盾構掘進中同步延伸皮帶機的應用

楊 軍 柳領領

（中鐵二局工程有限公司城通公司，成都 610000）

長距離皮帶輸送機主要功能是用來完成后構掘進中泥土的運輸工作，傳統的盾構掘進是用電機車，但效率較低，且電機車運行也是盾構施工中的一大風險。隧道運用皮帶輸送機運土后，其工作效率較用電機車運土有明顯提高，列此新設備和新工藝在盾構掘進中的應用，可能是今后隧道施工中的一個新方向。對工程施工中應用的新設備、新工藝應如何做好監理工作就顯得十分重要。

1 皮帶機安裝及施工工藝[1]

1.1 同步延伸皮帶輸送機安裝

根據場地設置，始發同步延伸皮帶輸送機在車站主體的布置如圖1-圖4所示。

圖1 始發階段同步延伸皮帶輸送機平面布置圖

圖2 始發階段同步延伸皮帶輸送機剖面布置圖

1.2 同步延伸皮帶輸送機施工流程

同步延伸皮帶輸送機工藝流程如圖5所示。

為保證區間左右線隧道正常掘進出圖需求，皮帶輸送機的配置詳見表1。其中，左線路和右線路隧道共用一臺夾帶機出土至地面臨時渣土池。

同步延伸皮帶輸送機具體工作流程為：左線路盾構機上渣土通過1#螺旋輸送機輸送至1#連續皮帶機上；右線路盾構機上渣土通過2#螺旋輸送機輸送至2#連續皮帶機上；1#連續皮帶機和2#連續皮帶機的渣土都輸送到3#橫向皮帶機，再輸送到壓帶機上，輸出至地面渣土池。

圖3 同步延伸皮帶輸送機剖面圖

表1 皮帶機配置表

2 同步延伸皮帶輸送機系統的優點[2]

2.1 使用的技術性分析

同步延伸皮帶輸送機與其他輸送機相比，具有下列優點。

（1）線路布置靈活，工作適應性強；可適應各種工況的輸送要求，特別是返料的情況。

（2）輸送帶容易清掃。由于C型夾帶皮帶機的膠帶為普通膠帶，它的清掃與普通帶式輸送機是通用的，容易清掃，也可以采用聚氨酯清掃器+水清掃器組合的清掃方式，如圖6、圖7所示。

圖4 同步延伸皮帶輸送機內剖面圖

圖5 皮帶機施工工藝流程圖

圖6 水清掃器圖

圖7 實際清掃效果圖

（3）工作時不會出現漏料現象。物料被封閉在兩層膠帶之間，在運輸過程中不存在漏料現象，這是其他任何皮帶機都無法比擬的。

（4）輸送能力大。在90°傾角的情況下，其提升高度和輸送量要遠遠高于普通垂直皮帶機，且其占用的空間也遠遠小于普通垂直皮帶機，如圖8所示。

（5）使用簡便。膠帶為普通膠帶，操作維護起來與普通皮帶機無異，不需要特殊設備，如圖9所示。

圖8 垂直運輸示意圖

圖9 洞內水平運輸圖

2.2 使用的經濟性分析

（1）由于使用皮帶輸送機，這臺設備可能要投資，也可能是租賃，但不管是投資還是租賃，其運行成本要比使用電機車運行成本高。

（2）由于使用皮帶輸送機后，其工作效率可提高20%～30%，對于推進長度較長的隧道中使用該工藝、設備效果十分明顯，這樣可以縮短整個施工工期，如果能使工期提前10%～15%的話，相對來講其間接費可以降低。這就要根據工程工期的安排情況而定了。

（3）由于工期提前，人員和設備可以提前進入下一個施工場地，形成良性運行環節，提高了人員和設備的利用率。

從上面的分析可以得出結論，在盾構法隧道施工中應用皮帶輸送機運土，能夠產生比較明顯的經濟效益。

3 同步延伸皮帶輸送機系統應用關鍵點的控制[3]

3.1 黏性物料卸料及清掃技術

由于隧道施工過程中運輸的物料有時具有較大黏性，另外，連續輸送系統的膠帶纏繞結構較復雜，使輸送系統的卸料及清掃成為技術難點。現有解決方案為輸送系統配備高效清掃裝置，并結合高壓水洗技術實現黏性物料的卸料與清掃。

3.2 跟隨盾構推進的同步延伸技術

隧道施工過程中，隨著盾構機的不斷推進，渣土快速連續輸送系統的機尾需隨盾構的推移而同步延伸。因此，帶式輸送機不但具有一定儲帶量，而且張緊系統必須保證輸送帶在機尾延伸過程中的恒定張力。同步延伸即在協調儲帶倉放出膠帶的同時膠帶保持恒定張力，確保傳動系統不因張力不足而打滑，進而導致輸送系統故障。

3.3 高效儲帶技術

儲帶裝置用來儲存和放出膠帶，由儲帶轉向架、儲帶倉架、托輥小車、張緊小車等組成。隧道施工場地受環境因素制約，輸送系統布置應盡量節約空間。高效儲帶系統運用膠帶糾偏機理和自動定位方法實現高效儲帶，儲存部分膠帶可以往返折疊為6層，長度達150m，利用液壓自動張緊裝置上的鋼絲繩，可以使游動小車移動、張緊、改變折疊帶的長度，實現膠帶的儲存或放出，使儲帶空間較傳統方式節省50%。

3.4 多次垂直方向、水平方向彎曲技術

受地面建筑和地質條件的影響，隧道走向會有反復的水平方向或垂直方向的彎曲要求。采用品字型布置槽型托輥組和自動轉向托輥架，解決了帶式輸送機在水平、垂直彎曲中膠帶的跑偏問題。

3.5 硫化平臺設計

儲帶倉內的膠帶全部放出后，需要重新往儲帶倉內加入膠帶，故設計了硫化平臺，使膠帶硫化更加迅速、方便，硫化平臺設計在皮帶機的頭部。

3.6 嚴把設備的制造、安裝、調試關

對新設備的加工制作過程也提出了一定要求，對制作過程的嚴格把關，特別是對其關鍵工序、關鍵部件的質量把關，將直接影響設備的質量和今后的設備使用。避免在同步延伸皮帶輸送機系統使用過程中發生因設備制作質量問題而產生的停產事故，避免使用中由于皮帶接長時，沒有按規定的要求連接而產生皮帶跑偏現象。在同步延伸皮帶輸送機系統的制作、安裝調試過程中，應緊緊抓住幾個關鍵部位不能放松，有必要時還應對此提出合理建議，目的是對新設備運用于工程中提供多方面的支持，以減少同步延伸皮帶輸送機系統在使用中的故障，提高工作效率。

3.7 做好工程施工中日常維護工作

在使用過程中，為使新設備能更好地發揮其功能，一定要有一套比較周密和可行的維護保養工作程序，比如，對皮帶輸送機的定期維護，可利用在管片拼裝的時間間隙，對停機的皮帶輸送機進行巡回檢查，利用在皮帶接長時間段維護保養，對有些平時不能停機檢修的零部件進行檢修，對高速運轉部位的部件進行必要的加油潤滑，使機械設備在完好的狀態下運轉。有條件的話，最好是派專人進行此項工作，這一點對使用新設備來講顯得更為重要。

4 結語

皮帶輸送機是一種應用非常廣泛的設備，其工作效率高，在工程施工中發揮著重要作用。同步延伸皮帶機不受運輸距離影響，不僅合理應用隧道空間，也為盾構法隧道施工提供了快速、連續、安全出土的新概念。