第5章 振孔高喷机械设备与器材

5.1 振孔高喷机械设备

5.1.1 振孔高喷机

1.振孔高喷机的原理

利用高频振动锤将一整根振管（钻杆与高喷管的复合体）垂直振入地层一定深度形成钻孔，振管底部设有特制喷头体（为钻头与高喷头的复合体），在其上提过程中供给高喷介质（风﹑浆或水）进行高压喷射灌浆作业，喷头体提至地面即完成一次造孔与高喷灌浆全过程。这种把振动钻孔与高喷灌浆两种工艺耦合为“钻喷一体化”的新设备，被称为振孔高喷机。

2.振孔高喷机的结构

振孔高喷机主要结构为天车、起落架滑轮组、摆动机构、振动锤、主立柱、斜支杆、起落架、支腿油缸、移位系统、主机底盘、电控箱、卷扬系统、液压站、垂直度监测仪等组成。振孔高喷机结构如图5-1所示。

（1）天车。其作用是通过天车架将6个滑轮固定在天车架上。通过天车滑轮连接卷扬与振动锤，实现振管的升降。天车架法兰盘与主立柱法兰盘用螺栓连接。

（2）起落架滑轮组。由两个滑轮与滑轮架组装在一起，用钢丝绳固定在主立柱上，通过卷扬、起落架的钢丝绳，组成主立柱的升降系统，用于升降主立柱。

（3）摆动机构。实现了旋摆结合，通过液压马达的回转，带动振管的凸轮进行回转，用行程开关控制电磁阀，实现快速回转和慢速回转，当喷嘴处于防渗轴线位置时，行程开关控制电磁开关打开小变量泵供油，振管慢速回转，当喷嘴处于不是防渗墙轴线位置时，行程开关控制电磁阀打开大变量泵和小变量泵同时向马达供油，实现快速回转。在慢速回转时形成防渗墙，从而实现了摆动成墙，摆动成墙的摆角度数可调可控（可通过调节凸轮的突出部位的宽度调整摆角），成墙质量有了可靠的保证。

（4）振动锤。高喷机振动锤采用机械式定向激振器。它由两根装有相同的偏心块并相向转动的轴组成，两根轴上的偏心块所产生的离心力在水平方向上的分力相互抵消，而垂直方向上的分力叠加。振动锤主要由电机、导杆、压缩弹簧、减振梁、振动箱、皮带轮等组成，是振孔高喷造孔的主要设备。具有贯入力强、造孔速度快、坚固耐用、故障少、结构紧凑、低噪声、高效率、无污染等优点。

振孔高喷工艺选用市购振动锤，常用功率为60kW和90kW，采用DZKS系列中孔双电机振动锤。该系列振动锤中间部分有孔径为500～800mm的通孔，可直接安装液压马达装置为振管回转提供动力。

图5-1 振孔高喷机结构示意图

（5）主立柱。主立柱是采用φ630×8mm的螺纹管和滑道、爬梯等组成。总长为24～30m，下端用转轴固定在底盘支承座上。滑道用φ75×7mm的无缝钢管焊接，间距为630mm。主立柱两侧焊有爬梯以便进行机上作业。

（6）斜支杆。两根斜支杆主要是稳固和调正立柱用的。每根由两节φ273的无缝管制成。两根支杆的上端由支杆穿钉铰接在立柱上，下端由调节螺杆安装在支杆座上，与底盘连接。通过调节螺杆，可以调正主立柱，以便使主立柱与底盘垂直。

（7）起落架。竖架滑轮组是由3根φ168的无缝钢管和3个滑轮组成的三脚架。专门为升降主立柱而设。

（8）支腿油缸。在底盘的四角有4个液压支腿，起支撑整机和调平作用。当桩机移位至预定位置后，通过操纵液压控制阀升降4个液压支腿，将桩机调至水平。

（9）移位系统。其主要由移动油缸、导正架及行走钢管组成。通过移位油缸活塞杆的伸出和收缩实现高喷机的前后位移。

（10）主机底盘。底盘是主立柱、斜支杆和竖架系以及卷扬机、液压站、电控箱等操纵机械的支承件，又是固定步履行走机构和支撑腿的部件。它由工字钢焊成一个整体，是决定整套装机稳定性的关键部件。

（11）电控箱。振孔高喷机电器部分与振动锤电气部分合并成一个电控箱，安装在主机底盘后部的右侧。主要为锤头电机、卷扬机、液压站、调速电机、行程开关、电焊机、照明等提供控制线路及开关。

（12）卷扬系统。其包括主、副卷扬和卷扬变速装置。振孔高喷用卷扬机为5t的双卷筒形式，起立主立柱时，用前卷筒（副卷扬机），起立完成后将钢丝绳全部从卷筒上返下来，用钢丝绳卸扣固定在底盘上，再将副卷扬钢丝绳缠绕在卷筒上，用以在正常施工时期提吊小件。后部卷筒（主卷扬机）用以提吊振动锤用于振动成孔；变速装置通过挡位切换直接连接到卷扬电机上，可以实现快速卷扬。也可以将挡位切换到调速电机上，振管的提升卷扬机采用调速电机控制升降的快慢，确保了高喷参数提升速度的实现。

（13）液压站。液压站主要由电机、变量泵、液压控制阀、油箱、电磁阀、风冷器、液压管路等组成。用来操纵、控制液压缸，实现液压步履行走、高喷机调平、马达回转。

（14）垂直度监测仪。可随时监测并调整振管的垂直度。水平泡监测高喷机的水平度，便于操作者及时进行调整，不需由专人负责观察指挥进行调整。振孔高喷机垂直度监测仪具有偏斜报警装置，能随时观测振管的垂直度，当振管的垂直度在允许的控制范围内，偏斜报警器不报警，当振管的垂直度超过允许的控制范围时，报警器发出报警，这时操作者要采取措施进行纠偏，以保证振管的垂直度。实现监测仪器精度不大于0.5%。

3.振孔高喷机性能指标

型号：DY60，DY90；

振孔最大深度：27m；

振孔直径：110～180mm；

激振力：360～520kN；

最大提升力：200～300kN；

提升速度 （可调）：0.05～4.0m/min；

旋摆速度：10～30r/min；

移位方式：液压步履；

功率：主机30kW，振动锤60kW、90kW；

全机重量：28t（DY 60），36t（DY 90）；

整机尺寸L×B×H：工作状态9×6×（19～33） （m×m×m）。4.振孔高喷工艺设备的安装、使用与维修保养

（1）振孔高喷机设备的安装。

1）施工场地的要求。高喷机未进场地前，应对施工场地进行处理。施工场地须整平压实，有效宽度不小于8.00m，轴线坡度小于2%。

2）高喷机的组装。高喷机进入现场后，需要1台16t的吊车进行配合组装，用方木垫起0.6m高（垫起的方木必须稳固），将底盘吊到方木上，按以下顺序安装：

a.安装前横梁通过定位销与底盘用螺栓连接在一起。

b.安装底盘后支腿梁，用螺栓将后支腿梁与底盘连接在一起。

c.安装4个支腿油缸。

d.安装行走管和行走油缸。

e.安装液压站、卷扬、电器控制箱，按照图纸的固定位置进行安装。

f.连接液压油管和卷扬电机、液压站电机的电线连接。

g.测试液压系统。液压系统正常后，支起4个液压支腿，将底盘下的方木撤出。收回液压支腿，让两根行走管着地。

h.安装主立柱底盘。将底盘通孔和固定座通孔用下穿轴穿过拧上螺母。主立柱有两根，两端为法兰通过螺栓拧紧。在主立柱的顶端下方2m处，放置一个支撑架，支撑架要高于主立柱下轴心高0.5m以上，立柱须与水平成3°以上的倾斜角度，以利于升起和落下。

i.安装天车。将滑轮安装到轴孔中，用锁片锁住。通过法兰将天车用螺栓固定在主立柱的顶端。

j.安装起落架。将3个支腿的顶部通过轴安装在起落滑轮组上，将螺母拧紧。将前两个支腿的底部通孔穿到主立柱底盘的下穿轴中，用螺母拧紧。后支腿安装到底盘上的后支腿连接板上，用轴穿上，将定位锁孔用钢筋穿上，防止轴窜出。

k.安装斜支撑杆。斜支撑杆由两根组成，中间连接用法兰螺栓拧紧，上部安装将轴孔穿入主立柱的安装斜支撑杆的横轴里，穿入后将螺母拧紧。底端先将斜支撑杆搭在起落架设置的横梁上，主要是为了在升起时斜支撑杆不接触到底盘防止卡住。待主立柱升起后，将斜支撑杆底部的调节杆旋出，丝杠上要涂抹黄油，通过调节丝杠的长度，将斜支撑杆安装到调节杆座里，压上盖板，拧紧螺钉。

l.穿主卷扬钢丝绳。通过主卷扬的钢丝绳头穿天车滑轮组与振动锤连接起来并固定，钢丝绳缠绕顺序为：主卷扬筒上的钢丝绳锁住在卷筒上的固定孔中→按照顺时针方向从卷扬筒的上部缠绕完整根钢丝绳→将钢丝绳的头穿入天车的左边纵向第一个滑轮到纵向第二个滑轮→返回下到振动锤的左边滑轮穿过→返回到天车上的横向第一个滑轮到横向第二个滑轮→返回到振动锤右边的滑轮穿过→返回到天车右边第一个纵向滑轮固定住或返回到天车右边第一个纵向滑轮到第二个滑轮穿过→返回到高喷机底盘上的钢丝绳固定架上用钢丝绳卡子固定住。

m.穿副卷扬起架钢丝绳。通过起落架滑轮组和主立柱滑轮组，并固定，钢丝绳缠绕顺序为：副卷扬筒上的钢丝绳锁住在卷筒上的固定孔中→按照顺时针方向从卷扬筒的底部缠绕完整根钢丝绳→将钢丝绳的头穿入起落架左边的第一个滑轮穿到主立柱上滑轮组的第一个滑轮→返回下到起落架的第二个滑轮穿过→返回到主立柱的上第二个滑轮→返回到起落架的第三个滑轮→返回到主力柱滑轮组底部轴上用钢丝绳卡子固定住。

至此高喷机组装完毕。

3）竖架前的准备工作。

a.在高喷机竖架前，应安排专人对所有安装的螺栓进行一次全面检查，杜绝螺栓没拧紧就竖架。

b.检查各组成部件就位是否绝对正确，各连接紧固件是否紧固。

c.检查各滑动、转动部件安装是否符合要求，是否润滑，其周围是否有泥阻碍物。

d.检查卷扬机、液压站、电控柜、减速箱、调速电机、液压马达、振动锤的安装就位，并接通电源进行空载试验。

e.检查主、副卷扬钢丝绳的缠绕是否按照其要求顺序缠绕钢丝绳。

f.在底盘操作台后部加配重3～4t，或用挖掘机、装载机压在底盘的后面。

g.斜支杆要配备两根绳子，用于起架时用人员拽到固定座位置，同时要配备至少14人，用于配合安装。

h.在立柱顶部固定1～2条安全保险用飞绳（目的是在立柱后倾发生危险时可以绷绳代之）。

i.各部位钢丝绳穿绳方式及锁卡质量应经技术人员或经验丰富的操作人员检查认可。

4）竖架。

a.检查前述一切准备工作后，竖架要设1名指挥人员、1名有经验的操作人员和配合人员。竖架前要各就各位，卷扬机操作人员等待指挥人员的命令，竖架时工作人员注意力必须高度集中，绝对服从指挥。立柱前底盘后不得站人和停放其他设备，非工作人员一定要退离30m以外。

b.竖架前应利用液压支腿调整底盘，使其水平于最低位置，然后试起，即把立柱拉起，使其离开支承架0.5m左右，上去两人上下颤动一会儿，再放回原位。检查主卷扬各部正常与否、离合器制动灵活性以及各部连接螺栓。重复2～3次确保可靠后开始正式竖架。

c.竖架时开动卷扬机，把主立柱徐徐升起，在起升过程中随时注意过程的平稳状态、斜支撑在横梁上导轮之间的运动情况，当立柱与水平成70°左右时，工作人员必须拉紧飞绳。当立柱升至与水平成80°角时，停车刹住卷扬机（一定要刹紧），固定飞绳，然后把斜支撑的螺丝杆头放入底盘滑槽，使之徐徐后滑置于座体内，装上压盖，用螺栓拧紧，这时可松开飞绳，旋紧丝杠，把立柱调整到与水平垂直位置。

d.完毕后可将副卷扬的钢丝绳锁头卸下来固定到高喷机上，然后缠绕用副卷扬的吊运物件的钢丝绳。

5）振动锤的就位和振管的安装。

a.竖架完成后将配重体从高喷机的后部卸下来，清理工作台面的杂物。

b.开动主卷扬机，收拢升降钢丝绳，要用绳把锤头从水平方向拉住，防止锤离地升起时摆动与机架碰撞，使振动锤徐徐升起，当振动锤达到主立柱的导向管的底部，要人工将导向滑轮装入导向管中，将振动锤升到顶部后放下到最低位置，观察运行情况，运行正常后锤的就位完成。

c.安装回转体。通过副卷扬将回转体吊到振动锤的下部，将回转体法兰与振动锤法兰用螺栓拧紧。

d.安装变速箱、凸轮结构、高喷管总成、液压管路、行程开关、行程开关电缆、锤头电缆等。

e.安装前伸出梁，用螺栓将前伸出梁固定在前横梁上。

f.振管的组装。将焊好的振管用钢丝绳挂在振动锤上，当振管顶部升到前伸出梁后，用方木垫住换成短的钢丝绳套，以利于组装，钢丝绳和吊环要连接可靠，再将锤与振管一起提升，待振管能垂直就位时，停止升降，安排两人上架，由指挥人员指挥，操作卷扬人员徐徐放锤，地面要有人配合拧丝扣，对接后将振管的丝扣与回转体的丝扣拧紧到位。然后卸下连接振管的短钢丝绳套。振动锤的就位和振管的安装即告结束。

6）高喷机移位。

a.前后移位。

i.向前移位。将4个支腿油缸支起，用行走油缸伸出活塞杆带动行走管向前移动，活塞杆到位后，落下4个支腿油缸，将4个支腿离开地面10cm，高喷机底盘坐落在两根行走管上。收回行走油缸的活塞杆，高喷机就会在行走管上向前移动。

ii.向后移位。将4个支腿油缸支起，用行走油缸收回活塞杆带动行走管向后移动，活塞杆到位后，落下4个支腿油缸，将4个支腿离开地面10cm，高喷机底盘坐落在两根行走管上。伸出行走油缸的活塞杆，高喷机就会在行走管上向后移动。

b.左右移位。将4个支腿油缸支起，将位移管放到行走管的端头滑轮上，落下4个支腿，将4个支腿离开地面10cm，高喷机底盘坐落在两根位移管的滑轮上。用人工撬动高喷机，即可实现高喷机的左右移动。

7）高喷机摆喷作业。

a.安排1人登上高喷机振动锤头上，吊线高喷嘴的方向，调整凸轮的位置，使喷嘴的方向与防渗轴线方向一致，当慢速旋转时，正好喷嘴在防渗墙轴线两侧各15°喷射30°的范围内，然后快速回转150°，形成旋摆结合的防渗墙体。

b.调平高喷机，用4个支腿的升降，观察安装的水平泡，当处于中心位置时，高喷机处于水平状态。

c.启动振动锤，按启动按钮，振动锤开始起振（由于配有时间继电器，启动后自动进入运转状态，不需要再按运转按钮）。当振动锤正常工作后，启动液压系统，调至回转开关，使之回转，根据需要调节变量泵满足其转速要求，一般以30r/min为宜。

d.当调整至正常转速后，下放振动锤，根据地层情况确定下振速度，一般不宜超过3m/min。

e.当振动回转到设计孔深后，调至旋摆开关，将浆液比重、压缩空气调至设计值，按设计的提升速度进行提升至高喷墙的设计高程。

f.停止时，只需按停止按钮，振动锤振动便渐渐减弱，最后停止。

g.高喷作业完毕，要关好配电柜的总开关，接着关闭电源开关。

8）落架。

a.落架参照起架的准备工作进行。

b.拆去振管、锤头等，在主立柱前方适当位置放好支承架，高喷机后部进行配重，穿好起落钢丝绳，并适度拉紧。将支腿油缸后边两个支腿高于前边两支腿的高度，让主立柱向前倾斜，使之松开卷扬后即可下降。

c.旋出斜支撑丝杠拧出压盖螺栓，解开绷绳，边旋出丝杠边调整卷扬放绳量，此时应配合人力于立柱两侧前方牵拽飞绳，直到立柱完全前倾，斜撑到位。

d.开放主动卷扬机进行落架，电机要打反转，要用制动闸把控制下降速度，要十分注意使立柱徐徐下落，其速度不允许超过起架速度。尽最大可能避免超速落架，如速度过快应采取有效措施使立柱停止下降，然后再开动主卷扬机使其徐徐降至支撑架上。

9）拆卸。高喷机拆卸应遵守以下原则。

a.拆卸工作要用1台16t的吊车配合进行，工作人员按组装人员配备。

b.高喷机拆卸时要非常谨慎，这样才能更好地使用机械设备，延长设备的使用寿命和提高使用性能等。

c.根据高喷机有关资料能清楚其结构特点和装配关系，按照组装时的顺序倒过来进行拆卸（底盘上的卷扬机、液压站可以不进行拆卸，整体装车或卸车）。拆卸完天车、主立柱、斜支撑后，应将底盘再次用方木垫起60cm，以便拆卸支腿和行走管等。

d.正确选用工具和设备，当分解遇到困难时要先查明原因，采取适当方法解决，不允许猛打乱敲，防止损坏部件和工具。

e.在拆卸有规定方向、记号的部件或组合件时，应记清方向和记号，若失去标记应重新标记。

f.为避免拆下的部件损坏或丢失，应按部件大小和精度不同分别存放，精密重要部件专门存放保管。

g.拆下的螺栓、螺母等涂油后装箱保管或装回原位，以免丢失和便于装配。油管用丝堵拧上，防止漏油和杂物进入油管。

10）一般注意事项。

a.操作人员在使用该高喷机前一定要熟读使用说明书，熟悉机器结构性能和操作方法，遵守使用说明书中的各项规定。

b.操作前必须检查各部螺栓、螺母及螺栓的连接有无松动。本机各重要部件一律采用高强螺栓，绝不允许掉以轻心。由于振动极易产生机械故障，务必随时检查，不允许螺栓、螺母发生移动，必须随时检查拧紧，损坏的立即更换。

c.检查电气设备是否完好，启动后如发现振动器有异常声响，应立即停车检查。

d.卷扬机的刹车离合、导向机构的就位情况、电气控制箱的仪表使用情况等均需每天做一次检查。

e.起吊用钢丝索磨损严重，或有断股现象时，应及时予以换新以防振动锤脱落而发生意外。

f.配电柜和电机必须接地线。

g.暂不用时，应将振孔高喷机运到安全处加以妥善保管，露天放置时应加盖塑料布，以防雨水淋湿。

（2）振孔高喷机的维护与保养。

1）使用前的准备和调整。

a.三角胶带的调整。三角胶带在出厂前一般都已调整好，在施工中如发现三角胶带太松，应将电机底板上的4只固紧螺栓松开，旋进4只调节螺栓，待三角胶带张紧合适后，塞入相应高度的垫板，然后旋松调节螺栓，使电机底板与垫板接触，最后拧紧固紧螺栓。

b.橡皮绝缘软电缆。电缆采用YHC型，每芯线间绝缘必须在2MΩ以上，两台电机需要两条电缆分别安装连接，从电机到配电柜的两条电缆各约30m长，从配电柜到电源的电缆长度不能超过200m；否则可能会由于压降太大，出现机器难以启动的现象。

当没有粗电缆时，可用长度粗细相同的两根电缆并列使用。电缆要做导通试验，检查电缆会不会中间断线，外皮如有很深伤口的电缆最好不用，特别是在可能浸水的工地里，损坏的电缆是很危险的，电缆的出线端标记应正确清晰，电缆的装夹要牢固、可靠，装时先取下装在箱体一侧的电缆夹板，并用橡胶保护套套住电缆，然后放进去，并卡紧。

c.振动锤的润滑。由于该锤转速较高，润滑保养的好坏直接影响其使用寿命，所以要求润滑时不能马虎草率，发现润滑堵塞时应及时疏通。

各机械部位的润滑请参见表5-1。

振动器箱体内油量不足时，应随时予以补充，加油时多少可通过检视箱体前面的油标螺塞孔，发现有润滑油溢出即为合格。加油振动锤尽量放置水平。加油后，油标螺塞要拧紧。

除以上各润滑部位按时加油外，对各滑轮的槽内及导轮和导轨亦应填抹适量钙基润滑脂，以减轻磨损。

2）高喷机的维护管理。

a.关于电动机的维护和保养，请参阅电动机使用说明书，在此不作详尽介绍。

b.电动机接线盒里的导线若有损伤，要包上浸漆绝缘带或套上绝缘套管。若严重损坏，须送电动机修理厂更换。

c.电动机与箱体连接的螺栓要经常检查，以防松动而震坏电机。

d.箱体内换油时，松开下部的放油螺塞，排出旧油，然后打开侧盖，清洗内部积存的油渣、尘埃和金属屑等，再拧好放油塞加入新油，补充润滑油时为方便起见，也可以由放气塞处注入。

e.各部连接螺栓应经常检查，尤其是振动锤法兰与振管之间的连接螺栓，发现松动要及时拧紧。

5.1.2 高压浆泵

1.泵的选择

高喷灌浆用高压泵皆选用柱塞泵。要求压力范围在0～60MPa之间，流量一般在70～100L/min之间。此类泵生产厂家众多，莱州三易高压浆泵性能较佳，值得关注。

2.泵的结构

以GPB-90WDF型高压注浆泵为例。整机由主泵、皮带轮系、机座、安全阀、调节阀、逆止阀、电动机（柴油机）及专用工具等组成，自成独立工作机组。工作中柱塞采用油润滑冷却，以保证密封的可靠性，见图5-2。

（1）主泵。主泵由动力端与液力端两部分组成。

动力端由3个相同的曲柄连杆机构构成，每个连杆通过十字头与柱塞连接，将曲轴的回转运动转换成柱塞的直线往复运动，实现工作介质的吸入与排除。电机 （或柴油机）是通过齿轮变速机构、V带变速机构等来驱动曲轴做回转运动的。

图5-2 高压浆泵外观

液力端主要由柱塞、柱塞密封组、吸（排）液阀组、泵头、吸入（排出）通道等部件组成。动力端主要由主轴、传动齿轮、曲轴、连杆、十字头、滑套及曲轴箱体等组成。

液力端的柱塞采用特种钢淬火处理，密封可以通过长盘根套上的压紧螺钉来调节，以便获得可靠的密封效果。泵头是采用整体锻造而成，吸入阀与排出阀具有相同的结构，使用弹簧预压，简化了液力端的结构。3个泵头共用统一的吸入通道和排出通道。

曲轴箱内的油位以油镜中心线为准，不可过多或缺油。

（2）变速机构。本系列泵的变速装置有内部齿轮变速机构或外部带轮系变速机构或两者兼而有之。

1）齿轮变速机构。齿轮变速机构是由主轴上两个尺寸相同的小齿轮和装在曲轴上的两个尺寸相同的大齿轮相啮合而成。

2）带轮系。带轮系由一小皮带轮、一大皮带轮、一组皮带和防护罩组成。皮带选用了传递功率较大的窄V带，既减少了皮带数量，又能可靠地传递功率。

（3）安全截止阀、压力表。该厂研制的调节阀与膜片式安全阀合为一体，具有体积小、重量轻、起爆灵敏、装配简单、使用方便等优点。

（4）膜片式安全阀。当安全阀的进口压力达到开启压力时，膜片被剪破，压力释放，可保护人身及机组的安全。排除故障后，更换膜片，可重新启动。

（5）压力表。本机使用的压力表为非接触式抗震压力表。

（6）截止阀。截止阀主要是用于泵启动后，快速建立工作压力及停泵前降低输出压力，并可做开泵检查是否吸、排液之用。在工作介质为水时，可用来辅助调节工作压力，当介质有固体颗粒时，必须全部闭合，不得用来调节工作压力，使用调速电机驱动时，在截止阀关闭时可带压启动，使用普通电机不得带压启动，可在电机启动后将截止阀快速闭合。

（7）逆止阀。逆止阀与吸入管路端部连接，放置在池内，在停机时逆止阀能够防止吸入管内液体流失。在逆止阀外加一层滤网，用于防止介质中的杂物及颗粒进入泵腔内，过滤网目数不得小于20目。

（8）柱塞密封。UN型密封在填料盒前室。在填料盒内部，依次为压紧螺母、导油管、V形密封、密封托环。在填料盒前室依次为密封垫环、UN型密封、密封压环。

（9）填料盒冷却润滑系统。该部分由供油箱、油泵、供油管路、分流回流管路、回油管路等组成。

3.泵的技术参数

作用形式：卧式往复作用柱塞式；

柱塞数量：3；

柱塞直径：φ50mm、φ60mm；

工作行程：100mm；

输入转速：600～1320r/min；

排出流量：60～106L/min；

工作压力：42MPa；

吸入管径：50mm；

排出管径：φ25mm；

额度功率：90kW；

总质量：3500kg；

外形尺寸：2900×1507×1160（mm×mm×mm）。

4.注意事项

（1）泵封存前或调换工作场地需较长时间。停泵时，必须用清水彻底冲洗泵头工作腔、调节阀、安全阀及吸入、排出管道内的残留介质，擦干并涂上机油，以免介质干固及锈蚀。

（2）调节阀在介质为水时，可用作调节流量，介质含固体颗粒时严禁用于调节流量。

（3）运转中，柱塞密封若有介质泄漏，可调节密封压紧螺母，使柱塞密封压紧。若调整后不能解决，则须更换密封或柱塞。密封不可一次调得太紧，应逐渐分多次调节，以无泄漏为准。若前端Y形密封损坏，必须及时更换，以免引起泄漏及加剧密封件损坏。

（4）为了保证V形带的传动效率，应定期检查V形带的张紧程度。安装时，一组皮带应使用具有同一长度公差的V形带，不得将不同长度的三角带混合使用。

（5）泵运行中一般处在高压状态，需注意安全。必须配备具有相应知识的专人负责泵的操作、维护与保养；否则极易造成危害。

（6）经常检查进、排液阀组密封，如有损坏，应立即更换。

（7）安全阀的膜片必须按规定使用，严禁用其他膜片代替；否则会造成液力端工作不正常，甚至危及人身安全，造成设备损坏。

（8）使用调速电机带压启动式，不可提速太快，以免过负荷。

（9）应经常检查逆止阀及吸入通道，清除杂质，防止流量减小及堵塞喷嘴。

（10）调速电机出厂前均按规定将转速调整好，不得任意调节反馈量提高转速；否则极易损坏电机及降低密封件寿命。

（11）必须按推荐油号使用符合国家标准的润滑油，使用不合格的润滑油会降低曲轴的寿命，尤其是过于黏稠的润滑油，将很快对曲轴造成损坏。

（12）在野外工作时，应放在平整、坚实的基础上，以防工作时振动，过大的振动将会对控制器的寿命造成影响。

（13）应经常检查安全阀中膜片与高压通道之间是否畅通，防止堵塞。

（14）用于柱塞密封处的润滑油不能断、缺；否则将会造成密封及柱塞的损坏。

（15）调速电机在出厂时转速已调校准确，如在使用中发生变化，在没有转速表的情况下，可按以下方法调整：

1）在低速下目测柱塞冲次n（次/min）。

2）以冲次n×i（i为传动比）为当时电机的实际转数（对应转速请核对标牌）。

3）如转速表的指示值偏高，可调节反馈量调节电位器（在控制面板上），可使转速上升，反复调节，使目测计算值与指标值相等。

4）如转速表指示偏低，则调节转速表校准电位器，使之与计算值相同。

（16）关于调速电机的使用条件和注意事项，请参照调速电机的使用说明书。

（17）每次停用后，须用清水将工作腔介质清洗干净，以免介质干固，影响泵正常工作。

（18）在工作过程中突然停电或发生其他意外情况，不能通过泵送清水清洗工作腔内残留介质时，必须人工清洗，此时应弄清拆装顺序及密封安装部位，按顺序仔细拆装。

（19）经常检查各处的螺栓，以防松动。

（20）必须按合格证或铭牌上的参数工作，不得超过，以免发生意外。

5.泵的使用与维护保养

（1）新泵开机之前的准备。

1）检查电源是否匹配。

2）按要求在曲柄箱内加入适量的润滑油。

3）检查各个紧固件是否拧紧。

4）检查操纵手柄是否准确、灵敏、可靠。

5）检查各项运动部位是否灵活。

6）检查吸入通道是否畅通，不得有漏气或堵塞现象。

7）泵机虽有一定的自吸能力，为了使机组能够安全可靠地工作，建议介质池液面与泵吸入口的高度差不要大于0.5m，如能水平或倒灌，则效果更好。

（2）经过长期停用的泵重新使用前的准备工作。

1）检查各部位润滑是否充足。

2）检查各密封件是否损坏或老化。

3）检查各个紧固件是否松动。

4）操纵手柄是否准确、灵敏、可靠。

5）检查各运动部位是否灵活。

6）吸入、排出通道是否畅通，安全阀泄流口是否畅通。

7）曲轴箱内润滑油是否有变质或数量太少。

（3）泵的维修、保养。

1）经常检查各密封部位的情况，如有漏油、漏水、漏气，应立即拆卸检修，更换损坏的密封件。

2）定期检查各运动部位的情况，经常保持各润滑部位有足够的润滑油。

3）经常检查各部位紧固件是否松动，螺栓的松动会造成机件的损坏并危及人身安全。

4）注意观察运动部位是否有异常响声，若有卡阻现象应及时停机检查。

5）注意检查安全阀的可靠性，确保超压时能够安全可靠地溢流。

6）注意检查皮带轮是否有松动现象。

6.泵的拆卸与装配

检修泵时，首先仔细查看有关部件的附图，了解拆装顺序及拆装过程中应注意的事项（机械维修常识）。

必须注意以下事项：

（1）各个零部件必须清洗干净。

（2）更换已损坏的密封件。

（3）曲轴两端的圆锥滚子轴承间隙要调整适当。

（4）安装滚动轴承时，须事先涂抹黄油，可用二硫化钼润滑脂。

（5）安装柱塞密封时需逐件涂抹黄油（二硫化钼润滑脂）。

（6）连杆螺栓必须拧紧，而且必须加止退垫片。

（7）拧紧每个连接螺栓。

（8）所有零部件的密封部位不能有磕碰，装配时应涂抹油脂。

（9）阀板（球）在限位套内必须活动自如，不能发生卡死现象。

7.泵的润滑

使用高压浆泵时，必须按规定使用清洁的润滑油脂。使用润滑油不当，将会损坏动力端。

（1）曲轴箱用润滑油：冬季用HJ-20号机油（GB 443—64）；夏季用HJ-30号机油（GB 443—64）。

（2）各滚动轴承及摩擦面组装时应涂ZG-5钙基润滑脂（GB 491—65）或二硫化钼润滑脂。

（3）新机组运行30～50h，必须更换曲轴箱内润滑油，以后视具体情况更换。

（4）润滑油内不能有颗粒或铁屑。

（5）含有过多水分及变质的润滑油不能使用。

5.1.3 泥浆泵

1.泵的选择

三管高喷灌浆时使用泥浆泵，可以选用3SNS泥浆泵，属往复式单作用三柱塞泵。

2.泵的结构

3SNS泥浆泵主要由基座总成、NGW减速离合器总成、带式制动器总成、变速器总成、偏心轮传动总成、液压端泵头总成、排浆道总成等组成，见图5-3。

3.泵的技术参数

泵的技术参数见表5-2。

图5-3 泥浆泵结构示意图

4.泥浆泵的使用与维护

（1）开动前的使用与保养。

1）泥浆泵必须稳固地安装在基础上。

2）根据现场情况，尽可能缩短吸入管路长度和吸入高度。

3）仔细检查动力端零部件的紧固情况，柱塞与拉杆的连接应很牢固。

4）检查各运动副配合间隙是否正常。

5）检查离合器及各变速机构是否灵活可靠。

6）减速离合器、变速器及偏心轮机构的各箱体内要有充足未变质的润滑油。

7）检查球阀对阀座的关系，应升降自如、关闭严密。

8）检查进、排道胶管两端等各部分密封是否严密。

（2）泥浆泵使用与维护。

1）将离合器手柄放在空转位置上，开动原动机。当运转正常时，合上离合器启动，同时使冷却水管冷却柱塞，即可向工作地点输送浆液，进入工作状态。

2）泵在工作时，如需变速操作，必须脱开离合器进行，以免在运转中操作损坏机件。3）泵在工作中要经常检查各运动件的润滑情况，要使各箱体内的润滑油温度在30～50℃范围内，最高不得超过60℃。

4）注意各运动件是否有异常声响出现，一旦出现应立即检查，予以排除。

5）密切注意浆液质量，泵吸排砂粒直径取决于浆液的密度。密度大砂粒直径则大，密度小砂粒直径则小。该泵能吸排大砂粒直径为3mm。当大砂粒过多时，容易在接头处堵塞，影响施工进程，必须加以过筛处理。用户应根据大砂粒直径的大小调整介质比。

6）带式制动器的制带不能沾油，以防摩擦带和制圈在接触时有滑动，或离开时有摩擦。

7）压力 （保压）注浆，以低速小排量为宜；远程送浆，以快速加快浆液流速为好。8）回填注砂浆时，可采用间隔注浆，如灌注10m³砂浆后改注水泥浆1～2m³。

9）在灌注水泥浆或砂浆的过程中，若浆液供应不上，待浆时，应使泵室及管道浆液循环，来浆后再继续灌注。

10）冰冻期施工，对泵应采取防冻措施。短时的上下钻具及其他琐事，宜使泵不停止运转，使浆液循环。

（3）停机时的注意事项。

1）当砂浆灌完后，先用水泥浆冲洗泵室及管道中的砂浆，再用清水冲洗30min；否则沉砂于泵室及管道之中，影响泵的再次使用。

2）泵的进、排管道较长时，在条件允许的情况下，可用风压将管道内的砂浆压出。

3）在较长时间内停工，不使用泵时，应拆下端部零件，将各腔内的浆液清洗干净。

4）如果泵长期停止使用，应对泵进行全面清洗，除去各部件上的泥沙及污物，将箱体中的油放出，并往轴承及各运动件上涂抹黄油，防止锈蚀。

5.1.4 高速搅拌机

1.高速搅拌机的原理

高速搅拌机为水泥浆液的制浆设备，主要作用是快速地将水和水泥等灌浆材料搅制成浆。水和水泥等灌浆材料按比例由进料斗被送入搅浆上筒内，电动机通过带轮带动搅拌轴高速旋转，料落入搅浆上筒内由搅浆板进行一级搅拌，然后落至下搅拌筒，再由甩桨叶片进行二级搅拌。当筒内浆液达到一定高度后，浆液经下筒甩浆板高速旋转产生离心力，在离心力作用下从出浆口甩出，经过滤网过滤后流入低速搅拌机。

图5-4 高速搅拌机结构示意图

2.高速搅拌机的结构

这里介绍的高速搅拌机为强制式立式搅拌机。高速搅拌机的结构由排水管、底座、下搅拌筒、甩浆叶片、主轴、搅浆板、料斗、进水管、上筒、迷宫系统、大带轮、小带轮、电动机、电机座等组成。图5-4所示为高速搅拌机结构示意图。

3.高速搅拌机的性能技术指标

（1）造浆量：200L/min。

（2）最大浆液比重：1.80。

（3）搅拌筒容积：300L。

（4）配备电机动力：15kW。

（5）电机转速：1460r/min。

（6）出浆口直径：89mm。

（7）质量：700kg。

（8）外形尺寸：1430mm×700mm×1300mm。

4.高速搅拌机的使用与维修保养

（1）高速搅拌机、水量计量箱的安装。

1）高速搅拌机安装时，基础应坚固，底部不能有松散的土或砂。高速搅拌机安装完毕后应牢固水平放置，不应倾斜。

2）高速搅拌机的安装部位应与低速搅拌浆桶距离不能超过1m。低速搅拌浆桶距高压浆泵不能超过1m。高速搅拌机电机的开关箱应安装在搅浆人员方便开、关的位置。

3）水量计量箱的安装。高速搅拌机的供水是通过定时计量开关来控制，通过定量供水、定量加水泥，实现浆液密度可控，减少浆液密度的误差。

a.安装时将潜水泵放到特制的清水桶里，水通过供水泵经管路送到清水桶，清水桶的顶部设一个进水管，在进水管上设置3个浮球阀门，当桶的水装满后，浮球阀门会自动关闭，水不溢出清水桶，当潜水泵抽清水桶里的水，则水位下降，浮球阀门就会自动打开，向清水桶中供水，实现水桶中始终充满水。清水桶距离搅拌机不宜超过2m。供水管路不宜超过3m。清水桶中的潜水泵应安装漏电保护装置。

b.潜水泵供水时通过管路送至高速搅拌机的进料斗，在进料斗的出水管设有6个可调节出水量的出水孔，通过6个孔控制流量，并使出水孔的水具有一定的压力，将进料斗中的水泥冲到搅拌机里进行搅拌。

c.定时计量开关箱安装在搅拌机旁边，便于加水泥搅浆人员关闭，通过计量按钮控制潜水泵的供水时间。

（2）使用与维修保养。

1）工作时润滑迷宫装置内要加入机油，并保证油面在正常高度以上。

2）开机前的检查。检查搅拌机内有无异物，查看各部位螺栓是否松动、缺少，皮带轮安全罩是否牢固，搅拌机的搅板是否有变形或开焊，电线有无破损或断裂现象，线路接法是否正确进行确认。

3）开机后的检查。电机转动是否正常，电机转向是否正确；搅拌机有无异常声音；加入试验水是否能从出浆口出来送到储浆桶中。

4）所用搅拌水泥若含有较大硬块应用筛子过筛，以免发生卡住或扭坏搅板的事故。

5）搅浆开始应先给水后倒水泥。先按下给水定时按钮，一般定时按钮控制在200s，每按一次在这期间应向高速搅拌机里倒入3袋水泥，检查水泥浆的密度是否控制在设计密度的范围之内。如果浆液密度偏小，则减少供水时间，密度会提高；如果密度过大，则加长供水时间，密度会降低。实现定量加水、加水泥，浆液密度可控，保证了制浆密度的准确性。

6）如果发生停电或电机故障，当搅拌机内有水泥浆时，应每隔几分钟转动一下电动机，防止水泥浆凝固。如果长时间停电或电机修理不好，应打开出浆管的底部法兰，将水泥浆放出来，用清水冲洗干净。

低速搅拌机的底部放浆孔将水泥浆放出来，用清水进行冲洗干净。

7）搅拌水泥时，当发现倒料斗投不进去水泥时，禁止用铁锹、木棍、铁棍往下捅，应停止电机转动，查明原因采取措施进行处理。

8）当搅拌机在搅拌过程中发生搅拌轴损坏、搅拌板损坏或轴承损坏等故障时，应立即停止高速搅拌机的电机转动，立即放掉搅拌机内的水泥浆液，用清水冲洗干净。打开事故处理仓口，判断事故的原因，采取措施进行及时处理。

图5-5 低速搅拌机结构示意图

5.1.5 低速搅拌机

1.低速搅拌机的原理

低速搅拌机为浆液的储存设备，其主要作用是对浆液的进一步搅拌，使浆液更加均匀，同时也保证浆液在低速旋转下不会沉淀、凝结。低速搅拌机的作用原理是通过电动机带动减速机，减速机带动搅拌轴回转，搅拌轴上的叶片回转使高速搅拌机进入到低速搅拌机的水泥浆液进行不间断地搅拌，保证浆液不会凝固。通过过滤用浆泵送到高喷管内进行高压喷射灌浆。

2.低速搅拌机的结构

低速搅拌机由电机与减速机、电机与减速机安装梁、搅浆轴、搅拌桶、搅拌叶片等组成。低速搅拌机的结构示意图见图5-5。

3.性能技术指标

（1）储浆量：900L。

（2）最大浆液相对密度：1.80。

（3）搅拌筒直径：1000mm。

（4）配备电机动力：5kW。

图5-6 空气压缩机结构示意图

（5）搅拌转速：40r/min。

（6）质量：200kg。

（7）外形尺寸：1200mm×1200mm×800mm。

4.使用与维护

（1）机械移动后应牢固水平放置，不应倾斜。

（2）工作时润滑装置内要加入机油。

（3）开机前的检查。检查搅拌机内有无异物，查看各部位螺栓是否松动、缺少，搅拌机的搅拌叶片是否有变形或开焊，电线有无破损或断裂现象，线路接法是否正确并进行确认。

（4）开机后的检查。电机转动是否正常，电机转向是否正确；搅拌机有无异常声音。

（5）如果发生停电或电机故障，当搅拌机内有水泥浆时，应每隔几分钟转动一下电动机，防止水泥浆凝固。如果长时间停电或电机修理不好，将水泥浆从低速搅拌机的底部放浆孔将水泥浆放出来，用清水进行冲洗干净。

（6）当搅拌机在搅拌过程中发生搅拌轴损坏、搅拌板损坏或轴承损坏等故障时，应立即停止低速搅拌机的电机转动，立即放掉搅拌机内的水泥浆液，用清水冲洗干净。判断事故的原因，采取措施进行及时处理。

5.1.6 空气压缩机

1.空气压缩机的选择

从正规厂家选购空气压缩机，空气压缩机为V形、两级、四缸、单作用、风冷式往复活塞压缩机。进气压力为0.1MPa，额定压力为1.2MPa，输气量为5.5m³/min。

2.空压机的结构

空压机主要由电机、进排气系统、冷却系统、曲轴箱、机座等组成（图5-6）。

3.主要技术性能参数

（1）空气压缩机型号：2V2-5.5/12。

（2）形式：V形、两级、四缸、单作用、风冷式。

（3）电动机容量：55kW。

（4）输气量：5.5m³/min。

（5）排气压力：一级0.24±0.02MPa；二级1.2MPa。

（6）外形尺寸（mm）：2110×1185×1210。

（7）总质量：2000kg。

4.使用与维护保养

（1）启动前的准备。

1）准备必要的测试仪表。

2）按规定向曲轴箱内注入润滑油。

3）检查电路应正常，接头应良好。

4）检查各连接部位、地脚螺栓应紧固。

5）用手（或盘车工具）盘动飞轮数转，检查运转部件的运动情况，应正常。

（2）运转时注意事项及要求。

1）空压机经装配、安装后，确认符合要求即可进行试车。试车分空车试运转和带负荷试运转两个步骤进行。

2）空车试运转是考察其装配质量及跑合情况，及时发现与清除装配中的缺陷，为带负荷试运转做准备。

3）空车试运转前，应使空压机断续启动2～3次，注意旋转方向应正确。

4）空车连续试运转1～2h，若无异常情况，即可将减荷阀开启，使空压机处于负荷试运转状态。在此期间应检查：各运动部位的温度、润滑情况，曲轴箱内的油温，有无振动和敲击声，各摩擦部位情况，紧固件是否牢固等。若无异常情况，即可进行负荷试运转。

5）空压机的负荷试运转分3个阶段，采取逐步升压的方式进行。

第一阶段：将二级排气压力调节至0.4MPa，运转30min。

第二阶段：将二级排气压力调节至0.8MPa，运转30min。

第三阶段：将二级排气压力调节至1.2MPa，运转2～4h。

6）每次升压试运转中，必须检查以下的内容：

a.各级进、排气阀的工作情况。b.各接合处的气密情况。

c.各级进、排气的温度、压力。

d.电动机或传动装置的工作情况。

7）空压机因故障停车时，应立即切断电源，临时停车时，先将减荷阀关闭，再行停车。

8）由于一般检修或更换易损件，在开车前须正向盘车数转后方可开车。

9）若是更换主要零、部件或经大、中修后的空压机，应进行试车按（2）中的3）～6）项规定。

10）空压机长期停车时，应做防锈处理。

11）经负荷试运转后，检查润滑油情况，宜更换曲轴箱内的润滑油，以便正式投入使用。

（3）一般的维护保养。

1）空压机运转期间，操作人员应经常注意其运转情况是否正常；若有异常情况，应查明原因并消除之。

2）空压机在正常运转期间，每班应作操作记录。一般可2h记录一次各级进、排气温度、压力、润滑油温度，以考察其运转情况，并记录有关易损件的更换，检修以及所发生的故障等。

3）空压机各连接处不得有漏气、漏油及松动现象。

4）新空压机，经运转100h左右，需更换1次润滑油。正常运转时视润滑油的清洁情况，2～3个月再更换润滑油。

5）每班应放出中间冷却器、储气罐中的沉淀物1～2次，并检查地脚螺栓的紧固情况。

6）每月检查1～2次进、排气阀的工作情况。检查阀片、弹簧、螺栓等有无损坏。同时检查连杆大头击油针及螺母，不得松动。

7）每季清洗1～2次空气滤清器、连杆大头瓦和小头衬套。

8）每半年检查1次汽缸、活塞环等磨损情况，并校验压力表、安全阀。

9）每半年检修1次空压机。清洗中间冷却器、测量各摩擦部位的磨损情况，并做好记录。