湿喷混凝土工艺相对于干喷来说有效率高、省工省料、降低污染等优势,湿喷机在隧道建设中的应用也越来越普遍。堵管是湿喷机械手作业中出现的主要故障之一。如何解决堵管故障、控制产品质量和降低后续产品堵管故障率是湿喷机施工面临的重要课题。
本文从动力传递和物料输送两条主线理论模型基础上对各个故障点进行论述。
1 、动力传递和物料输送过程
湿喷机作业的本质是将混凝土附加一定的动能,克服各种阻力和混凝土自身的质量,将它附着在开挖面上。整个作业包括动力的产生到终止于开挖面上的全过程,以及混凝土从罐车卸出到终止于开挖面上的全过程。
电机正常运转后即给系统供压,液压压力驱动液压缸进行往复动作,液压油缸和混凝土缸间通过过渡件进行连接带动混凝土缸活塞进行动作(吸料、出料),S管通过摆缸切换,始终保持与出料混凝土缸口相连,之后物料进入出口法兰、硬管、软管、混流器,直至从喷嘴喷出,这是动力传递的整个过程。混凝土从罐车中倒出后,先经过筛网,然后至料斗被混凝土缸吸入,后被混凝土缸打出至S管,经出口法兰至硬管,再至软管、混流器,最后从喷嘴喷出,这是物料输送的整个过程。动力传递及物料输送流程图见图1。
图1 、动力传递及物料输送流程图
因为湿喷机的作业过程是由各个环节相串联的因素组成,所以造成湿喷机堵管故障的因素是多方面的,该问题是个系统性的问题,每个环节的小故障都会按一定权重成比例地累加到结果中。
下面,基于动力传递及物料输送这两条主线对堵管故障产生影响的各个节点进行分析。
2、 主要过程节点分析
2.1 系统压力
可能的供压压力不足会造成堵管。动力传动的整条线中因为有各种阻力,会伴随着各级的能量损失,使系统压力不足,则总的能量不足以抵消这些阻力和混凝土的重力。检查方法是:将泵送使用点动模式进行憋缸观察压力表最大压力值,正常最大压力在23 MPa附近;如果存在系统最大压力不足,则查看电机正反转是否正常,或查看是否存在其他问题,调高系统压力。
2.2 液压缸
判断液压缸是否存在故障,可断开液压缸和混凝土缸之间的连接,取出混凝土缸活塞,使得液压缸处于自由状态,检查泵送状态是否有压力(阻力)。
2.3 混凝土缸的检查
混凝土缸的检查应该包括2方面。一是要检查在混凝土缸处是否存在较大阻力,这个可以比较在空打(不打混凝土)状态下和液压油缸自由状态下的系统压力差;二是要检查混凝土缸是否存在活塞密封差的情况,这个可以通过泵送水箱里的水是否浑浊掺杂混凝土来判断[6]。这2方面都会造成输出混凝土的能量损失,如果是密封差则更换混凝土缸密封。造成混凝土缸密封容易损坏的可能原因之一是混凝土缸内表面损坏(耐磨层),所以要注意混凝土缸的保养,减少混凝土固化沉积的情况发生,少量固化沉积发生时,尽量不要用风镐简单粗暴地清理。
2.4 混凝土缸与S管连接处的检查
混凝土缸与S管可能发生摆到位时错口不同心的现象,属于泵送质量问题。