沉管水下液压定位机结构及液压系统设计研究

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

随着隧道施工技术的发展，近年来，外海沉管隧道的施工取得了突破性的进展。如连接欧亚大陆的土耳其马尔马拉海海峡隧道已于 2010年 4月贯通，该矩形复合结构铁路隧道长 1387 1TI，由 11段管段组成，高8.6 1TI，宽 15.3 m，结构底部深度 -60 1TI，为世界第-。

又如2010年底投入运营的韩国釜山-巨济连线隧道为矩形混凝土公路隧道，长 3240 nl，共有 18段管段，高9.97 m，宽26.46 m，结构底部深度为 -50 m。连接丹麦和德国之间长达 19 km的公铁连线 FEMERN隧道计划于2018年完成 。

作为我国隧道建设史上投资最高、施工难度最大的港珠澳大桥工程是我国继三峡工程、青藏铁路、南水北调、西气东输、京沪高铁之后又-重大基础设施项目，是具有国家战略意义的世界级跨海通道，对香港、澳门、珠海三地经济社会-体化意义深远，其经济价值显著，社会影响深远。港珠澳大桥建成后将成为世界最长的跨海连线工程。港珠澳大桥岛隧工程沉管隧道计划于 2016年完成，其设计施工均采用最新的技术。

该工程将使国内沉管隧道的施工技术达到-个新阶段，并同时提升和推动广州生物岛、天津海河、广佛铁路等沉管法隧道施工技术的发展。该工程是-项极具挑战性的项 目，鉴于沉放区域的海浪及气象条件，以及管节及沉放工作的建造性约束，需摒弃-些原有的沉放理论而引人新的技术 J。其中，沉管体外定位系统就是针对上述工程难点，在对施工方案优化的基础上采用的-种新的施工工艺和工法。

本文对沉管体外定位系统这-新的施工工艺和工法进行了叙述，重点介绍了其核心部件沉管定位机的工作原理及特点，并对其结构及液压控制系统进行了详细的分析。

1 沉管体外定位系统沉管体外定位系统示意图如图 1所示。系统由4个沉管水下液压定位机组成，分别安装在沉管的接头端和尾端，定位机与沉管上的起重吊耳相连接。

当隧道沉管放置到碎石基面上后，体外定位系统将投人使用。当移动隧道沉管时，接头端和尾端两侧沉管水下液压定位机底座将提供支撑，并确保沉管不收稿 日期 ：2013-03-07作者简介：杨超(1980-)，男，河北保定人，博士研究生，主要从事工程机械液压系统设计、节能控制方面的科研工作。

80 液压与气动 2013年第9期1.负载敏感比例多路换向阀 2.空气滤清器 3.回油过滤器 4.油箱 5.负载敏感泵 6.平衡阀 7.升降油缸8.摆腿油缸 9.上横移油缸 1O.下横移油缸 l1.拔销油缸图 12 定位机液压系统原理图感特性；② 当执行元件负载增加达到泵的输出功率时，定位机具有恒功率特性，即定位机各个液压缸的推进速度随执行元件负载增加而减小，随负载的减小而增加；③ 当执行元件压力达到泵的设定压力时，泵实现压力切断，泵无流量输出实现了定位机的过载保护；④ 当该液压系统都不工作时，如果泵还在运转，此时泵无工作油液输出。

该液压系统各执行元件的流量由比例多路换向阀设定，因此其执行元件的最大流量是恒定的。各执行元件的流量变化与阀芯位移成比例的变化。由于沉管需要完成升降和横移动作，因此需要在多路阀升降和横移控制 黔中采用二通负载敏感阀进行分流控制。

定位机执行油缸均采用平衡阀锁定，目的是为了保证液压缸不工作时或液压系统发生故障而导致系统压力突然下降时，使活塞迅速、平稳、可靠且长时间地被锁定 ，不为外力所移动，避免了液压缸因沉管 自重而缩回，以保证定位机工作安全可靠，系统运行平稳。

定位机液压系统在采用负载敏感控制即负载敏感比例多路阀和负载敏感泵后具有的特点 J：(1)利用负载敏感比例多路阀的流量分配特性，可以用单-的油泵为定位机升降、横移及其他执行元件供油；(2)泵的输出压力及流量随负载需要变化而变化，系统效率高、发热量孝功率损耗较小；(3)调速控制方便，定位机的升降和横移速度可以通过负载敏感比例多路阀进行无级调速；(4)具有优良调速性能。定位机可以长时间稳定在较低的推进速度下正常工作。

5 结论本研究针对海底沉管隧道施工过程中，沉放区域的海浪及气象条件复杂，以及沉管沉放工作的空间性约束、沉管定位与调整难等工程难点问题，介绍了沉管体外定位系统这-新的施工工艺和工法。重点介绍了沉管定位机的工作原理及特点，并对其结构及液压控制系统进行了详细的分析。工程实际应用表明，沉管体外定位系统在海底沉管隧道施工过程中具有很多优点，有效地克服沉放区域外界诸多不稳定因素。沉管水下液压定位机的应用将使国内沉管隧道的施工技术达到-个新的阶段，并提升和推动沉管法隧道施工技术的发展。