한국어
中文Түйіндеме
Қаданың беріктігінің біркелкі бөлінбеуі, құрылыстың үлкен бұзылуы және адам факторларының қада сапасына үлкен әсер етуі сияқты әдеттегі цемент-топырақты араластыру қада технологиясында бар проблемаларды ескере отырып, DMP цифрлық микро-пертурбацияның жаңа технологиясы төрт- осьтік араластырғыш қада әзірленді. Бұл технологияда төрт бұрғылау бір уақытта суспензия мен газды шашыратып, қада түзу процесінде топырақты кесу үшін айнымалы бұрышты кескіш қалақтардың бірнеше қабаттарымен жұмыс істей алады. Жоғарыдан төменге түрлендіруді бүрку процесімен толықтырылған ол қада корпусының беріктігінің біркелкі емес таралуы мәселесін шешеді және цементті тұтынуды тиімді азайтады. Арнайы пішінді бұрғылау құбыры мен топырақ арасында пайда болған саңылау көмегімен суспензия автономды түрде шығарылады, бұл құрылыс процесінде қада айналасындағы топырақтың аздап бұзылуына қол жеткізеді. Цифрлық басқару жүйесі қада түзілімінің автоматтандырылған құрылысын жүзеге асырады және нақты уақыт режимінде қада түзілу процесін бақылап, жазып, алдын ала ескерту жасай алады.
Кіріспе
Инженерлік құрылыс саласында цемент-топырақ араластыратын қадалар кеңінен қолданылады: іргетас шұңқырларының жобаларында топырақты нығайту және су өткізбейтін перделер сияқты; қалқандық туннельдер мен құбыр домкрат ұңғымаларында саңылауларды нығайту; әлсіз топырақ қабаттарын іргетаспен өңдеу; суды үнемдеу жобаларындағы сүзуге қарсы қабырғалар, сондай-ақ полигондардағы кедергілер және т.б. Қазіргі уақытта жобалардың ауқымы кеңейген сайын, цемент-топырақ араластырғыш қадалардың құрылыс тиімділігі мен қоршаған ортаны қорғау талаптары жоғарылады. Сонымен қатар, жобалық құрылыс айналасында қоршаған ортаны қорғаудың күрделі талаптарын қанағаттандыру үшін цемент-топырақ араластырғыш қадалардың құрылыс сапасын бақылау қажет. Ал құрылыстың қоршаған ортаға әсерін азайту кезек күттірмейтін қажеттілікке айналды.
Араластыру қадаларының құрылысында негізінен цемент пен топырақты орнында араластыру үшін белгілі бір беріктігі мен ағып кетуге қарсы өнімділігі бар қаданы қалыптастыру үшін араластырғыш бұрғы қолданылады. Жиі қолданылатын цемент пен топырақ араластыратын қадаларға бір осьті, екі осьті, үш осьті және бес осьті цемент және топырақ араластыратын қадалар жатады. Араластыру қадаларының бұл түрлерінде бүрку және араластыру процестері де әртүрлі.
Бір осьті араластырғыш қадада тек бір бұрғылау құбыры бар, түбі шашыратады, араластыру аз мөлшердегі қалақтар арқылы орындалады. Бұл бұрғылау құбырлары мен араластырғыш қалақтардың санымен шектеледі, ал жұмыс тиімділігі салыстырмалы түрде төмен;
Қос осьті араластырғыш қада 2 бұрғылау құбырынан тұрады, ортасында ерітіндіге арналған бөлек шлам құбыры бар. Екі бұрғылау құбырында тегістеу функциясы жоқ, себебі екі жағындағы бұрғылау қашауларын ортаңғы суспензия құбырынан жазық диапазонға шашатын шламды жасау үшін бірнеше рет араластыру қажет. Бөлу біркелкі, сондықтан қос біліктің құрылысы кезінде «екі бүрку және үш араластыру» процесі қажет, бұл қос біліктің құрылыс тиімділігін шектейді, сонымен қатар қада түзілуінің біркелкілігі де салыстырмалы түрде нашар. Құрылыстың максималды тереңдігі шамамен 18 метрді құрайды [1];
Үш осьті араластырғыш қада үш бұрғылау құбырынан тұрады, оның екі жағына ерітінді шашыратылады және ортасында сығылған ауа шашылады. Бұл орналасу ортаңғы қаданың беріктігінің екі жаққа қарағанда кішірек болуына әкеледі, ал қада корпусының жазықтықта әлсіз байланыстары болады; сонымен қатар үш осьті араластырғыш қада Қолданылатын су цементі салыстырмалы түрде үлкен, бұл қада корпусының беріктігін белгілі бір дәрежеде төмендетеді;
Бес осьті араластырғыш қада екі осьті және үш оське негізделген, жұмыс тиімділігін арттыру үшін араластырғыш бұрғылау штангаларының санын қосады және араластырғыш қалақтардың санын көбейту арқылы қада корпусының сапасын жақсартады [2-3] . Бүрку және араластыру процесі алғашқы екеуінен ерекшеленеді. Ешқандай айырмашылық жоқ.
Цемент-топырақ араластырғыш қадаларды тұрғызу кезінде қоршаған топырақтың бұзылуы негізінен араластырғыш қалақтардың араласуы нәтижесінде пайда болатын топырақтың сығуы мен жарылуы, цемент шламының енуі мен жарылуы салдарынан болады [4-5]. Кәдімгі араластырғыш қадалардың салынуынан туындайтын үлкен бұзылуларға байланысты, іргелес муниципалды нысандар мен қорғалатын ғимараттар сияқты сезімтал орталарда құрылыс салу кезінде әдетте қымбатырақ жоғары қысымды ағынды шөгінділерді (MJS әдісі) немесе бір жолақты пайдалану қажет. -осьтік араластырғыш қадалар (IMS әдісі) және басқа микроқұрылымдар. Мазасыз құрылыс әдістері.
Сонымен қатар, кәдімгі араластырғыш қадаларды салу кезінде бұрғылау құбырының шөгу және көтеру жылдамдығы және құйғыш бетонның мөлшері сияқты негізгі құрылыс параметрлері операторлардың тәжірибесімен тығыз байланысты. Бұл сондай-ақ араластырғыш қадалардың құрылыс процесін қадағалауды қиындатады және қадалардың сапасының айырмашылығына әкеледі.
Қада беріктігінің біркелкі емес таралуы, үлкен құрылыстың бұзылуы және көптеген адам кедергі факторлары сияқты әдеттегі цемент-топырақ араластырғыш қадалардың мәселелерін шешу үшін Шанхай инженерлік қоғамдастығы жаңа сандық микро-бұзушылық төрт осьті араластырғыш қада технологиясын әзірледі. Бұл мақалада бетонды араластыру технологиясында, құрылыс бұзылыстарын бақылауда және автоматтандырылған құрылыста төрт осьті араластырғыш қада технологиясының сипаттамалары мен инженерлік қолдану әсерлері егжей-тегжейлі таныстырылады.
1、DMP сандық микропротурбациялық төрт осьті араластырғыш қада жабдығы
DMP-I сандық микробұзушылық төрт осьті араластырғыш қада машинкасының жабдығы негізінен араластыру жүйесінен, қадалық қаңқа жүйесінен, газбен жабдықтау жүйесінен, автоматты целлюлоза және целлюлозаны беру жүйесінен және автоматтандырылған қада құрылысын жүзеге асыру үшін цифрлық басқару жүйесінен тұрады. .
2, Араластыру және бүрку процесі
Төрт бұрғылау құбыры бетон құбырларымен және ішінде ағынды құбырлармен жабдықталған. 2-суретте көрсетілгендей, бұрғылау бастиегі қадаларды қалыптастыру процесінде бір уақытта суспензия мен сығылған ауаны шашыра алады, бұл кейбір бұрғылау құбырларының шашырауынан және кейбір бұрғылау құбырларының шашырауынан туындаған проблемаларды болдырмайды. қада беріктігінің жазықтықта біркелкі бөлінбеу мәселесі; Әрбір бұрғылау құбырында сығылған ауаның араласуы болғандықтан, араластыруға қарсылықты толығымен азайтуға болады, бұл қатты топырақ қабаттарында және құмды топырақта құрылыс үшін пайдалы және цемент пен топырақ қоспасын жасай алады. Сонымен қатар, сығылған ауа цемент пен топырақтың карбондану процесін жылдамдатады және араластырғыш қададағы цемент пен топырақтың ерте беріктігін жақсартады.
DMP-I сандық микро-пертурбациялық төрт осьті араластырғыш қада машинкасының араластырғыш бұрғылары ауыспалы бұрышты араластырғыш қалақтардың 7 қабатымен жабдықталған. Бір нүктелі топырақты араластыру саны 50 есеге жетуі мүмкін, бұл спецификациямен ұсынылған 20 еседен әлдеқайда асып түседі; араластырғыш бұрғы қашау Ол қадаларды қалыптастыру процесінде бұрғылау құбырымен бірге айналмайтын дифференциалды қалақтармен жабдықталған, бұл саз балшық шарларының пайда болуын тиімді болдырмайды. Бұл топырақ араластыру уақытының санын көбейтіп қана қоймай, араластыру процесінде үлкен топырақ түйіршіктерінің пайда болуына жол бермейді, осылайша топырақтағы суспензияның біркелкі болуын қамтамасыз етеді.
DMP-I сандық микробұзушылық төрт осьті араластырғыш қада 3-суретте көрсетілгендей жоғары-төмен түрлендіру бетонды бетон технологиясын қолданады. Араластырғыш бұрғысының бастиегінде бүріккіш бетон порттарының екі қабаты бар. Ол суға батқанда, төменгі құйғыш бетон порты ашылады. Шашыратылған суспензия жоғарғы араластырғыш пышақтың әсерінен топырақпен толығымен араласады. Оны көтерген кезде, астыңғы бүріккіш бетон порты жабылады және бір уақытта үстіңгі оқпан портын ашыңыз, осылайша жоғарғы оқпан портынан шығарылған шлам төменгі қалақтардың әсерінен топырақпен толық араласуы мүмкін. Осылайша, шөгу мен араластырудың бүкіл процесі кезінде суспензия мен топырақты толығымен араластыруға болады, бұл қада корпусының тереңдік диапазонында цемент пен топырақтың біркелкілігін одан әрі арттырады және екі осьті және үш ось мәселесін тиімді шешеді. -бұрғылау құбырын көтеру процесінде осьті араластырғыш қада технологиясы. Мәселе мынада, төменгі айдау портынан шашылған суспензияны араластырғыш пышақтармен толығымен араластыру мүмкін емес.
3、Микробұзушылық құрылысты бақылау
DMP-I сандық микробұзушылықты төрт осьті араластырғыш қада машинкасының бұрғылау құбырының көлденең қимасы сопақ тәрізді арнайы пішінді пішінді болып табылады. Бұрғылау құбыры айналғанда, батып кеткенде немесе көтерілгенде бұрғылау құбырының айналасында шламды шығару және шығару арнасы пайда болады. Араластырған кезде, топырақтың ішкі қысымы жердегі кернеуден асқанда, суспензия бұрғылау құбырының айналасындағы суспензия шығару арнасы бойымен табиғи түрде ағызылады, осылайша суспензия газының қысымының жиналуынан туындаған топырақтың қысылуын болдырмайды. араластырғыш бұрғы.
DMP-I сандық микробұзушылықты төрт осьті араластырғыш қада машинасы бұрғылау қашауында жер асты қысымын бақылау жүйесімен жабдықталған, ол қада түзілудің бүкіл процесі кезінде нақты уақыт режимінде жер асты қысымының өзгеруін бақылайды және жер асты қысымының тұрақты болуын қамтамасыз етеді. суспензия газының қысымын реттеу арқылы ақылға қонымды диапазонда бақыланады. Сонымен қатар, конфигурацияланған дифференциалды қалақтар саздың бұрғылау құбырына жабысуын және балшық шарларының пайда болуын тиімді болдырмайды, сонымен қатар араласуға төзімділік пен топырақтың бұзылуын тиімді азайтады.
4, Құрылысты интеллектуалды басқару
DMP-I сандық микро-пертурбациялық төрт осьті араластырғыш қада машинкасының жабдығы қадалардың автоматтандырылған құрылысын жүзеге асыра алатын, нақты уақыт режимінде құрылыс процесінің параметрлерін жаза алатын, қада түзілу процесін бақылап, алдын ала ескерту жасай алатын цифрлық басқару жүйесімен жабдықталған.
Сандық басқару жүйесі сынақ қадаларымен анықталған құрылыс параметрлері негізінде араластырғыш қадалардың құрылысын автоматты түрде аяқтай алады. Ол араластырғыш жүйенің шөгуін және көтерілуін, тік топырақ қабатының таралуына сәйкес секциялардағы суспензия ағынының сәйкестігін және қада түзілу жылдамдығын автоматты түрде басқара алады, жер қысымының белгіленген мәніне сәйкес ағын қысымын реттей алады және құрылыс процестерін басқара алады. бүріккіш ерітінділерді жоғары және төмен түрлендіру сияқты. Бұл құрылыс процесінде араластырғыш қаданың құрылыс сапасына адам факторларының әсерін айтарлықтай төмендетеді және араластырғыш қада сапасының сенімділігі мен дәйектілігін жақсартады.
Жабдықта орнатылған дәлдік сенсорларының көмегімен цифрлық басқару жүйесі араластыру жылдамдығы, бүрку көлемі, суспензия қысымы мен ағыны, жер асты қысымы сияқты құрылыстың негізгі параметрлерін бақылай алады және құрылыстың қалыпты емес жағдайлары туралы ертерек ескерту жасай алады, қауіпсіздікті арттырады. араластырғыш қадаларды салу процесі. Мәселені шешудің ашықтығы және уақтылылығы. Бұл ретте цифрлық басқару жүйесі жасалған деректердің түпнұсқалығы мен қауіпсіздігін қамтамасыз ете отырып, оңай қарау және тексеру үшін желілік модуль арқылы бүкіл құрылыс процесінің параметрлерін жазып, жазылған құрылыс параметрлерін нақты уақыт режимінде бұлттық платформаға жүктей алады. құрылыс процесі кезінде.
5、Құрылыс технологиясы және параметрлері
DMP сандық микробұзушылық төрт осьті араластырғыш қадаларды салу процесі негізінен құрылысты дайындауды, сынақ қада құрылысын және ресми қада құрылысын қамтиды. Сынақ қада құрылысынан алынған құрылыс параметрлері бойынша құрылысты басқарудың цифрлық жүйесі қаданың автоматтандырылған құрылысын жүзеге асырады. Нақты инженерлік тәжірибемен бірге 1-кестеде көрсетілген құрылыс параметрлерін таңдауға болады. Кәдімгі араластырғыш қадалардан айырмашылығы, төрт осьті араластырғыш қада үшін қолданылатын судың цементке қатынасы шөгу және көтеру кезінде әртүрлі болады. Шөгу үшін қолданылатын судың цементке қатынасы 1,0~1,5, ал көтеру үшін судың цементке қатынасы 0,8~1,0. Шөгу және араластыру кезінде цемент суспензиясының үлкенірек су-цемент қатынасы бар, ал суспензия топыраққа жеткілікті жұмсартқыш әсерге ие, бұл араластыруға қарсылықты тиімді төмендете алады; көтеру кезінде қада корпусының ішіндегі топырақ араласқандықтан, су-цемент қатынасының аз болуы қада корпусының беріктігін тиімді түрде арттыруы мүмкін.
Жоғарыда аталған құйма бетон араластыру процесін пайдалана отырып, төрт осьті араластырғыш қада цемент-топырақ араластырғыш қадалардың беріктігі мен су өткізбейтіндігіне қойылатын инженерлік талаптарды қанағаттандыратын, құрамында 13% -дан 18% дейін цементті құрайтын әдеттегі процесс сияқты әсерге қол жеткізе алады. , және сонымен бірге цемент есебінен өзгерістер енгізу Дозаны азайтудың артықшылығы құрылыс процесінде ауыстырылатын топырақтың да сәйкесінше азаюында. Бұрғылау құбырына орнатылған инклинометр кәдімгі цемент-топырақ араластырғыш қадаларды салу кезінде вертикалдылықты қиын бақылау мәселесін шешеді. Төрт осьті араластырғыш қада корпусының өлшенген тіктігі 1/300 жетуі мүмкін.
6、Инженерлік қолданбалар
DMP сандық микробұзушылықты төрт осьті араластырғыш қаданың қада корпусының беріктігін және қада түзу процесінің қоршаған топыраққа әсерін одан әрі зерттеу мақсатында әртүрлі стратиграфиялық жағдайларда далалық тәжірибелер жүргізілді. Жиналған араластырғыш қада сынамаларының 21 және 28-ші күндері өлшенген цемент пен топырақ өзегі үлгілерінің беріктігі 0,8 МПа-ға жетті, бұл кәдімгі жерасты инженериясындағы цемент пен топырақтың беріктігіне қойылатын талаптарға сәйкес келеді.
Дәстүрлі цемент-топырақ араластыратын қадалармен салыстырғанда, кеңінен қолданылатын жан-жақты жоғары қысымды ағынды ерітінділер (MJS әдісі) және микробұзушылықты араластыратын қадалар (IMS әдісі) қада құрылысымен туындаған қоршаған топырақтың көлденең ығысуын және беткі шөгуді айтарлықтай азайтады. . . Инженерлік тәжірибеде жоғарыда аталған екі әдіс микробұзушылықтарды салу әдістері ретінде танылады және көбінесе қоршаған ортаны қорғауға жоғары талаптары бар инженерлік жобаларда қолданылады.
2-кестеде құрылыс процесі кезіндегі DMP сандық микро-пертурбациялық төрт осьті араластырғыш қада, MJS құрылыс әдісі және IMS салу әдісімен туындаған қоршаған топырақ пен беттің деформациясының бақылау деректері салыстырылады. Микробұзушылықты төрт осьті араластырғыш қаданы салу кезінде, қада корпусынан 2 метр қашықтықта топырақтың көлденең жылжуын және тік көтерілуін шамамен 5 мм-ге дейін басқаруға болады, бұл MJS құрылыс әдісіне сәйкес келеді. және IMS салу әдісі және қаданы салу процесі кезінде қаданың айналасындағы топыраққа ең аз бұзылуға қол жеткізуге болады.
Қазіргі уақытта DMP сандық микробұзушылықтың төрт осьті араластырғыш қадалары Цзянсу, Чжэцзян, Шанхай және басқа жерлерде іргетастарды нығайту және іргетас шұңқырын жасау сияқты жобалардың әртүрлі түрлерінде сәтті қолданылды. Төрт осьті араластырғыш қадалар технологиясын зерттеу мен әзірлеуді және инженерлік қолдануды біріктіре отырып, «Төрт осьті араластырғыш қадаға арналған микробұзушылықтың техникалық стандарты» (T/SSCE 0002-2022) (Шанхай азаматтық қоғамының стандарты) құрастырылды, ол жабдықты, жобалауды, құрылысты және сынауды және т.б. қамтиды. DMP сандық микро-пертурбациялық төрт осьті араластырғыш қада технологиясын қолдануды стандарттау үшін арнайы талаптар қойылды.
Жіберу уақыты: 22 қыркүйек 2023 ж