансировка навозной жижи и машины для балансировки давления грунта

Двумя наиболее распространенными типами трубоподъемных машин являются системы балансировки шлама и балансировки давления грунта (EPB), и подрядчикам часто приходится взвешивать различия, прежде чем выбирать одну из них для проекта.

Многие подрядчики выбирают машина для подъема шламовых балансировочных труб особенно, когда контроль грунтовых вод является доминирующим фактором риска в проекте, хотя для этого требуется больше площади и более сложная установка поддержки, чем альтернатива EPB.

Требования к основному оборудованию и настройке площадки

Для выполнения операции по подъему уравновешивающей трубы требуется нечто большее, чем просто использование самой машины. Полная система требует, чтобы несколько вспомогательных компонентов работали вместе на месте.

• Пусковая и приемная шахты подходящего размера и закреплены так, чтобы выдерживать подъемные силы, а также установку или извлечение машины.
• Основная домкратная рама и гидравлическая система тяги способны толкать колонну труб вперед, преодолевая трение грунта и сопротивление режущей головки.
• Установка для отделения шлама на поверхности, обычно включающая отстойники, гидроциклоны и иногда центрифуги для удаления мелких частиц.
• Шламовые насосы и трубопроводы, соединяющие машину с сепарационной установкой, имеют размер, соответствующий длине и диаметру устанавливаемого туннеля.
• Промежуточные подъемные станции для более длинных приводов, которые распределяют силу тяги вдоль колонны труб для снижения нагрузки на любую отдельную секцию.
• Система наведения и наблюдения, часто с лазерным или гироскопическим наведением, для поддержания ствола на запланированном выравнивании и уклоне на протяжении всей проходки.

Планирование достаточного пространства для сепарационной установки и шахтных площадей на ранних стадиях проекта важно, поскольку недооценка требований к площади поверхности является распространенной причиной задержек после начала мобилизации.

Распространенные эксплуатационные проблемы и способы их решения экипажами

Даже при тщательном планировании бригады, эксплуатирующие машину для прокачки шламовых уравнительных труб, сталкиваются с рядом повторяющихся проблем в большинстве проектов.

Контроль качества навозной жижи

Поддержание правильной плотности и вязкости раствора имеет решающее значение, поскольку слишком жидкий раствор не будет должным образом поддерживать забой туннеля, а слишком густой раствор может засорить насосы и выпускные линии. Бригады регулярно проверяют плотность раствора на месте и корректируют соотношение бентонитовых или полимерных добавок, чтобы смесь оставалась в целевом диапазоне.

Управление вывозом выкопанного грунта

Грунт, отделенный от контура навозной жижи, по-прежнему необходимо вывозить грузовиками или утилизировать в соответствии с местными правилами, а в городских районах этот логистический участок может стать узким местом, если его не спланировать вместе с графиком прокладки туннелей.

Трение при подъеме труб при длительных поездках

По мере удлинения колонны труб трение по ее длине увеличивается, что может привести к деформации подъемной системы. Бригады часто применяют системы впрыска смазки вдоль стыков труб и включают промежуточные подъемные станции, чтобы поддерживать силы тяги в безопасных пределах по всей длине привода.

Упреждающее решение этих проблем посредством регулярного мониторинга и заранее запланированных действий в непредвиденных ситуациях помогает соблюдать график проекта прокачки уравнительной трубы и снижает вероятность дорогостоящих простоев в середине пути.