全自动湿喷台车多泵接力连接技术

发布时间:

2026-09-16

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概要:

在隧道、矿山等大断面或长距离喷射混凝土支护施工中，单台湿喷台车受限于泵送系统的出口压力和管道阻力损失，泵送距离存在一定上限。当喷射作业面超出单台设备的能力范围时，多泵接力输送（即串联多台混凝土泵接力泵送）成为确保混凝土连续供应的技术方案。全自动湿喷台车的多泵接力连接，并非简单地“一泵接一泵”，而是涉及接力泵的选型定位、上下级泵送能力的匹配、压力损失核算、中间泵站管路的过渡连接以及安全验算等多个环节的系统工程。JGJ/T 10-2011《混凝土泵送施工技术规程》明确指出，当必须采用接力泵输送混凝土时，接力泵的设置位置应使上、下泵的输送能力匹配；对设置接力泵的结构部位应进行承载力验算，必要时应采取加固措施。
一、多泵接力连接的适用场景与系统构成
多泵接力连接主要适用于以下两种工况：一是隧道喷射作业战线长，混凝土输送距离超过单台湿喷台车的水平泵送能力，需在中途布设接力泵延续输送；二是在竖井、斜井或高边坡喷射作业中，混凝土的垂直输送高度超出单台设备克服静压的能力，需在多级平台设置接力泵逐级上行或下行输送。
一套完整的多泵接力连接系统通常由三部分构成：首泵（下泵）部署在地面或较低作业面，接受搅拌站供料，负责将混凝土通过管道压送至接力点；中间接力泵（中泵）布置在台阶、平台或楼层结构上，利用自身的吸入能力将上游管道输送来的混凝土吸入料斗，再经增压后压入下一段输送管；末端泵或喷头泵直接与喷射臂相连，将混凝土送至喷嘴处完成喷射作业。在隧道湿喷台车的多泵接力配置中，首泵和接力泵均应为相同或相近规格的全自动湿喷台车，以便于功率匹配和控制系统协调。
二、接力泵输送能力的匹配原则
多泵接力连接的核心技术要点在于“上下级泵的输送能力匹配”。若上泵（上游泵）的输出能力大于下泵（下游泵）的吸入能力，混凝土会在中间料斗溢料堆积；若上游泵的输出能力低于下游泵的吸入能力，下游泵可能吸入空气或发生吸空，引发泵送断流和压力脉动，严重时导致堵管或设备损坏。从泵送系统的基本构成来看，湿喷机液压主流为三回路独立开式液压系统（泵送+臂架+辅机），车载湿喷台车标配多泵多回路、恒功率变量+电控比例配置，通过电控比例技术可实现泵送参数的精准调节。
匹配度的确定需依据压力损失核算结果和泵的性能曲线进行。在工程实践中，优先选用同型号湿喷台车进行接力连接，通过控制系统将上泵的排量调整至下泵额定吸入量的85%-95%，使中间料斗保持适当的缓冲存量，既保证下泵不吸空，又避免上泵过度供料导致溢流浪费。
三、中间接力泵站的就位与结构加固
中间接力泵的就位位置直接影响接力泵的运行稳定性。接力泵应设置在场地平整、道路通畅、供料方便且距离浇筑点较近的位置，同时应具备供电、供水、排水等保障条件。在隧道台阶法施工中，接力泵可布置于已完成的仰拱平台或上台阶已支护区段；在竖井或高边坡作业中，接力泵则需架设在专用平台或锚固支架上。
规程规定，对设置接力泵的结构部位应进行承载力验算，必要时应采取加固措施。混凝土泵送过程中的冲击荷载包括液压油泵运行的持续振动、S管阀换向时的液压冲击以及混凝土柱对管道的反压。在确定中间接力泵位置后，应对平台或楼板的承载能力进行复核，不足时应增设型钢托梁、加设支腿或浇筑混凝土支墩。
四、上下级泵之间管道的连接与过渡
上下级泵之间的输送管道是多泵接力系统的“血管”，其连接质量直接影响接力泵的吸入效率和系统稳定性。从上级泵的出口至下级泵的集料斗之间，须敷设一段过渡管道。这段管道的布置应遵循“缓坡、直顺、少弯”的原则，每米管道应具有一致的、微向下游倾斜的坡度（0.5%-1%），有助于排气和减少阻力。
在过渡管道的起点（上级泵出料口）需设置截止阀或球阀，以便在上级泵停机或换管时切断管道，防止混凝土倒流冲击下级泵。过渡管道的末端应延伸至下级泵集料斗的上方500-800mm处，使混凝土依靠重力落入料斗，减少入料时的冲击和空气卷入。管道出口不宜直接伸入料斗液面以下，否则会在料斗内产生涡旋，将空气带入泵送系统。
过渡管道的布置还应避免出现“S”形急弯或反弯，每个90°弯管可换算为9至12m水平管压力损失，弯管数量越少，压力损失越小。在弯管转向区域受力较大，支架应加密布置，支架应通过计算确定，设置位置的结构应进行验算。管道连接接头必须使用卡箍紧固，密封圈完好，确保过渡管道在承受泵送冲击时无漏浆和松脱。
五、多泵接力的压力核算与参数调整
多泵接力系统的总压力需求并非各泵压力之和的简单叠加，而是需要分别核算每一级泵送段所需克服的管道阻力，并据此调整各级泵的工作参数。
第一级泵送段（从搅拌站至中间接力泵）应核算水平输送距离、垂直提升高度及弯管数量产生的累计压力损失；第二级泵送段（从中间接力泵至喷头泵）同样按管道布置核算压力损失。通过总压力损失核算值与泵的额定出口压力进行比较，确认泵的选型是否满足要求。当累计水平换算距离超过一台泵的最大泵送距离时，应增设接力泵。
湿喷台车的理论出口压力一般在6-9MPa范围内，部分高性能机型可达10-12MPa。在接力泵连接中，应根据管道长度和垂直高度调整每级泵的工作压力设定，使各级泵均在额定压力范围内运行，避免某级泵长期超压运行导致密封件损坏或液压系统过载。在启动阶段，宜采用低排量高压力的方式逐步建立稳定流态。
六、多泵接力连接的注意事项与安全操作
在实施多泵接力连接时，还需注意以下事项：
泵体附件压力损失的影响。 在压力损失核算中，应计入泵体附件的压力损失：V形管175→125mm压力损失约0.05MPa，每个分配阀压力损失约0.08MPa，每台混凝土泵起动内耗约2.80MPa。
反泵功能的位置预留。 在上级泵出口与下级泵集料斗之间的过渡管道上，不宜设置过长的高落差竖管，否则上级泵反泵时无法有效将管内混凝土抽回。在条件允许时，应在过渡管道的合适位置增设排料口，用于紧急情况下的管道泄压与清洗。
中间料斗的液位控制。 下泵的集料斗应加装液位传感器，当料位低于下限时自动触发报警，提示上泵加快供料或暂停下泵，防止下泵吸入空气。上下泵的操作人员必须保持对讲机通信畅通，严禁在上下泵控制系统未实现联锁的情况下使用。
管道壁厚磨损与接头密封检查。 接力泵连接系统中，管道承受的冲击和磨损分布不均，应在每班作业前后检查过渡管道的接头密封性和管壁磨损情况，磨损超标的管道应及时更换，接头密封圈失效应立即更新。
用电负荷与电缆敷设。 多泵接力连接需在中间接力泵处提供电力供应，用电负荷应符合电气安全规范。电缆敷设不得与输送管道交叉缠绕，防止管路振动或泄漏损坏电缆绝缘层。
七、结语
全自动湿喷台车的多泵接力连接是实现超长距离或超高层喷射作业的有效技术手段。其核心在于上下级泵输送能力的匹配，中间接力站的结构承载力验证，以及过渡管道的优化布置与参数调整。多泵接力方案的设置应力求简化，非必要不采用接力输送，毕竟规程建议“混凝土泵不宜采用接力输送的方式”。当施工条件确实要求采用多泵接力连接时，须严格按照管道压力损失核算结果配置接力泵，并做好结构加固、管道密封、联锁通信和日常维护等多重保障措施，以确保混凝土喷射作业的连续、安全与稳定。

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