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        TBM設(shè)備快速步進(jìn)應(yīng)用技術(shù)研究

        2022-01-17 12:14:28許晗
        東北水利水電 2022年1期
        關(guān)鍵詞:特殊鋼軌排平板車

        許晗

        (遼寧省水資源管理集團(tuán),遼寧 沈陽 110003)

        隨著我國引調(diào)水工程的陸續(xù)開展及TBM施工技術(shù)的日益成熟,越來越多的地下輸水隧洞開挖采用TBM法施工,該施工方法快速高效。但如何實(shí)現(xiàn)TBM設(shè)備在隧洞內(nèi)快速步進(jìn)一直是個(gè)難題。

        1 工程概況

        某輸供水工程主體工程為地下連續(xù)隧洞,主體隧洞全長(zhǎng)130.88 km,開挖洞徑8.5 m,共計(jì)布置3臺(tái)TBM,每臺(tái)TBM施工長(zhǎng)度初步設(shè)計(jì)為21.00 km。在施工過程中,由于設(shè)備制造等原因,導(dǎo)致進(jìn)場(chǎng)滯后于合同約定,施工中3臺(tái)TBM均采用了鉆爆法接應(yīng),接應(yīng)長(zhǎng)度基本控制在2.00 km左右。因此,TBM設(shè)備在接應(yīng)段的步進(jìn)工作成為能否快速實(shí)現(xiàn)下一步掘進(jìn)的關(guān)鍵。

        2 TBM步進(jìn)過程軌排快速倒運(yùn)技術(shù)研究

        步進(jìn)前,對(duì)TBM步進(jìn)工序進(jìn)行深度分解、詳細(xì)分析,考慮到TBM步進(jìn)工序不同于TBM掘進(jìn),步進(jìn)效率嚴(yán)重受后配套軌道延伸速度的制約,故提高TBM步進(jìn)效率的關(guān)鍵問題實(shí)際是如何提高后配套軌道的鋪設(shè)速度。為解決鋪軌速度問題,創(chuàng)新制訂了特殊鋼枕循環(huán)使用、軌排整體吊裝方案。

        3 TBM步進(jìn)段的特殊鋼枕研制

        制作的特殊鋼枕,不僅在步進(jìn)時(shí)能和鋼軌一起循環(huán)使用,還可以在充分節(jié)約施工成本的基礎(chǔ)上,有效提高步進(jìn)速度。加工梯形鋼枕高度997 mm,兩個(gè)一組,組間距80 cm,并采用槽鋼連接以提高鋼枕穩(wěn)定性。將鋼軌鋪設(shè)在特殊鋼枕上,并采用軌道壓板牢靠固定。特殊鋼枕示意圖見圖1。

        圖1 特殊鋼枕與槽鋼示意圖

        4 軌排及機(jī)車通行原理

        TBM后配套在特制鋼枕鋪設(shè)的鋼軌上行走,機(jī)車在步進(jìn)通過段鋪設(shè)的鋼軌上行走,鋼軌使用膨脹螺栓安裝扣件的方式直接鋪設(shè)在步進(jìn)通過段的混凝土底板上,機(jī)車可用于運(yùn)輸材料在TBM內(nèi)部通行。TBM主機(jī)與后配套及機(jī)車行走示意圖見圖2。

        圖2 TBM及機(jī)車行走示意圖

        用于TBM步進(jìn)的特制鋼枕和步進(jìn)鋼軌都可以進(jìn)行重復(fù)利用。利用機(jī)車將TBM后配套已經(jīng)通過的特制鋼軌和鋼枕倒運(yùn)至下一軌道區(qū)進(jìn)行循環(huán)使用,在通過段混凝土底板上預(yù)埋扣件用于鋪設(shè)機(jī)車軌道。TBM步進(jìn)軌道鋪設(shè)及軌排倒運(yùn)示意圖見圖3。

        圖3 TBM步進(jìn)鋪軌倒運(yùn)示意圖

        5 軌排快速倒運(yùn)技術(shù)應(yīng)用

        TBM步進(jìn)所使用軌排架為循環(huán)使用,即在TBM步進(jìn)前進(jìn)后,將后配套后露出軌排按照鋼軌長(zhǎng)度斷開,采用后配套處電動(dòng)吊機(jī)吊至平板車上,通過平板車倒運(yùn)至前方,然后采用TBM系統(tǒng)吊機(jī)倒運(yùn)至鋪軌前方,人工配合移動(dòng)到鋪軌位置進(jìn)行軌線延伸。鋼軌扣件采用成品墊板、M16螺栓連接,用風(fēng)動(dòng)扳手進(jìn)行緊固,鋼軌連接處的軌排需進(jìn)行加密設(shè)置。軌排架縱向采用螺紋鋼焊接成整體,軌排架之間安裝斜撐加固,斜撐間距2 m。在連接后配套軌排架時(shí),如出現(xiàn)軌排架變型、側(cè)傾、懸空等情況,必須立即停止步進(jìn),對(duì)問題軌排架進(jìn)行校正、加固處理。

        首先制作軌排整體吊裝的吊架,此吊架利用廢棄刀體作為轉(zhuǎn)軸,焊接在平板車上,再用H150型鋼制作前后對(duì)稱的兩個(gè)吊梁支架,焊接在刀體上,在每個(gè)吊梁上安裝左右兩個(gè)滑輪。待TBM后配套完全通過最后一根鋼軌后,將平板車停至將拆卸鋼軌處,將同一側(cè)前后兩個(gè)滑輪同時(shí)滑至型鋼外側(cè)鋼軌上方,用導(dǎo)鏈將鋼軌及其下鋼枕整體吊起,然后通過轉(zhuǎn)軸將軌排旋轉(zhuǎn)放置在平板車中間,兩側(cè)軌排全部吊放好后,同時(shí)倒運(yùn)至需要鋪設(shè)軌道處后,以同樣方式整體吊卸并安裝。TBM步進(jìn)區(qū)域軌道布置圖見圖4,TBM步進(jìn)軌道倒運(yùn)施工布置圖見圖5。

        圖4 TBM步進(jìn)區(qū)域軌道布置圖

        圖5 TBM步進(jìn)軌排倒運(yùn)施工布置圖

        軌排整體吊裝方式解除了鋼軌鋪設(shè)對(duì)步進(jìn)效率的限制,大大減少人力、物力的投入,優(yōu)化了軌道鋪設(shè)工序,縮短了軌道鋪設(shè)時(shí)間,保證了步進(jìn)的連續(xù)性,該工程創(chuàng)造了單日步進(jìn)最高進(jìn)尺220 m的紀(jì)錄。

        6 結(jié)語

        隨著我國TBM施工技術(shù)的日益成熟,其步進(jìn)技術(shù)也會(huì)受到更多的關(guān)注與應(yīng)用。此次TBM施工過程中,充分利用了特殊鋼枕及軌排倒運(yùn)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了設(shè)備快速步進(jìn),保證及時(shí)進(jìn)行下一步掘進(jìn)工作,為其他類似工程提供了較好的借鑒。

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