磁力摩擦式辅助驱动在TBM连续皮带机中的应用

长大隧道TBM(tunnel boring machine)施工大多采用连续皮带机出渣,当运输距离较大时通常需要在中间增设辅助驱动,以降低胶带最大张力,从而降低胶带强度。为了提高辅助驱动的工程适应性,研发了磁力摩擦式辅助驱动系统,具有驱动力大、无二次转载、胶带无二次冲击损伤、结构简单、故障点少、结构紧凑占用空间小、安装方便和配置灵活等特点。该成果可用于采用钢丝绳芯胶带的TBM连续皮带机、支洞皮带机以及其他需要辅助驱动的胶带输送机,并在山西省中部引黄工程TBM1标段成功应用,具有广阔的推广应用价值。     

岩石掘进机关键技术展望

经过5个阶段的发展,TBM在我国的应用正在不断推广,应用前景十分光明,挑战也十分严峻。简要总结我国TBM研究与应用的5个发展阶段和应用前景,分析TBM施工面临的6大挑战： 地质多样化带来更多的地质风险; 应用领域亟待拓展; 设备技术发展赶不上施工需求的变化; 施工进度不均衡; 施工环境越来越严苛; 存在不合理的施工合同。从TBM设计制造及施工应用的9个方面提出展望： 核心部件国产化; 提升各种地质条件下的破岩能力; 提高出渣能力及可靠性; 提升初期支护及超前加固性能; 研发异形断面TBM; 圆形断面TBM开挖隧道的空间合理利用; 大力推动TBM周转使用和再制造TBM应用; 研究极端恶劣地质条件下TBM施工技术; 促进国产配套施工设备研发应用。只有不断深入研究TBM设备与施工的关键技术及前沿技术,有效解决设备设计制造和施工过程中遇到的难题,才能不断提升我国TBM设备与施工技术水平,避免陷入关键技术受制于人的窘境,促进我国TBM事业持续健康发展。     

TBM隧道施工SPS（持续、均衡、快速）作业法研究及应用

TBM法隧道施工技术在我国已经得以大力推广,同时施工的TBM数量已达40余台（套）,有TBM施工业绩的企业近20家。TBM法隧道施工规模的扩大,并未能带动整体施工水平的全面提升,TBM掘进施工速度差异巨大且不均衡已经成为较为显著的问题,导致工期延迟、成本增加,造成巨大的经济和社会效益损失。结合近20年的TBM施工实践,探索并实施SPS作业法,即TBM持续、均衡、快速施工技术,提出“3个基础”“10项措施”实现适宜地质条件下TBM持续、均衡、快速施工;而在恶劣地质条件下,通过完善设备功能与性能、改进施工工艺,提升TBM工程适应性; 从而促进TBM工法科学、可持续发展。     

再制造TBM应用及质量控制措施探讨

随着我国隧道建设的发展,作为先进施工设备的隧道掘进机(TBM)近年来在我国得以推广并达到一定规模。纵观TBM施工项目,绝大多数是采用全新设备施工,再制造TBM的应用极少,远远落后于国际平均水平。透过再制造TBM的应用现状、应用前景,认为有必要合理加大再制造TBM在我国应用的推广力度,促进TBM施工市场的科学发展,并且具备可行性。分析我国再制造TBM未能合理应用的原因,认为质量是否可靠是大家关注的重点因素,从设备适应性、再制造方案、过程控制、监造、验收整改等方面探讨再制造TBM质量控制措施,以充分发挥TBM价值、降低其应用成本,同时有助于推动刚刚起步的自有品牌TBM制造业的进步。     

长大隧道开敞式TBM同步衬砌施工技术应用前景及发展趋势

目前我国所使用的TBM以开敞式为主,通常情况下,隧道掘进之后需要施作初期支护以及二次模筑混凝土衬砌,隧道施工总工期较长。为了解决开敞式TBM不能同步施作现浇混凝土二次衬砌的难题,结合南疆铁路吐库二线中天山隧道和兰渝铁路西秦岭隧道工程实例,研发了有轨运输出渣（开挖直径88 m）和连续皮带机出渣（开挖直径1023 m）2种工况条件、2种断面下的开敞式TBM同步衬砌施工技术,并成功应用。探讨了该技术的应用前景及发展趋势,指出： 该技术具有重大的推广意义和广阔的应用前景,下一步需要深入地、系统地研究不同工况、不同断面条件、不同作业范围的同步衬砌施工技术,如小断面同步衬砌、现浇混凝土仰拱同步衬砌、全断面同步衬砌等施工技术,使之形成系列工法,推动我国长大隧道TBM施工技术的全面发展。     

TBM拆装技术研究与应用

以TB880E型隧道掘进机为例,着重论述TBM拆卸与组装调试方案以及在施工实践中的应用。     

再制造TBM在我国应用初探

隧道掘进机（TBM）的特性,决定了只能采取订单生产的方式,而无法量产。随着应用的不断推广,科技水平的不断进步以及TBM保有量的增大,很多情况下单台TBM完成一定的施工任务后并未达到其设计寿命,仍然具备再次施工新工程的能力,如果就此报废必然造成极大的资源浪费。通过国内外TBM应用情况的对比以及当前TBM设计制造水平的分析...     

多功能胶轮车(MSV)在TBM施工运输中的工程适应性研究

TBM施工运输主要有2种方式:1)采用长距离连续皮带机出渣、有轨运输方式运送施工材料;2)短距离有轨运输出渣并运送施工材料。近年来也有少量项目采用多功能胶轮车(MSV)运送施工材料。为了研究MSV在TBM施工运输中的适用条件,结合MSV的结构特点,从道路适应性与速度、运输能力与适用范围、空间适应性以及操控性能等方面分析其技术可行性,从设备配置及采购、周转材料及安拆、运行方面对比分析其经济性。分析结果表明:1)针对TBM施工材料运输,当隧道纵坡较大时,从安全角度考虑应该优先选用MSV方式运输;2)在缓坡隧道中,运距为11 km左右时有轨运输和MSV运送施工材料的综合成本基本相当,运距较小时MSV具有较大优势,运距较大时有轨运输的优势显著。     

复合式大倾角皮带机在地铁施工中的应用

城市地铁隧道普遍采用盾构法施工,通常采用龙门吊提升矿斗出渣,车站或者竖井深度较小时不会影响盾构的施工效率,但提升高度较大时会严重制约盾构的施工效率。大倾角皮带机具有连续高效提升渣土的优势,但土压平衡盾构的渣土黏度相对较大、含水量高,胶带清理不彻底问题较为突出,会影响设备的正常运行。总结现有波状挡边皮带机、斗式皮带机、夹带式皮带机3种提升皮带机的工作原理、适用范围以及土压平衡盾构施工渣土提升存在的问题,分析土压平衡盾构施工渣土特点及其对大倾角皮带机的要求,并结合工程实践,研发由牵引皮带机与支撑皮带机相配合的复合式大倾角皮带机。研究表明,采用可分离的复合式胶带、清扫器与清洗箱技术以及矩阵式高压喷水技术解决了胶带清理难题,可有效防止漏渣、掉渣,提升了施工效率和设备可靠性,推广应用市场广阔。