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石家庄地铁盾构机解密

时间:2014-03-28 07:38来源:未知 作者:admin 点击:
石家庄地铁1号线03标段项目盾构机下线,引起市民关注。盾构机长啥样?盾构机咋开动?为啥选择盾构机施工?盾构机咋工作?须24小时不间断作业
近日,石家庄地铁1号线03标段项目盾构机下线,引起市民关注。

知识普及:什么是盾构机?

盾构机,全名叫盾构隧道掘进机,是一种隧道掘进的专用工程机械,现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体,具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能,涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术,而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造,可靠性要求极高。

盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。


盾构机长啥样?刀盘、盾体等组成“钻地龙”

昨日上午,在中山西路与泰华街交叉口的地铁1号线烈士陵园站,透过始发井口,记者看到17米深的地下,静卧着一个大家伙——盾构机。

顺着陡峭的简易楼梯来到地下17米处,盾构机的全貌出现在了记者眼前。

乍一看,这台盾构机就像一列小火车,一个一米多宽的蓝色刀盘加上紧跟其后的圆柱状白色盾体像火车头,而六辆台车就像是火车的六列车厢。“由于盾构机体积大、部件多,组件都是分批运到地下深井进行组装的。”该标段项目经理王军说,工人们用200多吨的龙门吊车才将盾构机的刀盘、盾体和台车吊入地下深井。“目前这台盾构机已经组装完毕,正在对电气液压等进行调试。”王军说,这台盾构机是全新的,编号为中铁138号,盾构机由刀盘、盾体、螺旋输送机、管片拼装机、设备桥和台车组成。

“刀盘直径6.280米,盾体直径6.250米,盾构机、设备桥、台车共计长85米,总重量达500吨。”王军说,65吨重的刀盘位于整个机器的最前端,是整个机器的“开路先锋”。



盾构机咋开动?靠千斤顶油缸推进

这台盾构机总重量达到500吨,这么重的家伙靠什么推进?

王军告诉记者,盾构机主要靠千斤顶油缸推进。

盾构推进千斤顶固定在盾构机的后部,推进千斤顶的推力作用在盾构机的后部再通过铰接千斤顶传递到盾构机前部。

“这个直径6.28米的刀盘,后边连接着推进油缸,推进力达4500吨。”王军指着盾构机的刀盘说。



为啥选择盾构机施工?安全并对环境影响小

王军说,现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体,具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能,涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术,而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造,可靠性要求极高。

而且,盾构掘进隧道是暗挖隧道施工的一种先进方法,盾构法施工具有施工速度快、洞体质量比较稳定、对周围建筑物影响较小等特点。“此外,盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现自动化作业,施工劳动强度低,一般每班施工人员在20人左右。”王军告诉记者,盾构施工还不影响地面交通与设施,同时不影响地下管线等设施,因为其众多的优势,目前已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。



盾构机咋工作?须24小时不间断作业

记者看到,刀盘正前方对着的就是隧道口,而刀盘上的刀从中心到两边也各不相同。“这是辐条加面板式刀盘,是根据石家庄的地质条件量身定制的。”王军说,石家庄的底层水位深、砂土层厚,因此刀盘充分考虑了耐磨性。“中间漆成黄色的刀盘是中心鱼尾刀,在挖掘过程中最先接触土层,相当于一个钻头,红色的叫撕裂刀,靠它们把土捣松,白色的像牙齿一样的刀则是刮刀,用它们来把土刮下来。”王军介绍说,盾构机掘进时是一环一环地进行,每一环是1.2米,推进一环后工人需要再拼装一次管片,以完成盾构机连续作业。“盾构机这么重,不会陷下去吧?”记者问。“的确,盾构机由于自重大,一旦开始施工就不能停工。因为省会地铁区间所用的盾构机一般都为土压平衡盾构机,在持续施工中可以保证土压的平衡,一旦停工就会造成土压平衡失衡,会造成地面下陷,最严重的后果就是地铁需要改线。因此在施工中,必须保证不能停工。”王军告诉记者,而且不同于汽车有倒档,盾构机只能往前走,不能往后倒,中间也不能换刀盘。

王军说,预计盾构机每天能掘进8到10米左右。



盾构机挖出的土咋运?每天挖出的土用龙门吊吊出来

盾构施工后,“开路先锋”在前边挖掘,肯定会产生大量的渣土,这些渣土怎么运出来呢?

“你看这里。”透过刀盘,王军指着盾体前方一个螺旋桨一样的机器说:“这是螺旋输送机,刮下来的土方通过螺旋输送机送至皮带上,通过轨道移送到台车后侧的出土口,然后运到渣土车上。”

记者注意到,出土口上方的地面上已经架起了一个大大的龙门吊,“今后,挖出的土方就是靠这个45吨的龙门吊吊出来。”王军说,盾构机每天挖出的土方大概是500方左右,这就需要保证渣土运输的连续性。



施工过程如何防塌陷?盾构机本身就是“护盾”

地铁隧道盾构过程中如何防塌陷呢?“这就有必要了解盾构施工的基本工作原理了。”王军说,盾构是一种带有护罩的专用设备,利用尾部已装好的衬砌块作为支点向前推进,用刀盘切割土体,同时排土和拼装后面的预制混凝土衬砌块。“盾壳就是护盾,它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑作用。整个隧道掘进过程就是在护盾保护之下,自动化程度高,施工速度快,可以最大限度地避免坍塌和地面塌陷,减少对地面建筑物的影响。”王军说,随后拼装的混凝土管片也会对挖出的隧道起到支撑作用。


(责任编辑:石家庄地铁)
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