下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
本章主要介绍了依托工程的第一个输水工程第四部分引水隧洞所使用的两台TBM的设备组成、主要技术参数、设备制造周期、设备使用情况、设备驻场监造情况、对设备的使用效果评价和对设备的优化改造情况。
本工程的TBM开挖由两台TBM施工，两台TBM设备施工编号分别为TBM1 和TBM2，出厂编号分别为MB382和MB380，均为美国罗宾斯和罗宾斯（上海）地下工程设备有限公司联合生产的敞开式全断面硬岩掘进机，型号为MB283，开挖直径为8.53m。
2012年8月1日签订了《工程设备采购合同》，TBM2于2013年7月13日开始组装，TBM1于2013年10月6日开始组装。从合同签订到运至工地开始组装，两台TBM实际供货周期分别为346天和431天。
在依托工程的第一个输水工程第四部分引水隧洞的TBM开挖过程中，TBM1 和TBM2的主轴承寿命分别达到了设计寿命的42.20%和51.85%，刀盘寿命分别达到了设计寿命的63.31%和77.78%，掘进里程分别达到了设计里程的51.13%和51.60%。两台TBM完成掘进任务后，经可利用性评估，整机性能保持良好，刀盘强度充裕且未发生变形，各部分的连接面完整性较好。实践证明，TBM为项目的安全高效施工提供了良好的设备保障。
在依托工程的第一个输水工程第四部分引水隧洞的TBM开挖过程中，施工单位利用自有的专家资源，对TBM设备存在的设计及安装问题提出了修改和优化方案。针对喷射混凝土系统伸缩臂设计强度及大车旋转马达驱动能力不足问题，提出了修改方案，改进方案实施后作业效率明显提高；针对TBM在厂内组装时推进系统液压逻辑阀内的阻尼阀芯型号选择错误，导致掘进过程中推进系统不正常泄压，以及在厂内组装时，主推油缸的泄压压力设置不当，在掘进过程中主推油缸回油流量过小，导致换步时间过长，严重影响TBM掘进效率的问题，进行了优化改进，使TBM掘进速度得到了明显的提高；针对锚杆钻机控制系统有线控制装置距钻机作业区域较近、安全隐患大的问题，改造为无线控制方式，有效地扩大了作业人员的安全操作范围，减少了钻孔作业给钻机操作人员带来的安全威胁，提高了锚杆钻机操作的安全性和效率；针对锚杆钻机系统液压管路频繁出现故障的问题，对管路进行了优化布置，降低了管路故障；针对TBM液压油箱的换热器散热能力不足的问题，更换了换热器。通过系列的优化与改造，从TBM设备方面保证了TBM掘进的安全施工，提高了掘进作业效率。在依托工程的TBM开挖过程中，创造了平均月进尺高达664m的好成绩，达到了国内领先水平。
TBM由主机系统、连接桥系统和后配套系统组成。主机系统主要由刀盘、主驱动系统（含主轴承）、护盾、主梁、推进系统、撑靴系统、后支腿、主机胶带机及支护系统等9部分组成，其功能为完成掘进作业和部分支护作业，是TBM系统的核心部分。连接桥系统主要由连接桥（1号桥及2号桥）、混凝土喷射系统及除尘系统等3部分组成，其功能为连接主机与后配套，喷射混凝土和除尘系统提供安装空间。后配套系统由8节钢结构台车组成，用于布置液压动力系统、供电和控制系统、给水排水系统、通风除尘系统、出渣系统及支护系统等，是TBM掘进作业的配套设施。
依托工程的第一个输水工程第四部分引水隧洞所使用的两台TBM作业辅助设施共10类，分别为带式输送机与分渣装渣设备、运输设备、起重设备、通风设备、供电设备、供排水设备、刀具维修设备、油脂检测仪器、混凝土拌和站及其他辅助设施等。
两台掘进机配套的主要辅助设备总计148台套，分别为连续带式输送机（2台套）、固定带式输送机（2台套）、胶带收放设备（4台套）、出渣楼（2台套）、分渣楼（1台套）、轨行运输车辆（28台套）、轮式运输车（32台套）、起重设备（6台套）、次通风设备（2台套）、供电设备（20台套）、供排水设备（40台套）、刀具维修设备（2台套）、油脂检测仪器（5台套）及混凝土拌和站（2台套）。
工程实践证明，依托工程配置的辅助设备数量和型号设计合理，满足了两台TBM安全高效施工需要。
针对依托工程低温季节长的特点，TBM施工时设置了洞内拌和站，在寒冷季节将混凝土骨料放在洞内进行自然升温，有效地解决了冬季混凝土施工问题，降低了工程施工成本，为TBM全年施工创造了必要条件。同时，洞内拌和站减少了混凝土倒运环节和运输距离，有利于提高混凝土运输质量，使用效果良好。
依托工程的TBM一次通风最大通风距离约为11.2km，通风功率为2×200kW，风带直径为2.2m，通风效果良好；TBM的供电最长距离约为11.3km，供电电压为20kV，电缆采用YJV23-3×120mm 2 ，供电效果良好。
施工现场设置的油脂检测室有效地缩短了TBM油脂检测周期，实现了对TBM掘进过程油脂质量的动态管理。
本章通过分析工程实例，给出了长距离胶带输送机功率、通风、供电以及洞内有轨运输机车设计选型等计算过程，并经过了应用验证，可供类似工程参考。