盾構(gòu)掘進(jìn)中同步延伸皮帶機(jī)的應(yīng)用

楊 軍 柳領(lǐng)領(lǐng)

（中鐵二局工程有限公司城通公司，成都 610000）

長距離皮帶輸送機(jī)主要功能是用來完成后構(gòu)掘進(jìn)中泥土的運(yùn)輸工作，傳統(tǒng)的盾構(gòu)掘進(jìn)是用電機(jī)車，但效率較低，且電機(jī)車運(yùn)行也是盾構(gòu)施工中的一大風(fēng)險(xiǎn)。隧道運(yùn)用皮帶輸送機(jī)運(yùn)土后，其工作效率較用電機(jī)車運(yùn)土有明顯提高，列此新設(shè)備和新工藝在盾構(gòu)掘進(jìn)中的應(yīng)用，可能是今后隧道施工中的一個(gè)新方向。對(duì)工程施工中應(yīng)用的新設(shè)備、新工藝應(yīng)如何做好監(jiān)理工作就顯得十分重要。

1 皮帶機(jī)安裝及施工工藝[1]

1.1 同步延伸皮帶輸送機(jī)安裝

根據(jù)場地設(shè)置，始發(fā)同步延伸皮帶輸送機(jī)在車站主體的布置如圖1-圖4所示。

圖1 始發(fā)階段同步延伸皮帶輸送機(jī)平面布置圖

圖2 始發(fā)階段同步延伸皮帶輸送機(jī)剖面布置圖

1.2 同步延伸皮帶輸送機(jī)施工流程

同步延伸皮帶輸送機(jī)工藝流程如圖5所示。

為保證區(qū)間左右線隧道正常掘進(jìn)出圖需求，皮帶輸送機(jī)的配置詳見表1。其中，左線路和右線路隧道共用一臺(tái)夾帶機(jī)出土至地面臨時(shí)渣土池。

同步延伸皮帶輸送機(jī)具體工作流程為：左線路盾構(gòu)機(jī)上渣土通過1#螺旋輸送機(jī)輸送至1#連續(xù)皮帶機(jī)上；右線路盾構(gòu)機(jī)上渣土通過2#螺旋輸送機(jī)輸送至2#連續(xù)皮帶機(jī)上；1#連續(xù)皮帶機(jī)和2#連續(xù)皮帶機(jī)的渣土都輸送到3#橫向皮帶機(jī)，再輸送到壓帶機(jī)上，輸出至地面渣土池。

圖3 同步延伸皮帶輸送機(jī)剖面圖

表1 皮帶機(jī)配置表

2 同步延伸皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)[2]

2.1 使用的技術(shù)性分析

同步延伸皮帶輸送機(jī)與其他輸送機(jī)相比，具有下列優(yōu)點(diǎn)。

（1）線路布置靈活，工作適應(yīng)性強(qiáng)；可適應(yīng)各種工況的輸送要求，特別是返料的情況。

（2）輸送帶容易清掃。由于C型夾帶皮帶機(jī)的膠帶為普通膠帶，它的清掃與普通帶式輸送機(jī)是通用的，容易清掃，也可以采用聚氨酯清掃器+水清掃器組合的清掃方式，如圖6、圖7所示。

圖4 同步延伸皮帶輸送機(jī)內(nèi)剖面圖

圖5 皮帶機(jī)施工工藝流程圖

圖6 水清掃器圖

圖7 實(shí)際清掃效果圖

（3）工作時(shí)不會(huì)出現(xiàn)漏料現(xiàn)象。物料被封閉在兩層膠帶之間，在運(yùn)輸過程中不存在漏料現(xiàn)象，這是其他任何皮帶機(jī)都無法比擬的。

（4）輸送能力大。在90°傾角的情況下，其提升高度和輸送量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通垂直皮帶機(jī)，且其占用的空間也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通垂直皮帶機(jī)，如圖8所示。

（5）使用簡便。膠帶為普通膠帶，操作維護(hù)起來與普通皮帶機(jī)無異，不需要特殊設(shè)備，如圖9所示。

圖8 垂直運(yùn)輸示意圖

圖9 洞內(nèi)水平運(yùn)輸圖

2.2 使用的經(jīng)濟(jì)性分析

（1）由于使用皮帶輸送機(jī)，這臺(tái)設(shè)備可能要投資，也可能是租賃，但不管是投資還是租賃，其運(yùn)行成本要比使用電機(jī)車運(yùn)行成本高。

（2）由于使用皮帶輸送機(jī)后，其工作效率可提高20%～30%，對(duì)于推進(jìn)長度較長的隧道中使用該工藝、設(shè)備效果十分明顯，這樣可以縮短整個(gè)施工工期，如果能使工期提前10%～15%的話，相對(duì)來講其間接費(fèi)可以降低。這就要根據(jù)工程工期的安排情況而定了。

（3）由于工期提前，人員和設(shè)備可以提前進(jìn)入下一個(gè)施工場地，形成良性運(yùn)行環(huán)節(jié)，提高了人員和設(shè)備的利用率。

從上面的分析可以得出結(jié)論，在盾構(gòu)法隧道施工中應(yīng)用皮帶輸送機(jī)運(yùn)土，能夠產(chǎn)生比較明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

3 同步延伸皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用關(guān)鍵點(diǎn)的控制[3]

3.1 黏性物料卸料及清掃技術(shù)

由于隧道施工過程中運(yùn)輸?shù)奈锪嫌袝r(shí)具有較大黏性，另外，連續(xù)輸送系統(tǒng)的膠帶纏繞結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，使輸送系統(tǒng)的卸料及清掃成為技術(shù)難點(diǎn)。現(xiàn)有解決方案為輸送系統(tǒng)配備高效清掃裝置，并結(jié)合高壓水洗技術(shù)實(shí)現(xiàn)黏性物料的卸料與清掃。

3.2 跟隨盾構(gòu)推進(jìn)的同步延伸技術(shù)

隧道施工過程中，隨著盾構(gòu)機(jī)的不斷推進(jìn)，渣土快速連續(xù)輸送系統(tǒng)的機(jī)尾需隨盾構(gòu)的推移而同步延伸。因此，帶式輸送機(jī)不但具有一定儲(chǔ)帶量，而且張緊系統(tǒng)必須保證輸送帶在機(jī)尾延伸過程中的恒定張力。同步延伸即在協(xié)調(diào)儲(chǔ)帶倉放出膠帶的同時(shí)膠帶保持恒定張力，確保傳動(dòng)系統(tǒng)不因張力不足而打滑，進(jìn)而導(dǎo)致輸送系統(tǒng)故障。

3.3 高效儲(chǔ)帶技術(shù)

儲(chǔ)帶裝置用來儲(chǔ)存和放出膠帶，由儲(chǔ)帶轉(zhuǎn)向架、儲(chǔ)帶倉架、托輥小車、張緊小車等組成。隧道施工場地受環(huán)境因素制約，輸送系統(tǒng)布置應(yīng)盡量節(jié)約空間。高效儲(chǔ)帶系統(tǒng)運(yùn)用膠帶糾偏機(jī)理和自動(dòng)定位方法實(shí)現(xiàn)高效儲(chǔ)帶，儲(chǔ)存部分膠帶可以往返折疊為6層，長度達(dá)150m，利用液壓自動(dòng)張緊裝置上的鋼絲繩，可以使游動(dòng)小車移動(dòng)、張緊、改變折疊帶的長度，實(shí)現(xiàn)膠帶的儲(chǔ)存或放出，使儲(chǔ)帶空間較傳統(tǒng)方式節(jié)省50%。

3.4 多次垂直方向、水平方向彎曲技術(shù)

受地面建筑和地質(zhì)條件的影響，隧道走向會(huì)有反復(fù)的水平方向或垂直方向的彎曲要求。采用品字型布置槽型托輥組和自動(dòng)轉(zhuǎn)向托輥架，解決了帶式輸送機(jī)在水平、垂直彎曲中膠帶的跑偏問題。

3.5 硫化平臺(tái)設(shè)計(jì)

儲(chǔ)帶倉內(nèi)的膠帶全部放出后，需要重新往儲(chǔ)帶倉內(nèi)加入膠帶，故設(shè)計(jì)了硫化平臺(tái)，使膠帶硫化更加迅速、方便，硫化平臺(tái)設(shè)計(jì)在皮帶機(jī)的頭部。

3.6 嚴(yán)把設(shè)備的制造、安裝、調(diào)試關(guān)

對(duì)新設(shè)備的加工制作過程也提出了一定要求，對(duì)制作過程的嚴(yán)格把關(guān)，特別是對(duì)其關(guān)鍵工序、關(guān)鍵部件的質(zhì)量把關(guān)，將直接影響設(shè)備的質(zhì)量和今后的設(shè)備使用。避免在同步延伸皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)使用過程中發(fā)生因設(shè)備制作質(zhì)量問題而產(chǎn)生的停產(chǎn)事故，避免使用中由于皮帶接長時(shí)，沒有按規(guī)定的要求連接而產(chǎn)生皮帶跑偏現(xiàn)象。在同步延伸皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)的制作、安裝調(diào)試過程中，應(yīng)緊緊抓住幾個(gè)關(guān)鍵部位不能放松，有必要時(shí)還應(yīng)對(duì)此提出合理建議，目的是對(duì)新設(shè)備運(yùn)用于工程中提供多方面的支持，以減少同步延伸皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)在使用中的故障，提高工作效率。

3.7 做好工程施工中日常維護(hù)工作

在使用過程中，為使新設(shè)備能更好地發(fā)揮其功能，一定要有一套比較周密和可行的維護(hù)保養(yǎng)工作程序，比如，對(duì)皮帶輸送機(jī)的定期維護(hù)，可利用在管片拼裝的時(shí)間間隙，對(duì)停機(jī)的皮帶輸送機(jī)進(jìn)行巡回檢查，利用在皮帶接長時(shí)間段維護(hù)保養(yǎng)，對(duì)有些平時(shí)不能停機(jī)檢修的零部件進(jìn)行檢修，對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)部位的部件進(jìn)行必要的加油潤滑，使機(jī)械設(shè)備在完好的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。有條件的話，最好是派專人進(jìn)行此項(xiàng)工作，這一點(diǎn)對(duì)使用新設(shè)備來講顯得更為重要。

4 結(jié)語

皮帶輸送機(jī)是一種應(yīng)用非常廣泛的設(shè)備，其工作效率高，在工程施工中發(fā)揮著重要作用。同步延伸皮帶機(jī)不受運(yùn)輸距離影響，不僅合理應(yīng)用隧道空間，也為盾構(gòu)法隧道施工提供了快速、連續(xù)、安全出土的新概念。