大刀盤電機(jī)驅(qū)動(dòng)土壓平衡頂管機(jī)

1、大刀盤電機(jī)驅(qū)動(dòng)土壓平衡頂管機(jī)【提要】：文章介紹了土壓平衡式頂管機(jī)的研制開展概況及大刀盤電機(jī)驅(qū)動(dòng)土壓平衡頂管機(jī)的構(gòu)造特點(diǎn)、工作原理與應(yīng)用情況?！娟P(guān)鍵詞】：頂管機(jī)土壓平衡大刀盤電機(jī)驅(qū)動(dòng)Abstrat:TheartilepresentsgeneralRdevelpentpreduresfrEPBpipejakingahine,nstrutinfeatures,rkingpriniplesandappliatinirustanesfutterdiskdrivenbyeletritrinEPBpipejakingahine.2大刀盤電機(jī)驅(qū)動(dòng)土壓平衡頂管機(jī)2.1頂管機(jī)的構(gòu)造大刀盤電機(jī)驅(qū)動(dòng)土壓平衡頂管機(jī)主要

2、由大刀盤、大刀盤驅(qū)動(dòng)裝置、前后殼體、止轉(zhuǎn)裝置、聯(lián)接兩殼體的糾偏油缸組和鉸接密封裝置、出土螺旋輸送機(jī)、糾偏油缸液壓動(dòng)力站和液壓管路、光滑油脂泵和油脂輸送管路、加泥(水)裝置、驅(qū)動(dòng)電機(jī)電器柜及頂管操縱臺(tái)等組成。2.2構(gòu)造特點(diǎn)2.2.1大刀盤無(wú)面板，由34根輻條或加強(qiáng)桿(圈板)與軸套構(gòu)成，幅條前面根據(jù)不同土質(zhì)設(shè)置不同切削刀頭，輻條后面設(shè)置數(shù)根攪拌棒，能對(duì)密封土倉(cāng)中的切削土進(jìn)展不斷的攪拌，使倉(cāng)內(nèi)土體具有很好的塑性、流動(dòng)性和止水性，使土順利地排出；刀盤中心有三角魚尾形切削刀，在輻條上和刀盤中心處設(shè)有注漿孔；2.2.2大刀盤采用中心支承，無(wú)大軸承；2.2.3應(yīng)用國(guó)產(chǎn)行星齒輪減速器和離合器的動(dòng)力傳遞構(gòu)造，整

3、個(gè)刀盤驅(qū)動(dòng)裝置傳動(dòng)效率高、噪聲孝發(fā)熱低、安裝和維護(hù)簡(jiǎn)單，工作可靠；2.2.4采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、無(wú)中心軸的帶式螺旋輸送機(jī)，其出土口設(shè)在端面，能形成較長(zhǎng)的土塞，還可以輸送一定尺寸的石塊和礫石；2.2.5頂管機(jī)前殼體中裝有隔倉(cāng)板(其上設(shè)置注漿管和土壓計(jì))，把前殼體分成密封土倉(cāng)和動(dòng)力倉(cāng)，大刀盤驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在隔倉(cāng)板中間，隔倉(cāng)板下部安裝螺旋輸送機(jī)；2.2.6頂管機(jī)后殼體的左側(cè)安放糾偏油缸液壓動(dòng)力站、電器柜與光滑油脂泵，右側(cè)安裝操縱臺(tái)；2.2.7該類頂管機(jī)在出洞施工時(shí)不需液壓動(dòng)力設(shè)備的二次轉(zhuǎn)換工藝，整套設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便、可靠性好。圖1為大刀盤電機(jī)驅(qū)動(dòng)的土壓平衡頂管機(jī)構(gòu)造示意圖。2.3頂管機(jī)的工作原理先由工

4、作井中的主頂進(jìn)油缸推動(dòng)頂管機(jī)前進(jìn)，同時(shí)大刀盤旋轉(zhuǎn)切削土體，切削下的土體進(jìn)入密封土倉(cāng)與螺旋輸送機(jī)中，并被擠壓形成具有一定土壓的壓縮土體；經(jīng)過(guò)螺旋輸送機(jī)的旋轉(zhuǎn)，輸送出切削的土體。密封土倉(cāng)內(nèi)的土壓力值可通過(guò)螺旋輸送機(jī)的出土量或頂管機(jī)的前進(jìn)速度來(lái)控制，使此土壓力與切削面前方的靜止土壓力和地下水壓力保持平衡，從而保證開挖面的穩(wěn)定，防止地面的沉降或隆起。由于大刀盤無(wú)面板，其開口率接近100%，所以設(shè)在隔倉(cāng)板上的土壓計(jì)所測(cè)得的土壓力值就近似于掘削面的土壓力。根據(jù)頂管機(jī)開挖面不同地層的特性，通過(guò)向刀盤正面和土倉(cāng)內(nèi)參加清水、粘土漿(或膨潤(rùn)土漿)、各種配比與濃度的泥漿或發(fā)泡劑等添加材料，使一般難以施工的硬粘土、砂

5、土、含水砂土和砂礫土改變成具有塑性、流動(dòng)性和止水性的泥狀土，不僅能被螺旋輸送機(jī)順利排出，還能頂住開挖面前的土壓力和地下水壓力，保持刀盤前面的土體穩(wěn)定。假設(shè)增加刀盤的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力和變換刀盤體，還能在泥巖、強(qiáng)風(fēng)化與中風(fēng)化砂巖中掘進(jìn)施工，也能用于易坍塌的含水砂層以及混有卵石的砂礫層等各種地層，這種頂管機(jī)對(duì)土層的適應(yīng)性較強(qiáng)。2.4頂管機(jī)的技術(shù)參數(shù)表1列出了日本大刀盤電機(jī)驅(qū)動(dòng)土壓平衡頂管機(jī)的技術(shù)參數(shù)，表2為國(guó)內(nèi)幾種典型大刀盤電機(jī)驅(qū)動(dòng)土壓平衡頂管機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)表。表1日本大刀盤電機(jī)驅(qū)動(dòng)土壓平衡頂管機(jī)的技術(shù)參數(shù)轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.3頂管機(jī)的應(yīng)用3.1廣東汕頭市輸水工程廣東汕頭市輸水工程中有一條穿越汕頭市主干

6、道(金沙東路)的長(zhǎng)為58、外徑為1400的輸水鋼管。施工采用了半遙控式1400大刀盤電機(jī)驅(qū)動(dòng)土壓平衡頂管機(jī)(照片1)。管道頂進(jìn)地層為砂土(以中砂為主，還含有一些直徑為1014的貝殼)，地下水位在地表0.5以下，管頂覆土厚3.3，且有較復(fù)雜的地下管線要保護(hù)。在13天內(nèi)完成了58的頂程，地面沉降量在010。3.2西安排水頂管工程西安市有一條雨水截流總管，其中的B標(biāo)段管道長(zhǎng)512，沿途穿越民房群與城市交通干道，設(shè)計(jì)縱向坡度7/10000，平均埋深9，雨水管道采用規(guī)格為3000的鋼筋混凝土管，管節(jié)長(zhǎng)2.5，施工采用了3000大刀盤電機(jī)驅(qū)動(dòng)土壓平衡頂管機(jī)，設(shè)置兩個(gè)中繼間。由于頂進(jìn)土層為濕陷性粘土，土中有

7、氧化斑點(diǎn)及貝殼碎片，層間夾砂，具濕陷性，呈硬塑可塑狀，土的粘聚力值高達(dá)4555kPa，為此，除了在刀盤正面與螺旋機(jī)上有注水口，還在頂管機(jī)土倉(cāng)的隔板上布置了8個(gè)注水孔，并在施工時(shí)，根據(jù)刀盤驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流值，嚴(yán)格控制注水量，以保證濕陷性黃土的承載力。施工中房屋無(wú)裂縫，地面交通正常，施工后經(jīng)測(cè)量，整個(gè)施工段管位高程、左右偏向均滿足設(shè)計(jì)要求，沿線的地面沉降量小于5。3.3上海污水治理工程1650(照片2)、1800、3000(照片3)與2000幾種規(guī)格的大刀盤電機(jī)驅(qū)動(dòng)土壓平衡頂管機(jī)，先后應(yīng)用于上海污水治理工程的頂管施工中，采用定速出土、變速頂進(jìn)的土壓平衡施工技術(shù)，平安地穿越了簡(jiǎn)陋房屋、鐵路、交通繁忙的

8、馬路、地下管線、河川與堤岸防汛墻等建筑物，到達(dá)了地面沉降孝方向控制好的效果。3.4廣州荔灣湖電力隧道工程廣州荔灣湖3000電力隧道工程全長(zhǎng)400余米，采用外徑為3600的大刀盤電機(jī)驅(qū)動(dòng)土壓平衡頂管機(jī)(照片4)進(jìn)展頂進(jìn)施工，管道覆土46，處于粉細(xì)砂土層，地下水位較高。頂管施工從2002年12月初到2022年1月底完畢，歷時(shí)約兩個(gè)月，平安穿越了黃沙大道、地下管線、荔灣湖與1幢樓房的根底(混凝土灌注樁)。3.5在其他工程中的應(yīng)用大刀盤電機(jī)驅(qū)動(dòng)的土壓平衡頂管機(jī)還應(yīng)用于北京、天津、浙江、江蘇、安徽、湖北、河南、廣東、甘肅等地區(qū)的市政工程地下管道的施工。如廣東東莞市截污主干管工程中，應(yīng)用2000大刀盤電機(jī)

9、驅(qū)動(dòng)土壓平衡頂管機(jī)頂進(jìn)871，2400大刀盤電機(jī)驅(qū)動(dòng)土壓平衡頂管機(jī)頂進(jìn)400；在天津市，西橫堤頂管工程應(yīng)用1800大刀盤電機(jī)驅(qū)動(dòng)土壓平衡頂管機(jī)頂進(jìn)150，躍進(jìn)路頂管工程應(yīng)用2000大刀盤電機(jī)驅(qū)動(dòng)土壓平衡頂管機(jī)頂進(jìn)350；1600大刀盤土壓平衡頂管機(jī)應(yīng)用于安徽蚌埠治準(zhǔn)路污水管網(wǎng)工程，頂進(jìn)長(zhǎng)度740；1650大刀盤電機(jī)驅(qū)動(dòng)土壓平衡頂管機(jī)應(yīng)用于甘肅某市天然氣管道過(guò)黃河工程中，頂進(jìn)長(zhǎng)度約150，管底埋深約20，穿越地層為泥質(zhì)砂巖、泥巖；鄭州市政總公司應(yīng)用2臺(tái)2600大刀盤電機(jī)驅(qū)動(dòng)土壓平衡頂管機(jī)進(jìn)展頂進(jìn)施工，累計(jì)每臺(tái)頂管機(jī)頂進(jìn)長(zhǎng)度約3k。4結(jié)語(yǔ)大刀盤電機(jī)驅(qū)動(dòng)的土壓平衡頂管機(jī)在我國(guó)得到了較廣泛的應(yīng)用，為充分發(fā)揮土壓平衡頂管機(jī)操作簡(jiǎn)單、施工方便、土層適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，在砂土、砂礫土或強(qiáng)風(fēng)化砂巖地層中使用時(shí)，應(yīng)進(jìn)步頂管機(jī)的動(dòng)力參數(shù)、主軸密封的壽命和與砂土接觸的構(gòu)造件(包括刀具)的耐磨性，并保證光滑系統(tǒng)的正常工作；同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)施工管理，重視與完善施工工藝，根據(jù)不同土質(zhì)向刀盤正面和土倉(cāng)內(nèi)參加不同配比與濃度的添加材料；應(yīng)用管道泵送設(shè)備與技術(shù)進(jìn)展輸土，可進(jìn)一步進(jìn)步頂管施工效率。參考文獻(xiàn)1程驍，潘國(guó)慶.盾構(gòu)施工技術(shù).上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，19902上海市政工程志.上海：上海社會(huì)科學(xué)出版社，19983余彬泉.1400DK式掘進(jìn)機(jī)