關(guān)于成都地鐵盾構(gòu)機(jī)配置及開(kāi)倉(cāng)換刀的幾點(diǎn)意見(jiàn)

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我部盾構(gòu)機(jī)類型為加泥式土壓平衡，其中右線盾構(gòu)于10月底開(kāi)始推進(jìn)，已推進(jìn)50余米，其間嘗試帶壓作業(yè)3次，但未成功。關(guān)于成都地鐵盾構(gòu)機(jī)配置及開(kāi)倉(cāng)換刀的幾點(diǎn)意見(jiàn)如下：

　　盾構(gòu)機(jī)配置的改進(jìn)建議

　　前階段盾構(gòu)掘進(jìn)存在扭距大（一般為3200～4300KN.m，個(gè)別為6000 KN.m），推進(jìn)速度慢（一般為7～20mm/min），碴土溫度高（一般在40度以上，高的達(dá)55度），出土效率低（輸送機(jī)開(kāi)最小檔位時(shí)，皮帶上土體不連續(xù)），經(jīng)常出現(xiàn)刀盤(pán)和螺旋輸送機(jī)卡住的現(xiàn)象。根據(jù)這些現(xiàn)象，我們認(rèn)為以后的盾構(gòu)尚需改進(jìn)：

　　1、刀盤(pán)應(yīng)具有機(jī)械式開(kāi)口封閉裝置

　　成都地鐵地層主要以砂卵石、多水為主要特征。在該地層下開(kāi)倉(cāng)換刀主要面臨地下水和土體的不穩(wěn)定，需要解決后方可安全進(jìn)行開(kāi)倉(cāng)作業(yè)。

　　如果刀盤(pán)開(kāi)口采用機(jī)械式封閉裝置（封閉裝置可回縮到面板內(nèi)，開(kāi)口部分可通過(guò)打開(kāi)或關(guān)閉），在刀盤(pán)與前盾之間的企口采用密封裝置（不影響刀盤(pán)的正常轉(zhuǎn)動(dòng)），就能很好解決開(kāi)倉(cāng)作業(yè)中遇到的水土問(wèn)題。

　　施工作業(yè)時(shí)，開(kāi)倉(cāng)前，先關(guān)閉刀盤(pán)機(jī)械門(mén)，并進(jìn)行土倉(cāng)內(nèi)部分碴土的排出，再人工進(jìn)倉(cāng)進(jìn)行換刀作業(yè)。重新掘進(jìn)前，封閉門(mén)可回縮到刀盤(pán)面板內(nèi)，即可恢復(fù)正常開(kāi)口率。

　　在封閉空間內(nèi)，這樣將很大地減少了封閉開(kāi)口的焊接時(shí)間和換刀時(shí)間，并提高了換刀工藝的便利性，更增強(qiáng)了土倉(cāng)內(nèi)工作環(huán)境的安全性。

　　刀盤(pán)開(kāi)口封閉門(mén)在LOVAT盾構(gòu)機(jī)應(yīng)用廣泛。

　　2、螺栓輸送機(jī)既有900毫米內(nèi)徑或者采用帶式螺旋輸送機(jī)，以有利于大粒徑砂卵石進(jìn)入

　　成都地層中，卵石比較大的直徑一般在300～500mm，應(yīng)該保證這樣大的卵石可以直接從開(kāi)挖面刮落到土倉(cāng)內(nèi)，之后由螺旋輸送機(jī)輸送出來(lái)。當(dāng)然，這樣就要求螺旋輸送機(jī)可容許進(jìn)入的卵石的之間比較大，即增加螺旋輸送機(jī)葉片之間的節(jié)距和軸向深度來(lái)實(shí)現(xiàn)這樣的施工方式。在800mm內(nèi)徑的螺旋輸送機(jī)中，節(jié)距為300mm，軸向深度為280mm；如果螺旋輸送機(jī)的內(nèi)徑為900mm，節(jié)距則可以達(dá)到510mm，軸向深度為330mm；如果采用內(nèi)徑為900mm的帶式螺旋輸送機(jī)，節(jié)距則可以達(dá)到510mm，軸向深度為900mm.由此可見(jiàn)，這樣的帶式螺旋輸送機(jī)可保證大粒徑卵石全部通過(guò)。

　　帶式螺旋輸送機(jī)止水性差，可能會(huì)產(chǎn)生噴涌現(xiàn)象，但這個(gè)問(wèn)題還未發(fā)生。目前針對(duì)噴涌的雙螺旋輸送機(jī)還未發(fā)揮其效能，可能會(huì)在過(guò)河地段發(fā)揮作用。

　　內(nèi)徑為900mm的軸式螺旋輸送機(jī)或許會(huì)影響主軸承的直徑及自身剛度不足的問(wèn)題。帶式螺旋輸送機(jī)技術(shù)在日本多條隧道成功應(yīng)用過(guò)。

　　3、刀盤(pán)開(kāi)口需要增大或型式可改為輻條+小面板式

　　目前刀盤(pán)開(kāi)口率為28%，這樣的開(kāi)口率不利于碴土順利進(jìn)倉(cāng)，會(huì)造成兩方面問(wèn)題：一是刀盤(pán)中心部分結(jié)泥餅，土倉(cāng)內(nèi)會(huì)造成土體難以向下進(jìn)入螺旋機(jī)，刀盤(pán)前方會(huì)造成刀具的固結(jié)、偏磨損壞等；二是土體在刀盤(pán)前方不能順利進(jìn)入土倉(cāng)，特別是高強(qiáng)度卵石會(huì)給刀盤(pán)、刀具等造成異常沖擊而損壞。

　　但還需解決一個(gè)問(wèn)題，即在刀盤(pán)的四周有段圓弧形區(qū)域，該區(qū)域開(kāi)口較大，是主要進(jìn)土點(diǎn)，同時(shí)該點(diǎn)也就成為了空倉(cāng)過(guò)程中，以及換刀后的二次始發(fā)的主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)；同樣在正常掘進(jìn)過(guò)程中一旦土壓控制不好，造成上方有少量的空倉(cāng)，類似的事件同樣會(huì)發(fā)生。而如果封閉該區(qū)域，全部改為正面開(kāi)口，前方的土體傳遞側(cè)壓力，坍方事件將大大減少；可能會(huì)產(chǎn)生周邊摩阻力及扭距大大增加。

　　如果采用較大開(kāi)口，可保證碴土能順利進(jìn)倉(cāng)出土，從而大大減少以上問(wèn)題的發(fā)生。根據(jù)成都地層情況，預(yù)計(jì)可行的開(kāi)口率約為35%.

　　如果刀盤(pán)型式改為輻條+小面板式，既能增大開(kāi)口率，讓碴土順利進(jìn)入土倉(cāng)，防止碴土堆積在刀盤(pán)前方，且不削弱面板剛度。

　　4、液壓驅(qū)動(dòng)為變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)

　　目前液壓驅(qū)動(dòng)配置的功率為945KW，而變頻電機(jī)的功率在直徑6.2米的盾構(gòu)機(jī)高可配置到1500KW，主軸承直徑可達(dá)3.1m，完全能適應(yīng)成都地層大扭距的要求。液壓驅(qū)動(dòng)的有用功率為70%，相對(duì)變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)的90%較低。

　　國(guó)際上變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)已經(jīng)很成熟，不但節(jié)約能源，降低洞內(nèi)工作溫度，而且盾構(gòu)機(jī)械維修量小，從而可更多的時(shí)間用在盾構(gòu)推進(jìn)上。

　　5、后配套系統(tǒng)要適合車(chē)站要求，主要是臨時(shí)出土孔至端頭和中線至邊墻的距離

　　根據(jù)成都地鐵車(chē)站的設(shè)計(jì)方式，車(chē)站邊墻與隧道曲線中心的間距為2150mm.盾體直徑為半徑為3125mm，大于2150mm，當(dāng)然，車(chē)站洞門(mén)一側(cè)具有擴(kuò)大段，盾體不會(huì)受到影響。但是，拖車(chē)的部件中，從隧道曲線中心到車(chē)站邊墻之間的間距均大于2150mm，這樣會(huì)導(dǎo)致拖車(chē)部件與車(chē)站邊墻相碰撞，因此，需要改造拖車(chē)的部件擺放位置，限制在2150mm范圍之內(nèi)，以免造成拖車(chē)內(nèi)移積壓運(yùn)輸通道；或者拖車(chē)尺寸無(wú)法縮小，需增加車(chē)站端頭井長(zhǎng)度，保證拖車(chē)軌道能轉(zhuǎn)彎增加橫向空間。

　　盾構(gòu)機(jī)原設(shè)計(jì)總長(zhǎng)度不少于80m.為了避免盾構(gòu)機(jī)分體始發(fā)，以及始發(fā)階段能順利地出土，臨時(shí)出土孔距離車(chē)站前端不小于盾構(gòu)長(zhǎng)度。