盾构施工设备及附属设备的改进思考

1、盾构施工设备及附属设备的改进思考摘 要：在地铁盾构施工中，在考虑施工实际情况的基础上，所 采购的盾构机械设备及附属设备会存在一定不相符之处，这就需要进行相关的改进处理，本文通过某地铁标段的盾构施工为例进行说明， 结合实际施工，有效更改盾构机及其附属设备，能够满足实际施工需 要。关键词：盾构施工 盾构设备设备改造0工程概述在标段盾构施工中，盾构台车与盾构机头一次下井进行初始掘 进。台车摆放空间则是利用施明挖此站站台层，在这种的初始掘进方 式而进行始发，在此站东端始发盾构机设备。1设备选用思考1.1盾构机的选用在综合考虑本区间隧道施工情况以及相关的工程地质情况的基 础上，这里选用土压平衡盾构是施工

2、。对于在含水的砂质粉土层来说， 特别是相应的粉质粘土、粘土、 ，土压平衡盾构比较适用。利用泡沫 及膨润土装置，对于碴土进行改良从而能够使得在允许范围内，控制地表沉降量1,2。所以，在本工程中，这里采用土压平衡盾构施工， 盾构机设备为中铁隧道装备制造有限公司土压平衡盾构。1.2辅助设备选择除了正确选择合适类型的盾构机， 在地铁隧道盾构法施工中，要 想使得施工设备整体发挥效能，还应该进行合理配置辅助设备。考虑 到尽管盾构机设备的购置费用很高，但是相应的配套设备具有比较低 的费用，就应该合理选择相关的提升设备、轨道运输设备、通风设备、 砂浆搅拌设备、供水、电设备等等，只有匹配盾构机的工作能力，才 能

3、保证经济合理且稳定可靠地运行，满足设备配套最佳的运行状况。1.2.1轨道运输设备计算分析管片、碴土、砂浆料及其它辅助材料是盾构掘进时所需要的运输 材料，为了更好提高轨道运输安全性，以及简化运输系统管理，这里 选择列车编组方式进行运输，能够提高运输效率和减少列车运输次 数。在每循环掘进出碴运输过程中，分为 2列车完成，其中的每列车 的组成包括2节管片车、1节砂浆车和3节碴车。分析可知，机车实际重量应该大于粘着重量，这里，机车最大粘 着系数为0.2，考虑交直流变频机车牵牵引力的粘着系数为 0.18，另 外，易于操作、粘着力大、使用成本低和无污染等为交直流变频机车 的特点，考虑有机车类型，这里选择

4、JXK 45交直流变频机车，其 中，机车粘着重量为45 t。机车和碴车都有制动机构，这在列车制动 距离方面，可以可靠地保证制动性能。1.2.2提升设备能力计算在隧道盾构掘进过程中，在地面与隧道之间，提升设备的作用就 是进行垂直运输及装卸掘进的碴土、 管片及材料等。碴斗提升功能和 碴斗的翻转功能都应该同时考虑， 这样可以提高出碴效率，专用门吊 在垂直提升设备中采用。在材料提升运输过程中，最大提升重量为碴 车总重量(40 t)，此时，门吊安装盾构后配套拖车方式被采用，考虑 45t为拖车最大重量，这里选择门吊的最大提升能力也为45t。盾构循环掘进的工作时间为 75分钟，每循环掘进过程中需要 2 趟列

5、车，分析门吊每循环掘进时间过程中需要的提升次数为，管片 4 次，出碴6次，共计10次。结合门吊每循环时间内提升能力为15次， 完全满足盾构正常掘进循环对提升设备的要求。3.3砂浆搅拌设备在此系统的搅拌站中，PLD800配料机和JW500双卧轴搅拌机为 所采用的砂浆搅拌设备。自动称量砂、粉煤灰功能在配料机的两个料 斗中能够实现，采用自动计量控制的控制方式，能够通过梭槽进入搅 拌机搅拌仓内，搅拌仓内直接加入膨润土和袋装水泥，生产能力为 20 m3/h。砂浆量在盾构掘进循环中需要 5m3,生产每循环所需砂浆 的时间经过计算为12分钟，这样，碴车卸碴过程而进行的砂浆的搅 拌作业中，应该生产2台盾构掘进

6、所需的砂浆。3.4通风设备在考虑地铁隧道盾构施工实际情况下，通风方式为机械压人式通风方式，一套通风设备在每台盾构中配置。 其中，1 000 mm的拉链 式软风管在洞内风管中采用，延伸盾构风管储存箱，这样，可以把新 鲜空气压入盾构机后配套设备末端，再利用后配套上的二次通风设备 的作用，把新鲜空气压入盾构机前端和各作业空间。其中，可以用最 小断面风速法进行计算通风量。这里，采用的通风设备为SDF N10对旋轴流式通风机，其中，风压 3140 Pa风量1100 m3/min,功率37 kw 2O3.5供电系统高压供电及低压供电系统组成供电系统， 建立预装式户外箱式变 电站。要求变电站具有相关的出线综

7、合开关柜和过流、速断、计量、 高压进线等保护功能。盾构机使用10 kV高压出线进洞，其中，高压 电通过电缆送入洞内，为洞外各设备供电则是2台630 kVA箱式变压2设备改造方案简介对于现有的盾构设备来说，在编写相关的盾构施工方案的过程中，我们就发现设备在设计上与施工工艺存在一定的不一致性。施工工艺的变更将会引起成本的大幅度增加，以及工期的不确定性延长； 另外，在具体的施工过程中，在盾构附属设备方面，我们还发现依然 存在一定不足之处，这些将会影响到实际的盾构施工的顺利进行3。在上述原因的分析下，对盾构及其附属设备来说，应该进行相关的一定改造。2.1台车的改造2.1.1分析台车改造的原因我们发现，

8、制定初始掘进方案的过程中，在初始掘进要求中，盾 构台车尺寸并不符合其要求，因为，在为改造台车时，其设备宽度为 4.8m。正如上文提到的，对于初始掘进方案来说，在后方的明挖车站 内则是搁置台车的地方，在进行第一次的始发过程中，我们遇到了下 列几个问题：（1）对于站西端始发井的东侧来说，其站台层的隧道中心线和 车站北侧墙的距离只有2150m,这样的距离太近，同时，一号台车操 作室也和北墙存在一定的冲突；（2）北墙和台车左牵引杠也存在一定的冲突问题；（3）另外，后背反力架净空小于台车最大侧面宽度，这样，电 缆支架，还有相关的左台车侧面步道，和后背反力架之间存在一定的 冲突。2.1.2分析改造措施第一

9、，在台车上方或下方进行原左侧台车注浆管路的改移改造；第二，把台车左牵引扛往着隧道中心线内进行移动；第三，改变左侧台车步道的连接方式，把原先的焊接连接改成螺 栓连接，在市政工程施工与管理工作中台车具有重要作用。 步道暂时 不在明挖车站内时安装，等台车行驶进入随到以后，再进行相关的安 装；把左侧电缆进行移动，并且移动到台车上端。另外，台车轮子向内、向下移动也应该特别注意。因为，这样可 以使得轨枕的刚度有所增加，台车轨道轨枕的长度能够有效缩短，还 有，还能够降低土斗车位置，能够加高土斗箱，这样能够使得单个土 斗车的装载能力大大增加，使得土斗的个数有所减少，使得水平、垂 直运输的频率在一定程度上有所降

10、低。2.1.3改造效果分析从台车的宽度从4.8m减少到4 m的改造中，可以发现，明挖车 站内可以具有有效搁置台车位置。 这就能够实现一次始发，这与通常 的初始掘进方式相比，使得车架转换时间有所减少，大约能够节省到 15天左右。从轨枕长度的宽度由3.5 m变为2.6m的台车轮子的下移改造中， 能够有效缩短轨枕跨距，同时，保证有效降低轨枕的高度，同样，原 有的22号工字钢尽心改造成现在所使用的18号工字钢，能够保证大 量的钢材节省，节约成本。其中，单线节省60t钢材，约合24万人民币。2.2出土设备的改造探讨221改造原因分析通过对在施工开始阶段的各个工序进行相关分析， 可以发现，制 约着盾构施工

11、的整体速度则是垂直出土问题。 在进行深入分析，可得, 土斗的摘挂钩及倾倒土上具有一定的问题，应该进行一定的合理改造。第一，在摘挂钩应用方面，2个吊耳在每个土斗上，这样进行吊 耳旋转的过程中，就比较容易出现和土斗边缘碰撞的情况， 使得吊耳 旋转过程中比较吃力，这样的摘挂钩时间就大大增加。第二，在倒土的应用方面，对于土斗吊到地面上方位置以后，在 倒土施工前，应该保证对齐与土坑边上的立柱， 这就是这种的对齐时 间，使得倒土的速度大大受到影响。2.2.2改造措施探讨第一，把土斗吊耳进行拆除，更换为吊装扁担装置，同时，对于 吊装扁担附加的挂板来说，在其上面，与土斗两侧圆钢相配合的一个 孔进行设置；第二，把土坑内的立柱挪到天车横梁上。这样，使得大车引走的 机会有所减少，这是因为其与天车有相对的固定位置， 使得较容易实 现相关的土斗与立柱的对正。223改造效果分析在进行的相关设备改造以后，明显缩短了摘挂钩与倒土时间，提 高了出土效率，从而使得整个盾构施工效率进一步的提升。3结语在施工过程中，在考虑设计工况时，任何设备都会存在一定的不 足，尽管有时候是细微之疵，但却直接影响到其施工速度，所以，在 应用设备过程中，应该对于设备存在的问题进行一定的改造处理，本文对于盾构及相