③ 掘削土砂量
G=A× C2=20%(体积) ⑤ 求Q1，Q2公式
=26.9×0.05×0.3817=0.514m/min
3
④ 排泥侧体积浓度
⑥ C2=20%(体积)时 Q1=2.19m/min Q2=3.53m/min
33
⑦ 送泥流量Q1，排泥流量Q2以及排泥浓度C2的决定考虑到管内临界沉淀流速，由下列公式决定。
VL—临界沉淀流速m/s D—管路直径m γS—[DW]固体比重 γ—液体比重
g—重力加速度9.8m/s
2
FL—常数(送泥侧0.7，排泥侧1.35) Q1=3.2m/min Q2=4.55m/min C2=1.75%(体积)
(3)管径d与管内流速V的探讨 ①送泥管直径200A(8B) 内径d1=204.7mm ② 排泥管直径150A(6B) 内径d2=155.2mm ③ 送泥管内流速
33
④ 排泥管内流速
(4)管内摩擦损失水头hf的探讨(弯头管的管内摩擦损失水头为40m) ①送泥管内摩擦损失水头hf1?
式中：
g重力加速度9.8m/s； C由管路种类而定的系数120；
β由粒子种类和浓度而定的系数1.15； ②排泥管内摩擦损失水头hf2
2
(5)泵的特性探讨 ①送泥管最大长度
L1=L+H+l1+h′=440+21+60+40=561m ② 排泥管最大长度
L2=L+H+l2+h+h′=440+21+60+5+40=566m ③ 开挖面泥水压控制范围 P=0.7～2.3kg/cm ④ 排泥泵特性的探讨 〃排泥管内摩擦总损失水头 Hf2=hf2×L2=0.095×566=54m 〃 排泥侧泵的总扬程
2
TH2=Hf2+H+h-
=54+21+5- 式中：
≒75m
γ2—排泥侧液体比重，开挖面水压P的最小值 〃 从竖井到泥水处理场的扬程 竖井深度H=21m 从GL到输出口高度h=5m 管路长H+l2+h=86m
管内摩擦损失水头Hfv=hf2×(H×l2+h)=8.17m 吸入扬程Hfv=0m Hv=H+h+Hfv+Hgv=34.2m 〃P2泵扬程
转速控制范围1100～135rpm P2泵规格
型号 SPL-160C 流量 Q2=4m/min (Q0≒4.8m/min) 扬程 H2=34.2m (H0=37m) 泥水比重 γ2=1.35 转速 1100rpm 轴功率 β2≒58kW
33
电动机功率 75kW 〃末端泵扬程 同步转速750rpm 泵规格
型号 SPL-200 流量 Q2=4m/min (Q0=4.8m/min) 泥水比重 γ2=1.35 扬程 H2=24m (H0=27m) 转速 740rpm 轴功率 46kW 电动机功率 55kW 〃中间泵扬程 同步转速 1000rpm 泵规格
型号 SPL-160C 流量 Q2=4.0m/min (Q0=4.8m/min) 泥水比重 γ2=1.35 转速 985rpm 扬程 H2=25m (H0=28m) 轴功率 43kW 电动机功率 55kW ⑤送泥泵特性的探讨
〃排泥浓度C2=8.8%(体积)的场合 送泥水量Q2=4.0
3
333
η=63%×0.83≒52%
送泥管摩擦总损失水头Hf1′=hf1′×L1=0.019×561≈11m 全扬程TH1=Hf1′-H+P/γ1=10m 泵规格
型号 SPL-200 流量 Q2=4.0m/min (Q0=4.34m/min) 扬程 H2=10m (H0=11m) 泥水比重 γ2=1.15 转速 490rpm 轴功率 13.4kW 电动机功率 37kW
表16
项 目 单 位 P1 1 2 3 泵 型 号 液体种类 浓 度 %(体积) %（重量） 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 液体比重 流 量 扬 程 清水流量 清水扬程 转 速 清水效率 泥浆效率 轴 功 率 电 动 机 转速控制范围 电 源 转出功率 极 率 驱动方式 3333
泥浆泵 P2 SPL-160C 泥水（含土砂） 20．6 41．2 1．35 4．0 34．2 25 4．8 37 1．100 63 52 58 可变速 1．100～120 28 62 62 51 43 定速 985 27 52 52 43 46 定速 740 24 P3 P4 SPL－200 SPL-200 泥 水 8．8 20．7 1．15 4．0 10 4．34 11 490 61 56 13．4 可变速 850～85 M/min M M/min M Rpm % % KW R〃p〃m V-Hz KW P 400V－50Hz 37 6 V皮带 75 4 直接连接 55 6 直接连接 55 8 直接连接 3?泥水输送系统分析计算
在地面上的泥水处理设备对分离土砂后的泥水经调节比重由调整槽过选后，经送泥泵送到盾构密封隔舱，其主要目的是根据同排泥泵之间的平衡来确保开挖面的稳定及系统的循环流量。 盾构中，送泥泵由P1-1、P1-2及PH泵所组成参见图52。
图52 泥水输送系统图
P1-1以变速马达控制转速，输送泥浆，P1-2以定速马达实现一定扬程的增加。
PH作为开挖面保护泵，同P1-1泵一样，把泥浆从调整槽吸入送泥管，通过旁通管道，送到盾构后方的台车，通过阀门CV的控制，使开挖面的水压保持一定的标准，这是设臵PH泵的主要目的。此外PH泵是由变速马达控制，随着掘进距离的延伸，旋转数增加，以此保持开挖面稳定的水压。
挖掘的土砂同送泥泵送进的泥浆形成混合泥水，通过排泥泵从盾构的密封隔舱下部的排泥管导出，按照P2、P3…Pn的顺序，被各排泥泵送到地面上的泥水处理系统。排泥管内的流速要保持在不使泥浆沉淀的速度以上，这是非常重要的。而沉淀的界限又是由挖掘的土砂的平均粒径、排泥浓度以及排泥管内径决定的。因此，为了确保排泥流量，P2泵的作用是不可缺少的，但是，与其他中间泵是由定速马达带动这一点不同，P2泵是由变速马达控制的。
由送泥泵保持开挖面水压和排泥泵确保排泥流量，两者之间的平衡是由中心自动控制而确定的。 送排泥泵是泥水输送系统的主要设备，所选用的各个参数是否匹配，将直接影响到盾构的掘进效率。 对于泥水循环系统、泵技术参数的选用，简单分析如下。 (1)盾构泥水输送系统各参数配臵的依据 ①盾构外径 Ds：? φ11220mm ②掘进距离 Lo： 1200m
③隧道坡度 0～600m上坡 3.5%(+21m) 600～1200m下坡 3.5%(-21m) ④掘进速度 Vs： 3.0cm/min ⑤土体比重 ρs： 2.7 土体含水量 W： 45% ⑥竖井深度 ht： 17?5m ⑦调整槽到竖井的距离L1： 500m ⑧处理场到竖井的距离L2： 500m ⑨地下水排水高程 hd： 10m ⑩开挖面水压 Pc(min)： 0.049MPa Pc(max) 0.134MPa(到达点) (11)?送泥比重 γ1 1.2
(12)?送泥管径 D1 12″(0.3047m)一路管系 (13)?排泥管径 D2 8″(0.2047m)二路管系 掘进距离与开挖面压力关系见图53。