Systèmes de pompage et de gestion des boues pour tunneliers
Dans les tunnels souterrains de plusieurs dizaines, voire centaines de mètres de profondeur, la capacité de pomper sans encombre le gravier et la boue jusqu'à la surface nécessite un équipement de transport très efficace, la stabilité et l'absence de blocage étant des facteurs clés.
Qu'est-ce qu'un système de boue pour tunnelier ?
Le système d'évacuation des déblais du tunnelier est un système de transport de déblais en circuit fermé. Sa fonction principale est de transporter les matériaux excavés par le tunnelier jusqu'à la surface et de maintenir l'équilibre de pression dans la chambre d'excavation.
Dans ce système de transport de boues en circuit fermé, pompe à lisier est un équipement clé et joue un rôle crucial.
Les matériaux excavés par la tête de coupe dans la chambre d'excavation se mélangent à l'eau pour former une boue (un mélange solide-liquide). La pompe à boue transporte cette boue par des canalisations jusqu'à l'usine de séparation.
Après que l'installation de séparation ait séparé les matériaux excavés de la boue, la pompe à boue transporte la boue propre vers la chambre d'excavation. La boue propre se mélange alors aux matériaux excavés, puis est renvoyée à l'installation de séparation, formant ainsi un circuit fermé.
Le tunnelier fait pivoter sa tête de coupe pour percer la couche de sol. Les matériaux excavés se mélangent à l'eau pour former une boue, qui est ensuite pompée vers l'usine de séparation.
Simultanément, le tunnelier avance grâce à un système hydraulique, assemblant des dalles de revêtement en béton pour former la paroi du tunnel.
L'installation de séparation sépare les matériaux excavés de la boue. La pompe à boue renvoie ensuite la boue nettoyée dans la chambre d'excavation, où elle se mélange à nouveau aux matériaux excavés, créant ainsi un système en circuit fermé.
Grâce au fonctionnement coordonné de ces systèmes, le tunnelier permet un creusement de tunnel efficace et sûr et est largement utilisé dans les métros urbains, les autoroutes et autres projets d'ingénierie souterraine.
Comment fonctionne la circulation de la boue dans un tunnelier ?
1. Excavation
La foreuse TBM creuse la couche de sol devant elle à l'aide d'une tête de coupe, puis mélange la terre extraite avec une boue propre acheminée par une pompe à boue. Cette boue sert de fluide de transport, rendant la terre transportable.
2. Pompage de boues
La boue contenant des scories est transportée vers l'usine de séparation par des canalisations de grand diamètre résistantes à l'usure. Ce procédé implique généralement de surmonter la résistance des canalisations, les dénivellations, etc. Si la distance est trop importante, une station de pompage de surpression peut être installée en cours de route afin d'obtenir une pressurisation segmentée et d'améliorer la stabilité du système.
3. Installation de séparation
La boue produite à partir de la chambre d'excavation est finalement transportée vers l'usine de séparation des sols, qui sépare les scories et la boue à l'aide d'équipements tels que des cribles vibrants, des hydrocyclones et des centrifugeuses.
4. Recirculation
La boue traitée par l'usine de séparation sera réajustée pour que sa densité, sa viscosité et d'autres paramètres répondent aux normes de réutilisation, puis renvoyée dans la chambre d'excavation par la canalisation de retour.
Disposez-vous de plans ou de spécifications de projet pour le transport de la boue du tunnelier ?
Envoyez-les à info@kingdagroup.com pour une solution d'ingénierie sur mesure et un devis rapide.
Pompe à gravier
- Diamètre de refoulement (mm) : 100 ~ 400
- Capacité (m³/h) : 36 ~ 5994
- Tête (m) : 3,5 ~ 90
Pompe à boues haute pression
- Diamètre de refoulement (mm) : 100 ~ 400
- Capacité (m³/h) : 60 ~ 6000
- Tête (m) : 10 ~ 85
Pompe à lisier submersible
- Diamètre de refoulement (mm) : 50 ~ 350
- Capacité (m³/h) : 30 ~ 3500
- Tête (m) : 10 ~ 85
Station de pompage de surpression
Les stations de pompage de surpression sont largement utilisées dans le creusement de tunnels, notamment pour le transport de boues à travers des canalisations ultra-longues, assurant une pression stable au système de boues du tunnelier.
La station de pompage de surpression Kingda comprend une pompe d'alimentation, une pompe de refoulement, un moteur à fréquence variable, un transformateur, un convertisseur de fréquence, une armoire de commande et une unité de surpression pour le rinçage des joints. Le système de commande de la station de pompage est relié au système de commande du tunnelier pour la commande à distance.
Transport réel de boues de forage dans un puits de 90 m de profondeur (TPM)
À titre d'exemple concret, nous avons pompé de la boue de forage à haute teneur en matières solides depuis un puits de 90 mètres de profondeur, un événement historique pour le projet de métro de la ville.
Nous étions responsables de la conception et du développement de l'ensemble du système de transport de boues pour ce projet de tunnel de métro. Ce projet présentait deux défis majeurs :
- Transport ultra-longue distance
- Différences de taille importantes
Pour relever ces défis, nous avons ajouté la station de pompage Kingda, permettant le transport de lisier sur des distances extrêmement longues et avec des dénivelés importants. pompe à boues haute pression a fourni un soutien crucial à l'ensemble du système de transport.
Gestion de ce que les pompes à boues standard ne peuvent pas faire
Pompes à gravier Dotées d'une résistance inégalée à l'abrasion et à la corrosion, elles permettent un fonctionnement prolongé dans des conditions difficiles sans risque d'obstruction. Elles peuvent transporter des solides de grand diamètre, impossibles à pomper avec des pompes à boues classiques.
Les pompes à gravier Kingda sont dotées d'une conception à large canal et d'une turbine anti-colmatage, assurant un transport efficace et régulier des boues à haute teneur en solides contenant du gravier et des fibres, et offrant des performances exceptionnelles dans les systèmes de boues TBM.
Notre parties hydrauliques de la pompe L'utilisation de matériaux en alliage à haute teneur en chrome, résistants à l'abrasion, garantit une résistance supérieure à l'abrasion et à la corrosion, assurant ainsi une protection durable contre les impacts de particules solides et pointues, et maximisant la durée de vie et réduisant les coûts d'exploitation.
Principaux défis liés au transport de boues de tunnelier
Les ingénieurs spécialisés dans la conception du transport de boues pour tunneliers savent que l'évacuation de ces boues hors d'un tunnel présente de nombreux défis. Les particules solides extraites du sol sont non seulement de grand diamètre, mais aussi dures et de forme irrégulière, ce qui engendre une friction importante. Il est donc indispensable d'utiliser des pompes pour tunneliers dotées d'une excellente résistance à l'usure et de capacités anti-colmatage performantes.
Les tunnels souterrains sont généralement longs et présentent d'importantes dénivellations, ce qui engendre de longues distances de transport de la boue. Les pompes des tunneliers doivent donc assurer une pression stable afin que le foreur puisse progresser de manière continue et sans interruption.
Voici quatre défis courants liés au transport de la boue par tunnelier :
- Concentration élevée en matières solides : Les boues à forte teneur en matières solides se déposent facilement et bouchent également les tuyaux et les pompes.
- Usure abrasive : Le gravier et le sable extraits par le tunnelier provoquent une abrasion importante des pompes.
- Transport longue distance : Le transport longue distance impose des exigences particulières en matière de pression et de stabilité du système de transport de boues.
- Fonctionnement continu : Les temps d'arrêt des tunneliers en cours de parcours entraînent des pertes économiques substantielles ; la stabilité et la fiabilité constituent les plus grands défis pour les systèmes de transport de boues des tunneliers.
Exigences relatives à la pompe à boues Kingda pour TBM
haute résistance à l'usure
Les ingénieurs de Kingda ont développé un matériau en alliage à haute teneur en chrome, résistant à l'usure et à la corrosion, spécialement conçu pour la nature hautement abrasive de la boue des tunneliers, ce qui maximise la durée de vie du tunnelier et prolonge la durée de vie de l'équipement.
Capacité de hauteur manométrique élevée
Une hauteur manométrique élevée permet de fournir une pression suffisante pour pomper la boue sur de longues distances, un facteur important pour le transport longue distance. La stabilité de cette hauteur manométrique est encore plus cruciale.
Non obstruant
Les ingénieurs de Kingda ont optimisé la conception de la roue et du canal d'écoulement de la pompe à boues TBM. Ses excellentes performances hydrauliques et son large canal d'écoulement permettent le passage aisé des solides de grand diamètre et des fibres longues, sans risque de colmatage.
Fonctionnement stable
Un fonctionnement stable est essentiel pour garantir l'avancement du projet et la maîtrise des coûts. Afin de minimiser les coûts d'exploitation pour l'utilisateur, Kingda a ajouté une station de pompage de surpression, assurant ainsi une efficacité élevée et un fonctionnement stable à long terme du système de transport de boues.
Applications dans la construction souterraine
tunnelage du métro
Dans le domaine du creusement de tunnels de métro, où la distance de transport est extrêmement longue et les puits profonds, un système de transport de boues de tunnelier stable et fiable est une option essentielle.
tunnels de services publics
Lors de travaux de construction urbaine, il est nécessaire de creuser simultanément de nombreux tunnels de services publics. Cela met à l'épreuve la stabilité du système de transport de la boue du tunnelier et exige de ce dernier un transport à haut rendement afin d'accélérer l'avancement du projet.
tunnels ferroviaires
Les tunnels ferroviaires sont généralement creusés dans les montagnes, où le gravier dur et les gros débris constituent un défi majeur. La pompe Kingda TBM permet le passage aisé de ces matériaux solides de grand diamètre.
tunnels miniers
Le creusement de tunnels est essentiel lors des opérations minières, et le forage de puits de mine de plusieurs centaines de mètres de profondeur met à rude épreuve la résistance à l'usure et à la corrosion des systèmes de transport de boues.
Considérations relatives à la conception du système de transport de boues pour tunneliers
Densité de la suspension
La densité de la boue du tunnelier est un paramètre crucial qui influe directement sur la charge, la pression et l'efficacité de transport de la pompe et du pipeline du tunnelier.
La densité du coulis de forage varie en temps réel en fonction des variations de la formation et de la teneur en eau. Par conséquent, la conception du système de transport doit intégrer une surveillance en ligne de la densité et la capacité d'ajuster automatiquement celle-ci.
Taille des particules
La granulométrie est un paramètre crucial qui détermine si une pompe TBM se bouchera et le taux d'usure du système de transport.
La boue extraite par les tunneliers contient une grande quantité de gravier, de cailloux et d'impuretés fibreuses. Par conséquent, lors de la conception d'un système de transport, il est impératif de prendre en compte le diamètre maximal de passage des solides et la stabilité du transport assuré par la pompe à gravier du tunnelier.
Calcul de la tête
Tête de pompe Le calcul est au cœur de l'ensemble du système de transport de boues. La hauteur manométrique comprend non seulement la hauteur statique, mais aussi la hauteur due au frottement.
Un calcul précis de la hauteur manométrique de la pompe permet non seulement de réduire la consommation d'énergie, mais aussi de prolonger la durée de vie de l'équipement.
Longueur du pipeline
Dans les projets de tunneliers, les distances de transport de la boue s'étendent généralement sur plusieurs kilomètres. Ces longues distances et les nombreux virages entraînent des pertes par frottement importantes.
Lors de la conception du système de transport, le tracé de la canalisation doit être optimisé afin de minimiser le nombre de coudes. Une pompe TBM adaptée doit être sélectionnée, garantissant une redondance suffisante pour compenser les pertes de charge sur de longues distances et maintenir une pression stable.
Il est également possible d'ajouter une station de pompage de surpression pour une pressurisation par étapes, réduisant ainsi la charge sur les pompes individuelles tout en maintenant un débit système stable.
Pourquoi la fiabilité des pompes est-elle importante ?
La fiabilité de la pompe est primordiale. Élément central du système de transport, la pompe du tunnelier assure la circulation du fluide provenant du tunnelier. Une panne de cette pompe peut paralyser l'ensemble du chantier, empêchant l'évacuation des déblais et entraînant l'arrêt des travaux de creusement.
L'arrêt des tunneliers entraîne non seulement des pertes économiques importantes, mais impacte également le calendrier global du projet de tunnel. Par conséquent, la fiabilité et la stabilité de la pompe du tunnelier doivent être soigneusement étudiées lors de son choix.
Applications concrètes de la pompe à lisier Kingda
Les cas de coopération de Kingda incluent des pompes personnalisées pour les navires de dragage, l'exploitation minière, le forage de tunnels et la désulfuration, améliorant ainsi les performances et l'efficacité dans tous les secteurs.
Un projet de puits de ventilation ultra-profond nécessitant un transport stable de boues dans des conditions de haute pression et de forte concentration en matières solides.
Un projet de puits de métro profond nécessitant un pompage de boues sur de longues distances et à haute pression dans des conditions abrasives pour soutenir l'excavation du tunnel.
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