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意大利高压泥浆泵在三峡工程中的应用


水 利 电力 施 工 机 械









总第





意 大利



高 压泥 浆 泵 在 三 峡 工 程 中的 应 用
武 汉 水 利 电 力大


中 国 水 利 水 电八 局





丁 寿波

〔 要」 摘
,



高 压 泥 浆泵 是 中 国 三 峡 工 程 总公 司从 意 大 利 引进 到 我 国 第 一


台 用 于 地 下 防 渗 墙 施 工 的 高压 旋 喷 灌 浆设 备

本 文 介 绍 了它 的 墓 本 结 构 及 其 使 用 性

能 并 对设 备 进 行 了 技 米 经 济 分 析



关 〔 键 词 〕 高 压 泥 浆泵

三 缸 柱 塞泵

地 下 防 渗墙


旋喷灌 浆

三峡 工 程
, 、

引言


该设 备 由 增 压 泵 三 缸 动 力 泵 柴 油
、 、

三峡 工 程 二 期 围 堰 体 深 槽 最 深 处 超 过
,

机 变速 系 统 离 合 器 电 气 控 制 系 统 等 部 分 组成


围 堰 防 渗 墙 施 工 难 度 在 国 内外 水 电 施


三 缸 动 力泵 是
,



高 压泥浆泵
,

工 中尚 属 首 遇

由 中 国 水 电八 局 承 担 的 高 压


机 组 核 心 部 分 它 是 由意 大 利 土 力 公 司 制 造

旋 喷 灌浆 生 产 性试 验 单 液 法 是 三 峡 工 程 二 期 围 堰防 渗 墙 施 工 试验 的 主 要 方 案 之 一

的 以〕 所示 由三 部 分组 成
,

!?


结构如 图
、 ,

高压 旋 喷 灌 浆 工 艺 单 液 法
,

,

在国 外处


动 力端 主 要 由 偏 心 轮轴 连 杆 十 字 头 伸 缩 套 等 基 本零 件 组 成

,





理软 基 础 特 别 是 止 水 工 程 中 应 用 非常 广 泛
它 是利 用 高 压 泥 浆 泵 产 生


的泥 的



柱塞 一 衬套 总 成 结 构 由柱 塞 衬 套 密封
形 密封 圈 螺 塞 拉 杆 柱 塞 套 体 等 组 柱 塞 衬套 外 圆 柱 面 开 有 三 道 密 封 槽 装
,











浆 流以及 空气 压 缩 机 产 生
,



高 压 空 气 流 通 过 特殊 的 喷 杆 和 喷 嘴 高 压 空

气 流 环 绕 保 护 高 压 泥 浆流
,



,

同 轴喷 射 注 入


已 钻好 的 地 层 深 孔 中 对 地 层 进 行 切 割 充

有 一 组 密封环 防 止 高 压 泥 浆 的 泄 漏 还 装 有
两组 形 密封 圈 防 止 润 滑 油 的 泄 漏
, ,
,

,

,

填 部分 置 换 和 渗 透 并 对 地 层 的砂 石 起 着 压
密 和 固结 的 作 用 随 着 喷 管 从 孔底 边 提升 边 旋转 形成
, ,



,

,



在衬



套内 圆柱 表 面 也 装 有 三 组 密 封 圈 其 中一 组 密封高 压 泥 浆 另外 两 组 密封 润 滑 油 缸 套 开 有 径 向油 孔 成
。 。

,



的桩体 喷射孔按一

,

定 孔距排 列 则 可 形 成 一 道 一 定 厚 度 的 防 渗

墙体



液 力端 由 缸 体 进 浆 阀 出 浆 阀 缸 盖 组 在 液 力端 形 成高 压 的 泥 浆 性 能 及 参数 的选 择 高 压 泥 浆 泵 性能首 先 取 决 于 排 量 工 作 压
力及 工 作 周 期 的 选 择
。 、 。 , 、 、







单 液 法 高 压 旋 喷 灌 浆 工 艺 的 关 键 设 备是

高压 泥 浆 泵 它 对 桩 体 的直 径 质 量 生 产 工
效有 着 举 足 轻 重 的 作 用 因 而 对 该 设 备 的结 构 性 能 了 解 显 得 十分 重 要
、 。
,
,

工 作 周期 分 为 连 续 周
以上 间断 工 作 周

基 本构 造

,

期与 间断工 作 周 期
泥 浆 泵 为 三 缸 柱 塞泵
,



连 续工作 周期 动力 泵 平

均每

时 间 内使 用 约

柱 塞 冲程 为
,

其 配 备柴

期 动 力泵 平 均 每

时 间 内使 用 约

以内



油机 额 定 功 率 为

转速为





液力端 进 浆阀

动 力泵 剖 视 图
出浆阀

动力 端
偏心 轮轴

往塞



衬套总成

十字 头





伸编套


设 备 性 能还 取 决 于 活 塞
, ,



衬套 总 成 外 径


浆 泵 的 最 佳 工 作点






其 工 作性 能 见 表
泥浆 泵 工 作性 能
,



发 动机 转 速

和传动比




发 动机 挡 位 冲 程 致 排
,

活 「 压力 连续

·

要 正 确 地 使 用 动 力 泵 必 须使 所 选 择 的

次 分 以

叫 脚 排
口面
·

,



压 力 州田

排量 压 力 工 作 周 期 与泵 的 工 作 范 围 一 致

列出

,





间断

连续

间断

高压 泥 浆泵 活 塞 直 径
对 于 连 续 工 作 周期 泵 的 工
,



的性 能 曲线 图 即排 量 一 转 速 图 和 排量 一 压 力 图 轴
面积
,



!

作 范围 是 由压 力 座 标 轴 轴 和 连 续工 作 曲 线
,






排量座标
所 围成 的
,

见图

为 了 充分 发 挥 动
,

力泵 的潜 力 一 般 选 择 接 近 最 大 允 许 压 力 曲 线


的 区 域为该 泵 的 工 作 范 围 同时 还 应


考 虑 柴 油 机的最 佳 匹 配 耗 转速 作转 速


选 定 柴 油机 最 低 油
,
,

,

与额 定功率的转速



为稳定工
,

盯 匡 匡 困 陌 困 国 回 团 回 网 冈

!

?

!?



!?

!

?# #

对于

泥浆 泵 在图


,

,

!



护 。

与 挡位 线 相
,


使 用特 点

!?

交于 不 同 点 例 如
同 的 交点 例 如

点 与 ’点


在图



与 之 对 应 最 大 允许 压 力 曲 线
点 与 ’点

上也 有 不

施 工效 率 高

在三 峡 工 程 进 行 的 高 压 旋 喷 生 产 试 验
上 与 挡 位线 相 交
,

同样
,

,

,

垂 线在 图

中 该设 备 在运行
,

,

时 间后 共计 喷孔


,

于不同点 对 应 在

上 与最 大 允 许 压 力 曲
,

平均 生 产 率 为
, ,

若钻孔设
,
,

线


也 相 交 于 不 同 的 交 点 所 有 在 曲线
上 的 有 限个 交 点 就 是


备 配 套 齐 全 水电供 应 有 保障的 条件 下 平 均 进度 可 超 过 在 生 产试 验 中 最 高 达



高 压泥

到 压 力 排童 使用 范 围 广



4

技 术经济 分析 从 表 2 的 设 备 使 用 成 本 中可 以 看 到
一 3 0 2
, S T

达到


泵 在连续 工 作 周期 中 最 高 压 力 . ! ? # ? % 柱 塞 直 径 88 g m m ) 在 间 断
,

工 作 周期 中最 高 压 力达 到 5 M P 而 且 排 量 a 工 作 转 速 n = 2 10 r m i / n 大 例如 发 动机 + a 1 时 皿 挡泵 压 力 为 4 M P 其 排量 Z 0L/ 6
,
,

,

高 压 泥 浆 泵 在 生 产 试 验 中共 喷 孔 . 3 100 m 其 成 本 费用 达 23 1 万 元 单 位 长 度 7 . 成 本 费 达 74 7 元 / m 其 中最 大 的 是 折 旧 费 . 其 次 是配 件 的 费 用 5 9 万 元 它 占 整个 成本 7 . 25 7 6 % 费的 降低 配 件 的 费 用 是 减 少 成 本
,

,

,

,

,



mi n
,



该 泵 挡 位 多 (5 挡 ) 每 挡 分 为 快 挡 与 慢
, ,

费 用 的关 键 之 一 因 此 对设 备 应 正 确 使 用 经

,

,

挡 因而 调节 范 围 广 能 满 足 各 种地 层 对 排 量
和 压 力的 不 同 要 求
. 3 3 。

常注 意保 养 维 修 尽 量 延 长 零件 的使 用寿 命
, ,

,



这 与一 般 国 内生 产 的小
, 。

开 发 国 产配 件 减 少 进 口 对 减 少 总 成 本 费 用

排量 的高 压 泥 浆 泵 相 比 优点 尤 为 突 出
对 地层适 应 性较 好 ST
、 ,

也 是 十 分 重 要 的 油 料 费用 占 整 个 费 用 的 . 4 6 1 4 % 目 前 在 三 峡 工 程 中的 S T 一 3 0 高 2
,



一 3 0 2


高 压泥 浆 泵 对 于 软 基 不 论 是
,

压 泥 浆 泵 全 部采 用 国 外 润 滑 油
,



如 若 能在 满


填土 堆渣 砂 卵 还 是 块 球 体 均 能达 到 较 理

足 设 备性 能的 要 求 下 尽 量 用 国 产 润 滑 油 ( 如

想 的灌浆 效 果

” 朴 8 1 05 29 ’ 6 s ’ 川 ,1 4 s l 光 跳
57 90 23 4 8 2 0 6 2

、 1. 工 暇 蔫 ? 旧

.

油料

f 一一


长 城 牌 润 滑 油 ) 代 替也 能减 少 成 本 费 用
压力M 几
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图2

高压 泥 浆 泵 性能 曲 线

) a 排t 一转 速 图

) b排 最一
5

压 力图

表2


设 备 使 用成 本
费用 ( 万 元 )
2 39 . 0 96 . 5 97 . 12 5

结语

费 用率 ( % )
. 14 4 6

意 大 利 土 力公 司生 产 的 ST
, ,

一 3 0 2

高压
,





泵 性 能好 生 产率 高 对 三 峡 工 程 地 质适 应 性 好 但成 本 费 用 较高
, , 。

润 滑油 一 件 费

总 配 人 折 一

. 25 76

若 辅 助 设 备 配套齐 全
,

正 确 使 用 管 理 好 机 械设 备 减 少 成 本 费 用
S T

,

费 用

六 斗糯 令 一



0 3

2

高 压 泥 浆泵 将 在 三 峡 工 程 中发 挥 更


大的 作 用


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