盾构施工配套设备介绍 26页

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  • 2021-05-14 发布

盾构施工配套设备介绍

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一、盾构施工配套设备简介 三、其它配套设备   二、轨道运输系统 一、盾构施工配套设备简介    盾构施工配套设备主要包括:轨道运输设备、二次运输设备、垂直提升设备、砂浆搅拌设备、通风设备、供电系统、供水系统、排污系统、二次注浆设备等。   轨道运输设备主要包括牵引设备(一般采用电瓶车或内燃机车)、出渣设备、砂浆运输设备、管片运输设备、电瓶充电设备。   垂直提升设备主要是龙门式起重机。   砂浆搅拌设备主要包括强制式搅拌机和混凝土配料机。   通风设备主要包括主通风设备(一般采用轴流通风机)和辅助通风设备(盾构上的二次风机和局部通风设备)。   供电系统主要包括箱式变压器(带高、低压开关)、备用电源(发电机)、已成洞段的照明线路和灯具、应急照明设施等。   供水系统主要包括盾构机冷却循环水箱、 ( 冷却塔 ) 、手动板阀等。   排污系统主要包括管道、抽水设备、沉淀池等。   二次注浆设备主要是单(双)液注浆机。 二、轨道运输系统 1 、地铁盾构法施工的场地特点   一般来说,地铁车站就是盾构机的始发点。地铁车站主框架施工完毕后,盾构机开始在车站里面组装始发。盾构机施工期间,车站主框架要为盾构机设一安装井,同时也作为出渣井。有时除安装井外还专门另设出渣井。施工运输包含了水平运输和垂直运输两大部分。 龙门吊实例 牵引机车实例 龙门吊吊渣   由提升门吊、门吊上的翻转倒碴装置(或固定在地面上的翻转倒碴装置)、门吊轨线、地面渣仓等组成垂直运输系统。包括渣土的垂直运输及管片、材料垂直下放运输。   由牵引机车、碴土运输车、砂浆运输车、管片运输车及轨线组成水平运输系统。 2 、轨道运输系统设备组成   编组列车如上图所示,管片运输车在前方,列车进入盾构机后配套系统时,刚好使管片运输车位于管片吊机下方。管片运输车前面不能有其他车辆,否则会防碍管片的吊卸。其次紧跟砂浆运输车,进入时恰好位于盾构机注浆罐附近。再次为渣土车,机车在最后。   由钢轨、轨枕、浮放轨组成隧道运输轨线,轨线根据需要可以设计是单线、四轨双线或复合式轨线。 3 、轨道运输系统循环过程   如下图所示: 编组列车进入隧道时,管片运输车、砂浆运输车为重车,将管片和砂浆和其他材料运进,运渣车为空车。驶出隧道时管片运输车、砂浆运输车为轻车,运渣车为重车,将渣土水平运出。列车到达洞口地出渣井后,提升门吊把渣车车箱吊离渣车底盘到达地面相应的高度后,车箱随门吊小车横移到渣仓纵方向位置,再随门吊大车移动到渣仓横向位置,利用设置在门吊上的翻转机构,随着吊钩地下落,车箱及渣土利用重心与转轴的不平衡而翻转卸渣。   但卸碴的总体布置与场地布置有很大的关系,根据出碴井与碴坑各自的位置,门吊的行走方向有的顺着出碴井,有的横着出碴井。有的翻碴装置在门吊上随门吊移动,有的固定在碴坑上。基本上取决于场地。所以在确定方案之前,首先要完成场地布置,才能确定门吊的主体结构和翻碴装置结构进行采购和制造。 4 、有轨运输方式的特点   有轨运输方式的优点是适用性强,能把从泥浆(指的是含水较多的渣土)到砂砾和卵石等各种类型的盾构机切削出来的碴土运出。把管片、背衬浆料,各种材料运进。能适应各种区间隧道长度,系统本身采用的工业技术及产品也极为成熟可靠。目前,国内的土压平衡式盾构法施工的运输系统均采用轨道方式。    主运输轨线仍为单线制轨线,在后配套后部设两副浮放双开道岔组成会车点。当隧道特长时在隧道中部可增设双线会车点,可以是固定的或可移动式的。会车点间隔距离根据运输系统诸参数计算确定。既节省钢轨和轨枕材料又满足特长盾构区间施工运输需要。当隧道区间长度短时,复合式轨线相当于四轨三线制轨线,利用盾构机掘进时间,另一组空的编组列车可驶入在后配套后部等待 优点: 1 )由于左右两线的运输互不干涉,运输是连续的,与区间隧道的长度无关。不管区间隧道长度是长是短都能适应。 2 )编组列车的容量和编组列数受运行因素的影响较小,配置的灵活性大。 2 )列车调度较为灵活,易于应付突发性故障和事件。 3 )工序适应性较强,当工序临时变动或脱节时,便于临时调度。 5. 运输方案的设计、计算 5.1 、轨线制选择 5.2.1.6  渣土的松方系数和容重的确定   地质情况不同将导致松方系数差别较大,如广东地区多为中风化、微风化岩层,隧道的松方系数达 1.8 ,在南京地铁、北京地铁遂道的松方系数只有 1.1 ,但后配套运输系统要适应多个盾构区间掘进,故一般按照 1.5 松方系数计算,如与实际不符则靠增减渣车数量来解决。根据经验,不管松方系数如何,实际容重多为 1.8 — 2.0 吨 / 立方左右,这是因为当切削的岩土粒度较大时,往土仓加的泥水填满了岩土的空隙。当切削的岩土粒度较小时,松方比较密实,与实方的重量差不多。 5.2.2 运输能力计算和设备配置    以气流盾构区间为例进行计算、配置。设其工程参数为:盾构机切削直径: Φ6280mm ,盾构区间长度: 3034m ,施工平均进度指标: 300m/ 月,管片宽度: 1.5m ,出渣井提升高度: 20m ,。 5.2.2.1  每循环渣量估算 每循环松方渣量: G=π×R 2 ×B×μ=3.14×3.14 2 ×1.5×1.5=69.7 立方米。 μ-- 松方系数,取 1.5 。 5.2.2.2  每循环渣重估算 每循环渣重: 70×2.0=140t 为了有足够的牵引力能力储备,容重系数按 2.0 计算。 5.2.2.3  门吊每车次卸渣循环时间估算   设:小车平均行走行程 10M ,大车平均行走行程 10M ,提升及下降平均速度 8M / min ,小车行走平均速度 12M / min ,大车平均行走速度 20M / min 。 每循环工序时间:∑= 10.2 分钟≈ 12 分钟(实测值)。 5.2.2.4  门吊每工作日理论、实际极限卸碴车次   每工作日理论极限循环车次为: 24 小时 ×60 分钟/ 12 分钟= 120 车次   每工作日实际循环车次设为: 16 小时 ×60 分钟/ 12 分钟= 80 车次 5.2.2.5  按门吊能力计算,不同容量渣车每工作日理论、实际垂直运输能力(环数) : 由:环数 = 提升车次数 × 渣车容量(立方米) / 每环松方渣量(立方米);得: 渣车容量 11.5 14.5 18.5 备注 理论环数 23.5 30 38.5 24 小时作业 实际环数 15.7 20 25.7 16 小时作业 5.2.2.6 水平运输能力计算和设备配置(气流区间隧道) · 轨线制:设盾构区间平均运输长度: 3000M 。设采用单线制轨线。 · 渣车容量:已知施工平均进度指标为 360 米 / 月( 300 环),设每月掘进工作日为 25 天,则每天应完成 12 环。故根据 5.2.2.5 的计算,选择 11.5 立方米容量的渣车。 · 列车容量:采用每掘进循环渣量由一列车运出方案,每列车渣车数量为 5 辆。 · 运输循环和列车数量:根据实测,每循环平均掘进时间约为 30 分钟。每环管片平均安装时间为 30 分钟(熟练时)。循环总时间为 60 分钟。设:列车平均行驶速度为 8km/h 、得: 掘进循环时间 掘进 30 分钟 管片安装 30 分钟 掘进 30 分钟 管片安装 30 分钟 第一列车循环 装渣 30 分钟 驶出 15 卸渣 60 分钟(含管片、沙浆装车) 驶入 15 第二列车循环 卸渣 60 分钟 (含:同上) 驶入 15 装渣 30 分钟 驶出 15 接左格 1 、砂浆搅拌设备    砂浆搅拌设备多采用 JS1000 双卧轴搅拌机及配料机 PLD1500 组成搅拌站。采用 根据砂浆需要量的不同而不同。 配料机有两个料斗能自动称量砂及粉煤灰,然后通过梭槽进入搅拌机搅拌仓内,控制方式为自动计量控制,袋装水泥和膨润土直接加进搅拌仓内,生产能力为 30m 3 /h 。每循环需要砂浆量为 6m 3 ,则生产 6m 3 砂浆所需时间为 T=6m 3 ÷30m 3 /h×60min = 12min ,在碴车卸碴的同时进行砂浆的搅拌制作,保证盾构掘进所需的砂浆生产。当双线同时掘进时,一般采用在正常掘进时,在搅拌站下设有一台砂浆储浆罐,以保证两条线砂浆的拌制供应。 一、砂浆设备的选型: A 、盾构机同步注浆需用量的确定 盾构机开挖面直径为: φ 盾构机外经 = 6280mm , φ 管片外经 = 6000mm ,每环管片宽 B = 1.5m ,注浆扩散系数 K 取 1.5 。 则 Q 同步注浆 = = 6.07 ( m 3 ) 考虑部分消耗,所以取每环的 Q 同步注浆 = 6.5m 3 。 B 、搅拌机按施工能力选型 双线掘进,每小时按两环考虑,则需砂浆搅拌能力为 2 × 6.5= 13m 3 /h 。保险系数取 2 (理论与实际操作相差较大),则需搅拌站能力为 13 × 2= 24 m 3 /h ;可按 30 m 3 /h 考虑设计能力。 初步选用 HZS35 搅拌站,其中搅拌机为 JS750 强制性搅拌机,配料斗为 HPJ1200A (砂石称最大称量值 2000kg 、配料精度 ±2% ;粉料称最大称量值 360kg 、配料精度 ±1% ;水称最大称量值 300kg 、配料精度 ±1% ) 。 C 、水泥罐的选型 良好地质,双线可掘进 30 环,则需要砂浆量为 30×6.5 = 195m3 。而每 m3 中约含水泥 300kg ,则每天需要水泥量为 58.5T 。 需用 80-100T 水泥罐。 80T ,直径为 2.8m 。 即 100T 水泥罐,可持续隧道掘进 51.3 环同步注浆用量。 2 、通风设备   通风方式根据地铁隧道盾构施工情况选用机械压入式通风方式,风管采用 φ1m 的拉链式软风管,通过盾构风管储存箱进行延伸,将新鲜空气压入盾构机各工作区域。 37×2kw 隧道通风系统示意图 工作面需要的风量: Q 需≥ V×S = 0.5×23×60min = 690m³/min 。 V 取平均风速 0.5m/s S 为 隧道断面: S 断 = ∏ R 2 =3.1416*2.7*2.7=23 m 2 通风机风量考虑通风管的漏风, 风机风量为: Q 机=( Q 需 +Q 漏) ×η= ( 690+690×1.5%×3034/100 ) ×1.5 = 1506m3/h 其中: L 为掘进长度, η— 风量储备系数 1.5 。 L 100 为百米漏风率, 风筒距离 L < 200m 时 , 风筒漏风率 P≯15% 风筒距离 L=200-500m 时 , 风筒漏风率 P≯10% 风筒距离 L=500-1000m 时 , 风筒漏风率 P≯3% 风筒距离 L=1000-2000m 时 , 风筒漏风率 P≯2% 风筒距离 L > 2000m 时 , 风筒漏风率 P≯1.5% 4 、其它设备 盾构施工还需要配置其它设备,如端头加固设备、盾构组装及调头设备、供水及排水设备、冷却设备、二次注浆设备、维修保养设备等。在这里就不一一赘述。 谢谢大家!