龐 杰

（中鐵二十二局集團軌道工程有限公司，河北 高碑店 074000）

1 設(shè)備概述

本項目采用了2臺由意大利SELI公司設(shè)計中船重工（青島）軌道交通裝備有限公司建造的DSUC6300型TBM用于青島地鐵一號線團島至青島站段掘進施工。設(shè)備開挖直徑6300mm，主要分為主機、連接橋及后配套臺車3大部分，設(shè)備總長約135m。主機長約13m，主要由刀盤、前盾、伸縮盾、支撐盾及尾盾組成。連接橋及后配套臺車為門架式，置于軌道拖曳前行。連接橋分前后兩節(jié)，用于連接主機及后配套臺車。后配套臺車數(shù)量為十節(jié)，用于放置豆礫石吹填設(shè)備、變壓器、配電柜、液壓泵站、水循環(huán)系統(tǒng)及皮帶輸送系統(tǒng)等［1］。

2 設(shè)備應(yīng)用中的典型問題及解決方案

2.1 TBM振動大帶來的問題

與應(yīng)用在軟土地層的土壓平衡盾構(gòu)（EPB）和泥水平衡盾構(gòu)機（SPB）不同，雙護盾TBM主要應(yīng)用在巖石地層，其通過滾刀擠壓形式破碎巖石，正常運行時刀盤轉(zhuǎn)速達7-8r/min，因此雙護盾TBM運行中振動極大，不僅在設(shè)備內(nèi)振動明顯，雙護盾TBM上方地表及建筑物內(nèi)均可感受到細微振動及噪音。

（1）高振動導(dǎo)致設(shè)備自身部件損壞。首先長時間振動過大導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件金屬疲勞加劇，發(fā)生斷裂情況較多，以本項目2臺設(shè)備為例，出現(xiàn)了諸如爬梯斷裂、風(fēng)筒支架螺栓斷裂、接線端子盒固定螺栓斷裂、控制箱門脫落等問題。其次電氣設(shè)備受震動影響易出現(xiàn)航空插頭等連接器松動虛接、接線端子脫落、部件導(dǎo)軌脫槽等情況。對于此類問題只能在加固設(shè)備的同時提高巡檢頻率，及時發(fā)現(xiàn)及時處理。

（2）固定部件的螺栓松動脫落，尤其是大螺栓脫落極易發(fā)生安全事故。本標(biāo)右線設(shè)備在掘進過程中就出現(xiàn)過輔推油缸固定塊螺栓松動脫落，固定塊脫落的情況，所幸發(fā)現(xiàn)及時未造成設(shè)備損壞及人員傷亡。對于此類問題在設(shè)備組裝時一定要按螺栓規(guī)格用扭矩扳手或液壓扳手緊固到規(guī)定扭矩，并用顏色易于辨識的記號筆或油漆筆做好標(biāo)記，便于日常檢查，同時提高檢查頻率。

（3）振動加劇了管線的磨損。本標(biāo)在設(shè)備掘進中出現(xiàn)了循環(huán)水軟管磨破、電氣控制線磨破等問題。同時在設(shè)備拆機中也發(fā)現(xiàn)了許多磨損較為嚴(yán)重但未出現(xiàn)破損的電纜及油水管。雙護盾TBM設(shè)備管線眾多，排布結(jié)構(gòu)緊湊，許多破損導(dǎo)致的故障尤其是電氣故障查找困難，需要認真細心一段一段查找，費時費力。因此提前預(yù)防是非常重要的措施，在設(shè)備裝機過程中對于油水管槽、電纜槽等要增加軟性材料如橡膠皮等用于減輕振動造成的磨損，同時在排布線管時盡量避免與金屬部件接觸，無法避免時也應(yīng)包裹膠皮等材料進行保護。

最后需要考慮施工中面臨的居民投訴問題，城市軌道交通建設(shè)建設(shè)往往位于城市中心，雙護盾TBM在掘進中產(chǎn)生的振動及噪聲在地表建筑物中仍可以感受到，尤其在夜晚，對周邊居民有影響。本標(biāo)段在夜晚施工中接到大量投訴，很多時候夜班施工不得不暫停。因此在項目初期工期籌劃中也應(yīng)根據(jù)自身實際情況將此項因素考慮進去。

2.2 TBM粉塵大帶來的問題

雙護盾TBM區(qū)別于盾構(gòu)的另1個主要特點是常壓掘進，刀盤渣倉與盾體內(nèi)部相通，因此在掘進過程中產(chǎn)生的粉塵會進入設(shè)備及隧道內(nèi)。并且用于管片外部填縫的豆礫石噴射系統(tǒng)也會產(chǎn)生大量粉塵。隧道內(nèi)的粉塵不僅對施工人員身體健康有較大的影響，也容易集聚在設(shè)備內(nèi)，縮短一些部件使用壽命。設(shè)備自身采用了一套負壓除塵系統(tǒng)，送風(fēng)系統(tǒng)將新風(fēng)從隧道內(nèi)鋪設(shè)的風(fēng)帶經(jīng)臺車風(fēng)筒輸送至一號臺車前端，增加一號臺車至盾體內(nèi)局部空氣壓力，將掘進時產(chǎn)生的灰塵穩(wěn)定在盾體內(nèi)；除塵系統(tǒng)進氣口位于盾體內(nèi)，將設(shè)備掘進時產(chǎn)生的灰塵經(jīng)風(fēng)筒輸送至CFT除塵柜過濾。整體使用效果良好，可以除去絕大部分灰塵，但仍會有少量灰塵聚集在隧道及設(shè)備內(nèi)。

以本標(biāo)為例，經(jīng)過一段時間運行，電氣柜進氣口濾網(wǎng)、空壓機進氣口濾網(wǎng)及其內(nèi)部均出現(xiàn)大量灰塵，不僅影響設(shè)備散熱，粉塵進入諸如斷路器、接觸器、接線端子排內(nèi)也大大縮短其使用壽命，導(dǎo)致電氣故障。此外隧道內(nèi)的灰塵過大時會影響諸如激光測距傳感器、VMT導(dǎo)向設(shè)備等光電設(shè)備，降低其測量準(zhǔn)確性。隧道內(nèi)濕度較大時，CFT除塵柜濾網(wǎng)也會出現(xiàn)塵土結(jié)塊等問題，降低設(shè)備過濾除塵效果。

針對此類問題，一方面要維護好CFT除塵柜，定期清洗濾網(wǎng)及排除內(nèi)部累積的塵土，保持除塵設(shè)備良好運轉(zhuǎn)。另一方面要定期用壓縮空氣定期吹掃電氣設(shè)備進氣濾網(wǎng)及設(shè)備內(nèi)部積存的塵土，做好設(shè)備密封，不能圖方便長時間打開柜門或箱門。同時也要注意定期擦拭維護光電設(shè)備的光學(xué)分界面，保證其測量精度。

2.3 TBM盾體內(nèi)的滲水問題

雙護盾TBM因其盾體結(jié)構(gòu)特點在面對巖層含水量較大時往往是無能無力的，巖層內(nèi)的水會沿盾體縫隙流入其內(nèi)部，在過一些含水量大的地層時盾體內(nèi)往往如下雨一般，對電氣設(shè)備影響較大。雖然設(shè)計時內(nèi)部的電氣設(shè)備防護級別通常都達到IP65，但由于設(shè)備振動及自身老化的影響防水能力都有所下降，設(shè)備進水短路及銹蝕情況較多。針對此類問題，現(xiàn)場通過采取保鮮膜包裹箱體、傳感器件或大面積鋪設(shè)覆蓋防水布等措施，取得了一定效果。

2.4 豆礫石噴射機遇到的問題

豆礫石噴射系統(tǒng)主要用于將豆礫石吹填管片與隧道間的縫隙，采用壓縮空氣作為主要動力。豆礫石噴射機采用西卡集團的ALIVA 267型豆礫石噴射機并匹配一臺110kw的優(yōu)耐特斯空氣壓縮機。實際使用中的問題主要出自ALIVA 267型豆礫石噴射機，該機在新機時運行狀態(tài)良好，噴填效率高，設(shè)備運行穩(wěn)定，可見其技術(shù)是相對成熟可靠的。

（1）主要出現(xiàn)在現(xiàn)場后期維護中，由于其為進口設(shè)備，配件價格較高，因出于節(jié)約成本的目的，在出現(xiàn)密封泄漏之后并未按說明書要求更換整套耐磨板及轉(zhuǎn)輪圓盤，每次均只更換一部分部件。轉(zhuǎn)輪圓盤也并未購買全新原廠件，進行了再加工并重復(fù)使用，再加工部件的平整度及精度均較差。因此泄露狀況一直出發(fā)無法消除，導(dǎo)致噴射效率直線下降，填滿一環(huán)管片耗時極大，未防止管片下沉，施工中不得不停機等待豆礫石吹填，因此該設(shè)備在使用過程中應(yīng)盡量選用原廠配件并按說明書要求更換，保證施工效率。

（2）出現(xiàn)在噴射原料上，由于所屬地區(qū)原因，進場的原料只能采購到普通碎石，且其中雜物及塵土較多，使用中不僅隧道內(nèi)灰塵極大，同時由于雜物掉入轉(zhuǎn)輪內(nèi)造成保險銷損壞，造價極高的轉(zhuǎn)輪報廢。因此現(xiàn)場在進料過程中應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)，有條件的清洗篩選原料，去除其中的雜物和塵土，也可以在現(xiàn)場加工1個小孔篩網(wǎng)裝到機器上。

2.5 皮帶輸送系統(tǒng)遇到的問題

雙護盾TBM采用了3套皮帶機系統(tǒng)用于出渣，分別為主機皮帶輸送系統(tǒng)，長約25m；后配套皮帶機輸送系統(tǒng)，長約60m；移動式布料皮帶機，長約21.6m。前兩套系統(tǒng)采取了液壓驅(qū)動的形式，最后1套系統(tǒng)為變頻電機驅(qū)動。3套系統(tǒng)采取前后搭接的形式將渣倉內(nèi)的渣土運送至礦用列車渣斗內(nèi)。

前2套系統(tǒng)遇到的主要問題是皮帶卡死，經(jīng)現(xiàn)場檢查后主要是以下原因造成的。首先是渣土在運輸中進入皮帶機架內(nèi)，卡死三聯(lián)托輥和長直輥，導(dǎo)致阻力增大，主動輪打滑，此問題主要出現(xiàn)在主機皮帶輸送系統(tǒng)。其次是當(dāng)渣土含水較大時，尤其是形成大量泥漿時，皮帶回程時泥漿經(jīng)重力作用落至臺車架頂部，長時間堆積形成較厚的泥餅，與回程皮帶摩擦造成極大阻力，主動輪打滑，此問題在兩套系統(tǒng)內(nèi)均有出現(xiàn)。針對此類問題只能進行定時人工清理，特別是一些空間狹小的地方，同時定期鎖緊刮渣板。

移動式布料皮帶機的問題首先出現(xiàn)在一旦皮帶機行走軌道在臺車連接處出現(xiàn)錯臺，皮帶機行走輪便會卡在錯臺處而無法移動，由于隧道在設(shè)計時存在上下坡及轉(zhuǎn)彎等，因此在實際施工中臺車連接處錯臺無法避免，此時只能將其當(dāng)做固定式皮帶機使用。其次該皮帶機牽引鋼絲繩通過滑輪換向連接到皮帶架兩端，鋼絲繩整體較長，當(dāng)皮帶機前后移動時鋼絲繩脫離滑輪情況時有發(fā)生。再者其采用的2臺滾筒電機單臺功率不足以驅(qū)動皮帶帶載運行，在實際施工過程中就出現(xiàn)了1臺電機損壞以致此設(shè)備只能從整個系統(tǒng)中旁路掉。鑒于以上實際情況，布料皮帶機在實際掘進過程中往往當(dāng)做固定皮帶機使用或直接旁路掉改用后配套皮帶機直接出渣，并未真正發(fā)揮出其靈活高效的特點［2］。

針對以上問題，移動式布料皮帶機在設(shè)計時應(yīng)結(jié)合隧道上下坡及轉(zhuǎn)彎等實際施工情況改進行進軌道，盡量避免臺車連接處錯臺造成的卡機情況，同時適當(dāng)增加驅(qū)動電機功率冗余以及自動化、智能化程度，從而發(fā)揮其靈活高效的特性。

3 結(jié)束語

隨著我國城市軌道交通行業(yè)的發(fā)展，雙護盾TBM的應(yīng)用會越來越廣泛。本文基于雙護盾TBM在青島地鐵一號線施工過程中汲取的經(jīng)驗及教訓(xùn)，總結(jié)一些典型問題，供設(shè)備制造單位和施工單位借鑒，進而提高雙護盾TBM的施工效率。