關(guān)于成都地鐵盾構(gòu)機配置及開倉換刀的幾點意見

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我部盾構(gòu)機類型為加泥式土壓平衡，其中右線盾構(gòu)于10月底開始推進，已推進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)機配置及開倉換刀的幾點意見如下：

　　盾構(gòu)機配置的改進建議

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

　　1、刀盤應(yīng)具有機械式開口封閉裝置

　　成都地鐵地層主要以砂卵石、多水為主要特征。在該地層下開倉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行開倉作業(yè)。

　　如果刀盤開口采用機械式封閉裝置（封閉裝置可回縮到面板內(nèi)，開口部分可通過打開或關(guān)閉），在刀盤與前盾之間的企口采用密封裝置（不影響刀盤的正常轉(zhuǎn)動），就能很好解決開倉作業(yè)中遇到的水土問題。

　　施工作業(yè)時，開倉前，先關(guān)閉刀盤機械門，并進行土倉內(nèi)部分碴土的排出，再人工進倉進行換刀作業(yè)。重新掘進前，封閉門可回縮到刀盤面板內(nèi)，即可恢復(fù)正常開口率。

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

　　刀盤開口封閉門在LOVAT盾構(gòu)機應(yīng)用廣泛。

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

　　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挖面刮落到土倉內(nèi)，之后由螺旋輸送機輸送出來。當(dāng)然，這樣就要求螺旋輸送機可容許進入的卵石的之間比較大，即增加螺旋輸送機葉片之間的節(jié)距和軸向深度來實現(xiàn)這樣的施工方式。在800mm內(nèi)徑的螺旋輸送機中，節(jié)距為300mm，軸向深度為280mm；如果螺旋輸送機的內(nèi)徑為900mm，節(jié)距則可以達到510mm，軸向深度為330mm；如果采用內(nèi)徑為900mm的帶式螺旋輸送機，節(jié)距則可以達到510mm，軸向深度為900mm.由此可見，這樣的帶式螺旋輸送機可保證大粒徑卵石全部通過。

　　帶式螺旋輸送機止水性差，可能會產(chǎn)生噴涌現(xiàn)象，但這個問題還未發(fā)生。目前針對噴涌的雙螺旋輸送機還未發(fā)揮其效能，可能會在過河地段發(fā)揮作用。

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

　　3、刀盤開口需要增大或型式可改為輻條+小面板式

　　目前刀盤開口率為28%，這樣的開口率不利于碴土順利進倉，會造成兩方面問題：一是刀盤中心部分結(jié)泥餅，土倉內(nèi)會造成土體難以向下進入螺旋機，刀盤前方會造成刀具的固結(jié)、偏磨損壞等；二是土體在刀盤前方不能順利進入土倉，特別是高強度卵石會給刀盤、刀具等造成異常沖擊而損壞。

　　但還需解決一個問題，即在刀盤的四周有段圓弧形區(qū)域，該區(qū)域開口較大，是主要進土點，同時該點也就成為了空倉過程中，以及換刀后的二次始發(fā)的主要風(fēng)險點；同樣在正常掘進過程中一旦土壓控制不好，造成上方有少量的空倉，類似的事件同樣會發(fā)生。而如果封閉該區(qū)域，全部改為正面開口，前方的土體傳遞側(cè)壓力，坍方事件將大大減少；可能會產(chǎn)生周邊摩阻力及扭距大大增加。

　　如果采用較大開口，可保證碴土能順利進倉出土，從而大大減少以上問題的發(fā)生。根據(jù)成都地層情況，預(yù)計可行的開口率約為35%.

　　如果刀盤型式改為輻條+小面板式，既能增大開口率，讓碴土順利進入土倉，防止碴土堆積在刀盤前方，且不削弱面板剛度。

　　4、液壓驅(qū)動為變頻電機驅(qū)動

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

　　國際上變頻電機驅(qū)動技術(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)機械維修量小，從而可更多的時間用在盾構(gòu)推進上。

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

　　根據(jù)成都地鐵車站的設(shè)計方式，車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，車站洞門一側(cè)具有擴大段，盾體不會受到影響。但是，拖車的部件中，從隧道曲線中心到車站邊墻之間的間距均大于2150mm，這樣會導(dǎo)致拖車部件與車站邊墻相碰撞，因此，需要改造拖車的部件擺放位置，限制在2150mm范圍之內(nèi)，以免造成拖車內(nèi)移積壓運輸通道；或者拖車尺寸無法縮小，需增加車站端頭井長度，保證拖車軌道能轉(zhuǎn)彎增加橫向空間。

　　盾構(gòu)機原設(shè)計總長度不少于80m.為了避免盾構(gòu)機分體始發(fā)，以及始發(fā)階段能順利地出土，臨時出土孔距離車站前端不小于盾構(gòu)長度。