矩形盾构施工渣土在隧道内运输的研究（论文）.pdf

矩 形 盾 构 施 工 渣 土 在 隧 道 内 运 输 的 研 究 滕延锋 李冀清 上海市机械施工集团有限公司 上海 200072 摘要 ：分析了矩形盾构施工的特点，研制了一种能适应矩形盾构施工的新型渣土运输系统。新型渣土运输系统使用移 动式皮带机，当需要渣土运输时。将皮带机从台车上方拖出，形成完整的渣土运输系统；当需要管片拼装时，则将皮 带机拖至台车上方，解决了皮带机与管片拼装作业时相互 “碰撞”的问题。实践证明，新型渣土运输系统具有提高施 工效率、适应性强和操作简便的有益效果。 关键词：矩形盾构 ；渣土运输；隧道内；移动式皮带机 中图分类号：TU94 文献标志码：A 文章编号：1004—1001(2018)02—0259—03 DOl：10．14144~．cnki．jzsg．2018．02．037 Study on Transportation of Rectangular Shielding Construction Residues in TunneI TENG Yanfeng LIJiqing Shanghai Mechanized Construction Group Co．，Ltd．，Shanghai 200072，China 1 研 究 背 景 施 工渣土隧道 内运输 是指渣土从掘进机 前方土仓 内 通过一系列的机械设备被运输至隧道外部 的过程 。在圆形 盾构 中，在壳体的内部和后部台车之间安装有固定式皮带 机，其进土口位于螺旋输送机出土 口的正下方，固定式皮 带机 的出土口位于台车上方 。当需要出土时，施工渣土首 先进入螺旋输送机 ，再通过 固定式 皮带机 运输至 台车上 方，最后通过渣土车将施工渣土运输至隧道外部，完成施 工渣土的隧道内运输作业 (图1)[i-21。 图1 圆形盾构施工时的渣土运输系统 在矩形顶管施工过程中，由于不需要进行衬砌的拼装 工作 ，故其内部无管片拼装 区域，施工渣土通过螺旋输送 机排至渣土泵的渣土仓 内，然后通过固体泵将渣土经排土 管送至隧道外部 (图2)[3-4]o当隧道的长度较短时，也可以 通过渣土车直接进行运输 。 在矩形盾构中，盾尾壳体内部有螺旋输送机、中心横 基金项目：上海市国有资产监督管理委 员会企业技术创 新和能级提升项目(201 3010)。 作者简介：滕延锋 (1977一 )，男，博士，高级工程师。 通信地址：上海市静安区洛川中路701号 (200072)。 电子邮箱：tyfsmcc@l63．com 收稿 日期：2017—03．16 螺旋排土 图2 矩形顶管施工时的渣土运输系统 (俯视 ) 梁、管片拼装机和喂片机 (图3)。施工时，拼装机工作区 域分布在中心横梁 的两侧 ，而喂片机的工作区域则 占据 了 中心横梁后方的全部空间 。在上述条件下，为 了保证管 片拼装作业的正常进行，无法在矩形盾构内部安装类似于 圆形盾构机的固定式皮带机。 a)正视 (b)俯视 图3 矩形盾构后方施工布置 同时，施工渣土是一种接近于固态的土体，如果采用 矩形顶管的泵送渣土方法，则固态渣土在泵送过程中沿程 压力损失较大，无法实现长距离输送。如果将渣土车直接 放置在螺旋输送机的下方进行渣 土输送，则一方面 由于中 心横梁限制，渣土车 的高度很小：另一方面 ，螺旋输送机 建筑施工．第40卷 ·第2期 I圈 滕延锋、李冀清：矩形盾构施工渣土在隧道内运输的研究 的下方仅可放一节渣土车。上述 出土方法导致每次出土量 很少，对施工的效率影响很大。综上所述，矩形盾构 由于 自身的特点，无法直接采用现有 的施工渣土运输方式，必 须提 出适合矩形盾构施工的新型渣土运输方式。 2 新 型 渣 土 运 输 系统 的 构 成 皮带机运输方式具有运输量大、工作可靠、设备简单 的优势，在施工渣土运输中得到了广泛的应用。矩形盾构 由于后方空间用作管片拼装区域，故无法直接采用固定式 皮带机。 但矩形盾构的渣土运输和管片拼装是分时进行的，即 进行渣土运输时不进行管片拼装，因此，考虑使用移动式 皮带机 ，在拼装时移走皮带机即可解决上述 问题 。基于上 述分析 ，本文提出了一种适应于矩形盾构施工的新型渣土 运输系统 (图4)。 鐾誓输 机第2级皮 送机 f横 砌环／ 幂 渣土车 躲 衬砌环 幕 蓑譬 带 ／ 一 Il垂 士几 ／ ／ ：昏 ⋯ I 、 ／ 佃畸 8 l_l 耳 一 l ＼ ， ／ 一＼ 甲 使 ＼／ ／ (b)俯视 图4 新型渣土运输系统组成 新型渣土运输系统与圆形盾构的渣土运输系统类似 ， 主要由螺旋输送机、皮带机和渣土车组成 所不 同的是， 矩形盾构渣土运输系统的皮带机 由2级皮带机组成，并且第 2级皮带机为可移动式皮带机 。第l级皮带机 固定于 中心横 梁下方，主要 负责将渣土从螺旋输送机运输至中心横梁下 方 。第2级皮带机分作2段，中间使用铰节点进行连接，负 责将渣土从第 l级皮带机运输至渣土车。第2级皮带机位于 台车上方 ，其两侧设置钢轮 ，可以在台车上方沿着隧道轴 线方向前后运动，其前端不仅可 以完全位于第1级皮带机出 土 口下方，还可 以完全位于台车上方，不与管片拼装作业 发生干涉 。渣土车位于