卜壯志，蒲曉波，馮培培

(中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 450052)

長沙湘江隧道泥水盾構(gòu)刀盤及主驅(qū)動(dòng)的改造

卜壯志，蒲曉波，馮培培

(中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 450052)

由于工程地質(zhì)條件改變，為了更好地適應(yīng)湘江隧道的施工，將一臺(tái)NFM泥水盾構(gòu)進(jìn)行改造。本次改造增加了2臺(tái)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)，對(duì)刀盤刀具的布置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。詳細(xì)介紹盾構(gòu)刀盤、主驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)等的改造。改造后泥水盾構(gòu)在施工過程中使用效果良好，目前隧道已順利貫通。通過應(yīng)用效果，證明本次改造的方案是可行的。

湘江隧道；大直徑泥水盾構(gòu)；刀盤；主驅(qū)動(dòng)；改造

0 引言

在此次盾構(gòu)改造工作之前，已有相當(dāng)豐富的盾構(gòu)研制和改造經(jīng)驗(yàn)[1-4]，能確保改造工作的順利與成功。文獻(xiàn)[1]是將海瑞克泥水盾構(gòu)的開挖直徑6 600 mm改造成6 280 mm，屬于直徑縮小改造，改造工作集中在盾體結(jié)構(gòu)方面；文獻(xiàn)[2]是將NFM泥水盾構(gòu)開挖直徑11 380 mm改造成11 650 mm，同時(shí)對(duì)盾構(gòu)刀盤、盾尾密封、管片吊機(jī)、管片安裝機(jī)和后配套拖車等進(jìn)行了改造；文獻(xiàn)[3]和文獻(xiàn)[4]分別介紹了小直徑和大直徑泥水盾構(gòu)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與模擬試驗(yàn)，包含了主驅(qū)動(dòng)、推進(jìn)、泥水循環(huán)等系統(tǒng)的控制方法、程序設(shè)計(jì)與試驗(yàn)。

綜上所述，前期所開展的改造工作主要集中在結(jié)構(gòu)方面，缺少電氣控制方面的改造，僅針對(duì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開展了一些模擬試驗(yàn)工作。但本次改造是將杭州運(yùn)河隧道使用的一臺(tái)大直徑泥水盾構(gòu)(NFM)拆機(jī)后進(jìn)行改造并用于長沙市南湖路湘江隧道工程，改造工作包含了結(jié)構(gòu)與電氣控制系統(tǒng)。杭州運(yùn)河隧道工程地質(zhì)條件以軟巖為主，南湖路湘江隧道工程主要是在強(qiáng)風(fēng)化-中風(fēng)化礫巖中穿過，河西局部地段穿越含水砂礫和圓礫地層，河?xùn)|端為中風(fēng)化礫巖地層，中間部分存在上軟下硬地層。不良地質(zhì)主要表現(xiàn)為小規(guī)模的斷裂破碎帶以及隱伏的小溶洞。由于工程地質(zhì)條件改變，需要對(duì)刀盤和主驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。

1 改造前后工程地質(zhì)適應(yīng)性分析

盾構(gòu)改造前所施工的杭州運(yùn)河隧道工程地質(zhì)條件為粉質(zhì)黏土，粉質(zhì)黏土夾粉砂，粉細(xì)砂圓礫、砂礫和卵石層，具有水量大、強(qiáng)透水、承壓性等特點(diǎn)。

盾構(gòu)改造后所施工的南湖路湘江隧道主要是在強(qiáng)風(fēng)化-中風(fēng)化礫巖中穿過，河西局部地段穿越含水砂礫和圓礫地層，河?xùn)|端為中風(fēng)化礫巖地層，中間部分存在上軟下硬地層。

2 改造方案

由于地質(zhì)情況的變化，刀盤結(jié)構(gòu)與刀具需要進(jìn)行改造。為了提高刀盤扭矩，主驅(qū)動(dòng)部分需增加2套驅(qū)動(dòng)組，因此電氣控制部分需要進(jìn)行的改造有：變壓器擴(kuò)容分析、變頻器控制柜的改造、PLC控制程序更改及上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)更改。

2.1 刀盤結(jié)構(gòu)改造

由于刀盤使用的地質(zhì)情況發(fā)生變化，刀盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的改造，見圖1和圖2。

圖1 改造前刀盤總圖

圖2 改造后刀盤總圖

1)刀盤中心區(qū)域結(jié)構(gòu)改造。將原刀盤中心區(qū)域安裝的軟土刀具更改為硬巖中心滾刀，改造后刀盤中心區(qū)域的開口率由原來的36%更改為34%。

2)刀盤周邊區(qū)域扇形塊結(jié)構(gòu)改造。為了增加邊滾刀的數(shù)量，在8個(gè)扇形塊周邊開孔并增加邊滾刀的安裝位置。

3)刀箱改造。為了提高渣土在刀箱內(nèi)的流動(dòng)性，把刀箱盒子的厚度由780 mm改為500 mm。為防止因刀箱盒子厚度的改變而引起刀梁失穩(wěn)，在刀梁的側(cè)面增加圓鋼，此結(jié)構(gòu)在換刀的時(shí)候可以作為吊點(diǎn)以及梯子，如圖3所示。

圖3 刀箱改造設(shè)計(jì)(單位：mm)

2.2 刀具型式及布置方式改造

1)在原刀盤焊接中心魚尾刀的位置，設(shè)計(jì)安裝4把17″中心滾刀。

2)原刀盤39把17″單刃滾刀改造為65把17″單刃滾刀。

3)原刀盤切刀和邊刮刀不改動(dòng)。由于刀盤的開挖直徑變大(由原來的11 650 mm加大至11 680 mm)，增加了16把邊刮刀，邊刮刀的高度與原刀盤切刀的高度一致。原刀盤外圈梁表面的保徑刀已經(jīng)起不到保徑的作用。為更好地保證開挖直徑，在原刀盤外圈梁表面增加32把5刃保徑刀。刀盤在該地質(zhì)條件下掘進(jìn)時(shí)，外圈梁(切口環(huán)相對(duì))的端部磨損較為嚴(yán)重，在外圈梁的端部增加16把保護(hù)刀，以提高其耐磨性能。

4)增加加強(qiáng)型焊接撕裂刀。撕裂刀與滾刀設(shè)計(jì)在同一軌跡，內(nèi)部區(qū)域每條軌跡布置1把撕裂刀，外部區(qū)域每條軌跡布置2把撕裂刀。

5)17″單刃滾刀與可更換撕裂刀可以互換。

2.3 變壓器容量分析

NFM主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)配置1臺(tái)2 500 kVA變壓器，見圖4。2個(gè)次級(jí)繞組各1 250 kVA，每一繞組各帶動(dòng)4臺(tái)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)，同時(shí)給500 kW的P2.1泥漿泵變頻器供電，總功率為2 148 kW(8×206 kW +500 kW )。

圖4 變壓器示意圖

現(xiàn)增加2臺(tái)主驅(qū)動(dòng)變頻器，變壓器的2個(gè)副繞組各增加1臺(tái)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)載，總功率將達(dá)到2 560 kW(10×206 kW +500 kW)。變壓器容量

式中:P30為變壓器低壓側(cè)有功計(jì)算負(fù)荷，kW；Q30為變壓器低壓側(cè)無功計(jì)算負(fù)荷，kW。

無功計(jì)算負(fù)荷

Q30=P30tan (arccosφ)。

式中 cosφ為補(bǔ)償后的平均功率因數(shù)。

由于變頻器的功率因數(shù)近似于1，根據(jù)公式計(jì)算可得需要的變壓器容量為2 560 kVA，與變壓器的額定功率2 500 kVA基本相同。但考慮到刀盤主驅(qū)動(dòng)與泥漿泵同時(shí)滿負(fù)荷長時(shí)間工作的概率很小，基本工作在額定功率的85%，并且變壓器在冷卻、環(huán)境溫度等條件良好的情況下，按照國家關(guān)于油浸式變壓器過載能力及時(shí)間的相關(guān)規(guī)定(見表1)，在不擴(kuò)容變壓器的情況下基本可以滿足使用要求[5]。

表1油浸式變壓器過載能力及時(shí)間
Table 1 Overload capacity and time of oil-immersed transformer

過載倍數(shù)/%變壓器正常運(yùn)行的過載時(shí)間/min101802015030120604575151007．51403．52001．5

2.4 主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的改造

2.4.1 改造前

刀盤驅(qū)動(dòng)電機(jī)是無級(jí)變速驅(qū)動(dòng)，每個(gè)電動(dòng)機(jī)都有各自的變頻器。電動(dòng)機(jī)由防塵防水的變頻驅(qū)動(dòng)控制柜(IP55)進(jìn)行控制，該系統(tǒng)符合歐洲EMC標(biāo)準(zhǔn)及EC的低電壓使用導(dǎo)則[6]。NFM泥水盾構(gòu)主驅(qū)動(dòng)變頻器選用的是西門子6SE7 032-1HG60-Z。變頻器一共8臺(tái)，以“一拖一”的方式驅(qū)動(dòng)，電機(jī)額定電壓690 V，功率206 kW。同步控制模式采用主從控制方式，其中1#和8#電機(jī)帶有轉(zhuǎn)速傳感器，可被選為主機(jī)(一用一備，即工作時(shí)1#或8#中的任一臺(tái)被選為主機(jī)工作，其他為從機(jī))。主機(jī)采用有速度傳感器的矢量控制方式，從機(jī)跟隨主機(jī)保持力矩跟隨。8臺(tái)變頻器均配置了Profibus DP通訊卡與主控制室的PLC通訊，主PLC通過向變頻器寫命令、控制字、讀狀態(tài)字的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)刀盤主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制與監(jiān)測。變頻器之間通過光纖建立SIMOLINK環(huán)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)變頻器之間數(shù)據(jù)的快速互換(主要是主機(jī)將運(yùn)行同步性的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞給從機(jī)，從而保持同步)。

2.4.2 改造后

為提高刀盤驅(qū)動(dòng)扭矩，需增加刀盤電機(jī)數(shù)量?？紤]到保持原有柜體的完整性和密封性，將2臺(tái)新增的變頻器重新制作成新的變頻柜，安裝在現(xiàn)有控制柜之間的空平臺(tái)上，采用軟電纜連接方式進(jìn)行供電，同時(shí)需將Profibus DP及光纖控制線連接到增加的變頻控制柜。電纜規(guī)格為3×70 mm2+1×35 mm2，并將同等規(guī)格電纜從變頻柜連接到盾體新增電機(jī)，變頻控制柜增加相應(yīng)的電機(jī)檢測系統(tǒng)(溫度檢測、熱敏電阻檢測及加熱控制等)。同時(shí)需要增加相應(yīng)繼電器、控制信號(hào)線纜等細(xì)化工作[7]。

2.5 PLC控制系統(tǒng)的改造

增加2套驅(qū)動(dòng)組之后需要對(duì)現(xiàn)有的PLC控制程序進(jìn)行相應(yīng)修改，增加對(duì)2套變頻柜的控制與檢測功能。軟件方面，控制主要是通過控制字(CMD)實(shí)現(xiàn)(見表2)，另外還有頻率給定及力矩限幅給定等；檢測主要是通過狀態(tài)字(ETA)實(shí)現(xiàn)(見表3)，狀態(tài)字的各個(gè)位信息反應(yīng)了變頻器的工作狀態(tài)，另外PLC讀取的數(shù)據(jù)還有輸出頻率、輸出力矩、輸出功率、輸出電流及故障代碼等。程序中還需注意刀盤總功率、總扭矩等的變化，同時(shí)增加新增驅(qū)動(dòng)組的故障報(bào)警信號(hào)。

表2 6SE70變頻器控制字Table 2 CMD of 6SE70 frequency converter

表3 6SE70變頻器狀態(tài)字Table 3 ETA of 6SE70 frequency converter

2.5.1 控制系統(tǒng)的Profibus DP組態(tài)

新增2套變頻器與PLC建立Profibus DP通信，因此需要對(duì)PLC的DP模塊進(jìn)行重新配置。DP模塊的Profibus DP總線配置是在施耐德(SyCon)軟件中進(jìn)行的，通過導(dǎo)入西門子6SE70變頻器的GSD文件，即可配置DP總線。原Profibus DP總線一共有9個(gè)從站，分別是主驅(qū)動(dòng)1#至8#變頻器和泥漿泵P2.1變頻器，站號(hào)設(shè)置分別是11，12，…，18，20；在此配置的基礎(chǔ)上，插入2個(gè)從站(即9#和10#變頻器)，站號(hào)分別設(shè)置成21和22，并對(duì)從站進(jìn)行模塊站號(hào)配置及通訊數(shù)據(jù)的地址設(shè)置。在SyCon軟件中重新組態(tài)之后的總線系統(tǒng)如圖5所示。

圖5 變頻器的Profibus DP組態(tài)

2.5.2 PLC控制程序的修改

PLC控制程序是在施耐德編程軟件PL7 Pro V4.4環(huán)境下編寫的。該編程軟件主要有4種編程語言，即：梯形圖(LD)、樹形圖(Grafcet)、結(jié)構(gòu)化文本(ST)和指令列表(IL)。在一個(gè)應(yīng)用程序中，4種語言可以混合使用，以最安全、最簡化的程序達(dá)到控制目的。本工程的應(yīng)用程序就混合有LD，ST，Grafcet 3種語言，程序的編寫是按照盾構(gòu)的各個(gè)功能系統(tǒng)進(jìn)行劃分的，包括刀盤、推進(jìn)、管片安裝機(jī)、泥水循環(huán)、盾尾密封、油脂系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、水路和氣路等。此次改造是在主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)增加2臺(tái)驅(qū)動(dòng)組，因此需要修改的控制程序主要是刀盤系統(tǒng)以及與上位機(jī)監(jiān)控功能有關(guān)的數(shù)據(jù)處理。

刀盤主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的程序目錄下共有5段子程序，如圖6所示。這5段子程序分別實(shí)現(xiàn)模擬量處理、故障報(bào)警、數(shù)字量邏輯處理(即控制邏輯)、Profibus通訊數(shù)據(jù)處理和仿形刀的控制。刀盤控制程序的改造可按照上述功能一一進(jìn)行。

圖6 刀盤主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的程序目錄Fig.6 Catalogue of program of main drive system of cutter head

2.6 上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的改造

本工程中盾構(gòu)監(jiān)控系統(tǒng)所用的組態(tài)軟件為PcVue8.0版。PcVue8.0版組態(tài)軟件是法國彩虹計(jì)算機(jī)公司推出的新一代監(jiān)控軟件，并廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。

上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)總體上可按以下順序進(jìn)行：確定底層連接—界面上添加刀盤電機(jī)顯示—設(shè)定電機(jī)地址—設(shè)定報(bào)警變量—設(shè)定相應(yīng)變量的存儲(chǔ)。改造后的上位機(jī)主驅(qū)動(dòng)的監(jiān)控界面滿足對(duì)新增2臺(tái)電機(jī)的預(yù)選、控制、監(jiān)測、報(bào)警及數(shù)據(jù)歸納總結(jié)功能，如圖7所示。

3 主驅(qū)動(dòng)調(diào)試及應(yīng)用效果

3.1 主驅(qū)動(dòng)變頻器單機(jī)調(diào)試

變頻器、電機(jī)、電纜連接后必須對(duì)每一臺(tái)變頻器作辨識(shí)，同時(shí)判斷每單臺(tái)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向是否一致，確保聯(lián)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)電機(jī)方向正確。

變頻器單機(jī)調(diào)試步驟如下。

1)硬件檢查。變頻器接線檢查，通訊線接線檢查；電機(jī)接線、線路、電機(jī)絕緣、電阻檢測；變頻器防潮檢測；CBP通訊板和SLB板的運(yùn)行狀態(tài)檢查。硬件檢查確認(rèn)無誤后，方可通電。

圖7 更改后上位機(jī)主驅(qū)動(dòng)界面示意圖

2)變頻器辨識(shí)及電機(jī)方向判斷。為了準(zhǔn)確確定電機(jī)參數(shù)，本地啟動(dòng)電機(jī)進(jìn)行方向判斷之前，需要對(duì)變頻器做電機(jī)數(shù)據(jù)辨識(shí)，即自整定。在變頻柜處，變頻器與DriveMonitor聯(lián)機(jī)。

①變頻器辨識(shí)。在線修改參數(shù)P115：0→2，啟動(dòng)靜態(tài)電機(jī)數(shù)據(jù)辨識(shí)，辨識(shí)正常完成后，參數(shù)P115的值自動(dòng)恢復(fù)2→0。

②電機(jī)方向判斷。在線修改參數(shù)P060：7→5，選擇“系統(tǒng)設(shè)置”菜單；修改P100：4/5→1，選擇V/F控制模式。然后，給定電機(jī)速度，啟動(dòng)電機(jī)。通過給定速度正負(fù)值，判斷電機(jī)轉(zhuǎn)向，正值時(shí)對(duì)應(yīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，負(fù)值時(shí)對(duì)應(yīng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。電機(jī)方向判斷完成后，需要在“系統(tǒng)設(shè)置”菜單下，將P100的值修改回原值。需要注意的是，一個(gè)方向判斷完成后，要等電機(jī)完全停止轉(zhuǎn)動(dòng)之后，才能啟動(dòng)相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

表4為1#至10#變頻器辨識(shí)及電機(jī)方向判斷結(jié)果。

表4 1#至10#變頻器辨識(shí)及電機(jī)方向判斷
Table 4 Identification of No.1 to No.10 frequency converter and motor direction judgment

編號(hào)辨識(shí)情況給定速度輸出電流/A電機(jī)方向單電機(jī)啟動(dòng)情況1正常+10%/-10%+79．5/-80．9正/反平穩(wěn)2正常+10%/-10%+79．6/-82 正/反平穩(wěn)3正常+10%/-10%+82．3/-81．4正/反平穩(wěn)4正常+10%/-10%+83．1/-79．5正/反平穩(wěn)5正常+10%/-10%+79．8/-81．2正/反平穩(wěn)6正常+10%/-10%+81．5/-80．3正/反平穩(wěn)7正常+10%/-10%+81．0/-81．6正/反平穩(wěn)8正常+10%/-10%+80．4/-80．6正/反平穩(wěn)9正常+10%/-10%+82．5/-82．3正/反平穩(wěn)10正常+10%/-10%+79．4/-79．2正/反平穩(wěn)

注：給定速度采用百分比的表示方法，+10%代表電機(jī)額定轉(zhuǎn)速的10%正轉(zhuǎn)，-10%代表電機(jī)額定轉(zhuǎn)速的10%反轉(zhuǎn)。

3.2 主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)

選擇刀盤工作模式為正常模式。在上位機(jī)“主驅(qū)動(dòng)”監(jiān)控界面預(yù)選電機(jī)，刀盤啟動(dòng)后，在該界面上可以同時(shí)看到多臺(tái)電機(jī)的運(yùn)行效果。

1)選擇1#變頻器作為主機(jī)，其余為從機(jī)，在上位機(jī)監(jiān)測到的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行狀況如圖8所示。在0.65 r/min時(shí)，從趨勢圖中可以看到刀盤的轉(zhuǎn)速和扭矩曲線平穩(wěn)，變頻器運(yùn)行狀態(tài)良好，同步性良好。

圖8 1#變頻器作為主機(jī)時(shí)的監(jiān)測數(shù)據(jù)Fig.8 Monitoring data when No.1 frequency converter is used as main drive

2)選擇8#變頻器作為主機(jī)(不選1號(hào)變頻器)，其余為從機(jī)，在上位機(jī)監(jiān)測到的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行狀況如圖9所示。在1.04 r/min時(shí)，從趨勢圖中可以看到刀盤的轉(zhuǎn)速和扭矩曲線平穩(wěn)，變頻器運(yùn)行狀態(tài)良好，同步性良好。

圖9 8#變頻器作為主機(jī)時(shí)的監(jiān)測數(shù)據(jù)Fig.9 Monitoring data when No.8 frequency converter is used as main drive

3.3 改造調(diào)試后的應(yīng)用效果

本次改造于2012年3月在工地改造調(diào)試完成，2012年4月盾構(gòu)順利始發(fā)，盾構(gòu)始發(fā)后工地掘進(jìn)使用效果比較理想，有效地提升了盾構(gòu)的掘進(jìn)速度和輸出扭矩。掘進(jìn)過程中未發(fā)現(xiàn)變壓器容量問題，截至2013年2月，該隧道已經(jīng)順利貫通，證明了改造方案的可行性。

4 結(jié)論與討論

本次改造整體上是比較成功的，提高了盾構(gòu)的掘進(jìn)速度和使用效率，大大縮短了施工周期，可為以后的類似工程提供參考。但本次改造還存在一些不足，例如刀盤在全砂礫地層中，刀盤中心區(qū)域容易結(jié)泥餅，從而給施工造成極大的不便；而后在刀盤中心回轉(zhuǎn)區(qū)域增加噴水口，使問題得到解決。這些問題還需要在以后的工作中繼續(xù)探索和研究。

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京沈高鐵2014年上半年開工建設(shè)總投資1 245億元

東北地區(qū)進(jìn)京的高速鐵路京沈高鐵將于2014年上半年全線開工建設(shè)。這條全長709 km的高鐵將實(shí)現(xiàn)京沈兩地“半日交通圈”。京沈高鐵開通后，北京至沈陽的運(yùn)行時(shí)間將壓縮至2 h 30 min左右，比目前縮短一半時(shí)間。

據(jù)悉，京沈高鐵估算總投資1 245億元，按照時(shí)速350 km設(shè)計(jì)建設(shè)，建設(shè)工期5年。其中遼寧段全長406.8 km，占線路總長的近6成。這條高鐵將設(shè)置20座車站，其中新建車站19座。

目前，京沈間雖然開行動(dòng)車組列車，但只有秦皇島與沈陽間鋪設(shè)了客運(yùn)專線，動(dòng)車組時(shí)速也只有200 km。新建的京沈高鐵線路將走行遼寧西部的錦州、阜新、朝陽，進(jìn)入河北承德，經(jīng)北京密云、懷柔、順義進(jìn)入北京星火站。

京沈高鐵開通后，遼寧省14個(gè)城市將有13個(gè)通高鐵。屆時(shí)，唯一不直通高鐵的撫順市也將通過環(huán)線鐵路建設(shè)與高鐵接軌。

京沈高鐵是中國中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃中“四縱四橫”客運(yùn)專線主骨架的重要部分。這條高鐵建成后，區(qū)間內(nèi)城市將開行城際列車，既有的沈陽至山海關(guān)鐵路也將釋放大量運(yùn)能。

(摘自 新華網(wǎng) http://www.chnrailway.com/html/20131231/333698.shtml 2013-12-31)

鹿島建設(shè)采用子母盾構(gòu)開挖東京雨水干線隧道

鹿島建設(shè)于2013年12月4日公開了采用子母盾構(gòu)開挖東京雨水干線隧道的現(xiàn)場照片。東京都下水道局為業(yè)主的雨水引水隧道“東大島干線及南大島干線二期工程”(江東區(qū))施工長度約為1 540 m。鹿島建設(shè)采用外徑為7.1 m的母機(jī)開挖了700余m后，再使用內(nèi)置的外徑為5.34 m的子機(jī)始發(fā)，目前子機(jī)掘進(jìn)了大約300 m。

隧道是從引水的下游一側(cè)開始施工的。因?yàn)樵谥型敬嬖谂c其他引水隧道的合流部，需要的流量變小，所以適合采用子母盾構(gòu)開挖。據(jù)說鹿島建設(shè)也僅有幾個(gè)子母盾構(gòu)的施工案例。盾構(gòu)上還裝備了使用高壓水切斷排除地下障礙物的特殊噴嘴，能夠順暢地通過地鐵工程殘留的障礙物。

母機(jī)于2012年5月開始掘進(jìn)，子機(jī)于9月分離始發(fā)，預(yù)計(jì)2014年3月完成施工。

(摘自 中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司 http://www.crectbm.com/News/View/5504.aspx 2013-12-27)

CaseStudyonRefurbishmentofCutterheadandMainDriveofSlurryShieldforXiangjiangRiverCrossingTunnelinChangsha,China

BU Zhuangzhi,PU Xiaobo,FENG Peipei
(ChinaRailwayEngineeringEquipmentGroupCo.,Ltd.,Zhengzhou450052,Henan,China)

A large-diameter slurry shield has completed its boring of Yunhe tunnel in Hangzhou.Now the slurry shield is to be used for Xiangjiang River Crossing Tunnel in Changsha.Therefore,the slurry shield needs to be refurbished so as to suit for the geological conditions of the new project.In the refurbishment of the slurry shield,2 main drive motors are added and the arrangement of the cutterhead and cutting tools is optimized.In the paper,the refurbishment of the cutterhead and main drive control system of the slurry shield is presented.The refurbished slurry shield has achieved good results in the construction of the new tunnel,which proves that the refurbishment is feasible and rational.

Xiangjiang River Crossing Tunnel; large-diameter slurry Shield; cutterhead; main drive; refurbishment

2013-03-27;

2013-12-12

卜壯志(1986—)，男，河南洛陽人，2009年畢業(yè)于解放軍防空兵指揮學(xué)院，電子信息專業(yè)，本科，助理工程師，現(xiàn)從事盾構(gòu)制造與設(shè)計(jì)工作。

10.3973/j.issn.1672-741X.2014.01.015

U 455.3+1

B

1672-741X(2014)01-0088-06