盾構液壓油的凈化技術
發布時間：2017-11-22
在盾構施工中，主動力基本上都是通過液壓系統提供的。液壓系統的正常與否，直接關系到盾構工作效率的高低。但由于隧道作業環境惡劣，液壓系統常處于高溫連續作業狀態，液壓油中易混入大量的銅屑、鐵屑和油泥等雜質，嚴重影響液壓系統的穩定性，甚至會堵塞濾芯、損傷設備，導致盾構無法工作。根據以往施工經驗，液壓系統的故障有相當部分是因液壓油不潔凈引起的，因此保持液壓油的清潔度等級是液壓系統穩定運行的關鍵。
以往盾構施工中，需定期檢測液壓油質量，當發現油品不能滿足盾構施工要求時即停機濾油或直接更換液壓油，耗費時間較長且成本較高。本文通過工程實例介紹一種盾構不停機濾油技術，可減少停機時間，提高盾構掘進的效率。
1盾構液壓系統簡介
深圳市地鐵二號線工程某標段采用兩臺德國海瑞克6250型土壓平衡盾構施工，隧道穿越地層主要為礫砂層、淤泥質粘土以及砂質粘性土。
海瑞克6250型土壓平衡式盾構的刀盤驅動系統、盾構推進系統、螺旋機系統、鉸接系統、拼裝機系統等均由液壓系統進行驅動。液壓設備主要有液壓油箱、油泵、油馬達、千斤頂、各種閥件、油管等。其中刀盤驅動系統主要由3個315kW的油泵和8個液壓驅動馬達組成，盾構推進系統主要由1個功率為75kW的油泵驅動30支推進千斤頂和14支鉸接千斤頂組成，所有液壓系統的液壓油均由盾構拖車上的1個5m3油箱供應。
盾構液壓系統工作原理：首先由電動機帶動油泵從油箱中吸油，然后將具有壓力的油液通過管路輸送到刀盤驅動馬達或推進千斤頂，將壓力轉化為機械能，驅動刀盤轉動或千斤頂伸縮。盾構液壓循環如圖1所示。
2液壓油凈化技術
我們綜合盾構工作原理和施工經驗提出了凈化油品裝置獨立循環概念，即在油箱上設置旁路，通過油泵將液壓油從油箱底部吸出，送進潔油器中，潔油器轉桶在壓力油的作用下高速旋轉，產生強大的離心力將比重不同的油和雜質分離開來，液壓油流回油箱，雜質留在轉桶的內壁上，該過程不影響盾構正常掘進。
2.1油品凈化獨立裝置
油品凈化獨立裝置由油泵、潔油器、進油管、回油管、斜壓管和閥組構成，如圖2所示。
1）該套系統需配置一個進油口、2個回油口，且進油口位于油箱底部，回油口位于油箱頂部，這樣設置有利于液壓油的循環。進油口和回油口盡量利用油箱上現有出口進行改造，避免在油箱上增加新的出口，尤其是在充滿油時。
2）凈化裝置安裝在油箱的旁路，通過齒輪油泵將液壓油從油箱底部吸出，送進凈油機中。
3）潔油器中有一個雙噴式的轉軸，利用液壓油所產生的壓力驅動轉軸高速旋轉，其轉速能達到6 000r/min以上，所產生的離心力約為重力的2 000倍以上。在強大的離心力作用下機械雜質從液壓油中分離出來，液壓油流回油箱，雜質留在轉桶的內壁上，從而大幅度提高液壓油的清潔度。通過對液壓油中產生雜質成份的具體分析和對不同型號凈油機的綜合比較，選定菲爾德FED-22型離心式凈油機，其適用油箱容積為1 000～5 000L，適合各種潤滑液壓油，可過濾0.26μm以上的雜質，可以滿足盾構施工需要。
2.2具體實施方式
1）打開進油閥和卸壓閥，啟動油泵，確認油泵正常工作，觀察壓力表讀數，確認管路通暢。
2）打開回油閥，觀察壓力表讀數，此時潔油器開始轉動；待潔油器轉動平穩后，關上卸壓閥，觀察壓力表讀數，確認潔油器工作正常。
3）需要關閉凈油機系統時，先打開卸壓閥，觀察壓力表讀數。
4）待潔油器轉動平穩后，關閉油泵。
5）潔油器停止轉動后，關閉進油閥、回油閥和卸壓閥。
6）將潔油器轉桶拆出，清洗轉桶內壁的雜質，重新安裝回去。
2.3凈化系統的技術特點
1）凈化裝置過濾精度高，可過濾0.26μm以上的雜質。
2）凈化過程不影響液壓油的粘度和質量。
3）獨立進行循環，不影響盾構液壓系統的工作。
4）運行成本低，沒有易損件，不用更換濾芯，耗電很少。
5）容量大，容納很多雜質也可工作。
3應用效果
在深圳地鐵某標段海瑞克6250型土壓平衡盾構S-470上安裝凈油系統后，經過2個月的實際運行，效果顯著，液壓油的清潔度得到了明顯提高，液壓系統保持穩定，液壓油、濾芯消耗大幅度降低。
在安裝凈油機系統之前，推進410環，共更換各種濾芯16個，停機2次，用濾油機過濾液壓油，每次1個班，共更換濾油機濾芯2個。在410環時，進行過一次液壓油質量檢測，發現液壓油中存在少量的金屬粉末，如銅屑、鐵屑等。
安裝凈油機系統后，共推進420環，共更換濾芯4個，無停機濾油。最后進行液壓油質量檢測時，發現液壓油中雜質含量較少，仍滿足使用要求，無需進行液壓油更換，可以在下個區間中繼續應用，本項凈化工藝效果良好。
摘自：中國計量測控網
