新型盾构注浆泵液压系统设计与仿真研究

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1、2011年5月机床与液压Mav2011第39卷第9期MACHINETOOL&HYDRAUIICSV01．39No．9DOI：10．3969／j．issn．100l一3881．20i1．10．029新型盾构注浆泵液压系统设计与仿真研究杨俊卿，任德志，徐莉萍，李艳(河南科技大学机电工程学院，河南洛阳471003)摘要：注浆泵是盾构施工中必不可少的关键性辅助设备之一，可以有效地控制地面沉降。在分析盾构注浆施工工作特点的基础上，设计满足盾构注浆工艺要求的注浆泵电液控制系统，并用AMESim对系统进行仿真分析，初步验证系统设

2、计的正确性，为高性能注浆泵的研发提供参考。关键词：注浆泵；电液控制系统；仿真分析中图分类号：TH137．7文献标识码：B文章编号：1001—3881(2011)9—094—3DesignandSimulationStudyofHydraulicSystemforNewGroutPumpYANGJunqing，RENDezhi，XULiping，LIYah(CollegeofMechanical&ElectricalEngineering，HenanUniversityofScienceandTechnology，L

3、uoyangHenan471003，China)Abstract：Groutpumpisoneoftheessentialandkeyauxiliaryequipmentsinshieldconstructionwhichcaneffectivelycontrolthelandsubsidence．Onthebasisofthecharacteristicsofshieldgroutingconstructionwork，anelectro—hydrauliccontrolsystemofgroutpumpwasd

4、esigned，whichcouldmeettherequirementsofshieldgrouting．ThesystemwassimulatedinAMESimandthecorrect—nessofthesystemdesignwasvalidated．Itprovidesreferencefortheresearchanddevelopmentofhighperformancegroutpump．Keywords：Groutpump；Electro—hydrauliccontrolsystem；Simul

5、ationanalysis由于盾构外壳外径比管片外径大，在盾尾脱出管向管片与周围土体环形间隙中及时填充，充满间隙的片时，在管片隧道与土体之间就形成一个环形柱状间混凝土提供相应压力来支持上方土体和确保管片衬砌隙。如果不及时填充该间隙，就会导致上方土体产生的早期稳定性和间隙的密封性，从而有效地控制盾构较大沉降。为有效控制这一沉降，在间隙产生的同掘进过程中引起地面沉降和减少结构漏水的一种方时，盾构通过预埋好的同步注浆管向该空隙注入一定法。其原理如图1所示。‘。’‘‘‘‘‘_●●’+●‘‘‘‘●_●’_t’●‘●__．．．

6、__．．1+．．．．●●量的混凝土，同时充满间隙的混凝土可提供压力来_．．{．_．．-．．_．．_．__．。．。_，t’1T11t11’1'1’'1'11t'’t’111’’1’1+’’t1’t’’11，1，T111、，1，、11、、，，、T，，，、，，1，，、1、，，，，，，，支持上方土体，防止盾尾脱出后较大瞬时沉降的产，：，：t：、：，：·：·：·：·：：，：，：：，：，：，：，：，：-层：·：一：，：，：，：·：：·：一：，：，：·：·：·：，：·：-：·：-：生。日前盾构机一k注浆泵采用全液压方式，此结构由

7、两个插装阀和三个二位四通液动换向阀构成换向控制系统，在保证主油缸一定的行程下，采用插装阀获取换向信号进而对换向系统进行控制达到吸浆或排浆。图1I司步注浆原理图该系统结构复杂，逻辑控制较强，成本较高。作者根1．2注浆泵工作原理分析据盾构注浆施工要求及特点设计了一套注浆泵电液控注浆泵工作原理如图2所示。工作时，液压缸1制系统，具有结构简单、成本低、易实现控制等优无杆腔进}由，活塞2在压力油作用下带动料缸活塞4点，为注浆泵在国内的研发提供了新的思路。右移，此时吸浆口关闭，排浆口打开。混凝土在压力1液压系统设计作甩下通过排

8、浆口压入输送管道送至盾尾环形间隙。1．1盾构注浆工况分析液压缸l有杆腔进油，料缸活塞4左移，料斗内的混盾构注浆是指在盾构掘进隧道过程中，将已经搅凝土在自重和吸力作用下吸进料缸2，完成吸浆过拌好的水泥、粉煤灰、膨润土、砂等混合成的混凝程。料缸在液压缸的往复驱动下，交替进行吸浆和排土，利用单一管路，保持一定压力，不间断地从盾尾浆，实现混凝土的连续泵送。收稿日期：