盾构机分体始发施工技术应用研究
张燚
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张燚,. 盾构机分体始发施工技术应用研究[J]. 建筑技术学报,2022.11. DOI:10.12721/ccn.2022.157108.
摘要: 盾构机在应用中对于周围环境的影响较小,且安全性较高。与常规的施工方式相比,盾构机的掘快、机械化程度较高。随着盾构法研究的深入、工艺提升,我国的水利、市政以及隧道修建工程中、盾构法应用逐步增加。目前,我国社会经济不断发展。受已有城市规划的影响,以城市中心实现施工作业的场地出现地区限制。因此必须对已有的盾构法进行更新,通过分体始发施工技术,解决区域限制,保障盾构机分体始发施工技术得到合理应用。
关键词: 盾构机;工程;分体始发;应用研究
DOI:10.12721/ccn.2022.157108
基金资助:

在本文的研究中,为了保障数据切实可行,以某工程为例进行分析。首先要依据施工图确定施工方案,结合不同阶段的盾构机使用要求,编制施工规划。其次,当施工掘进不同环时,有一定的施工差异。如盾构机掘进至17环、40环、52环、80环时,盾构机施工所需材料、挖掘渣土等运输,要满足已有的单位设计长度。当盾构机已全部进入隧道后,为了提高最终的掘进效率,可以在盾构机尾部安装临时道岔,满足在施工过程中双列编组的要求,每一列编组包含电瓶车车头外加4节渣土车。

一、盾构机分体始发技术应用

(一)台车设置

按照原有的方案,分体始发包含盾体、连接桥、相关的台车。其中台车右侧部分为刀盘、主驱动;而左侧部分,则包含了对应的操作室以及油脂泵、注浆系统、液压系统等,彼此之间紧密配合,使盾构机能够有较高的适应性。对于刀盘、电机、变频柜,其交接使用的电缆通过盾体连接。电机电缆的面积较大,传统的铺设有可能会出现铺设不便的问题[1]。对变频柜进行改装,例如将变频柜设置于后续台车,保证电缆最终的铺设长度。在二次铺设中,随时根据工程的实际情况进行调节。而操作室、油脂泵二者组合,能够满足掘进要求。且操作室置于井下,操作人员在工程施工时,能够及时的跟进挖掘情况,如遇突发问题,也能进行快速的停机处理。砂浆系统、液压系统的管路原则越短越好,可以避免在施工过程中出现堵管以及压降的风险。此外,还能够避免在施工中管路因特殊原因出现渗漏、破碎等风险,减少液压油对于环境的危害性[2]。

(二)皮带机设置

皮带机出入口设置于台车2#,提前将台车2#预留至适当位置。如出口土位置,以便于安装皮带驱动台座。台车2#顶部额外增加了皮带冲洗的管路,若某些工程实际泥沙较多,还可额外增加刮泥板以及电缆支撑架,以满足掘进机分体始发技术的施工要求[3]。

二、盾构机分体始发技术施工注意事项

(一)相关线路的铺设注意事项

盾构机分体始发技术,在管线铺设中要注意在施工时,若延伸管线在井下部位直接置于地面,就会在盾构机实际掘进过程中牵拉管线。为了避免管线损害,盾构机每前进一米,就需要3~4名工人使用相关的工具,保障管线能够有效运输。耗时平均1~2h,导致人力资源的浪费。此外,大量的管线与地面接触,虽有人工辅助运输,但依然有可能会出现管线磨损的问题,有较高的安全风险。针对于此类情况,可以设置专门的管线支架,布置滑移式工字钢。使用葫芦吊挂对其进行悬空处理,葫芦吊挂连接导轮[4]。当盾构机在掘进时,靠盾构机自身的牵引,管线支架能够滑动前行,避免管线与地面直接接触。能够有效保护管线,减少出现磨损的风险。也无需工作人员随时人工搬抬,减少人力投入,提高工程效率,节约时间成本。

(二)管片下井注意事项

在施工过程中,经常会出现管片运输错误的问题。多数情况下,管片只有运输至盾构机卸管片时,该问题才可能出现。主要出现问题的原因为直线环下成转弯环,或直线环中混杂了转弯环。对于此类问题,必须要加强与相关管片厂的沟通,安排驻厂人员对出厂的管片进行全面检验,从源头避免问题出现。对已有的管片进行现场检查强化,对每个管片做好标记,对现场规划好的管片存放区。设置固定的管片存放位置,对于地面负责下管的人员,能够进行交底工作,明确管片上的数字、符号等代表含义。加强在管片使用前的下井检查工作,若出现管片错误,可以及时更换并设置责任考核体系,增加管理约束性。

(三)负环拆除注意事项

若负环拆除的时间过晚,或没有及时的整理双列编组,就会导致施工效率降低。例如,当盾构机掘进至对应环数182环为例,掘进距离已达273m,距离洞口位置较远。虽然为了提高效率,在掘进至82环时,铺设临时道岔。但临时道岔的施工耗时较高,电瓶车需进出两趟隧道,用时4d才能完成掘进工作。对于此类问题,当盾构机完全进入隧道后,可拆除负环上部。根据传统的施工对比经验,负环上部的拆除仅需1~2d,而铺设临时道岔需要2~3d,能节约1~2d时间。且使用电瓶车,依然能够满足编组、管片、盾构机耗材等运输需求。虽然单列电瓶车依然需要运输隧道两次,但与临时道岔电瓶车时间相比,能够节约大量的时间,有较高的施工优势。

三、分体始发技术工程效益总结

分体始发技术有较高的工程经济效益,例如与传统的施工模式相比,这种全新的施工方法可以保障工程有成本节省优势。盾构机采用连续墙以及钢支撑系统,施工投入约2,500万元。但如果使用传统的竖井施工,则需要4,166万元。因此,可节约1,666万元。在后续分体始发设备的改造费用仅需100万元左右,管线可重复利用,经济效益提高。在理论以及实践中,该技术可行,能够满足整体施工要求。从已有的经济效益以及社会效益分析分体始发技术所需的成本以及优势更为明显,适用于繁华的商业地段。

结束语:

综上所述,受传统施工地区的限制,很多掘进施工方案效率较低。但如应用分体始发施工技术,能够满足挖掘需求。合理优化施工方法,准确的安装始发设备,保障施工进度质量安全,为后续施工提供可行性经验。本文主要分析盾构机分析始发技术的台车设置以及皮带机设置,同时对管线铺设、管片下井、负环拆除等进行分析。总结最终的施工效益,表明盾构机分体始发发施工技术的应用优势。

【参考文献】

[1]段耀伟. 盾构机分体始发技术研究[J]. 建材与装饰,2022,18(20):138-140.

[2]左永发. 盾构机分体始发安全技术研究[J]. 建筑科技,2022,6(3):115-117.

[3]刘建. 盾构机电气系统分体始发应用研究[J]. 设备管理与维修,2022(12):145-147.

[4]王兵. 正反转电瓶车皮带机90°转运出土辅助盾构分体始发施工技术[J]. 国防交通工程与技术,2022,20(3):43-46.

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