盾構施工設備及附屬設備的改進思考

1、盾構施工設備及附屬設備的改進思考摘 要：在地鐵盾構施工中，在考慮施工實際情況的基礎上，所 采購的盾構機械設備及附屬設備會存在一定不相符之處，這就需要進行相關的改進處理，本文通過某地鐵標段的盾構施工為例進行說明， 結合實際施工，有效更改盾構機及其附屬設備，能夠滿足實際施工需 要。關鍵詞：盾構施工 盾構設備設備改造0工程概述在標段盾構施工中，盾構臺車與盾構機頭一次下井進行初始掘 進。臺車擺放空間則是利用施明挖此站站臺層，在這種的初始掘進方 式而進行始發(fā)，在此站東端始發(fā)盾構機設備。1設備選用思考1.1盾構機的選用在綜合考慮本區(qū)間隧道施工情況以及相關的工程地質情況的基 礎上，這里選用土壓平衡盾構是施工

2、。對于在含水的砂質粉土層來說， 特別是相應的粉質粘土、粘土、 ，土壓平衡盾構比較適用。利用泡沫 及膨潤土裝置，對于碴土進行改良從而能夠使得在允許范圍內(nèi)，控制地表沉降量1,2。所以，在本工程中，這里采用土壓平衡盾構施工， 盾構機設備為中鐵隧道裝備制造有限公司土壓平衡盾構。1.2輔助設備選擇除了正確選擇合適類型的盾構機， 在地鐵隧道盾構法施工中，要 想使得施工設備整體發(fā)揮效能，還應該進行合理配置輔助設備?？紤] 到盡管盾構機設備的購置費用很高，但是相應的配套設備具有比較低 的費用，就應該合理選擇相關的提升設備、軌道運輸設備、通風設備、 砂漿攪拌設備、供水、電設備等等，只有匹配盾構機的工作能力，才 能

3、保證經(jīng)濟合理且穩(wěn)定可靠地運行，滿足設備配套最佳的運行狀況。1.2.1軌道運輸設備計算分析管片、碴土、砂漿料及其它輔助材料是盾構掘進時所需要的運輸 材料，為了更好提高軌道運輸安全性，以及簡化運輸系統(tǒng)管理，這里 選擇列車編組方式進行運輸，能夠提高運輸效率和減少列車運輸次 數(shù)。在每循環(huán)掘進出碴運輸過程中，分為 2列車完成，其中的每列車 的組成包括2節(jié)管片車、1節(jié)砂漿車和3節(jié)碴車。分析可知，機車實際重量應該大于粘著重量，這里，機車最大粘 著系數(shù)為0.2，考慮交直流變頻機車牽牽引力的粘著系數(shù)為 0.18，另 外，易于操作、粘著力大、使用成本低和無污染等為交直流變頻機車 的特點，考慮有機車類型，這里選擇

4、JXK 45交直流變頻機車，其 中，機車粘著重量為45 t。機車和碴車都有制動機構，這在列車制動 距離方面，可以可靠地保證制動性能。1.2.2提升設備能力計算在隧道盾構掘進過程中，在地面與隧道之間，提升設備的作用就 是進行垂直運輸及裝卸掘進的碴土、 管片及材料等。碴斗提升功能和 碴斗的翻轉功能都應該同時考慮， 這樣可以提高出碴效率，專用門吊 在垂直提升設備中采用。在材料提升運輸過程中，最大提升重量為碴 車總重量(40 t)，此時，門吊安裝盾構后配套拖車方式被采用，考慮 45t為拖車最大重量，這里選擇門吊的最大提升能力也為45t。盾構循環(huán)掘進的工作時間為 75分鐘，每循環(huán)掘進過程中需要 2 趟列

5、車，分析門吊每循環(huán)掘進時間過程中需要的提升次數(shù)為，管片 4 次，出碴6次，共計10次。結合門吊每循環(huán)時間內(nèi)提升能力為15次， 完全滿足盾構正常掘進循環(huán)對提升設備的要求。3.3砂漿攪拌設備在此系統(tǒng)的攪拌站中，PLD800配料機和JW500雙臥軸攪拌機為 所采用的砂漿攪拌設備。自動稱量砂、粉煤灰功能在配料機的兩個料 斗中能夠實現(xiàn)，采用自動計量控制的控制方式，能夠通過梭槽進入攪 拌機攪拌倉內(nèi)，攪拌倉內(nèi)直接加入膨潤土和袋裝水泥，生產(chǎn)能力為 20 m3/h。砂漿量在盾構掘進循環(huán)中需要 5m3,生產(chǎn)每循環(huán)所需砂漿 的時間經(jīng)過計算為12分鐘，這樣，碴車卸碴過程而進行的砂漿的攪 拌作業(yè)中，應該生產(chǎn)2臺盾構掘進

6、所需的砂漿。3.4通風設備在考慮地鐵隧道盾構施工實際情況下，通風方式為機械壓人式通風方式，一套通風設備在每臺盾構中配置。 其中，1 000 mm的拉鏈 式軟風管在洞內(nèi)風管中采用，延伸盾構風管儲存箱，這樣，可以把新 鮮空氣壓入盾構機后配套設備末端，再利用后配套上的二次通風設備 的作用，把新鮮空氣壓入盾構機前端和各作業(yè)空間。其中，可以用最 小斷面風速法進行計算通風量。這里，采用的通風設備為SDF N10對旋軸流式通風機，其中，風壓 3140 Pa風量1100 m3/min,功率37 kw 2O3.5供電系統(tǒng)高壓供電及低壓供電系統(tǒng)組成供電系統(tǒng)， 建立預裝式戶外箱式變 電站。要求變電站具有相關的出線綜

7、合開關柜和過流、速斷、計量、 高壓進線等保護功能。盾構機使用10 kV高壓出線進洞，其中，高壓 電通過電纜送入洞內(nèi)，為洞外各設備供電則是2臺630 kVA箱式變壓2設備改造方案簡介對于現(xiàn)有的盾構設備來說，在編寫相關的盾構施工方案的過程中，我們就發(fā)現(xiàn)設備在設計上與施工工藝存在一定的不一致性。施工工藝的變更將會引起成本的大幅度增加，以及工期的不確定性延長； 另外，在具體的施工過程中，在盾構附屬設備方面，我們還發(fā)現(xiàn)依然 存在一定不足之處，這些將會影響到實際的盾構施工的順利進行3。在上述原因的分析下，對盾構及其附屬設備來說，應該進行相關的一定改造。2.1臺車的改造2.1.1分析臺車改造的原因我們發(fā)現(xiàn)，

8、制定初始掘進方案的過程中，在初始掘進要求中，盾 構臺車尺寸并不符合其要求，因為，在為改造臺車時，其設備寬度為 4.8m。正如上文提到的，對于初始掘進方案來說，在后方的明挖車站 內(nèi)則是擱置臺車的地方，在進行第一次的始發(fā)過程中，我們遇到了下 列幾個問題：（1）對于站西端始發(fā)井的東側來說，其站臺層的隧道中心線和 車站北側墻的距離只有2150m,這樣的距離太近，同時，一號臺車操 作室也和北墻存在一定的沖突；（2）北墻和臺車左牽引杠也存在一定的沖突問題；（3）另外，后背反力架凈空小于臺車最大側面寬度，這樣，電 纜支架，還有相關的左臺車側面步道，和后背反力架之間存在一定的 沖突。2.1.2分析改造措施第一

9、，在臺車上方或下方進行原左側臺車注漿管路的改移改造；第二，把臺車左牽引扛往著隧道中心線內(nèi)進行移動；第三，改變左側臺車步道的連接方式，把原先的焊接連接改成螺 栓連接，在市政工程施工與管理工作中臺車具有重要作用。 步道暫時 不在明挖車站內(nèi)時安裝，等臺車行駛進入隨到以后，再進行相關的安 裝；把左側電纜進行移動，并且移動到臺車上端。另外，臺車輪子向內(nèi)、向下移動也應該特別注意。因為，這樣可 以使得軌枕的剛度有所增加，臺車軌道軌枕的長度能夠有效縮短，還 有，還能夠降低土斗車位置，能夠加高土斗箱，這樣能夠使得單個土 斗車的裝載能力大大增加，使得土斗的個數(shù)有所減少，使得水平、垂 直運輸?shù)念l率在一定程度上有所降

10、低。2.1.3改造效果分析從臺車的寬度從4.8m減少到4 m的改造中，可以發(fā)現(xiàn)，明挖車 站內(nèi)可以具有有效擱置臺車位置。 這就能夠實現(xiàn)一次始發(fā)，這與通常 的初始掘進方式相比，使得車架轉換時間有所減少，大約能夠節(jié)省到 15天左右。從軌枕長度的寬度由3.5 m變?yōu)?.6m的臺車輪子的下移改造中， 能夠有效縮短軌枕跨距，同時，保證有效降低軌枕的高度，同樣，原 有的22號工字鋼盡心改造成現(xiàn)在所使用的18號工字鋼，能夠保證大 量的鋼材節(jié)省，節(jié)約成本。其中，單線節(jié)省60t鋼材，約合24萬人民幣。2.2出土設備的改造探討221改造原因分析通過對在施工開始階段的各個工序進行相關分析， 可以發(fā)現(xiàn)，制 約著盾構施工

11、的整體速度則是垂直出土問題。 在進行深入分析，可得, 土斗的摘掛鉤及傾倒土上具有一定的問題，應該進行一定的合理改造。第一，在摘掛鉤應用方面，2個吊耳在每個土斗上，這樣進行吊 耳旋轉的過程中，就比較容易出現(xiàn)和土斗邊緣碰撞的情況， 使得吊耳 旋轉過程中比較吃力，這樣的摘掛鉤時間就大大增加。第二，在倒土的應用方面，對于土斗吊到地面上方位置以后，在 倒土施工前，應該保證對齊與土坑邊上的立柱， 這就是這種的對齊時 間，使得倒土的速度大大受到影響。2.2.2改造措施探討第一，把土斗吊耳進行拆除，更換為吊裝扁擔裝置，同時，對于 吊裝扁擔附加的掛板來說，在其上面，與土斗兩側圓鋼相配合的一個 孔進行設置；第二，把土坑內(nèi)的立柱挪到天車橫梁上。這樣，使得大車引走的 機會有所減少，這是因為其與天車有相對的固定位置， 使得較容易實 現(xiàn)相關的土斗與立柱的對正。223改造效果分析在進行的相關設備改造以后，明顯縮短了摘掛鉤與倒土時間，提 高了出土效率，從而使得整個盾構施工效率進一步的提升。3結語在施工過程中，在考慮設計工況時，任何設備都會存在一定的不 足，盡管有時候是細微之疵，但卻直接影響到其施工速度，所以，在 應用設備過程中，應該對于設備存在的問題進行一定的改造處理，本文對于盾構及相