VEGA为大国重器—盾构机的自动化运行作出贡献，助力中国隧道建设！

• 关键词：高频雷达,VEGAPULS 64,盾构机
• 作者：VEGA威格中国
• 摘要：盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机，从前欧美公司一直掌握着核心技术，但随着我国自主研制的全断面双护盾岩石隧道掘进机(TBM) 的推出，逐渐打破了国外技术的垄断。现代盾构掘进机自带双护盾，集开挖、支护、出渣于一体，能够实现隧道的一次成型，可以说是真正的大国重器。

什么是盾构机？

盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机，从前欧美公司一直掌握着核心技术，但随着我国自主研制的全断面双护盾岩石隧道掘进机(TBM) 的推出，逐渐打破了国外技术的垄断。现代盾构掘进机自带双护盾，集开挖、支护、出渣于一体，能够实现隧道的一次成型，可以说是真正的大国重器。

目前，盾构机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政管网、过江隧道、水电等隧道工程。

工艺和工况介绍

泥浆储罐的液位测量对于盾构机的正常运行起到非常重要的作用。盾构机泥浆储罐位于盾构机的头部，用于储存掘进过程中产生的泥浆，当液位到达一定高度，需要及时将泥浆排出，否则就会影响掘进的进程。

由于泥浆储罐安装空间受限，并且泥浆具有很大的粘附性，给测量带来了一定的难度。经过VEGA技术工程师与盾构机设计人员的研究，最终决定采用VEGA 80GHz的高频雷达VEGAPULS 64以弯管测量的方式进行测量，克服了测量难点。

测量难点

盾构机的挖掘机头部分，也是一个带压的泥浆储罐，用来储存挖掘过来的泥浆。罐体呈卧罐状，根据盾构机的大小，其直径在3-10m不等。泥浆罐压力取决于地层压力，掘进深度越大，压力越高，最高甚至可以达到10bar。

盾构机机头部分（泥浆储罐）现场图

由上图可见，挖掘机头的泥浆储罐其测量难点首先在于没有合适的仪表安装位置。如果安装在容器内部，会给调试和维护带来很大问题；如果安装在容器外部，那就只能选择安装在容器的侧边。此外，泥浆会有很大的粘附性，也会对测量造成影响。

原测量方式弊端

客户在该泥浆储罐的原测量方式为电容导纳式仪表，安装于容器内部。根据客户反映，测量误差很大，并且经常会出现误报和死机的现象。此外，仪表内装的方式，以及带压的环境，使得调试和维护起来非常麻烦，因此客户一直在寻求一个更好的测量方式。

VEGA解决方案

由于泥浆储罐安装位置受限，我们将80GHz高频雷达VEGAPULS 64安装在侧边，并通过弯管进行测量，如下图所示：

VEGAPULS 64和弯管测量示意图

VEGAPULS 64现场安装图

如上图所示，仪表下方安装球阀，方便仪表带压拆装。同时仪表下方还带了清洗接口，因为长期运行泥浆会在弯管内形成严重粘附，需要用水定期冲洗。

VEGAPULS 64弯管测量的优势

得益于VEGAPULS 64的高聚焦、强信号，让一切变得简单起来。

01雷达波即使在弯管内传播也不会产生很强的虚假信号。

02弯管测量的方式使仪表可以直接安装在容器外面，方便了安装、调试和维护。

03雷达波可以轻松穿透球阀，也不受清洗口的干扰。

04液位信号非常强劲，即使管道内有泥浆粘附，产生一些虚假信号，也很难对测量产生影响，因此清洗管道的维护量可以降到最低。

VEGAPULS 64实现可靠的测量

如下图所示，弯管测量方式、以及弯管上加装的球阀、清洗口会导致噪声线上升，管壁上泥浆粘附也会导致一些虚假信号产生，但由于VEGAPULS 64的高聚焦、强信号，泥浆的液位信号要明显高于虚假信号，因此仍可以实现可靠、精准的测量。

VEGAPULS 64弯管测量的回波曲线图

中国是一个幅员辽阔的国家，工程地质水文条件复杂，盾构施工技术在各种复杂地层中的使用技术需要提高并达到成熟。如今，国产盾构机已经取得一定的成功，累积了丰富的经验，获得了市场的认可。盾构机技术的发展也正在迈入下一个阶段，实现更加自动化的控制。VEGA始终致力于开发出满足不同客户需求的解决方案，我们很荣幸能够参与到其中，助力中国的隧道建设！