一種頂管用潤滑減阻泥漿自動壓注裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及工程施工【技術領域】，具體是一種頂管用潤滑減阻泥漿自動壓注裝置及方法，包括頂管機、管節(jié)、控制電纜、注漿總管、注漿分管、閥站、集中控制箱和泵站，頂管機后部設有管節(jié)，管節(jié)內設有注漿管，注漿管由一根注漿總管和若干注漿分管組成，注漿總管上設有若干閥站，單個閥站由注漿總管、注漿分管、注漿分閥、注漿總閥和遠程控制箱組成，注漿總閥和若干注漿分閥通過信號線連接遠程控制箱。本發(fā)明同現有技術相比，其優(yōu)點在于：遠程集中控制，集中控制箱控制電纜直接控制注漿的過程，避免了人工操作帶來的各種弊端，提高施工效率、加快操作響應、降低勞動強度、提高了注漿潤滑效果，注漿量穩(wěn)定，注漿過程高效。
【專利說明】—種頂管用潤滑減阻泥漿自動壓注裝置及方法
[【技術領域】]
[0001]本發(fā)明涉及工程施工【技術領域】，具體是一種頂管用潤滑減阻泥漿自動壓注裝置及方法。
[【背景技術】]
[0002]工程施工過程中注漿是施工的關鍵步驟，注漿是以改善頂管中管壁周圍被擾動土層松散的性狀為目的，使管道頂部及側面增加抗壓強度和粘結性，實現加固目的，防止路面沉陷，保證管道的使用安全。在頂管施工過程中潤滑減阻泥漿的主要作用是:在頂進過程中形成泥漿套，減小與周圍土體之間的摩擦力，進而減小頂進阻力。注漿的工程質量需要嚴格按照國家有關技術規(guī)范、規(guī)劃、標準來控制施工，根據施工程序，嚴格控制配料、注漿壓力、注漿量等。目前，現有的大多頂管注漿是人工注漿，配料、注漿壓力、注漿量每一道工序都需要專人負責，以準確控制注漿壓力、注漿時間、注漿量等，用人工操作手動閥門，其數量多、分散布置，需要在管道中來回頻繁走動，造成注漿量無法精確控制，勞動強度大，且注漿效果差、操作效率低等缺點。
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【發(fā)明內容】
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[0003]本發(fā)明是對人工注漿的注漿效果差、效率低等不足進行改進，提供一種無需人工操作，自動完成注漿全過程的設定好閥站內各注漿分管的頂管用潤滑減阻泥漿自動壓注裝置及方法。
[0004]為了實現上述目的，提供一種頂管用潤滑減阻泥漿自動壓注裝置，包括頂管機、管節(jié)、控制電纜、注漿總管、注漿分管、閥站、集中控制箱和泵站，所述的頂管機后部設有管節(jié)，管節(jié)內設有注漿管，所述的注漿管由一根注漿總管和若干注漿分管組成，所述的注漿總管注漿進口端連接泵站，注漿總管上設有若干閥站，單個閥站由注漿總管、注漿分管、注漿分閥、注漿總閥和遠程控制箱組成，注漿總管連接若干注漿分管，注漿總管上設有注漿總閥，若干注漿分管上分別設有注漿分閥，注漿總閥和若干注漿分閥通過信號線連接遠程控制箱，每個閥站的遠程控制箱通過信號線連接集中控制箱，集中控制箱通過信號線連接泵站。
[0005]所述的泵站內設有注漿泵、調速電機、電磁流量計和壓力傳感器，所述的注漿泵通過線路連接調速電機，注漿泵通過管道連接壓力傳感器，注漿泵與壓力傳感器之間的管道上設有電磁流量計，壓力傳感器通過管道連接注漿總管。
[0006]所述的注漿分管的管節(jié)上設有若干注漿孔，用軟管將所有注漿孔接通。
[0007]所述的一個閥站包括5個自動球閥，S卩I個注漿總閥，4個注漿分閥，注漿總閥控制漿液的進入，4個注漿分閥分別與對應的4個注漿孔連接，可以針對單個孔進行均勻注漿。
[0008]一種采用頂管用潤滑減阻泥漿自動壓注裝置的自動壓注方法，具體方法如下:
[0009]a.在頂管的頂進過程中，從機尾注漿閥站起，每隔30m在管內安裝一個閥站，在全線頂進過程中，機尾注漿處于常開狀態(tài)，沿線注漿安裝了 η只閥站，首先開啟第η號閥站，隔4個單位時間提前5秒開啟第η-1號閥站，繼續(xù)頂進35m后，開到第m個閥站，m<n,根據安裝了第n+1個閥站后，開啟n+1個，然后開啟第m個號閥站，依次類推，直到全線貫通；
[0010]b.對于單點閥站，總閥處于常開狀態(tài)，然后依次開啟第1-第4電動球閥，第2電動球閥在第I電動球閥關閉的前5S時開啟，依次類推。
[0011]上述的方法還包括注漿過程中，通過壓力傳感器來檢測注漿壓力的大小，當注漿壓力超過設定值時報警，減小螺桿泵的轉速，或者使泵停止旋轉；當壓力過低則加速螺桿泵的旋轉，以此，通過調節(jié)泵的轉速來調節(jié)注漿壓力及注漿量的大小。
[0012]本發(fā)明同現有技術相比，其優(yōu)點在于:
[0013]1.遠程集中控制，集中控制箱控制電纜直接控制注漿的過程，可直接設定好閥站內各注漿分管的注漿時間或注漿量、注漿壓力，無需工作人員操作，避免了人工操作帶來的各種弊端，提高施工效率、加快操作響應、降低勞動強度、提高了注漿潤滑效果，注漿量穩(wěn)定，注漿過程高效；
[0014]2.單點工作，每點都能精確控制，注漿過程注漿量是設定值，注漿量能精確控制，節(jié)約成本；
[0015]3.控制泵站的壓力，根據壓力傳感器來適時調節(jié)螺桿泵的轉速，以實現注漿壓力的控制，防止崩管現象的發(fā)生；
[0016]4.三種注漿模式可選，根據管道內個點壓力的不同，設定頂注漿、管底注漿、全線注漿三種模式，以滿足穿越不同地方不同點對注漿量的要求。
[【專利附圖】

【附圖說明】]
[0017]圖1為本發(fā)明頂管用潤滑減阻泥漿自動壓注裝置的結構圖；
[0018]圖2為本發(fā)明中自動注漿系統(tǒng)洞口的截面圖；
[0019]圖3為本發(fā)明中栗站的系統(tǒng)圖；
[0020]圖4為本發(fā)明中閥站的系統(tǒng)圖；
[0021]圖中:1.頂管機 2.管節(jié) 3.控制電纜 4.注漿總管 5.注漿分管6.閥站
7.集中控制箱8.泵站9.注漿泵10.調速電機11.電磁流量計12.壓力傳感器13.控制箱14.觸摸屏15.PLC程序16.注漿分閥17.注漿總閥18.遠程控制箱；
[0022]指定圖1作為本發(fā)明的摘要附圖。
[【具體實施方式】]
[0023]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明，這種裝置的結構和原理對本專業(yè)的人來說是非常清楚的。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]實施例1
[0025]如圖1、圖2所示，本發(fā)明頂管用潤滑減阻泥漿自動壓注裝置，包括有控制電纜3、注漿總管4、注漿分管5、閥站6、集中控制箱7及泵站8等主要部分，集中控制箱7通過控制電纜3控制泵站8和閥站6，注漿泵9吸入減阻泥漿并從泵的出口排出，再依次通過調速電機10、電磁流量計11、壓力傳感器12、控制器13，通過注漿總管4、注漿分管5輸送至管內，閥站6依次分布在頂進管道內。注漿總管4和注漿分管5上相應的注漿參數是通過控制電纜3來傳遞數據，方便人員觀測、記錄。注漿總管4根據施工需要連接至相應的長度，注漿分管5的管節(jié)上設一定數量的注漿孔，用軟管將所有注漿孔接通。
[0026]如圖3所示,對于泵站8,主要包括注楽；泵9、調速電機10、電磁流量計11、壓力傳感器12及控制箱13。在整個注漿過程中，注漿泵9的轉速可以實現對注漿量的控制，而壓力傳感器12用以檢測注漿壓力的大小，當注漿壓力超過設定值時報警，防止崩管現象的發(fā)生，若壓力過高，可減小注漿泵9的轉速，或者使注漿泵9停止旋轉；若壓力過低則加速注漿泵9的旋轉，通過電磁流量11計來測定漿液的流速和注漿總量，為注漿系統(tǒng)的注漿模式提供參考依據，控制箱13總體控制注漿閥依次開關的順序。
[0027]集中控制箱7主要包括觸摸屏14和PLC程序15，觸摸屏14是操作人員用以設置注漿過程中的參數、注漿閥門依次開關的順序及注漿模式，并監(jiān)控整個注漿過程及電機頻率的變化，PLC程序15控制整個注漿過程，根據實際需要，注漿分管頂注漿、管底注漿、全線注漿三種模式，以滿足穿越不同地方不同點對注漿量的要求；同時，注漿分為自動和手動兩種功能，一般情況選用自動注漿，而在穿越房屋、河道等時根據需要選用手動注漿，進行單點選擇性注漿。
[0028]如圖4所示，為閥站的系統(tǒng)圖，閥站6主要包括注漿分閥16、注漿總閥17和遠程控制模塊18，一個閥站包括5個自動球閥，即I個注漿總閥17，編號0#，4個注漿分閥16，編號1#至4#,0#注漿總閥17控制漿液的進入，4個注漿分閥16分別與對應的4個注漿孔連接，可以針對單個孔進行均勻注漿。遠程控制模塊18提供電動球閥所需的電量，并實現對電動球閥的控制，與集中控制箱7相連實現對整個系統(tǒng)的控制。
[0029]實施例2
[0030]采用頂管用潤滑減阻泥漿自動壓注裝置的自動壓注方法，閥站的工作是注漿的關鍵，在頂管的頂進過程中，依據頂進里程不同，從機尾注漿閥站起，每隔約30m在管內安裝一個閥站，在全線頂進過程中，機尾注漿處于常開狀態(tài)，假設沿線注漿安裝了 η只閥站，首先開啟第n#閥站，隔4個單位時間提前5s第n-1#閥站，繼續(xù)頂進35m后，假設開到第m# (m〈n)，根據安裝了第n+1#閥站后，開啟n+1#，然后開啟第m#號閥站，依次類推，直到全線貫通。
[0031]對于單點閥站，0#總閥處于常開狀態(tài)，然后依次開啟1#至4#電動球閥，2#電動球閥在1#電動球閥關閉的前5s時開啟，依次類推。
[0032]注漿過程中，通過壓力傳感器來檢測注漿壓力的大小，當注漿壓力超過設定值時報警，可減小螺桿泵的轉速，或者使泵停止旋轉；當壓力過低則加速螺桿泵的旋轉，以此，通過調節(jié)泵的轉速來調節(jié)注漿壓力及注漿量的大小。
[0033]根據電磁流量計記錄的漿液的流速及流經總量來設定設定單點排量的時間，并根據流量來適時調節(jié)螺桿泵的轉速。
【權利要求】
1.一種頂管用潤滑減阻泥漿自動壓注裝置，包括頂管機、管節(jié)、控制電纜、注漿總管、注漿分管、閥站、集中控制箱和泵站，所述的頂管機后部設有管節(jié)，管節(jié)內設有注漿管，其特征在于所述的注漿管由一根注漿總管和若干注漿分管組成，所述的注漿總管注漿進口端連接泵站，注漿總管上設有若干閥站，單個閥站由注漿總管、注漿分管、注漿分閥、注漿總閥和遠程控制箱組成，注漿總管連接若干注漿分管，注漿總管上設有注漿總閥，若干注漿分管上分別設有注漿分閥，注漿總閥和若干注漿分閥通過信號線連接遠程控制箱，每個閥站的遠程控制箱通過信號線連接集中控制箱，集中控制箱通過信號線連接泵站。
2.如權利要求1所述的一種頂管用潤滑減阻泥漿自動壓注裝置，其特征在于所述的泵站內設有注漿泵、調速電機、電磁流量計和壓力傳感器，所述的注漿泵通過線路連接調速電機，注漿泵通過管道連接壓力傳感器，注漿泵與壓力傳感器之間的管道上設有電磁流量計，壓力傳感器通過管道連接注漿總管。
3.如權利要求1所述的一種頂管用潤滑減阻泥漿自動壓注裝置，其特征在于所述的注漿分管的管節(jié)上設有若干注漿孔，用軟管將所有注漿孔接通。
4.如權利要求1所述的一種頂管用潤滑減阻泥漿自動壓注裝置，其特征在于所述的一個閥站包括5個自動球閥，即I個注漿總閥，4個注漿分閥，注漿總閥控制漿液的進入，4個注漿分閥分別與對應的4個注漿孔連接，可以針對單個孔進行均勻注漿。
5.一種采用如權利要求1所述的頂管用潤滑減阻泥漿自動壓注裝置的自動壓注方法，其特征在于具體方法如下: a.在頂管的頂進過程中，從機尾注漿閥站起，每隔30m在管內安裝一個閥站，在全線頂進過程中，機尾注漿處于常開狀態(tài)，沿線注漿安裝了 η只閥站，首先開啟第η號閥站，隔4個單位時間提前5秒開啟第η-l號閥站，繼續(xù)頂進35m后，開到第m個閥站，m〈n，根據安裝了第n+1個閥站后，開啟n+1個，然后開啟第m個號閥站，依次類推，直到全線貫通； b.對于單點閥站，總閥處于常開狀態(tài)，然后依次開啟第1-第4電動球閥，第2電動球閥在第I電動球閥關閉的前5s時開啟，依次類推。
6.如權利要求5所述的自動壓注方法，其特征在于所述的方法還包括注漿過程中，通過壓力傳感器來檢測注漿壓力的大小，當注漿壓力超過設定值時報警，減小螺桿泵的轉速，或者使泵停止旋轉；當壓力過低則加速螺桿泵的旋轉，以此，通過調節(jié)泵的轉速來調節(jié)注漿壓力及注漿量的大小。
【文檔編號】F16L1/028GK103644369SQ201310723505
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權日:2013年12月24日
【發(fā)明者】孫煥斌, 劉廣超, 張立新, 孫東曉, 王靖, 張海濤, 吳杭州 申請人:中鐵上海工程局有限公司, 中鐵上海工程局市政工程有限公司