超大直径土压平衡盾构施工中的立体出土系统.pdf

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1、增刊(总第149期)2010年11月中圄千后支2农CHlNAMUNIClPALENGINEERING51(SerialNo。149)Nov．2010超大直径土压平衡盾构施工中的立体出土系统马元。黄德中，周永习(上海隧道工程股份有限公司，上海200090)摘要：通过外滩通道T程614．27m超大直径土压平衡盾构渣土运输特点和难点的分析．介绍了由水平运输和垂直运输两大部分组成的立体出土运输系统。水平运输为同步延伸带式运输机(皮带机)，当盾构推进时，机座同步延伸，每延伸2m胶带悬空段加装快速装拆支架和托辊。该结构满足了皮带机对隧道走向竖曲线与平曲线的适应性。垂

2、直运输采用行车抓斗，通过开孔抓取集土坑处泥土。整个系统平均月推进超过240m，两且安全、可靠性好。关键词：土压平衡盾构；立体运输；同步延伸皮带机：水平运输；垂直运输中图分类号：U455．柏文献标识码：B文章编号：1004-4655(2010)S1—0074-02上海外滩通道工程自北向南穿越整个上海外滩地区．采用国内直径最大的西14．27m土压平衡盾构施工。盾构沿途近距离穿越浦江饭店、外白渡桥、外滩万国建筑博览群、地铁2号线、地下通道等设施。盾构施工引起的沉降对这些设施影响无疑是巨大的．传统的土压平衡盾构出土系统已不能满足环境如此敏感、日出土量超大、施工场

3、地狭小的上海外滩通道工程。需要研究具有可靠性、连续性、’低故障率、稳定流畅的新型出土系统。以有效控制盾构施工沉降⋯引。盾构的运输系统由水平运输与垂直运输两大部分构成立体出土运输系统。1水平运输系统在外滩通道工程中．盾构推进速度按最大设计值5cm／min计算．渣土输送量约为500m‰。依靠传统的电机车运输根本无法满足施工要求。基于已成熟应用于煤炭运输的自动延伸水平皮带机系统．结合超大直径土压平衡盾构推进施工和隧道内部结构同步施工的具体情况．提出了适用于盾构推进施工出土的同步延伸连续渣土运输系统(以下简称“皮带机”)。泥土从盾构车架上原有输送机卸到皮带机机尾

4、上．再经皮带机沿着隧道输送到工作井后方的井下集土坑内f3-41。依照上述推进速度计算．皮带机的连续运输能力应达到800m弧(1280t／}1)，即可满足要求。皮带机的各项主要技术参数见表1。表1皮带机主要参数序号项目数值l输送量／m3·h一112802输送长度，m20003带速／m·B。12．54带宽／m1．O5储带长度／m1506装机功率，kw2x1607供电电压厂v3808适应水平弯曲半径R，m≥220当盾构推进时．皮带机机尾随着皮带张紧装置同步延伸，每延伸2In，皮带机机尾前胶带悬空段需加装1组快速装拆支架及托辊。皮带机支架的搭设利用圆隧道的管片连

5、接螺栓(见图1)。图1皮带机在圆隧道内部布置图竺萎昙詈：翟冀嚣持求蠡跻各该结构形式既保证了皮带机的连接刚度，又有效(09基金项目：上海市科学技术委员会xd]422700)””。”∥““仆“。Ⅸ田。眦口¨炷瑗门l羼，“，只矾第一作者简介：马元(198卜)，男，毕业于中国矿业大学桥梁利用了隧道上部空间，避免了与下部水平运输系统的与隧道工程专业．主要从事大型盾构隧道工程技术研究。干扰，合理有效地利用了圆隧道断面空间。同时，与·74·专圄亏丛暑农马元，黄德中，周永习：超大直径土压平衡盾构施工中的立体出土系统2010年增刊隧道轴线设计相适应．在皮带机支架横向设置可

6、滑动托辊．满足了皮带机对隧道走向竖曲线与平曲线的适应性。长距离负重运载导致皮带的自然松弛会严重影响正常施工．因此。对输送皮带的张紧控制是整个皮带运输机系统正常工作的关键。皮带机的张紧装置由自控液压拉紧站与张紧绞车组成．能保证皮带机机尾延伸过程中输送带保持恒定的张力。同步延伸带式输送机系统沿线安装有拉线开关、防跑偏开关、测速装置等安全保护装置，又有一套可与盾构推进相互交流信息的综合电控装置。实现了系统的可编程集中控制、顺序起动或停止各设备的运行．也可以控制系统各设备的单独运行。2垂直运输系统由于外滩工程地处市中心繁华区域。施工区域场地狭小．受工程结构限制．

7、皮带机无法直接将渣土运输至地面：另外。由于市区交通流量大。高峰期无法保证土方运输车辆的及时到位。而盾构掘进为24h不间断施工．为保证施工的连续性，需在场地内设置临时储土设施．以解决土方不能及时外运造成的渣土储存。因此设置了盾构垂直出土运输系统。2．1垂直运输系统构成垂直出土系统的运输方式有多种形式．如管状带式输送机、刮板链式输送机、波纹挡边带式输送机、折返式螺旋输送机以及抓斗等。由于外滩丁程施T场地狭小。周围环境敏感．垂直出土系统所占空间有限．且设备选用需与工程所处地层相适应。因此开发运用了适应于外滩通道工程的垂直运输系统[5．酬。该垂直出土系统主要由集

8、土坑、出土系统框架、行车抓斗设备、空中集料斗、外水平螺旋输送机和液压出土闸门等构