한국어
中文Povzetek
Glede na težave, ki obstajajo pri konvencionalni tehnologiji pilotov z mešanjem cementa in zemlje, kot so neenakomerna porazdelitev trdnosti telesa pilota, velike konstrukcijske motnje in velik vpliv na kakovost pilota s človeškim dejavnikom, je nova tehnologija štirih digitalnih mikro motenj DMP. osni mešalni kup je bil razvit. Pri tej tehnologiji lahko štirje svedri hkrati pršijo gnojevko in plin ter delujejo z več plastmi rezil s spremenljivim kotom za rezanje zemlje med postopkom oblikovanja pilotov. Dopolnjen s postopkom pretvorbe navzgor navzdol rešuje problem neenakomerne porazdelitve trdnosti telesa pilota in lahko učinkovito zmanjša porabo cementa. S pomočjo reže, ki nastane med posebno oblikovano vrtalno cevjo in zemljo, se gnojevka avtonomno odvaja, s čimer dosežemo rahlo motenje zemlje okoli pilota med gradnjo. Digitalni nadzorni sistem realizira avtomatizirano gradnjo oblikovanja pilotov in lahko spremlja, beleži in zagotavlja zgodnje opozorilo za proces oblikovanja pilotov v realnem času.
Uvod
Piloti za mešanje cementa in zemlje se pogosto uporabljajo na področju inženirske gradnje: kot so ojačitev tal in vodoodporne zavese v projektih temeljnih jam; ojačitev lukenj v zaščitnih tunelih in vodnjakih za dvigovanje cevi; obdelava temeljev šibkih plasti tal; proti pronicanju v zidovih projektov za varovanje vode, kot tudi pregrade na odlagališčih in drugo. Trenutno, ko obseg projektov postaja vedno večji, so zahteve za učinkovitost gradnje in zaščito okolja pilotov za mešanje cementa in zemlje vse višje. Poleg tega je treba za izpolnjevanje vse bolj zapletenih zahtev glede varstva okolja pri gradnji projekta nadzorovati kakovost gradnje pilotov za mešanje cementa in zemlje. Zmanjšanje vpliva gradnje na okolico je postalo nujna potreba.
Konstrukcija mešalnih pilotov v glavnem uporablja mešalni sveder za mešanje cementa in zemlje na kraju samem, da se oblikuje pilot z določeno trdnostjo in zmogljivostjo proti pronicanju. Običajno uporabljeni piloti za mešanje cementa in zemlje vključujejo pilote za mešanje cementa in zemlje z eno osjo, z dvema osma, s tremi in petimi osmi. Te vrste mešalnih pilotov imajo tudi različne postopke pršenja in mešanja.
Enoosni mešalni pilot ima samo eno vrtalno cev, dno je razpršeno, mešanje pa poteka preko majhnega števila lopatic. To je omejeno s številom vrtalnih cevi in mešalnih rezil, delovna učinkovitost pa je relativno nizka;
Dvoosni mešalni pilot je sestavljen iz 2 vrtalnih cevi, z ločeno cevjo za gnojevko na sredini za injektiranje. Obe vrtalni cevi nimata funkcije injektiranja, ker je treba svedre na obeh straneh večkrat premešati, da se gnojevka razprši iz srednje cevi za gnojevko v območju ravnine. Porazdelitev je enakomerna, zato je pri gradnji dvojne gredi potreben postopek "dva pršenja in tri mešanja", kar omejuje konstrukcijsko učinkovitost dvojne gredi, enakomernost oblikovanja kupa pa je tudi relativno slaba. Največja globina gradnje je približno 18 metrov [1];
Triosni mešalni pilot vsebuje tri vrtalne cevi, na obeh straneh je brizgana injekcijska masa, na sredini pa je brizgan stisnjen zrak. Ta ureditev bo povzročila, da bo trdnost srednjega kupa manjša od moči obeh stranskih, telo kupa pa bo imelo šibke povezave na ravnini; poleg tega triosni mešalni pilot Uporabljeni vodni cement je relativno velik, kar do določene mere zmanjša trdnost telesa pilota;
Petosni mešalni pilot temelji na dvoosnem in triosnem, z dodajanjem števila mešalnih svedrov za izboljšanje delovne učinkovitosti in izboljšanjem kakovosti telesa pilota s povečanjem števila mešalnih rezil [2-3] . Postopek škropljenja in mešanja se razlikuje od prvih dveh. Ni razlike.
Motnje v okoliški zemlji med gradnjo pilotov za mešanje cementa in zemlje so v glavnem posledica stiskanja in razpokanja zemlje zaradi mešanja mešalnih lopatic ter prodiranja in cepljenja cementne brozge [4-5]. Zaradi velikih motenj, ki jih povzroča gradnja klasičnih mešalnih pilotov, je pri gradnji v občutljivih okoljih, kot so sosednji komunalni objekti in varovani objekti, običajno treba uporabiti dražje vsestransko visokotlačno jet injektiranje (metoda MJS) oz. -osni mešalni piloti (metoda IMS) in druge mikrostrukture. Moteče metode gradnje.
Poleg tega so med gradnjo običajnih mešalnih pilotov ključni konstrukcijski parametri, kot sta hitrost pogrezanja in dviganja vrtalne cevi ter količina brizganega betona, tesno povezani z izkušnjami operaterjev. To tudi otežuje sledenje procesu gradnje mešalnih pilotov in povzroča razlike v kakovosti pilotov.
Da bi rešili težave običajnih pilotov za mešanje cementa in zemlje, kot so neenakomerna porazdelitev trdnosti pilotov, velike konstrukcijske motnje in številni dejavniki človeškega vmešavanja, je šanghajska inženirska skupnost razvila novo digitalno tehnologijo štiriosnih mešalnih pilotov z mikro motnjami. Ta članek bo podrobno predstavil značilnosti in učinke inženirske uporabe tehnologije štiriosnih mešalnih pilotov v tehnologiji mešanja brizganega betona, nadzoru motenj pri gradnji in avtomatizirani gradnji.
1、DMP digitalna mikro perturbacijska štiriosna oprema za mešanje pilotov
Digitalna mikroperturbacijska štiriosna oprema za zabijanje pilotov DMP-I je v glavnem sestavljena iz mešalnega sistema, sistema okvirja pilotov, sistema za oskrbo s plinom, avtomatskega sistema za pridobivanje celuloze in oskrbe s celulozo ter digitalnega krmilnega sistema za izvedbo avtomatizirane gradnje pilotov. .
2、Postopek mešanja in pršenja
Štiri vrtalne cevi so v notranjosti opremljene s cevmi za brizgani beton in brizgalnimi cevmi. Kot je prikazano na sliki 2, lahko vrtalna glava razprši gnojevko in stisnjen zrak hkrati med postopkom oblikovanja pilotov, s čimer se izogne težavam, ki jih povzroči razprševanje nekaterih vrtalnih cevi in razprševanje nekaterih svedralnih cevi. Problem neenakomerne porazdelitve moči pilota na ravnini; ker ima vsaka vrtalna cev intervencijo stisnjenega zraka, se lahko mešalni upor popolnoma zmanjša, kar je koristno za gradnjo v trših slojih zemlje in peščenih tleh ter lahko naredi mešanico cementa in zemlje. Poleg tega lahko stisnjen zrak pospeši proces karbonizacije cementa in zemlje ter izboljša zgodnjo trdnost cementa in zemlje v mešalnem kupu.
Mešalni svedri digitalnega mikroperturbacijskega štiriosnega mešalnega zabijača pilotov DMP-I so opremljeni s 7 plastmi mešalnih rezil s spremenljivim kotom. Število enotočkovnih mešanj tal lahko doseže 50-krat, kar daleč presega 20-krat, ki ga priporoča specifikacija; mešalni sveder Opremljen je z diferencialnimi rezili, ki se ne vrtijo z vrtalno cevjo med postopkom oblikovanja kupa, kar lahko učinkovito prepreči nastajanje glinenih blatnih kroglic. To lahko ne samo poveča število časov mešanja tal, ampak tudi prepreči nastanek velikih grudic zemlje med postopkom mešanja in tako zagotovi enakomernost gnojevke v tleh.
DMP-I digitalni mikroperturbacijski štiriosni mešalni pilot uporablja tehnologijo pretvorbe brizganega betona navzgor navzdol, kot je prikazano na sliki 3. Na mešalni vrtalni glavi sta dve plasti odprtin za brizgani beton. Ko potone, se odpre spodnji priključek za brizgani beton. Škropljena gnojevka se pod delovanjem zgornje mešalne lopatice v celoti zmeša z zemljo. Ko je dvignjen, se spodnja odprtina za brizgani beton zapre in hkrati odpre zgornja odprtina za pištolo, tako da se lahko gnojevka, izvržena iz zgornje odprtine za pištolo, popolnoma pomeša z zemljo pod delovanjem spodnjih rezil. Na ta način se lahko gnojevka in zemlja popolnoma premešata med celotnim postopkom pogrezanja in mešanja, kar dodatno poveča enakomernost cementa in zemlje znotraj razpona globine telesa pilota ter učinkovito reši problem dvojne osi in treh -osna mešalna tehnologija pilotov v procesu dvigovanja vrtalne cevi. Težava je v tem, da mešalne lopatice ne morejo popolnoma premešati brozge, razpršene iz spodnje odprtine za vbrizgavanje.
3、Kontrola gradnje mikro motenj
Prečni prerez vrtalne cevi digitalnega mikroperturbacijskega štiriosnega mešalnega zabijača DMP-I je ovalne posebne oblike. Ko se vrtalna cev vrti, pogreza ali dvigne, se okrog vrtalne cevi oblikuje izpust gnojevke in izpušni kanal. Pri mešanju, ko notranji tlak tal preseže napetost na kraju samem, bo gnojevka naravno izpuščena vzdolž kanala za izpust gnojevke okoli vrtalne cevi, s čimer se izognemo stiskanju zemlje, ki ga povzroči kopičenje tlaka gnojevke v bližini vrtalne cevi. mešalni sveder.
Digitalni mikroperturbacijski štiriosni mešalni zabijač pilota DMP-I je opremljen s sistemom za spremljanje podzemnega tlaka na svedru, ki spremlja spremembe podzemnega tlaka v realnem času med celotnim procesom oblikovanja pilota in zagotavlja, da je podzemni tlak nadzorovano v razumnem območju s prilagajanjem tlaka gnojevke. Hkrati lahko konfigurirane diferencialne lamele učinkovito preprečijo oprijem gline na vrtalno cev in nastanek blatnih kroglic ter učinkovito zmanjšajo odpornost proti mešanju in motnje tal.
4、Inteligentni nadzor gradnje
Digitalna mikroperturbacijska štiriosna oprema za zabijanje pilotov DMP-I je opremljena z digitalnim krmilnim sistemom, ki lahko realizira avtomatizirano gradnjo pilotov, beleži parametre gradbenega procesa v realnem času ter spremlja in zagotavlja zgodnje opozarjanje med procesom oblikovanja pilotov.
Digitalni nadzorni sistem lahko samodejno dokonča gradnjo mešalnih pilotov na podlagi konstrukcijskih parametrov, določenih s poskusnimi piloti. Samodejno lahko nadzoruje pogrezanje in dvigovanje mešalnega sistema, ujemanje toka gnojevke in hitrost oblikovanja pilotov v odsekih glede na porazdelitev navpične plasti tal, prilagodi tlak curka glede na nastavljeno vrednost tlaka na tla in nadzoruje procese gradnje kot je pretvorba navzgor in navzdol pri pršilnem fugiranju. To močno zmanjša vpliv človeških dejavnikov na kakovost gradnje mešalnega pilota med postopkom gradnje ter izboljša zanesljivost in doslednost kakovosti mešalnega pilota.
S pomočjo natančnih senzorjev, nameščenih na opremi, lahko digitalni nadzorni sistem spremlja ključne parametre gradnje, kot so hitrost mešanja, prostornina škropljenja, tlak in pretok gnojevke ter podzemni tlak, in lahko zagotovi zgodnje opozorilo za neobičajne pogoje gradnje, kar poveča varnost procesa gradnje mešalnega pilota. Transparentnost in pravočasnost reševanja problemov. Hkrati lahko digitalni nadzorni sistem beleži parametre celotnega gradbenega procesa in posnete gradbene parametre v realnem času prek omrežnega modula naloži v platformo v oblaku za enostaven pregled in pregled, kar zagotavlja pristnost in varnost ustvarjenih podatkov. med postopkom gradnje.
5、Tehnologija gradnje in parametri
Proces gradnje štiriosnega mešalnega pilota z digitalnimi mikromotnjami DMP vključuje predvsem pripravo gradnje, poskusno gradnjo pilota in formalno gradnjo pilota. Glede na konstrukcijske parametre, pridobljene s poskusno gradnjo pilota, digitalni sistem za nadzor gradnje realizira avtomatizirano gradnjo pilota. V kombinaciji z dejanskimi inženirskimi izkušnjami je mogoče izbrati konstrukcijske parametre, prikazane v tabeli 1. Za razliko od običajnih mešalnih pilotov je razmerje med vodo in cementom, ki se uporablja za štiriosni mešalni pilot, drugačno pri pogrezanju in dvigovanju. Razmerje med vodo in cementom, ki se uporablja za pogrezanje, je 1,0 ~ 1,5, medtem ko je razmerje med vodo in cementom pri dvigovanju 0,8 ~ 1,0. Pri pogrezanju in mešanju ima cementna gošča večje razmerje med vodo in cementom, gošča pa ima zadostnejši učinek mehčanja tal, kar lahko učinkovito zmanjša odpornost proti mešanju; pri dvigovanju, ker je bila zemlja v telesu pilota premešana, lahko manjše vodocementno razmerje učinkovito poveča trdnost telesa pilota.
Z uporabo zgoraj omenjenega postopka mešanja brizganega betona lahko štiriosni mešalni pilot doseže enak učinek kot konvencionalni postopek z vsebnostjo cementa od 13 % do 18 %, kar izpolnjuje tehnične zahteve za trdnost in neprepustnost pilotov za mešanje cementa in zemlje. , hkrati pa prinaša spremembe zaradi cementa. Prednost zmanjšanja odmerka je v tem, da se ustrezno zmanjša tudi nadomestna zemlja med gradnjo. Inklinometer nameščen na vrtalni cevi rešuje problem težkega nadzora navpičnosti pri gradnji klasičnih pilotov za mešanje cementne zemlje. Izmerjena navpičnost telesa štiriosnega mešalnega pilota lahko doseže 1/300.
6、Inženirske aplikacije
Za nadaljnje preučevanje trdnosti telesa pilota štiriosnega mešalnega pilota DMP z digitalnimi mikro motnjami in vpliva procesa oblikovanja pilotov na okoliška tla so bili izvedeni terenski poskusi v različnih stratigrafskih pogojih. Trdnost vzorcev jedra cementa in zemlje, izmerjena 21. in 28. dan zbranih vzorcev jedra mešalnega pilota, je dosegla 0,8 MPa, kar ustreza zahtevam za trdnost cementa in zemlje pri konvencionalni podzemni gradnji.
V primerjavi s tradicionalnimi piloti za mešanje cementa in zemlje lahko običajno uporabljeno vsestransko visokotlačno jet injektiranje (metoda MJS) in mešalni piloti z mikro motnjami (metoda IMS) znatno zmanjšajo horizontalni premik okoliške zemlje in površinsko usedanje, ki ga povzroča konstrukcija pilotov. . . V inženirski praksi sta zgornji dve metodi priznani kot gradbeni tehniki z mikromotnjami in se pogosto uporabljata v inženirskih projektih z visokimi zahtevami glede varstva okolja.
Tabela 2 primerja podatke spremljanja okoliških tal in površinskih deformacij, ki jih med postopkom gradnje povzročijo štiriosni mešalni pilot DMP z digitalnimi mikroperturbacijami, metoda gradnje MJS in metoda gradnje IMS. Med postopkom gradnje štiriosnega mešalnega pilota z mikro motnjami, na razdalji 2 metrov od telesa pilota, je mogoče vodoravni premik in navpični dvig tal nadzorovati na približno 5 mm, kar je enakovredno metodi gradnje MJS. in metodo gradnje IMS ter lahko med postopkom gradnje pilota doseže minimalne motnje v zemlji okoli pilota.
Trenutno se štiriosni mešalni piloti DMP z digitalnimi mikromotnjami uspešno uporabljajo pri različnih vrstah projektov, kot sta ojačitev temeljev in inženiring temeljnih jam v Jiangsuju, Zhejiangu, Šanghaju in drugih krajih. Z združevanjem raziskav in razvoja ter inženirske uporabe tehnologije štiriosnih mešalnih pilotov je bil sestavljen "Tehnični standard za štiriosne mešalne pilote z mikromotnjami" (T/SSCE 0002-2022) (Standard skupine Shanghai Civil Engineering Society), ki vključuje opremo, načrtovanje, konstrukcijo in testiranje itd. Za standardizacijo uporabe tehnologije štiriosnih mešalnih pilotov DMP z digitalnimi mikro motnjami so bile predložene posebne zahteve.
Čas objave: 22. septembra 2023