常用射流真空泵的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

米東強(qiáng)，樊東婷，王朝娜，靳光輝，郭文紅

（華北水利水電工程集團(tuán)有限公司，天津 300170）

《真空預(yù)壓加固軟土地基技術(shù)規(guī)程》（JTS147-2-2009）規(guī)定了射流泵動(dòng)力-潛水泵的功率、單泵控制面積、形成真空壓力、抽真空過程的開泵率等，但對于射流真空泵的結(jié)構(gòu)沒有作出規(guī)定。射流真空泵一般包括臥式泵箱式、立式泵箱式、臥式基坑式3種結(jié)構(gòu)。不同的結(jié)構(gòu)有不同的實(shí)用性，對于施工造價(jià)、工期及質(zhì)量影響很大。

1 常用射流真空泵結(jié)構(gòu)

真空預(yù)壓工程常用射流真空泵一般由潛水泵、射流器、泵箱三部分組成，其中潛水泵、射流器均為成品件，結(jié)構(gòu)形式差異不大，但泵箱一般為自制。由于泵箱外部形狀、內(nèi)部空間的不同，潛水泵、射流器的擺放也不盡相同，由此衍生出以下3種形式：

1.1 臥式泵箱式真空泵

臥式泵箱式真空泵結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 臥式泵箱式真空泵結(jié)構(gòu)

臥式泵箱式真空泵一般為圖1所示2種結(jié)構(gòu)，射流器都為橫放，潛水泵立放，泵箱高度為0.5 m、寬0.6 m、長1.2 m。潛水泵多選取粗短外形的立式泵，泵箱選用玻璃鋼或鋼板材質(zhì)。

1.2 立式泵箱式真空泵

立式泵箱式真空泵結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

圖2 立式泵箱式真空泵結(jié)構(gòu)

立式泵箱式真空泵的潛水泵、射流器都采用立式放置，泵箱高度1.2～1.4 m。潛水泵一般選擇頂端出水、細(xì)長外形的立式泵。泵箱多為廢舊油桶，亦有采用玻璃鋼預(yù)制桶的。

1.3 臥式基坑式真空泵

臥式基坑式真空泵結(jié)構(gòu)，如圖3所示。

圖3 臥式基坑式真空泵結(jié)構(gòu)

臥式基坑式真空泵的射流器采用橫向放置，潛水泵根據(jù)泵的外形采用立式或橫式放置，泵窩高度約0.3 m、直徑約2 m。通常所用類型潛水泵均可采用，泵窩為密封膜下事先修筑成型的坑槽或密封膜上搭建圍堰鋪以防水層形成的水池。

2 真空預(yù)壓常用泵型特點(diǎn)

真空預(yù)壓所用射流真空泵需具備以下特點(diǎn)：

（1）能夠提供足夠真空壓力。

（2）具備良好的運(yùn)行穩(wěn)定性；真空預(yù)壓工藝的抽真空一般持續(xù)90～120 d，歷時(shí)很長。

（3）維修方便；在長時(shí)間的運(yùn)行過程中故障在所難免，為了保證抽氣的連續(xù)性，維修方便、快捷也相當(dāng)重要。

（4）能夠滿足抽真空期間泵上壓力、出水量等真空預(yù)壓控制數(shù)據(jù)的觀測要求；真空預(yù)壓控制數(shù)據(jù)是發(fā)現(xiàn)施工中存在問題的重要參數(shù)，一旦失去就有可能危及工程施工質(zhì)量。

（5）必要時(shí)可以方便地移動(dòng)；由于真空預(yù)壓施工中常伴隨聯(lián)合堆載或地面加高施工，有時(shí)需移動(dòng)或加高泵體。

2.1 臥式泵箱式真空泵

（1）在正確選用潛水泵和射流器情況下，臥式泵箱式泵上壓力能夠達(dá)到0.96 MPa，并且由于其射流器位置較低，壓力損失小于立式泵箱式。

（2）臥式泵箱式射流真空泵重心低、著地面積大，對地面壓力小，在軟弱的淤泥面上有較好的穩(wěn)定性，在發(fā)生不均勻沉降時(shí)也能避免傾倒。泵箱內(nèi)積水深度穩(wěn)定，一般可以保證最淺處不少于40 cm，能較好地避免潛水泵干轉(zhuǎn)。

（3）由于泵箱為上開口水槽，潛水泵、射流器等結(jié)構(gòu)均為水平排列，單獨(dú)拆卸、安裝方便。

（4）泵上壓力可隨時(shí)通過泵上表觀測。在真空預(yù)壓區(qū)內(nèi)積水不沒過泵箱時(shí)可方便地觀測出水量，但積水過深時(shí)需抬高泵體。

（5）能方便地拆裝泵體各部分和排除泵箱內(nèi)積水，移動(dòng)或加高泵體容易。

2.2 立式泵箱式真空泵

（1）在正確選用潛水泵和射流器情況下，立式泵箱式泵上壓力能夠達(dá)到0.96 MPa，但由于其射流器位置較高，壓力損失大于臥式泵箱式，相同條件下出膜裝置處輸出壓力小于臥式泵箱式。

（2）立式泵箱式射流真空泵重心高、著地面積小，對地面壓力大，在軟弱的淤泥面及發(fā)生不均勻沉降時(shí)易傾倒。泵箱內(nèi)積水深度穩(wěn)定，可以保證潛水泵一直處于水面以下，能較好地避免潛水泵干轉(zhuǎn)。

（3）由于泵箱較深、泵箱上口較小，且潛水泵、射流器均立式布置，維修空間狹窄。更換潛水泵時(shí)需在狹窄空間內(nèi)多人協(xié)作，較為不便。

（4）泵上壓力可隨時(shí)通過泵上表觀測。一般積水難以沒過泵箱，可方便地進(jìn)行出水量觀測。

（5）由于難以拆裝泵體各部分，排除泵箱內(nèi)積水較難，移動(dòng)或加高泵體工作量很大。

2.3 臥式基坑式真空泵

（1）在正確選用潛水泵和射流器情況下，臥式基坑式泵上壓力能夠達(dá)到0.96 MPa，并且由于其射流器位置較低，壓力損失小于立式泵箱式，相同條件下出膜裝置處輸出壓力大于立式泵箱式，接近甚至大于臥式泵箱式。

（2）泵箱內(nèi)積水深度較小，極易因大風(fēng)將水吹出、冰凍或不均勻沉降造成積水不足，使?jié)撍酶赊D(zhuǎn)引起故障。

（3）泵窩淺、開口大，維修方便。

（4）泵上壓力可隨時(shí)通過泵上表觀測。但由于一般真空預(yù)壓區(qū)要求覆水深度不少于0.4 m，已經(jīng)將泵窩沒入水下，故區(qū)內(nèi)覆水后不能進(jìn)行出水量觀測。

（5）由于泵窩不可移動(dòng)，僅可通過人工碼砌沙袋等方式加高，且工作量很大。

3 真空預(yù)壓工程中各泵型的應(yīng)用

真空預(yù)壓工程根據(jù)其所處理地基的地質(zhì)差異和處理目的的不同可以分為3種，其工程特點(diǎn)及建議采用的泵型見表1。

表1 不同工程類別條件下常用射流真空泵的選擇