张宗统、苏占虎、曹辉、马兴
民航机场建设工程有限公司第五总经理部 天津市 300456
摘要：水泥浆自动控制系统，自动上水上料，自动搅拌、自动计量准确、放浆放浆等连续动作。PRC电脑控制，10寸触摸屏，性能优越，操作简单方便，需要人员少，真正实现现代化自动管理。同时水泥浆自动控制系统能减少水泥的粉尘污染,保护环境，创造良好的经济效益。提高水泥注浆搅拌的效率同时又可以减少作业时间,提高作业效率解放劳动力.实现高效、节能、安全、环保的一体化“管、控、营”，以降低工程成本。这套系统的应用突破了传统的自动搅拌系统管理方式，也是信息产业化时代发展的需要。
关键词：水泥浆自动控制系统；自动计量准确；操作简单；搅拌水泥浆效率高
1 引言
随着我国城市建设的飞速发展，它广泛用于SMW工法、旋喷桩、三轴搅拌桩加固、二轴搅拌桩加固、等桩机工程，不仅为施工单位带来了可观的经济效益，还在提高工程施工安全质量、缩短施工工期、节省人力资源等方面也发挥着不可替代的作用。该系统制浆效果好，操作简洁灵活，自动化集成度高，有效的降低了工耗劳作成本，并大大提高了制浆生产效率。
水泥浆自动控制系统在运行的全过程中，基本能实现水泥粉尘的零泄露，能大量减少水泥粉尘的排放量，并通过智能控制系统定时控制各环节的运行时间，最大程度上降低电量的损耗。同时，能降低施工人员矽肺病的发生以及保护施工区域周边环境。搅拌桩自动化制浆智能管理系统能省去人工开合水泥罐、运输水泥、露天搅拌水泥等环节，可实现施工过程的全封闭。，更合理的智能化管理。
2 水泥浆自动控制系统主要组成
水泥浆自动控制系统由水泥罐、高速铰刀、拌浆筒、储浆筒、水箱、空压机、水泵、螺旋输送机、称重传感器自动计量准确、碟型气动阀门、电控柜及电子配料微机、打印机等部分组成。
水泥浆自动控制系统制浆效率高，浆液较稳定；自动化程度高、能节省人工且降低劳动强度；计量精确，性能稳定，能够充分保证施工的连续性与稳定性的使用。
图1 水泥浆自动控制系统
通过各个系统的自动化控制及各系统的集成，省去人工开合水泥罐及水泥、露天搅拌水泥浆等环节流程，能实现整个施工过程的闭环、高效、粉尘、环保。
图2 设备组装系统
3 项目概况
南海未来城项目位于江苏省盐城市城南新区城南新区境内，根据“三特五宜”的总布局，即“智慧、人文、生态和宜居、宜业、宜游、宜学、宜养”，项目建设目标为江苏省内国际化、现代化、绿色化、特色化的沿海中心城市，更是盐城市未来发展中的“一张网、一桶水、一部车、一片林、一座城”。
本项目中的市政道路工程采用SMW工法，其中人民南路工程作为南海未来城城市主干道，设计速度60km/h，红线宽度为70m，其道路长度为5.64公里，是目前南海未来城项目线路最长，体量最大的市政项目。具体施工内容包括：道路、排水、照明、交通、桥梁、绿化等工程。人民南路工程项目采用水泥浆自动控制设备8台，进行地基处理，使用水泥浆自动控制系统，以实现项目减排的目标。
4 技术内容
4.1实施方案及技术关键点
将散水泥直接注入到现场存放水泥罐中。将施工图纸中规定的水泥参量、水灰比计算每米桩的水和水泥用量输入系统，只需操作人员按动控制台上的按钮，水泥会自动通过完整的铰刀封闭输送管道传输到密闭的电子秤仓，电子秤仓内的水泥达到设定的重量时传感器自动控制水泥传送系统计量信号自动关闭，电子秤仓气动阀门自动打开，水泥浆进入搅拌桶时，通过传感器水管打开自动注入所需水量。系统自动控制搅拌时间，搅拌结束后水泥浆排入储存桶泵至前台搅拌桩机，完成一次搅拌过程。以此循环进行，能在节能减排、安全、环保等方面实现一体化“管、控、营”。
水泥浆自动控制系统制浆效率高，浆液较稳定；自动化程度高、能节省人工且降低劳动强度；计量精确，性能稳定，能够充分保证施工的连续性与稳定性的使用。
通过各个系统的自动化控制及各系统的集成，省去人工开合水泥罐及水泥、露天搅拌水泥浆等环节流程，能实现整个施工过程的闭环、高效、粉尘、环保。?
5 技术内容及技术创新点
5.1 自动化程度高，操作简单
该系统具有良好的人机界面和便捷的操作方式，操作人员只需简单的培训即可上手操作。制浆过程中，操作人员根据给定的水灰比，在显示器上输入水和水泥的重量，按确认键，便可自动实现供水，水泥输送，搅拌，放浆，打印小票等连续动作等。
5.2 制浆效率高，浆液比重稳定
通过两个螺旋式输送机同时输送水泥，上灰效率高，制浆能达12m3/h,可满足多台搅拌桩机同时施工需要。高速的搅拌机（浆叶转速600转/min）和准确的称量系统保证了浆液比重的准确稳定。
5.3 性能稳定，安全适用
自动控制柜采用的元器件性能稳定，故障率低，操作简单易于维护。连接的各种电气设备都装有自动保护装置，如出现电路短路，过载，缺相，接地等故障时能及时有效地切断主回路，从而能保证各种电器设备的安全使用。
5.5 数据上传，在线监控功能
通过在自动化制浆系统中加装网络模块，把自动化制浆系统的制浆过程（单盘用水量、用灰量、水灰比等数据）实时的上传到在线监控网站，水泥浆自动控制系统具备数据自动采集、无线上传、存储归档、统计分析及预警监测等功能，与传统的数据记录仪相比，其获取数据均为真实成桩数据且不可修改，在成桩同时数据实时上传后台并记录，能实时监测施工过程中喷粉、喷浆的深度和水泥浆流量，进一步保障了项目水泥搅拌桩的施工质量。实时的数据上传和在线监控避免了工人偷工减料、弄虚作假、保证了制浆过程的真实性。
图3 数据上传、在线监控功能
6 两台桩机同时施工能耗、能效等进行比对
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7 节能减排量
水泥浆自动控制系统使用后制浆环节耗电是原来的80%，系统制浆效率高，自动化程度高，能耗低节省人工且劳动强度低；计量精确，性能稳定；能够充分保证施工的连续性。目前该模式已在南海未来城市政工程等项目中得到应用，取得了显著的经济与社会效益。
8 经济效益分析
通过智能化控制，迅速的制出所需配比的浆液，极大的提高制浆效率，及时保证浆液的需求，便于加快施工进度，降低了施工辅助成本。在制浆环节可节约电量约20%，在保证工程质量的前提下缩短施工周期、同时降低工程人工成本，通过密闭化设计减少材料损耗，从而提高了经济效益。
本项目前期投入8万元，本项目主要在制浆阶段可节约电量约20%，减少材料损耗，提升工效。最主要的效益在于减少水泥粉尘的排放，降低职业病的发生，该施工区域的密闭性提升现场文明施工。因国家对扬尘管控的加强，后期该系统发展前景广阔。
9 结论
水泥浆自动控制系统设计机构合理，操作简单、计量精确、制浆效率高，能耗低，污染小，便于管理，它可广泛用于单向、双向搅拌桩、SMW工法桩、三轴搅拌桩、压密注浆等地基加固工程。当施工场地较为集中时，可采用自动化制浆系统集中供浆施工模式；当施工场地分布较长时如公路、铁路等可采用一台自动化制浆系统同时供应2-4台桩机施工的模式，节省了人力物力。在创造了良好的效益的同时，也大大提高了工效。