泥水盾构泥浆循环系统泵站距离计算

6.2.18泥浆循环系统（1）泥水循环原理设计泥水平衡盾构工法的基本原理是：经过合理调整比重、压力和流量的泥浆被送入盾构机的压力仓，与切削后的泥土混合后被排出，经流体输送设备输送至泥水处理站，分离出泥土，并调整泥浆比重后再次循环使用。本区间进、排浆管路的直径设计为DN300mm，设计的进浆排量为860m3/h，排浆排量为970m3/ho泥浆循环原理图如下：kjc/L图5-30：泥浆循环原理图1K母kjc/L图5-30：泥浆循环原理图1K母■百殆if井4JES-nr|323|IL/aln.电力捉強參琏衆H|泥水循环工作模式主要分为旁通模式、推进模式、保压模式和换管模式等。图5-31：模式转换顺序2）泥浆循环系统设计计算书1)送排泥流量计算南昌市轨道交通4号线02标一工区泥水盾构隧道基本信息隧道长度L(m)3054管片外径D(m)16盾构使用推进速度v(cm/min)6管片内径D(m)25.4原状土比重p(kg/l)02.45管片宽度(m)1.5刀盘直径D(m)6.30进浆比重p(kg/l)11.15排浆比重p(kg/l)21.3分离站到进口的距离(m)220分离设备到隧道中心的高度(m)16.8+13.5+13泥水仓最咼工作压力bar6＞出渣量V=60n*D2*v/4/100~112m3/h＞排浆流量=V*(P-p)/(P-p)~970m3/h排 0 1 2 1＞进浆流量=(V*p—V*p)/p~858m3/h进 排2 0 12)送排泥管道直径计算对应设计流量,设计充满度的管道内的水流平均速度叫做设计流速。为了防止管道中产生淤积或冲刷，设计流速不宜过小或过大，最好在最大和最小设计流速范围之内。最小设计流速是保证管道内不致发生淤积的控制流速。含有大颗粒的管道，其最小设计流速宜适当加大，其值要根据试验或调查研究决定。此流速由临界流速计算可得。最大设计流速与管材相关，是保证管道不因长期剧烈冲刷而缩短运行寿命的控制流速。通常，金属管道的最大设计流速为10m/s，非金属管道的最大设计流速为5m/s。而通常此流速取值范围为2VVV4m/s，更大的流速不仅没有必要，甚至是有害的，因为管道中的阻力将随速度的平方而增大。并且管道的磨损也将随速度的提高而显著地加剧起来。管道阻力的增大，就要提高输送泵的功率，从而增高能源费用。管道磨损的加剧也将导致折旧费的提高，而且有时造成管道在施工中损坏，以致不得不停止推进，以便更换管道。根据液体的流量和流速的大小，可按下式计算管路的直径d＞4.6-―V式中Q 流量(L/min)；V 流速(m/s)。按V=4m/s，经计算d±292mm，因此取d=300mm＞进浆的临界流速v二FJ2gdPP-1)进 L 0 1王1.94m/s(实际配置泵最大流速为3.38m/s)F-流速系数(根据颗粒直径和泥水浓度而定)，在此取0.8Lg-9.8(m/s2)d-管路内径(m),在此取0.3进浆最低流速：V=n*d2*v/4*3600=493m3/h＞排浆的临界流速v二F 12gdP/P-1)排 L 0 2~2.55m/s(实际配置泵最大流速为3.82m/s)

F-流速系数(根据颗粒直径和泥水浓度而定)，在此取1.2Lg-9.8(m/s2)d-管子内直径(m),在此取0.3排浆最低流速：V=n*d2*v/4*3600=648m3/h进排浆扬程计算＞进浆扬程计算几何高度为：ha=-23m进浆管路的阻力损失扬程H1

、LV2H=入xix1=86^miiD2gig （86改成114.7）985丄入二仝X——-——xp二0.01641 C1.85D6XV0.15 16式中:g重力加速度9.8m/s2；C由管路种类而定的系数120；P进浆比重1.15；1L进浆管最大当量长度3600m(隧道长度+竖井高度+竖井到处理站距离+局部损失当量长度(10%));泥水仓压力损失扬程：Hw=30m进浆需要总扬程为：H二ha+H+Hw=-23+114.7+30=121.7m进 1排浆扬程计算(1)几何咼度为：ha=32m排浆管路的阻力损失扬程H2TT 、LV2…H二入*^2x2-122m（122改成162.2）2 2D2g（122改成162.2）2g重力加速度g重力加速度9.8m/s2；C由管路种类而定的系数120；P排浆比重1.3；2L送泥管最大当量长度3600m(隧道长度+竖井高度+竖井到处理站距离+局部损失当量长度(10%))；P2.1泵进口压力：P=2bar；排浆需要总扬程为：H二ha+H-P/p=32+162.2-20/1.3=178.8m

4）泥浆泵的功率及数量计算＞进浆泵的数量：进浆泵根据计算流量V=858m3/h,选用AH10/8泥浆泵，该泵的扬程为73m,进浆泵的数量为2台。＞进浆泵的功率P进二P*g*Q*H/1000/n=181KW式中H――泵的扬程，mP——介质密度，1150kg/m3g 重力加速度，9.8m/s2n——泵的效率（70%）Q——泵的流量，m3/sP=1.25（n/n）XP=1.25（1000/760）X181=298KW故进浆泵选择AH10/8泥浆泵，配置315KW电机。WARMAN*L't^iilrifi.^MSlnr*y-'.nrpcHorizontalPump10/8AHCURVESHOWS/PFRO»#LrePERFC3fiM*U4CEIFOHCLEW?WATB?(ttiefn^araiTstSteilsdEO99C6:1WS-Grade2untesoliawtespecfted].FWmedsotheriw^et,ofrectlonsmiBftbematte-tr[femfiy,MscosttyarlkrDtiweftecteEssikfe.WEH.KxERALSreseriesihertoht!□dimoepvnppertHmaxearl'ardetetetnpda^ihflfisulnotice.FrameMJaMHymm3bechedcclfafeachdiutyand<>*«■aranpementNttallItaneatematitfaarerrrrMflrijyawaiattettcnieachmanjactirtiocertre.EwceliefitMi-rsrals$oluEion$1251DO75VFDischargeSudian2O3nwn254mmImpelHerVanes5Vane068£fnmTypedosed]PartNoWaterialG8147LP1RKM8147LP1Frame(Rating-«CW)PumpFlow=800.Dm5/hrH[SL)=61.0mH(W)=62.9'mSpeed=838Eff=733%rrsa-=5.2mP=224kWFFX 4252GG 900SeIGlandSealedPumpLiner(NbrmMaxMmiri)Polymer 715Metal 00MinPassageSizea3mmCurve —Reviaon 1ReviaonNotesP阿Reference TEST911203(5)Isjed Mar93Aixtr^a{FTCfAUR^jtrtsRcswBdTtVKM.WPA108A06/1图5-32：AH10/8泥浆泵性能曲线图＞排浆泵的数量:该泵的扬程为排浆泵根据计算流量V=970m3/h，选用GH10/8泥浆泵，该泵的扬程为70m（泥浆扬程52m），排浆泵的数量为4台。

泵的功率P二p*g*Q*H/1000/n/B=302KV排式中H――单泵的扬程，■P 介质密度，1300kg/m3g 重力加速度，9.8m/s2n 泵的效率（70%）Q 泵的流量m3/sB 排浆扬程比（0.75）pSBIHn/|BHiPIH950/87HH02l396B故排浆泵选择GH10/8泥浆泵，配置400KW电机。10/8GHEvc^ll^ritMinsralsSolutionsWA口MAN6 HorizontalPump10/8GHEvc^ll^ritMinsralsSolutionsIHiil.rifi.^MSliir'j'-'nnp^CURVESHOWS/PFROJWWrePERFORMNSICEFORCLEWSWATER TestStewardEC3B9CG:19SS-Qrade2unlessotrawtespedned).ForrnedartferOvrywder,cofifficflonsmutibematte-1trtfertsfiy,itecasttyaflkrotherefltoctaofsdkfc.WER.h*£RNjSreseritstherightlaidTmae-pimpperltwrnaTcearrlhrdeteieknpda?.wfltixilnoUce.FrameMJtaHltymuribechedePforeach<UyandctfaearranpementMatframealEmJheaareneceMarfflywaiiaMeftamtachmanUtachrtipcerire.BX€sx-4008DQ12001000IDisdiaingeSuctjan2D3mm254fnmImpelte『Vanes3Vane0686nwnTypedbsedPartINoMaterialFGH8137MdalFiraime(Rating-KW)PumpFFX 425L 齧Sea]GlandSeatedPumpLiner(NormMax"minjUhlined