盾構(gòu)機(jī)與后配套設(shè)備選用原則考慮

1、盾構(gòu)機(jī)與后配套設(shè)備選用原則考慮 目前，盾構(gòu)法施工以其高效、安全的優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)地鐵建設(shè)中廣泛使用。在該工法中，盾構(gòu)機(jī)因?yàn)閮r(jià)值大、技術(shù)復(fù)雜等特點(diǎn)在選型時(shí)往往受到高度重視；而后配套設(shè)備由于金額相對(duì)較低、機(jī)型雜、數(shù)量多等特點(diǎn)往往不被人重視。但在施工中，盾構(gòu)機(jī)與后配套設(shè)備形成一個(gè)施工流水線，任何一個(gè)環(huán)節(jié)上的設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，都直接影響著生產(chǎn)效率。在具體的施工中，因?yàn)楹笈涮自O(shè)備的故障或不匹配影響施工進(jìn)度的事例并不少見(jiàn)。因此在重視盾構(gòu)機(jī)選擇的同時(shí)，也應(yīng)重視后配套設(shè)備的選用。這里筆者結(jié)合我單位的施工技術(shù)和習(xí)慣，以一次性出碴方案，即每環(huán)管片的掘土量采用一次性出碴為例，總結(jié)出影響盾構(gòu)后配套設(shè)備選用的有關(guān)因素，供同行參

2、考。1選用基本原則按照一次性運(yùn)輸每環(huán)掘土量及單線運(yùn)輸?shù)姆桨福笈涮自O(shè)備尤其是碴土車、漿車、管片車及龍門吊的選用，既要保證盾構(gòu)機(jī)的正常掘進(jìn)，又要最大限度的滿足各自的特點(diǎn)，充分發(fā)揮各自作用，而且要以最小的投入獲得最大的效益。2碴土車選用碴土車是運(yùn)輸碴土的直接載體，在設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)必要遵循以下幾點(diǎn)：（1）碴土車必須具有一定的剛度和強(qiáng)度，保證在龍門吊吊運(yùn)時(shí)不發(fā)生變形或斷裂，同時(shí)也不能設(shè)計(jì)過(guò)重，否則，將造成龍門吊超過(guò)45t的設(shè)計(jì)；（2）碴土車的碴斗和底盤必須是相對(duì)獨(dú)立的兩部分，以使龍門吊在吊運(yùn)時(shí)只吊起碴斗，而底盤不同時(shí)吊起；（3）五節(jié)碴土車的容積必須保證一次性裝載完每環(huán)掘土量；（4）碴土車的寬度不得超過(guò)盾構(gòu)機(jī)

3、內(nèi)部的最大限寬，即1600mm,且有一定的富余量；（5）轉(zhuǎn)彎半徑不得大于25m；（6）碴土車的長(zhǎng)度和漿車及管片車需同時(shí)考慮，整節(jié)列車的長(zhǎng)度不能超過(guò)盾構(gòu)機(jī)內(nèi)水平皮帶輸送機(jī)的限定長(zhǎng)度，否則，最后端的一節(jié)碴土車將無(wú)法裝運(yùn)碴土；每環(huán)最大碴土量為：V=/4*D2*L=/4*6.252*1.5=45.99m3D為直徑， L為管片寬度；根據(jù)國(guó)內(nèi)各修建地鐵城市區(qū)域的地質(zhì)情況，碴土的膨脹系數(shù)在1.21.9之間，我們?nèi)?.5，故每環(huán)出土量約為45.99m31.5=69m3，考慮到應(yīng)有一定的富余量，每節(jié)碴車設(shè)計(jì)為17m3，即每節(jié)列車可輸送175=75m3；每列列車為五節(jié)碴車、兩節(jié)管片車和一節(jié)漿車，按照每列不超過(guò)盾構(gòu)

4、機(jī)內(nèi)水平皮帶機(jī)的長(zhǎng)度49m，并結(jié)合管片車、漿車的長(zhǎng)度考慮，各節(jié)車之間的距離取為650mm，碴土車因盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部寬度限界為1600mm，故取為1500mm；綜合以上因素并結(jié)合管片車及漿車設(shè)計(jì)，確定碴車設(shè)計(jì)尺寸為長(zhǎng)寬高=6259mm*1500mm*2399mm；（7）考慮到碴土車在龍門吊吊出時(shí)需順利翻碴，因此在碴土車兩側(cè)分別設(shè)計(jì)了起吊軸和偏心翻轉(zhuǎn)軸。3漿車選用漿車主要是將漿液從洞外運(yùn)到盾構(gòu)機(jī)后方臺(tái)車上的儲(chǔ)漿池內(nèi)，滿足每環(huán)同步注漿的最大注漿量，故做如下考慮：（1）最大注漿量7m3；（2）滿足盾構(gòu)機(jī)內(nèi)限界尺寸限制，限界1600mm，故設(shè)計(jì)寬度為1400mm；（3）轉(zhuǎn)彎半徑不得大于25m；（4）漿液需從漿

5、車中順利抽出，故設(shè)置防止沉淀的專用攪拌機(jī)構(gòu)，且攪拌驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)噪音要低，攪拌功率為18.5 kW；（5）設(shè)置適合于對(duì)含有固體顆粒的砂漿流體進(jìn)行的密封結(jié)構(gòu)；砂漿輸送泵質(zhì)量可靠，使用耐久，砂漿出口壓力1.2 MPa，功率11 kW；（6）料箱體與行走懸掛裝置為一體。綜合考慮，漿車設(shè)計(jì)尺寸為長(zhǎng)寬高=5480mm*1400mm*2300mm。4管片車的選用管片車是將管片從洞外運(yùn)到盾構(gòu)機(jī)管片拼裝結(jié)構(gòu)跟前的唯一載體，每列車兩節(jié)，每節(jié)裝三片管片，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意如下：（1）同時(shí)考慮盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部限界尺寸及管片設(shè)計(jì)尺寸，但按照國(guó)內(nèi)管片設(shè)計(jì)有兩種，即1200mm和1500mm，所以，管片車設(shè)計(jì)時(shí)寬度一般分別不超過(guò)此兩種規(guī)格

6、；（）管片疊放在管片車上時(shí)，必須和管片車是柔性接觸，即設(shè)置專門的橡膠墊，橡膠墊位置應(yīng)適于管片受力，防止運(yùn)輸過(guò)程中管片的損壞；（）按照管片的弧形應(yīng)將管片車設(shè)計(jì)成“凹”行結(jié)構(gòu)，以保證最底層管片和管片車“三線”的充分接觸，并應(yīng)留有管片吊繩抽出的空間；（）三片管片疊放在管片車上，盾構(gòu)機(jī)起重小車起吊最上一片管片時(shí)，必須從第二片最上部順利通過(guò)，即管片車第一塊和第二塊管片到軌頂?shù)木嚯x分別為2014 mm和1593 mm；（）轉(zhuǎn)彎半徑不得大于25m；（）行走裝置應(yīng)設(shè)置緩沖裝置，制動(dòng)可靠；綜合考慮各方面因素，最終確定，管片車設(shè)計(jì)尺寸為長(zhǎng)寬高=3440mm*1460mm*540mm。 5電瓶車的選用電瓶車是將碴土

7、從盾構(gòu)機(jī)運(yùn)輸至吊出井的動(dòng)力工具，選用是否得當(dāng)直接關(guān)系到洞內(nèi)運(yùn)輸能否正常運(yùn)行，故主要考慮如下：（1）每輛電瓶車必須具備牽引一節(jié)漿車、兩節(jié)管片車和五節(jié)碴土車并全負(fù)荷的能力；（2）能保證在35坡道上安全起動(dòng)并牽引整列車正常行駛；（3）具備電制動(dòng)、空氣制動(dòng)和手制動(dòng)三種制動(dòng)方式；（4）具有變頻裝置，以適應(yīng)不同的工況；（5）配備的蓄電池單次充電需保證10kM的運(yùn)輸；（6）因電瓶車和碴土車、漿車、管片車為一個(gè)統(tǒng)一的運(yùn)輸整體，因此，對(duì)整體的剎車、軌距、連接方式等應(yīng)有整體的部署。故最終確定：采用45T電瓶車，整體采用排氣制動(dòng)，軌距900mm，連接方式采用G3/4快速接頭，距軌面連接高度430mm。6龍門吊龍門吊

8、是將碴土垂直運(yùn)輸?shù)降孛嫘钔脸氐钠鹕O(shè)備，主要考慮如下：（1）首先滿足滿載吊運(yùn)時(shí)的總重量，即碴斗自重+滿載碴土重量，經(jīng)計(jì)算：最大噸位不超過(guò)45t，即設(shè)計(jì)龍門吊應(yīng)為45t（不含吊具）；（2）根據(jù)施工場(chǎng)地的條件限制，自行設(shè)計(jì)跨距，并確定是否采用懸臂結(jié)構(gòu)，但凈高一般設(shè)計(jì)為8m以上，以保證翻碴機(jī)構(gòu)必須的正常高度，即3m；（3）根據(jù)施工場(chǎng)地條件限制，龍門吊布置一般有兩種方式，即平行于盾構(gòu)掘進(jìn)方向和垂直于盾構(gòu)掘進(jìn)方向，因此翻碴機(jī)構(gòu)也分為兩種，即龍門吊中央翻碴和側(cè)面翻碴兩種形式，選用時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況自行設(shè)計(jì)；（4）為保證大車行走平穩(wěn)，大車行走機(jī)構(gòu)一般采用變頻設(shè)計(jì)，最大行走速度不超過(guò)39.5 m/min；（5）

9、為節(jié)省垂直運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間和吊運(yùn)時(shí)的穩(wěn)定性，主起升機(jī)構(gòu)一般采用變頻設(shè)計(jì)，雙制動(dòng)，速度9.6 m/min（重載），最大可達(dá)16 m/min（空載）；（6）起吊扁擔(dān)采用自動(dòng)平衡裝置，吊具可拆卸，摘掛方便靈活；（7）設(shè)計(jì)一副勾，一般是吊運(yùn)管片，按照施工方案，最大吊重為一節(jié)管片車和三片管片，因管片車約3t，每片管片最大不到4t，故設(shè)計(jì)起重量為3+43=15t，起升速度為14m/min，且有點(diǎn)動(dòng)功能；（8）龍門吊設(shè)計(jì)時(shí)還需考慮聲光報(bào)警、防雷、防潮、手動(dòng)夾軌裝置、起升高度限位裝置、起重量限位裝置、大小車行走限位裝置、起升高度顯示儀、重量顯示儀、避雷針、風(fēng)速儀、蜂鳴器等。7結(jié)束語(yǔ)盾構(gòu)施工是一個(gè)需要全方位配合才能完成的工作，尤其是施工設(shè)備，不僅需要單臺(tái)設(shè)備的正常工作性能，而且需要每種設(shè)備的相互協(xié)調(diào)配合，才能確保盾構(gòu)施工