常用射流真空泵的結構和特點

米東強，樊東婷，王朝娜，靳光輝，郭文紅

（華北水利水電工程集團有限公司，天津 300170）

《真空預壓加固軟土地基技術規程》（JTS147-2-2009）規定了射流泵動力-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構沒有作出規定。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種結構。不同的結構有不同的實用性，對于施工造價、工期及質量影響很大。

1 常用射流真空泵結構

真空預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，結構形式差異不大，但泵箱一般為自制。由于泵箱外部形狀、內部空間的不同，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構，如圖1所示。

圖1 臥式泵箱式真空泵結構

臥式泵箱式真空泵一般為圖1所示2種結構，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。

1.2 立式泵箱式真空泵

立式泵箱式真空泵結構，如圖2所示。

圖2 立式泵箱式真空泵結構

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、細長外形的立式泵。泵箱多為廢舊油桶，亦有采用玻璃鋼預制桶的。

1.3 臥式基坑式真空泵

臥式基坑式真空泵結構，如圖3所示。

圖3 臥式基坑式真空泵結構

臥式基坑式真空泵的射流器采用橫向放置，潛水泵根據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 真空預壓常用泵型特點

真空預壓所用射流真空泵需具備以下特點：

（1）能夠提供足夠真空壓力。

（2）具備良好的運行穩定性；真空預壓工藝的抽真空一般持續90～120 d，歷時很長。

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

（4）能夠滿足抽真空期間泵上壓力、出水量等真空預壓控制數據的觀測要求；真空預壓控制數據是發現施工中存在問題的重要參數，一旦失去就有可能危及工程施工質量。

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

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定性，在發生不均勻沉降時也能避免傾倒。泵箱內積水深度穩定，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。

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

（4）泵上壓力可隨時通過泵上表觀測。在真空預壓區內積水不沒過泵箱時可方便地觀測出水量，但積水過深時需抬高泵體。

（5）能方便地拆裝泵體各部分和排除泵箱內積水，移動或加高泵體容易。

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生不均勻沉降時易傾倒。泵箱內積水深度穩定，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。

（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。更換潛水泵時需在狹窄空間內多人協作，較為不便。

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

（5）由于難以拆裝泵體各部分，排除泵箱內積水較難，移動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）泵箱內積水深度較小，極易因大風將水吹出、冰凍或不均勻沉降造成積水不足，使潛水泵干轉引起故障。

（3）泵窩淺、開口大，維修方便。

（4）泵上壓力可隨時通過泵上表觀測。但由于一般真空預壓區要求覆水深度不少于0.4 m，已經將泵窩沒入水下，故區內覆水后不能進行出水量觀測。

（5）由于泵窩不可移動，僅可通過人工碼砌沙袋等方式加高，且工作量很大。

3 真空預壓工程中各泵型的應用

真空預壓工程根據其所處理地基的地質差異和處理目的的不同可以分為3種，其工程特點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