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VEGA為大國重器—盾構(gòu)機的自動化運行作出貢獻,助力中國隧道建設!

發(fā)布日期:2022-07-14 點擊率:34

le="display: block;">  什么是盾構(gòu)機?

  盾構(gòu)機是一種使用盾構(gòu)法的隧道掘進機,從前歐美公司一直掌握著核心技術,但隨著我國自主研制的全斷面雙護盾巖石隧道掘進機(TBM) 的推出,逐漸打破了國外技術的壟斷?,F(xiàn)代盾構(gòu)掘進機自帶雙護盾,集開挖、支護、出渣于一體,能夠?qū)崿F(xiàn)隧道的一次成型,可以說是真正的大國重器。

  目前,盾構(gòu)機已廣泛用于地鐵、鐵路、公路、市政管網(wǎng)、過江隧道、水電等隧道工程。

  工藝和工況介紹

  泥漿儲罐的液位測量對于盾構(gòu)機的正常運行起到非常重要的作用。盾構(gòu)機泥漿儲罐位于盾構(gòu)機的頭部,用于儲存掘進過程中產(chǎn)生的泥漿,當液位到達一定高度,需要及時將泥漿排出,否則就會影響掘進的進程。

  由于泥漿儲罐安裝空間受限,并且泥漿具有很大的粘附性,給測量帶來了一定的難度。經(jīng)過VEGA技術工程師與盾構(gòu)機設計人員的研究,最終決定采用VEGA 80GHz的高頻雷達VEGAPULS 64以彎管測量的方式進行測量,克服了測量難點。

  測量難點

  盾構(gòu)機的挖掘機頭部分,也是一個帶壓的泥漿儲罐,用來儲存挖掘過來的泥漿。罐體呈臥罐狀,根據(jù)盾構(gòu)機的大小,其直徑在3-10m不等。泥漿罐壓力取決于地層壓力,掘進深度越大,壓力越高,最高甚至可以達到10bar。

盾構(gòu)機機頭部分(泥漿儲罐)現(xiàn)場圖

  由上圖可見,挖掘機頭的泥漿儲罐其測量難點首先在于沒有合適的儀表安裝位置。如果安裝在容器內(nèi)部,會給調(diào)試和維護帶來很大問題;如果安裝在容器外部,那就只能選擇安裝在容器的側(cè)邊。此外,泥漿會有很大的粘附性,也會對測量造成影響。

  原測量方式弊端

  客戶在該泥漿儲罐的原測量方式為電容導納式儀表,安裝于容器內(nèi)部。根據(jù)客戶反映,測量誤差很大,并且經(jīng)常會出現(xiàn)誤報和死機的現(xiàn)象。此外,儀表內(nèi)裝的方式,以及帶壓的環(huán)境,使得調(diào)試和維護起來非常麻煩,因此客戶一直在尋求一個更好的測量方式。

  VEGA解決方案

  由于泥漿儲罐安裝位置受限,我們將80GHz高頻雷達VEGAPULS 64安裝在側(cè)邊,并通過彎管進行測量,如下圖所示:

VEGAPULS 64和彎管測量示意圖

VEGAPULS 64現(xiàn)場安裝圖

  如上圖所示,儀表下方安裝球閥,方便儀表帶壓拆裝。同時儀表下方還帶了清洗接口,因為長期運行泥漿會在彎管內(nèi)形成嚴重粘附,需要用水定期沖洗。

  VEGAPULS 64彎管測量的優(yōu)勢

  得益于VEGAPULS 64的高聚焦、強信號,讓一切變得簡單起來。

  01 雷達波即使在彎管內(nèi)傳播也不會產(chǎn)生很強的虛假信號。

  02 彎管測量的方式使儀表可以直接安裝在容器外面,方便了安裝、調(diào)試和維護。

  03 雷達波可以輕松穿透球閥,也不受清洗口的干擾。

  04 液位信號非常強勁,即使管道內(nèi)有泥漿粘附,產(chǎn)生一些虛假信號,也很難對測量產(chǎn)生影響,因此清洗管道的維護量可以降到最低。

  VEGAPULS 64實現(xiàn)可靠的測量

  如下圖所示,彎管測量方式、以及彎管上加裝的球閥、清洗口會導致噪聲線上升,管壁上泥漿粘附也會導致一些虛假信號產(chǎn)生,但由于VEGAPULS 64的高聚焦、強信號,泥漿的液位信號要明顯高于虛假信號,因此仍可以實現(xiàn)可靠、精準的測量。

VEGAPULS 64彎管測量的回波曲線圖

  中國是一個幅員遼闊的國家,工程地質(zhì)水文條件復雜,盾構(gòu)施工技術在各種復雜地層中的使用技術需要提高并達到成熟。如今,國產(chǎn)盾構(gòu)機已經(jīng)取得一定的成功,累積了豐富的經(jīng)驗,獲得了市場的認可。盾構(gòu)機技術的發(fā)展也正在邁入下一個階段,實現(xiàn)更加自動化的控制。VEGA始終致力于開發(fā)出滿足不同客戶需求的解決方案,我們很榮幸能夠參與到其中,助力中國的隧道建設!

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