谈盾构施工中用于净化油品装置的工艺

　　摘要：本项工艺是用新型涉及一种盾构施工中净化油品装置的工艺，适用于地铁隧道盾构施工，针对油品质量入手，在施工过程中提高液压油的清洁度，确保盾构机液压系统的稳定性，大幅减少了液压油和液压系统相关配件的消耗，减少了设备停机时间，节省了施工工期，增加了社会效益和经济效益，保证了工程的进度和安全。
　　关键词：盾构施工，净化油品，工艺
　　前言
　　在盾构施工中，盾构机由于其特有的施工工艺，动力驱动基本上都是通过液压系统进行，液压系统相当于盾构设备的心脏，直接关系到盾构施工的正常进行，尤其是在隧道作业环境较为恶劣的情况下，长时间处于高温状态，液压油内会产生大量的铜屑、铁屑和油泥等杂质，严重的会堵塞滤芯，影响液压系统的稳定性，每隔一段时间必须更换液压油，否则液压系统容易产生故障。
　　液压系统能否稳定运行直接关系到盾构生产的作业率，根据以往施工经验，液压系统的故障有相当部分是由于液压油的不洁净引起的，因此提高液压油的清洁度等级，是保证液压系统稳定运行的关键，每隔一段时间即需要更换液压油。
　　在以往施工中，都是定期检测盾构机油品，发现无法满足盾构施工要求后，即停机滤油，或直接更换液压油，耗费时间较长，同时材料成本较高。
　　本项净化油品工艺采用不停机滤油的概念，在盾构机最关键的油箱位置，进行旁路循环净化，确保了油品质量，满足盾构施工需要，避免了停机滤油。
　　一．净化油品装置工艺的实现
　　净化油品装置的工艺主要通过以下方案得以实现：
　　（1）分析导致液压油劣化的主要原因，发现液压油内大量存在的铜屑、铁屑和油泥等杂质是造成液压油油品质量下降的主要因素，本项工艺的主要就是尽可能的将液压油中的杂质过滤出去。
　　（2）通过对液压油中产生杂质成份的具体分析，对不同型号净油机的综合比较，项目部选定菲尔德FED-22型离心式净油机，其适用油箱容积为1000～5000L，适合各种润滑液压油，可过滤0.26微米以上的杂质，可以满足盾构机施工需要。
　　（3）净化油品装置由以下几部分组成：油泵、洁油器、进油管、回油管、斜压管和阀组构成，如图1所示。
　　（4）净化油品装置安装在油箱边，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。
　　（5）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6000转/分钟以上，所产生的离心力约为重力的2000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（油液和杂质比重不同），从而大幅度提高液压油的清洁度。
　　
　　图1净化油品装置示意图
　　二．净化油品装置工艺的具体实施方式：
　　（1）本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。进油口和出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，尤其是在充满油的情况下。
　　（2）进油口设置在油箱底部，回油口在油箱顶部，有利于液压油的循环。
　　（3）先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。
　　（4）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。
　　（5）需要关闭净油机系统时，先打开卸压阀，观察压力表读数。
　　（6）待洁油器转动平稳后，关闭油泵。
　　（7）洁油器停止转动后，关闭进油阀、回油阀和卸压阀。
　　（9）将洁油器转桶拆出，清洗转桶内壁的杂质，重新安装回去。
　　三．净化油品装置工艺具有如下优点：
　　（1）净化油品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。
　　（2）洁油器中有一个双喷式的转轴，利用液压系统液压油所产生的压力差驱动转轴高速旋转，在强大的离心力作用下机械杂质从液压油中分离出来（油液和杂质比重不同），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。
　　（3）净化油品装置过滤精度高，可过滤0.26微米以上的杂质。
　　（4）净化过程中不影响液压油的粘度，不影响液压油的质量。
　　（5）独立进行循环，不影响盾构机液压系统的工作。
　　（6）运行成本低，没有易损件，不用更换滤芯，耗电很少。
　　（7）容量大，容纳很多杂质也可工作。
　　四．净化油品装置工艺在盾构施工中的应用
　　在深圳地铁2203标海瑞克盾构机S-470上安装净油机后（如图2﹑图3所示），经过2个月的实际运行，发现效果显著，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。
　　
　　图2净化油品装置示意图
　　
　　图3净化油品装置细部示意图
　　在安装净油机系统之前，共推进410环，共更换各种滤芯16个，停机2次，用滤油机过滤液压油，每次一个班，共更换滤油机滤芯2个。在410环时，S-471盾构机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4个滤芯，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，净化油品装置工艺在整个工程施工中净化工艺效果良好。