電動(dòng)葫蘆在盾構(gòu)機(jī)吊裝工藝中的研究與應(yīng)用

蔡小波

摘? 要：2019年2月18日，中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》，并發(fā)出通知，要求各地區(qū)各部門結(jié)合實(shí)際認(rèn)真貫徹落實(shí)。在國家出臺(tái)一系列的綱要和框架協(xié)議之后，大灣區(qū)成為了中國經(jīng)濟(jì)最活躍的地帶，同時(shí)也正因?yàn)閲业年P(guān)注與支持，這一帶的發(fā)展正如火如荼的進(jìn)行著，各城市的路橋建設(shè)、城市軌道建設(shè)及城際軌道建設(shè)大力發(fā)展，其中以城市軌道表現(xiàn)最為突出，一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的體現(xiàn)就是城市交通。而盾構(gòu)機(jī)作為城市軌道建設(shè)的重要設(shè)備，其制造、掘進(jìn)及拆組裝工藝也日益成熟。在城市軌道交通建設(shè)中，地下隧道是最節(jié)省空間和節(jié)約資源的，而在隧道掘進(jìn)中使用率最高的盾構(gòu)機(jī)機(jī)型為直徑6.28m的盾構(gòu)機(jī)，為了提高盾構(gòu)機(jī)的使用效率，提高其拆組裝效率和簡化吊裝工藝成為一個(gè)關(guān)鍵的課題。

關(guān)鍵詞：城市軌道;發(fā)展;盾構(gòu)機(jī)

中圖分類號(hào)：U455.39? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）30-0175-02

Abstract： On February 18， 2019， the CPC Central Committee and the State Council issued the outline of the Guangdong-Hong Kong-Macau Greater Bay Area Development Plan and issued a circular requiring all localities and departments to conscientiously implement it in the light of reality. After the introduction of a series of outlines and framework agreements， the Greater Bay Area has become the most active zone in China's economy. At the same time， because of the concern and support of the state， the development of this area is in full swing. The road and bridge construction， urban track construction and inter-city track construction of various cities have made great efforts to develop， among which the urban track is the most prominent， and the most important embodiment of the economic development of a region is urban transportation. As an important equipment of urban rail construction， the manufacturing， tunneling， disassembly and assembly technology of shield machine is becoming more and more mature. In the construction of urban rail transit， the underground tunnel is the most space-saving and resource-saving， while the shield machine with the highest utilization rate in tunnel excavation is a shield machine with a diameter of 6.28m. In order to improve the efficiency of the shield machine， improving the efficiency of disassembly and assembly and simplifying the hoisting process has become a key issue.

Keywords： urban track; development; shield machine

1 概況

直徑6.28m盾構(gòu)機(jī)及部分附屬設(shè)備主要包括：前盾、中盾、刀盤、盾尾、管片安裝機(jī)、螺旋輸送機(jī)、后配套臺(tái)車等設(shè)備。盾構(gòu)機(jī)吊裝工藝趨于成熟，通常盾構(gòu)機(jī)吊裝主力機(jī)械主要分為履帶式起重機(jī)和汽車式起重機(jī)，履帶式起重機(jī)又分為帶固定副臂和不帶固定副臂的兩種。不管使用怎樣的機(jī)械，其盾構(gòu)機(jī)主體吊裝工藝基本一致，而后配套臺(tái)車數(shù)目多，吊裝周期相對主體來說較長，其吊裝工藝簡化和改進(jìn)對整個(gè)盾構(gòu)機(jī)拆組裝都有極其重要的意義，對于沒有固定副臂的履帶吊和汽車吊或站位不在端頭的吊裝井口，都需要一種新的吊裝工藝去解決吊裝工藝問題，此時(shí)，電動(dòng)葫蘆在盾構(gòu)機(jī)吊裝工藝中的運(yùn)用就因應(yīng)而生。

2 電動(dòng)葫蘆參數(shù)選型和試驗(yàn)

根據(jù)直徑6.28m盾構(gòu)機(jī)后配套設(shè)備常規(guī)重量（最重通常為帶電機(jī)的1#或2#拖車35t左右），確定電動(dòng)葫蘆噸位為30t（滿足最大設(shè)備重量吊裝即可）;市場上電動(dòng)葫蘆主要分為常規(guī)環(huán)鏈帶鉤頭式和鋼絲繩式，結(jié)合電動(dòng)葫蘆使用實(shí)用性及施工人員意見最終確定了采用環(huán)鏈鉤頭式的;電動(dòng)葫蘆鏈條長度有6m和8m兩種規(guī)格，從經(jīng)濟(jì)性和使用效率上分析，根據(jù)常規(guī)后配套臺(tái)車長度和常規(guī)吊裝井口深度確定后配套臺(tái)車下井或出井時(shí)所需打斜的角度，來確定鏈條長度6m即可滿足施工要求;最后對電動(dòng)葫蘆電線進(jìn)行加長，電線場地大于井口深度和常規(guī)電箱到井邊距離之和且有足夠余量，并有專用線盒保護(hù)，這樣電動(dòng)葫蘆參數(shù)選型就可以確定下來了。如圖1所示：

從廠家拿到電動(dòng)葫蘆現(xiàn)貨之后，依據(jù)電動(dòng)葫蘆自檢報(bào)告來逐項(xiàng)對電動(dòng)葫蘆進(jìn)行驗(yàn)收檢驗(yàn)，依據(jù)電動(dòng)葫蘆使用和保養(yǎng)說明書對施工人員進(jìn)行電動(dòng)葫蘆培訓(xùn)，使施工人員了解電動(dòng)葫蘆使用規(guī)范和方法，明確電動(dòng)葫蘆使用過程中嚴(yán)禁事項(xiàng)。

3 技術(shù)工藝論證與實(shí)施

3.1 施工前期準(zhǔn)備工作

電動(dòng)葫蘆證件齊全在使用前必須進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后方可拿到現(xiàn)場使用，并做好相關(guān)記錄;使用電源必須為380V，且有專門的電工接線。

3.2 工藝內(nèi)容

常規(guī)盾構(gòu)井長度為11500mm，其中連接橋長度和2#拖車長度均大于這個(gè)尺寸，因此是需要將其打斜，縮短其水平長度，使其達(dá)到下井組裝或出井的目的。采用2條6×37+1-φ43×10m鋼絲繩掛腰到主力吊機(jī)的大鉤上，通過兩個(gè)17t連接臺(tái)車一側(cè)吊耳，同樣，將另外2條6×37+1-φ32×3m短頭掛在吊機(jī)的大鉤上，連接電動(dòng)葫蘆上鉤，將2條6×37+1-φ28×10m鋼絲繩掛腰到電動(dòng)葫蘆下鉤，接著將鋼絲繩通過17t卡環(huán)與臺(tái)車另一側(cè)吊耳連接，吊機(jī)和30t電動(dòng)鏈條葫蘆配合，將后配套臺(tái)車吊起離空，用電動(dòng)葫蘆調(diào)整設(shè)備約30°，收好電線及控制器，然后再通過主力吊機(jī)回轉(zhuǎn)將其吊裝下井。依照這樣的工藝方法分別將連接橋、2#拖車傾斜合適角度后入井;吊裝時(shí)確認(rèn)各部件連接牢靠，無活動(dòng)件，以防滑落。如圖4所示。

3.3 相關(guān)計(jì)算

電動(dòng)葫蘆受力驗(yàn)算（30t電動(dòng)葫蘆輔助輔助2#臺(tái)車下井，30T電動(dòng)葫蘆額定載重量為30t）

以常規(guī)2#臺(tái)車最重35t為例，下井時(shí)30t電動(dòng)葫蘆在垂直方向的分力為F1，另一側(cè)鋼絲繩垂直方向的分力為F2，根據(jù)力矩平衡得出F1+F2=35t，F(xiàn)1*4=F2*5，解得F1=19.4t，30t電動(dòng)葫蘆受力：19.4t/cos16°=20.2t，負(fù)荷率H1=20.2t/30t=67.3%。滿足施工需求。

4 施工難點(diǎn)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義

（1）30t電動(dòng)葫蘆在雨天等潮濕天氣中使用時(shí)，需特別注意防水問題，里面的電器元件要做好防水保護(hù)，原則上不在雨天使用。

（2）從公司的經(jīng)濟(jì)角度而言，在帶有盾構(gòu)工況（固定副臂）的吊機(jī)數(shù)量有限的情況下，30t電動(dòng)葫蘆在盾構(gòu)機(jī)后配套臺(tái)車吊裝中使用，增大的盾構(gòu)機(jī)吊裝項(xiàng)目主力吊機(jī)選擇的多樣性，而且節(jié)省了輔助吊機(jī)臺(tái)班，直徑6.28m單臺(tái)次盾構(gòu)機(jī)至少節(jié)省QY100t汽車吊輔助臺(tái)班3個(gè)，對簡化工藝和提高經(jīng)濟(jì)收益都有重大益處。

30t電動(dòng)葫蘆在直徑6.28m盾構(gòu)機(jī)后配套吊裝工藝?yán)锩娴倪\(yùn)用簡單實(shí)用且安全高效，打破了非盾構(gòu)工況吊機(jī)必須用輔助吊車輔助吊裝的現(xiàn)實(shí)，增大了主力吊機(jī)選擇的多樣性，對工藝簡化和成本控制有重大意義，同時(shí)也開創(chuàng)了盾構(gòu)機(jī)后配套設(shè)備吊裝新工藝，對盾構(gòu)吊裝的發(fā)展具有指導(dǎo)性的意義。

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