盾构液压油的净化技术
发布时间：2017-11-22
在盾构施工中，主动力基本上都是通过液压系统提供的。液压系统的正常与否，直接关系到盾构工作效率的高低。但由于隧道作业环境恶劣，液压系统常处于高温连续作业状态，液压油中易混入大量的铜屑、铁屑和油泥等杂质，严重影响液压系统的稳定性，甚至会堵塞滤芯、损伤设备，导致盾构无法工作。根据以往施工经验，液压系统的故障有相当部分是因液压油不洁净引起的，因此保持液压油的清洁度等级是液压系统稳定运行的关键。
以往盾构施工中，需定期检测液压油质量，当发现油品不能满足盾构施工要求时即停机滤油或直接更换液压油，耗费时间较长且成本较高。本文通过工程实例介绍一种盾构不停机滤油技术，可减少停机时间，提高盾构掘进的效率。
1盾构液压系统简介
深圳市地铁二号线工程某标段采用两台德国海瑞克6250型土压平衡盾构施工，隧道穿越地层主要为砾砂层、淤泥质粘土以及砂质粘性土。
海瑞克6250型土压平衡式盾构的刀盘驱动系统、盾构推进系统、螺旋机系统、铰接系统、拼装机系统等均由液压系统进行驱动。液压设备主要有液压油箱、油泵、油马达、千斤顶、各种阀件、油管等。其中刀盘驱动系统主要由3个315kW的油泵和8个液压驱动马达组成，盾构推进系统主要由1个功率为75kW的油泵驱动30支推进千斤顶和14支铰接千斤顶组成，所有液压系统的液压油均由盾构拖车上的1个5m3油箱供应。
盾构液压系统工作原理：首先由电动机带动油泵从油箱中吸油，然后将具有压力的油液通过管路输送到刀盘驱动马达或推进千斤顶，将压力转化为机械能，驱动刀盘转动或千斤顶伸缩。盾构液压循环如图1所示。
2液压油净化技术
我们综合盾构工作原理和施工经验提出了净化油品装置独立循环概念，即在油箱上设置旁路，通过油泵将液压油从油箱底部吸出，送进洁油器中，洁油器转桶在压力油的作用下高速旋转，产生强大的离心力将比重不同的油和杂质分离开来，液压油流回油箱，杂质留在转桶的内壁上，该过程不影响盾构正常掘进。
2.1油品净化独立装置
油品净化独立装置由油泵、洁油器、进油管、回油管、斜压管和阀组构成，如图2所示。
1）该套系统需配置一个进油口、2个回油口，且进油口位于油箱底部，回油口位于油箱顶部，这样设置有利于液压油的循环。进油口和回油口尽量利用油箱上现有出口进行改造，避免在油箱上增加新的出口，尤其是在充满油时。
2）净化装置安装在油箱的旁路，通过齿轮油泵将液压油从油箱底部吸出，送进净油机中。
3）洁油器中有一个双喷式的转轴，利用液压油所产生的压力驱动转轴高速旋转，其转速能达到6 000r/min以上，所产生的离心力约为重力的2 000倍以上。在强大的离心力作用下机械杂质从液压油中分离出来，液压油流回油箱，杂质留在转桶的内壁上，从而大幅度提高液压油的清洁度。通过对液压油中产生杂质成份的具体分析和对不同型号净油机的综合比较，选定菲尔德FED-22型离心式净油机，其适用油箱容积为1 000～5 000L，适合各种润滑液压油，可过滤0.26μm以上的杂质，可以满足盾构施工需要。
2.2具体实施方式
1）打开进油阀和卸压阀，启动油泵，确认油泵正常工作，观察压力表读数，确认管路通畅。
2）打开回油阀，观察压力表读数，此时洁油器开始转动；待洁油器转动平稳后，关上卸压阀，观察压力表读数，确认洁油器工作正常。
3）需要关闭净油机系统时，先打开卸压阀，观察压力表读数。
4）待洁油器转动平稳后，关闭油泵。
5）洁油器停止转动后，关闭进油阀、回油阀和卸压阀。
6）将洁油器转桶拆出，清洗转桶内壁的杂质，重新安装回去。
2.3净化系统的技术特点
1）净化装置过滤精度高，可过滤0.26μm以上的杂质。
2）净化过程不影响液压油的粘度和质量。
3）独立进行循环，不影响盾构液压系统的工作。
4）运行成本低，没有易损件，不用更换滤芯，耗电很少。
5）容量大，容纳很多杂质也可工作。
3应用效果
在深圳地铁某标段海瑞克6250型土压平衡盾构S-470上安装净油系统后，经过2个月的实际运行，效果显著，液压油的清洁度得到了明显提高，液压系统保持稳定，液压油、滤芯消耗大幅度降低。
在安装净油机系统之前，推进410环，共更换各种滤芯16个，停机2次，用滤油机过滤液压油，每次1个班，共更换滤油机滤芯2个。在410环时，进行过一次液压油质量检测，发现液压油中存在少量的金属粉末，如铜屑、铁屑等。
安装净油机系统后，共推进420环，共更换滤芯4个，无停机滤油。最后进行液压油质量检测时，发现液压油中杂质含量较少，仍满足使用要求，无需进行液压油更换，可以在下个区间中继续应用，本项净化工艺效果良好。
摘自：中国计量测控网
