24-后配套設(shè)備選型、設(shè)計(jì)及洞內(nèi)布置

1、3-2-24盾構(gòu)后配套設(shè)備選型、設(shè)計(jì)及洞內(nèi)布置1刖言1.1概述盾構(gòu)后配套設(shè)備是為盾構(gòu)機(jī)的其它機(jī)械設(shè)備，盾構(gòu)后配套設(shè)備主要配置以圍繞出碴、供料等施 工需要，在充分考慮施工工期和盾構(gòu)始發(fā)井場(chǎng)地條件的前提下予以配置。盾構(gòu)法施工原則上應(yīng)考慮 整個(gè)施工期間的均衡、連續(xù)生產(chǎn)作業(yè)及相互之間的性能參數(shù)的合理匹配并力求整套系統(tǒng)較低的使用 成本，保證安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的運(yùn)行。盾構(gòu)后配套設(shè)備主要有水平運(yùn)輸設(shè)備（如電瓶車、渣土車、管片車、漿液車等）、垂直運(yùn)輸設(shè)備（如龍門吊等）、拌漿設(shè)備（拌漿機(jī)）和通風(fēng)設(shè)備（通風(fēng)機(jī)）等。1.2適用范圍適用于城市地鐵土壓平衡盾構(gòu)后配套設(shè)備配置。2盾構(gòu)后配套設(shè)備選型設(shè)計(jì)流程盾構(gòu)后配套設(shè)備選型

2、設(shè)計(jì)流程見圖2-1圖2-1盾構(gòu)后配套設(shè)備選型設(shè)計(jì)流程3水平運(yùn)輸設(shè)備的選型設(shè)計(jì)3.1電機(jī)車的選型3.1.1常用電機(jī)車的形式隧道內(nèi)常用電機(jī)車的形式有蓄電池式電機(jī)車和繞線式電機(jī)車2種，一般地鐵隧道選用蓄電池式電機(jī)車。3.1.2 電瓶車的選型設(shè)計(jì)（ 1）選型條件以下列條件為例，其余可參照。 區(qū)間隧道最大縱坡為 35%。; 掘進(jìn)斷面外徑 6.34 米 ; 管片外徑 6.2 米, 內(nèi)徑 5.5 米 , 每環(huán)寬 1.2 米； 渣土松散系數(shù)設(shè)為 1.2 。（ 2）土方計(jì)算 每環(huán)實(shí)際掘進(jìn)距離按 1.2 米, 則每環(huán)挖掘土方為 :2 2 2Tf = n （d/2） X 1.2 X 1.2=3.14 X （6.34

3、/2） X 1.2=45.43（m3） * 45 m3渣土箱容積 為合理配置車列長(zhǎng)度 , 并使每一渣斗裝載及吊卸重量合理 , 選配 5 個(gè)渣土車 ,選9m較為合理，即5個(gè)渣土車總運(yùn)渣量為：33P ZT=9m3X 5=45 m3 若按每方渣土 1.8t 計(jì)算，總出渣重量為3W ZT=PZTX 1.8t/m 333=45 m3X 1.8t/m 3=81 t（ 3）牽引力計(jì)算及機(jī)車選型1 ）車列各單元自重 ：3ZT-9（9 m 3渣車）：6tX 4（4 輛 ）=24tGP-15（ 管片車 ）：3tX 2（2 輛 ）=6tSJ-5（5m 3砂漿攪拌運(yùn)輸車 ）： 5tX 1（1 輛）=5t管片重量 ：

4、20.1t2）滿負(fù)荷各單元重量 ：ZT-9：4 X 6t+81/5 X 4t=24t+64.8t=88.8tGP-15：6t+20.1t=26.1tSJ-5：5t+8.5t=13.5t3）列車編組 目前兩列編組方式較為常見，施工效率較高。 第一列編組： 1 臺(tái)電機(jī)車 +4 節(jié)碴土車第二列編組： 1 臺(tái)電機(jī)車 +1 節(jié)碴土車 +1 節(jié)砂漿車 +2 節(jié)管片車兩列編組，不含機(jī)車自重時(shí)滿載重分別為88.8t 、45.6t 。4）機(jī)車牽引力計(jì)算 ：基本參數(shù) ：線路最大縱坡：35%持續(xù)速度：7.8 km/h最高速度：15.6 km/h列車載荷Q （不含機(jī)車自重）：88.8t機(jī)車起動(dòng)粘著牽引重量:QqFg

5、P(wg ig) /(wgig) Q,式中Qq 機(jī)車起動(dòng)時(shí)牽引重量，kNFg 粘著牽引力=XP,N式中粘著系數(shù)，取0.33P機(jī)車粘著重量，kNIwg 坡道上機(jī)車單位阻力，5 N/kNig 坡道阻力系數(shù)，取縱坡千分?jǐn)?shù)絕對(duì)值=35,上坡為+,下坡為wg坡道上車輛單位阻力，17 N/kNQa 機(jī)車所配動(dòng)力計(jì)算牽引重量，kN按35%。上坡道，設(shè)機(jī)車自重為20t,則機(jī)車的起動(dòng)粘著牽引重量為：Qq = 0.33 X 200,000 200 X (5+35)(17+35) 1115 (KIN113(t)顯然,20噸位機(jī)車足夠。依據(jù)上述算式，可設(shè)在同樣條件下，機(jī)車自重分別為18噸、25噸位時(shí)計(jì)算其牽引力。其計(jì)

6、算結(jié)果為：機(jī)車自重18噸時(shí)的機(jī)車牽引重量：102t機(jī)車自重25噸時(shí)的機(jī)車牽引重量：142t3.1.3電機(jī)車結(jié)構(gòu)形式的確定(1) 電機(jī)車主要技術(shù)參數(shù)電機(jī)車主要技術(shù)參數(shù)見表2-1表2-1電機(jī)車主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目單位技術(shù)參數(shù)備注1粘著重量t182軌距mm7623傳動(dòng)方式直一交4固定軸距mm20005輪徑mm6806最高速度km/h127通過最小曲線半徑m158機(jī)車外型尺寸m5285X1360X2000(2) 電瓶車結(jié)構(gòu)組成說明電瓶車預(yù)留與運(yùn)碴車連接的制動(dòng)管快速接頭，并在操作室中設(shè)置控制裝置，控制運(yùn)碴車制動(dòng)。電瓶車后配套尺寸是在滿足施工組織要求的前提下，又要與盾構(gòu)機(jī)要求的工作界限尺寸相吻合 的情況下

7、而確定或計(jì)算得出。根據(jù)現(xiàn)有的機(jī)車類型，交直流變頻機(jī)車具有粘著力大、易于操作、無污染、使用成本低等優(yōu)點(diǎn), 因此使用交直流變頻機(jī)車。3.2渣土車的選型設(shè)計(jì)3.2.1常用渣土車的結(jié)構(gòu)形式常用渣土車的結(jié)構(gòu)形式主要由土箱、轉(zhuǎn)向架、芯盤、輪對(duì)、基礎(chǔ)制動(dòng)、空氣制動(dòng)及牽引裝置等 部分組成。3.2.2渣土車的選型(1) 每環(huán)出碴設(shè)計(jì)總方量223V碴=n D/4 X L X N=nX 6.34 14 X 1.2 X 1.2 = 45.4 m / 環(huán)式中d-盾構(gòu)刀盤外徑 6.34 m ;L-每環(huán)掘進(jìn)深度1.2 m ;N-松散系數(shù)1.2。(2) 每節(jié)土箱裝碴容量V箱=V碴/5 節(jié)=45.4m3/5 節(jié)=9.08 m

8、3/ 節(jié)取整：V箱=9m3/節(jié)(3) 每環(huán)分兩次出碴，運(yùn)碴車實(shí)際運(yùn)碴總?cè)萘縑碴車=9 m3X 5臺(tái)/次=45 m3/環(huán) 45.4 m 3/環(huán) 能滿足施工需要。運(yùn)碴車選型：土箱容量為9m的運(yùn)碴車。(4) 其他參數(shù)：每環(huán)出碴總重量：G碴=p V碴/N=1.8 X 45/1.2= 67.5 t/ 環(huán)(地質(zhì)資料：p碴-碴土比重1.8t/m 3)每節(jié)土箱裝碴重量 ：G節(jié)碴=p V 箱/N =1.8t/ m 3 X 8 m 3/節(jié)/1.2 = 12 t/ 節(jié)每節(jié)碴車自重參數(shù)：G碴車=G平板+G箱=3+3 = 6 t/ 節(jié)3.2.3渣土車結(jié)構(gòu)形式的確定(1 )渣土車技術(shù)參數(shù)渣土車技術(shù)參數(shù)見表2-2表2-2渣

9、土車主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目單位技術(shù)參數(shù)備注1碴車界限尺寸mm4300X1460X20002碴箱容積尺寸mm3800X1400X17003自重t64軌距mm7625輪徑mm4006最高速度km/h157牽引銷中心線距軌面高度mm4308最小轉(zhuǎn)彎半徑m509總?cè)萘縨9（2）渣土車組成容量約為9m3。土箱為平底，車架四角設(shè)擋板定位，與車架無任何連接；土箱上設(shè)置銷軸式起吊 裝置和銷軸旋轉(zhuǎn)式卸渣裝置。渣土車結(jié)構(gòu)：主要由土箱、轉(zhuǎn)向架、芯盤、輪對(duì)、基礎(chǔ)制動(dòng)、空氣制 動(dòng)及牽引裝置土箱等部分組成 ， 其自身不帶動(dòng)力 ， 不具有獨(dú)立行走功能 ， 保養(yǎng)簡(jiǎn)便。1）土箱土箱主要由8mm及 15mm 20mmf鋼板拼焊而成

10、。土箱兩側(cè)及前后均由鋼板壓型拼焊而成，其余主要采用15mm鋼板拼焊,上芯盤與土箱連接處為兩塊 20mm岡板,土箱內(nèi)的加強(qiáng)筋及隔板均采用 8mm 鋼板。起吊裝置：銷軸式。銷軸置于土箱兩外側(cè)上方縱向中心軸線適當(dāng)位置，龍門吊板梁鉤形吊鉤 可直接起吊。卸渣裝置：銷軸旋轉(zhuǎn)式。銷軸置于土箱兩外側(cè)下方縱向偏離中心軸線適當(dāng)位置，土箱 偏心銷軸置于渣坑上的固定支架上產(chǎn)生偏矩旋轉(zhuǎn)卸渣，確保渣土卸盡。起吊軸110X 200及翻轉(zhuǎn)軸80（160） X 80焊接于土箱上。2）轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架為兩軸轉(zhuǎn)向架 , 由構(gòu)架、下芯盤、輪對(duì)、基礎(chǔ)制動(dòng)、空氣制動(dòng)系統(tǒng)組成。構(gòu)架由鋼板拼焊而成 ,在構(gòu)架側(cè)架上裝有兩個(gè)滑塊 ,以限制土箱的擺動(dòng)

11、。 輪對(duì)為整體鑄鋼輪 ,軸箱軸承支承。 基礎(chǔ)制動(dòng) 為一個(gè)制動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)四個(gè)閘瓦的單側(cè)制動(dòng)單元。 下芯盤與轉(zhuǎn)向架焊接在一起 , 芯盤以上的重量將由它偉 遞到轉(zhuǎn)向架上。渣土車運(yùn)動(dòng)時(shí)通過轉(zhuǎn)向架、芯盤轉(zhuǎn)向，彈簧減震。3）芯盤 芯盤總成主要由上芯盤、下芯盤、芯盤中心銷等組成。芯盤總成起著傳遞牽引力、制動(dòng)力的作用,是整個(gè)渣車的關(guān)鍵部件。4）空氣制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 主要由制動(dòng)缸、制動(dòng)軟管、主管路、彎頭、異徑接頭、快速接頭等組成。制動(dòng)系統(tǒng)采用排氣制動(dòng): 排氣時(shí) （ 氣壓為 0） ，閘瓦通過制動(dòng)缸內(nèi)的制動(dòng)彈簧，經(jīng)過杠桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行制動(dòng) , 制動(dòng)性能穩(wěn)定 , 不易 受外界因素干擾；當(dāng)列車管壓力為4kg/cm2時(shí)，閘瓦緩解。渣土

12、車之間制動(dòng)管路連接采用快速接頭連 接并設(shè)置閘閥，使渣土車既可單獨(dú)使用又可編組使用。氣源由電瓶車提供并控制。3.3 漿液車的選型設(shè)計(jì)3.3.1 常用漿液車的形式常用漿液車主要由料斗、牽引座、制動(dòng)系統(tǒng)，動(dòng)力系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、泵送系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng) 等組成。3.3.2 漿液車的選型設(shè)計(jì)（ 1 ）計(jì)算每環(huán)注漿設(shè)計(jì)容量V 漿 0=（ n F/4- n D02/4）L= n /4 X （6.34 2-6.2 2） X 1.2 = 1.65m 3/ 環(huán)式中D 0-每環(huán)管片外徑 6.2m（ 2）每環(huán)灌注砂漿實(shí)際重量實(shí)際灌漿中會(huì)發(fā)生滲透及滲漏及其它因素，經(jīng)驗(yàn)值取V漿=1.5 2.5 V 漿 0=1.5 2.5 X

13、 1.65=2.5 4.1 m3/環(huán)（3）漿液車的容量結(jié)合砂漿在運(yùn)輸過程中的流動(dòng)性，漿液車的容量取大取整：V漿=5 m 3/環(huán)4.1 m 3/環(huán) 能滿足施工需要。(4) 漿液車所裝砂漿的最大重量：G漿=p 漿 V漿=1.7 X 5= 8.5 t式中 p漿-砂漿比重相應(yīng)每節(jié)漿液車自重參數(shù)：G漿車=5t3(5) 漿液車選型：容量為 5 m的漿液車。3.3.3 漿液車結(jié)構(gòu)形式的確定(1 )漿液車技術(shù)參數(shù)漿液車技術(shù)參數(shù)見表2-3表2-3漿液車主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目單位技術(shù)參數(shù)備注1砂漿車界限尺寸mm4000X1400X24002總?cè)萘?m53自重t54軌距mm7625輪徑mm4006軸距mm15007最

14、高速度km/h258最小轉(zhuǎn)彎半徑m509岀料速度m/ h1110牽引銷中心線距軌面高度mm43011攪拌電機(jī)功率kw7.512減速器型號(hào)、速比KA107、i=121.4613攪拌軸轉(zhuǎn)速r/min1214電源ACV380(2)漿液車組成漿液車由料斗、牽引座、制動(dòng)系統(tǒng)，動(dòng)力系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、泵送系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)等組成。攪拌料斗：由8mm、16mm 20mm鋼板制形拼焊而成，有效容積為5.5M3，兩端16mm鋼板數(shù)控切割機(jī)切割成形，斗身 8mm鋼板滾制成U形焊接成整體料斗，再與其它部件組焊成攪拌料斗。攪拌主軸：采用0120mm的厚壁無縫鋼管，這樣既保證了軸的強(qiáng)度和剛度，又減輕了整車的重量，攪拌片在攪

15、拌軸上分成前后旋向不同的兩部分，這樣有利于砂漿的排空。攪拌軸在箱體兩端的 密封采用動(dòng)、靜環(huán)式的機(jī)械密封方式，動(dòng)、靜環(huán)采用耐磨材料制作，這樣密封可靠，密封系統(tǒng)不容 易損壞，檢修工作量小。攪拌系統(tǒng)：由從動(dòng)鏈輪總成、鏈條、攪拌軸減速機(jī)組、前后軸總成、主動(dòng)鏈輪總成、攪拌軸總 成組成，攪拌軸轉(zhuǎn)速為10r/min,攪拌軸功率為11KW行走支撐與行走輪總成：軌行式。采用兩軸軸箱承載式走行機(jī)構(gòu)。行走支撐下部卡塊與車軸軸箱兩側(cè)凹槽配合組成車輛導(dǎo)框機(jī)構(gòu)，通過8對(duì)減震彈簧組，將上車部分的全部載荷傳遞給輪對(duì)軸箱， 最終將全部載荷傳遞給鋼輪，提高了車輛行走的平穩(wěn)性，也大大延長(zhǎng)了軸承的壽命。制動(dòng)系統(tǒng)：同渣土車制動(dòng)系統(tǒng)。動(dòng)

16、力系統(tǒng)：交流電機(jī)，380V,由盾構(gòu)機(jī)提供電源。泵送系統(tǒng)：把漿液車內(nèi)的砂漿轉(zhuǎn)駁到盾構(gòu)機(jī)上的儲(chǔ)漿罐內(nèi)。轉(zhuǎn)駁泵由小松公司提供，工地現(xiàn)場(chǎng)安裝,漿液車在制造時(shí)預(yù)留轉(zhuǎn)駁泵安裝位置。3.4管片車的選型設(shè)計(jì)3.4.1常用管片車的形式常用管片車主要由車架、輪對(duì)、手制動(dòng)系統(tǒng)組成。3.4.2管片車的選型設(shè)計(jì)(1) 計(jì)算每環(huán)管片重量每環(huán)管片組成為：三塊標(biāo)準(zhǔn)塊、二塊鄰接塊、一塊封頂塊。2 2G管=卩管V管=卩管(n D/4- n DO /4)L22=n /4 X (6.2 -5.5 ) X 1.2 X 2.6 = 20.1 t/ 環(huán)式中 D-每環(huán)管片外徑 6.2m；Db-每環(huán)管片內(nèi)徑 5.5m；L-管片長(zhǎng)度1.2 m。

17、3P 管-2.5 2.6 t/ m )計(jì)算重量為2b.1t (管片內(nèi)徑為5.5m),取兩節(jié)管片裝運(yùn)車較為合理，每節(jié)管片車所裝管片可取 總重的一半計(jì)算：G 管 /2=2b.1/2=1b.1t(2) 選型管片車載重為15t 1b.1t ，能滿足施工需要。相應(yīng)每節(jié)管片車自重參數(shù)：G管車=3t管片車選型：載重為15t的管片運(yùn)輸車。3.4.3管片車結(jié)構(gòu)形式的確定(1) 管片車主要技術(shù)參數(shù)管片車主要技術(shù)參數(shù)見表2-4表2-4管片車主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目單位技術(shù)參數(shù)備注1界限尺寸mm4200X1400X1930運(yùn)輸3片管片時(shí)的尺寸2自重t33軌距mm7624最小轉(zhuǎn)彎半徑m505載重t156構(gòu)造速度km/h25

18、7軸距mm2750(2)管片車組成停車制動(dòng)裝置：機(jī)械式手制動(dòng)，防止管片車在大坡度上溜車。主要結(jié)構(gòu)：主要由車架、輪對(duì)、手制動(dòng)系統(tǒng)組成。車架：平底 V 形 ,型鋼拼焊而成 ,用于承載管片及料具。管片支撐處設(shè)置有橡膠墊板,保護(hù)管片和車輛不受損壞。輪對(duì)：輪徑350mm,輪軸之間通過流動(dòng)軸承聯(lián)接，輪對(duì)兩端各有一個(gè)軸承箱，軸承箱與車架之間 設(shè)置有減震彈簧 ,在承載管片時(shí)減小沖擊 ,保護(hù)軸承、輪對(duì)。手制動(dòng)：在每臺(tái)車的后輪對(duì)外側(cè)各加設(shè)一套手制動(dòng)裝置，手制動(dòng)裝置由手輪、絲桿、閘瓦等組成，使用時(shí)可轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使閘瓦抱緊或松開車輪。3.5 水平運(yùn)輸設(shè)備的編組3.5.1 列車編組因素盾構(gòu)始發(fā)井的長(zhǎng)度情況；用一列或兩列編組

19、運(yùn)出掘進(jìn)一環(huán)管片所排出的碴土；一環(huán)管片一次性運(yùn)進(jìn)；漿液一次性運(yùn)進(jìn)。3.5.2 一列與兩列編組優(yōu)劣對(duì)比如果采用每環(huán)一列編組列車的出碴方式,在效率上占優(yōu),施工組織更加簡(jiǎn)潔有效,但列車負(fù)荷 大,安全隱患較大,不利于安全生產(chǎn)。如果采用每環(huán)兩列車的出碴方式,效率上相對(duì)低一些,施工組織相對(duì)較復(fù)雜,工序銜接增加, 但是列車負(fù)荷相對(duì)較小,安全風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)降低,有利于安全生產(chǎn)；同時(shí),總的編組列車設(shè)備裝備功率 降低,購(gòu)置費(fèi)用將會(huì)減少。由于每環(huán)兩列編組列車的出碴方式在實(shí)際運(yùn)行效率上僅僅比每環(huán)一列編組列車的出碴方式在時(shí)間上多出兩列車的換車時(shí)間，按照平均每次換車時(shí)間 10分鐘考慮（行車速度按照平均 8km/h計(jì)算），以掘進(jìn)

20、長(zhǎng)度4km計(jì)，總換車時(shí)間約為 14000分鐘，大約多出15天，對(duì)總的施工工期影響較小。因此一般采用每環(huán)兩列編組列車出碴的方式較為合適。3.5.3 軟土 1.2m 與硬巖 1.5m 管片的列車編組配置（ 1 ）軟土 1.2m 管片列車編組密實(shí)碴土比重 1.8t/m 3,松散系數(shù) 1.2 ,每環(huán)掘進(jìn)深度 1.2 m ,出土 45.4m3/67.5t 。第一列編組：1臺(tái)18t電機(jī)車+4節(jié)9 m3碴土車第二列編組：1臺(tái)18t電機(jī)車+1節(jié)9n?碴土車+1節(jié)5n?砂漿車+2節(jié)管片車（ 2）硬巖 1.5m 管片列車編組密實(shí)碴土比重 2.2t/m 3,松散系數(shù) 1.25 ,每環(huán)掘進(jìn)深度 1.5 m ,出土 5

21、8.2m3/101.2t 。第一列編組：1臺(tái)25t電機(jī)車+3節(jié)15 m3碴土車+2節(jié)管片車第二列編組：1臺(tái)25t電機(jī)車+2節(jié)15m5碴土車+1節(jié)7卅砂漿車+2節(jié)管片車3.5.4 最大運(yùn)輸能力計(jì)算根據(jù)工期要求，按正常段掘進(jìn)日進(jìn)度為10環(huán)/天，最遠(yuǎn)運(yùn)輸距離 2Km檢算，每天20小時(shí)掘進(jìn)，即每環(huán)的循環(huán)時(shí)間為 120min。每一循環(huán)出碴、進(jìn)料由兩組編組列車完成。每天最大掘進(jìn)量計(jì)算如下：（1）列車速度及運(yùn)輸時(shí)間：隧道內(nèi)列車速度為1012Km/h,按10Km/h計(jì)算，當(dāng)最大運(yùn)距為1.91Km 時(shí)列車運(yùn)行時(shí)間約為 11.5min ；(2) 掘進(jìn)作業(yè)：盾構(gòu)設(shè)計(jì)掘進(jìn)速度為 06cm/min，按平均掘進(jìn)速度為 4

22、cm/min，每環(huán)掘進(jìn)時(shí)間 約為 30min。(3) 管片安裝和注漿：當(dāng)掘進(jìn)完成后即開始進(jìn)行管片安裝，管片安裝時(shí)間控制為30min，在掘 進(jìn)完成后立即開始管片安裝作業(yè)；由于采用同步注漿，故注漿作業(yè)不占用盾構(gòu)推進(jìn)循環(huán)時(shí)間。(4) 洞內(nèi)管片和漿液就位：當(dāng)管片車和漿液車到達(dá)盾構(gòu)機(jī)時(shí)，將管片從車上吊下時(shí)間為6X 2=12min，同時(shí)漿液完成轉(zhuǎn)至 1#拖車上的儲(chǔ)漿罐內(nèi)。( 5)卸土作業(yè)和管片吊放列車運(yùn)行到工作井時(shí)，卸土作業(yè)時(shí)間為每斗碴土7mi n,管片吊放一次吊三片，每環(huán)管片吊放時(shí)間只需14min，漿液的裝車作業(yè)時(shí)間需 10min。第一組列車工作井作業(yè)時(shí)間為 2X 7+14+10=38 min，第二組列

23、車作業(yè)時(shí)間為 3X 7=21 min,兩者 之和為59min，小于掘進(jìn)作業(yè) 30min+管片安裝30min=60min。因此卸土作業(yè)和管片吊放不占用循環(huán) 時(shí)間。綜上所述,每環(huán)作業(yè)循環(huán)時(shí)間為：3X11.5+30+30+12=106.5min ,則每天 20小時(shí)能夠掘進(jìn) 1112環(huán),故兩組列車能滿足最大運(yùn)距掘進(jìn)要求。3.5.5 列車編組的長(zhǎng)度要求 以海瑞克盾構(gòu)為例,編組列車中,從最后一個(gè)碴土車的尾端到最前一個(gè)管片車前端的最大距離為 35 米,盾構(gòu)機(jī)從 1 號(hào)拖車最前端(軌道可延伸位置,并具有安全延伸距離)到出土口的距離為41 米?？芍?列車有效工作長(zhǎng)度滿足盾構(gòu)機(jī)對(duì)列車的長(zhǎng)度要求。4 垂直運(yùn)輸設(shè)備的

24、選型設(shè)計(jì)4.1 垂直運(yùn)輸設(shè)備的作用垂直運(yùn)輸設(shè)備的作用主要是運(yùn)行龍門吊將盾構(gòu)推進(jìn)所需的施工材料吊運(yùn)至井下、將井下的渣土 箱等重物吊運(yùn)至地面、在場(chǎng)地內(nèi)卸管片。4.2 垂直運(yùn)輸設(shè)備的組成垂直運(yùn)輸設(shè)備一般選用 A 型龍門吊,龍門吊一般由大車行走裝置、小車行走裝置、支腿、梁、 電氣設(shè)備、軌道、操作室等組成。4.3 垂直運(yùn)輸設(shè)備的選型設(shè)計(jì)根據(jù)施工安排,每個(gè)井口需安裝一臺(tái)龍門吊用于裝吊電瓶列車入井及吊出渣車卸渣,以列車各 配套車輛的技術(shù)參數(shù)為依據(jù),可確定或計(jì)算出龍門吊的技術(shù)參數(shù)如下：( 1 )單件最大重量比較：渣及渣車重量：P 渣V斗+ M渣車=1.8 X 9+6=22.2t電瓶車重量約： M粘一M瓶=25

25、- 4.8=21.2t( 2)龍門吊噸位的確定：從( 1)式可以得出,龍門吊噸位應(yīng)大于 22.2t ,再考慮到以后可吊裝稍重一些的物件,故確定 龍門吊的噸位為 25t 較合理。4.4 垂直運(yùn)輸設(shè)備結(jié)構(gòu)形式的確定根據(jù)施工井口斷面相應(yīng)尺寸及施工需要,及后續(xù)施工要求,選用25tA 型龍門吊,具體可確定如下參數(shù):跨度：16 m起重高度：+ 10m , 25m兩端有效懸臂：4.5 m速度：標(biāo)準(zhǔn)配置。吊構(gòu)：板梁專用吊構(gòu)，卸碴方便，結(jié)合運(yùn)碴車設(shè)計(jì)。電纜敷設(shè)：卷盤式，五芯電纜 100米。 操作室：位置可調(diào)換5砂漿攪拌設(shè)備的選擇5.1砂漿攪拌設(shè)備的作用砂漿攪拌設(shè)備作用是確保同步注漿材料的攪拌和提供。5.2砂漿攪

26、拌設(shè)備的組成砂漿攪拌設(shè)備主要由料斗、動(dòng)力系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)等組成。5.3砂漿攪拌設(shè)備的選型設(shè)計(jì)(1) 每環(huán)注漿設(shè)計(jì)容量V 漿 o=( n F/4- n Db2/4)L= n /4 X (6.34 2-6.2 2) X 1.2 = 1.65 m 3/ 環(huán) 式中D o-每環(huán)管片外徑6.2m(2) 每環(huán)灌注砂漿實(shí)際重量實(shí)際灌漿中會(huì)發(fā)生滲透及滲漏及其它因素，經(jīng)驗(yàn)值取3V漿=1.5 2.5 V 漿 0=1.5 2.5 X 1.65=2.5 4.1 m /環(huán)(3) 砂漿攪拌設(shè)備的容量：結(jié)合砂漿在運(yùn)輸過程中的流動(dòng)性，砂漿攪拌設(shè)備的容量選取和砂漿車一致: V漿=5 m 3/環(huán)4.1 m3/環(huán) 能滿足

27、施工需要。5.4砂漿攪拌設(shè)備結(jié)構(gòu)形式的確定(1 )砂漿攪拌設(shè)備技術(shù)參數(shù)砂漿攪拌設(shè)備技術(shù)參數(shù)見表5-1表5-1 砂漿攪拌設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目單位技術(shù)參數(shù)備注1砂漿車界限尺寸mm4000 X1400X 24002總?cè)萘縨53自重t54岀料口Mm2005攪拌電機(jī)功率kw7.56減速器型號(hào)、速比KA107 i=121.467攪拌軸轉(zhuǎn)速r/min128電源ACV380(2) 砂漿攪拌設(shè)備組成砂漿攪拌設(shè)備主要由料斗、動(dòng)力系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)等組成。攪拌料斗：由8mm、16mm 20mmf鋼板制形拼焊而成，有效容積為5.5M3,兩端16mmi鋼板數(shù)控切割機(jī)切割成形，斗身 8mm鋼板滾制成U形焊接

28、成整體料斗，再與其它部件組焊成攪拌料斗。攪拌主軸：采用0120mm的厚壁無縫鋼管，這樣既保證了軸的強(qiáng)度和剛度，又減輕了整車的重量，攪拌片在攪拌軸上分成前后旋向不同的兩部分，這樣有利于砂漿的排空。攪拌軸在箱體兩端的 密封采用動(dòng)、靜環(huán)式的機(jī)械密封方式，動(dòng)、靜環(huán)采用耐磨材料制作，這樣密封可靠，密封系統(tǒng)不容 易損壞，檢修工作量小。動(dòng)力系統(tǒng)：交流電機(jī)，380V。對(duì)于軟土地區(qū)盾構(gòu)而言，由于管片與圍巖之間的“建筑空隙”較小，每環(huán)掘進(jìn)所需要的漿液量很小，且以惰性漿液為主， 這樣配置的砂漿攪拌設(shè)備是可行的。而對(duì)于硬巖地區(qū)盾構(gòu)而言，存在“建筑空隙”較大，每環(huán)掘進(jìn)所需要的漿液量大，且以水泥砂漿液為主，如果采用砂漿攪

29、拌設(shè)備存在攪 拌能力跟不上、漿液拌制不均勻等問題，會(huì)嚴(yán)重制約盾構(gòu)掘進(jìn)施工，因此這種情況下采用的拌制設(shè) 備為強(qiáng)制式拌合機(jī)，并增加中間轉(zhuǎn)接的儲(chǔ)漿罐。6通風(fēng)設(shè)備的選擇6.1通風(fēng)設(shè)備的作用為隧洞內(nèi)人員工作地點(diǎn)供給足夠的新鮮空氣：淡化或排除各種有害氣體，創(chuàng)造良好的勞動(dòng)氣候 條件，保證盾構(gòu)機(jī)和其他設(shè)備的運(yùn)行條件。6.2通風(fēng)設(shè)備的組成通風(fēng)設(shè)備主要由控制箱、通風(fēng)機(jī)、通風(fēng)管及通風(fēng)管固定件組成。6.3通風(fēng)設(shè)備的選型設(shè)計(jì)(1) 施工人員所需風(fēng)量3VP=UPMK=8 15X 1.5=67.5(m/min )式中 UP 洞內(nèi)每人所需新鮮空氣量，一般按(3ni/min/人)計(jì)算；M洞內(nèi)同時(shí)工作的最多人數(shù)；K通風(fēng)備用系數(shù)取

30、(1.11.5 );確定了隧洞通風(fēng)所需的最大風(fēng)量后，再據(jù)此計(jì)算應(yīng)設(shè)置的通風(fēng)機(jī)的工作量，并計(jì)算通風(fēng)機(jī)的工 作風(fēng)壓，然后根據(jù)這二者來選擇通風(fēng)機(jī)，在進(jìn)一步確定風(fēng)管和風(fēng)機(jī)的匹配及布置。(2) 通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量33Vm=( 1+PL/100 ) V (m/min ) = (1+0.01 x 1000/100 )x 8.333 x 60=550 ( m/min ) 式中 V 通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量 ni/mi nL風(fēng)管的長(zhǎng)度mP 100m風(fēng)管漏風(fēng)量，一般2%(3) 通風(fēng)機(jī)的選擇通過上述計(jì)算后，確定風(fēng)機(jī)型號(hào)及規(guī)格。對(duì)于1.5km以下的隧道，常用壓入式通風(fēng)設(shè)備。(4) 風(fēng)管與風(fēng)機(jī)的布置風(fēng)管的選用主要從風(fēng)管出口處的風(fēng)

31、速和風(fēng)量、風(fēng)管的造價(jià)、風(fēng)管的耐用性、風(fēng)管裝拆的難易程 度等方面考慮。在通風(fēng)機(jī)性能確定的前提下，風(fēng)管出口處的風(fēng)速和風(fēng)量主要和風(fēng)壓損失、管道摩阻 損失、漏風(fēng)損失等因素有關(guān)，將這些損失降低到最小程度，首先保證工作面的風(fēng)量，再結(jié)合造價(jià)等 因素，風(fēng)管的選擇就隨之確定了。6.4通風(fēng)設(shè)備技術(shù)參數(shù)壓入式通風(fēng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見表5-1表5-1 壓入式通風(fēng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目SD-n 60備注1轉(zhuǎn)速2930r/min2風(fēng)量38.333m /s3功率30 X 2KW4風(fēng)壓4600Pa6.5二次通風(fēng)技術(shù)盾構(gòu)主驅(qū)動(dòng)如果采用變頻電機(jī)技術(shù)，隧道內(nèi)環(huán)境溫度較低，與洞外的氣溫相差不大，并向盾構(gòu) 尾部實(shí)施一次通風(fēng)即可(如小松盾構(gòu)

32、)。而對(duì)于(海瑞克盾構(gòu))主驅(qū)動(dòng)如果采用液壓馬達(dá)技術(shù)，電能須轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，能量損失較大，隧道內(nèi)環(huán)境溫度很高，且一次通風(fēng)口只到了五號(hào)拖車處，盾構(gòu)機(jī) 前方連接橋和中體處空氣流動(dòng)將很小，須在該段設(shè)置一套二次通風(fēng)系統(tǒng)。盾構(gòu)機(jī)上的二次通風(fēng)系統(tǒng)，可采用壓入式通風(fēng)。它的風(fēng)機(jī)在三號(hào)拖車，進(jìn)風(fēng)口在最后一節(jié)拖車 置，出風(fēng)口是在連接橋位，這樣它可以與外部通風(fēng)系統(tǒng)形成一個(gè)空氣循環(huán)，可以使盾構(gòu)機(jī)內(nèi)的空氣 以最快速度進(jìn)行循環(huán)，保證通風(fēng)和降溫效果。在1000m之前，只開一級(jí)風(fēng)機(jī)也可以滿足送風(fēng)要求，其出口風(fēng)速可以達(dá)到要求，在1000m之后,就需要開兩級(jí)才能滿足要求。7洞內(nèi)布置7.1軌道的選擇根據(jù)運(yùn)輸車輛荷載及隧道條件，地鐵盾構(gòu)

33、施工軌道一般選用2443kg/m軌道。一般的雙編組列車，在隧道內(nèi)設(shè)單線運(yùn)輸軌道，盾構(gòu)始發(fā)段設(shè)置對(duì)稱道岔，道岔號(hào)不小于7號(hào),以保證錯(cuò)車需要。7.2軌枕的選擇(1) 車架軌枕的選擇車架軌枕有兩種選擇方式，一是和運(yùn)輸軌枕連成一體，可選用工字鋼或鋼板焊接而成，一般選 用I18或120工字鋼，這種方式對(duì)材料的浪費(fèi)比較大；二是和運(yùn)輸軌枕各成一套獨(dú)立的系統(tǒng)，車架 軌枕放在落地塊管片支撐臺(tái)上，選用I18或I20工字鋼經(jīng)切割成約 500mm長(zhǎng)，經(jīng)組焊而成，這種車架軌枕在使用中是隨著盾構(gòu)機(jī)車架的移動(dòng)而不斷的向前移動(dòng)，可根據(jù)車架長(zhǎng)度做成足夠數(shù)量即可， 可節(jié)約大量的材料。(2) 運(yùn)輸軌枕的選擇運(yùn)輸軌枕也有兩種選擇方式

34、，一是和運(yùn)輸軌枕連成一體，可選用工字鋼或鋼板焊接而成，一般選用 I18 或 I20 工字鋼，二是和運(yùn)輸軌枕各成一套獨(dú)立的系統(tǒng)，可做成直線或弧形樣式，布局時(shí)考 慮加工力量和經(jīng)濟(jì)成本分析。軌距按列車編組的軌距考慮。7.3 變壓器、配電柜及盾構(gòu)供電線路以兩臺(tái)德國(guó)海瑞克盾構(gòu)施工為例。7.3.1 盾構(gòu)施工計(jì)算負(fù)荷盾構(gòu)設(shè)備：?jiǎn)闻_(tái)盾構(gòu)變壓器容量2000KVA兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)總?cè)萘繛?4000KVA盾構(gòu)輔助設(shè)備用電：刀 P輔=1083KW視在功率：S=KXE P輔/Cos =0.8 X 1083KW/0.9=962.67KVA式中：KX=0.8 Cos =0.9根據(jù)S=962.67KVA，選擇兩臺(tái)500KVA戶外箱

35、式變壓站，滿足 S/2 V 500KVA 故盾構(gòu)施工階段用電總負(fù)荷為5000KVA。7.3.2 配電柜安裝及電源引入由10KV電纜引入高壓開關(guān)柜(進(jìn)線柜)、分總柜和四個(gè)分柜，四個(gè)分柜安排為：1#、2#柜各控制一臺(tái)盾構(gòu)機(jī)， 3#、 4#柜分別供一條隧道箱式變壓器，其中一支供地面輔助設(shè)備。采用以上供電有利于保障左右線盾構(gòu)機(jī)施工的獨(dú)立性與可靠性。7.3.3 盾構(gòu)機(jī)供電線路(1)盾構(gòu)機(jī)電源采用10K V電力電纜，隨著盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)電纜慢慢延伸；( 2)敷設(shè)方式：地面采用直埋，隧道內(nèi)電纜采用支架沿壁懸掛。每三米一個(gè)支架；(3) 電纜的選型：根據(jù)單臺(tái)盾構(gòu)機(jī)容量為2000KVA按電流載流量選擇：I=2000X

36、1000/(1.73X10X1000X0.7) =164.96A查表可得選擇 YJV22( 3X 70+1X 35)的電纜。( 4)電纜中間接頭采用熱縮法。( 5)根據(jù)施工靈活、便捷，電纜的制造長(zhǎng)度每根(盤)設(shè)為400 米。7.4 洞內(nèi)照明線路的布置 隧道照明系統(tǒng)基本布局：高壓箱變低壓干線支線電源開關(guān)箱分配電箱用 電設(shè)備。在線路敷設(shè)過程中，保護(hù)零線引出，在其它任何地方不得與工作零線有電氣連接，對(duì)于較長(zhǎng)輸電線路首、末端及100A以上大電流配電箱采用重復(fù)接地保護(hù)零線上。接地電阻小于4Q,本配電系統(tǒng)中所有用電設(shè)備統(tǒng)一采用接零保護(hù)，不允許采用接地保護(hù)。在使用中采取兩級(jí)漏電保護(hù)，即總進(jìn)線采用漏電保護(hù)，支

37、線輸出也采用漏電保護(hù)。 當(dāng)單條區(qū)間隧道貫通后，在該區(qū)間 1/2 距離處斷開線路，從另一端頭井按要求接入電源，以提 高線路容量。照明饋出電壓： 400/230V。配線方式：采用 BV3X 162+2X 102五線制(即L1-L3 , N PE)，在井口適當(dāng)位置，設(shè)置一臺(tái)照 明電源開關(guān)箱，從箱式變電站接入受電系統(tǒng)。 (電力電纜采用 V V223X 352+2X 162接入)。電箱配置：每百米配置一臺(tái)分段配電箱(供照明和動(dòng)力用電使用)。采用地鐵建設(shè)專用非標(biāo)自動(dòng)切換箱和分段配電箱。分段動(dòng)力配電箱：三相五線制，型號(hào)為DF-100川，額定電流100A,采用DZ47-100A/1P X 3作為電力線路饋出開

38、關(guān)。電箱內(nèi)配電系統(tǒng)，其中動(dòng)力電源部分設(shè)有斷相保護(hù)器， 接入帶有 3 相 4 極漏電開關(guān)控制的 4 眼插座 1 只等。另外在保護(hù)器之外線路接入帶有單相雙極漏電 開關(guān)及單相三眼插座 1只。雙電源自動(dòng)切換箱：三相五線制，型號(hào)為DQ-100川，額定電流100A,其中主電路自切部分的交流接觸器采用B105規(guī)格等。燈具安裝： 每8環(huán)設(shè)配電支架1只和安裝防水型40W熒光燈一只，配置 RL8B-16/2A熔斷器保 護(hù)。采用適用于地鐵建設(shè)非標(biāo)防潮型熒光燈，燈具型號(hào)為WL-1-1/40W（ 噴塑燈架和配置電子式鎮(zhèn)流器，配備長(zhǎng)壽命燈管、使用壽命 1.2 萬小時(shí)，防潮型燈腳 ）確保地鐵施工要求質(zhì)量。分別三相電源跳 接，安裝位置均在隧道的外側(cè)，位于隧道襯砌環(huán)的61o-85 o之間。支架制作：采用適用于地鐵區(qū)間隧道專用配電支架，材質(zhì)Q235, 40X 40 X 5角鋼，50 X 6扁鋼等，另經(jīng)表面熱鍍鋅處理。7.5 洞內(nèi)走道板