摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和城市發(fā)展的需要，地鐵必將成為未來人們的主要交通方式之一。隨著越來越多的地鐵線路開始建設(shè)，盾構(gòu)法施工這一新型的施工方法在我國(guó)地鐵建設(shè)中得到了全面的應(yīng)用。然而，后配套設(shè)備的方案制定及設(shè)備的選型和組合制約了盾構(gòu)主機(jī)施工能力的發(fā)揮。本文簡(jiǎn)單地對(duì)地鐵施工中的盾構(gòu)法施工的后配套運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備的選型做簡(jiǎn)單的探討研究。

　　關(guān)鍵詞：地鐵施工,盾構(gòu)法施工,后配套運(yùn)輸機(jī)械

　　前言

　　在地鐵隧道工程中越來越多的建設(shè)單位采用盾構(gòu)法施工，與傳統(tǒng)的施工工法相比，盾構(gòu)法具有是施工安全、快速、工程質(zhì)量高、對(duì)地面的干擾小、勞動(dòng)強(qiáng)度低等特點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)盾構(gòu)法施工的后配套運(yùn)輸系統(tǒng)基本上是采用有軌運(yùn)輸?shù)姆绞?。運(yùn)輸系統(tǒng)的主要參數(shù)與隧道長(zhǎng)度、隧道坡度、工程進(jìn)度要求、盾構(gòu)機(jī)型號(hào)及參數(shù)有關(guān)，也與施工單位的管理方式有關(guān)。前者是必須滿足的必要條件，后者是可綜合考慮的相關(guān)因素。為了達(dá)到較高的施工進(jìn)度就必須配置強(qiáng)大的后配套運(yùn)輸系統(tǒng)。若要取得較高的施工效益就必須配置最佳的后配套機(jī)械運(yùn)輸系統(tǒng)。特別是在盾體直徑只有5-6米,出渣不用皮帶機(jī)出渣方式而采用機(jī)車車輛方式出渣時(shí),研究其大運(yùn)量出渣方式具有重要的應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

　　1 地鐵盾構(gòu)法施工場(chǎng)地的特點(diǎn)

　　盾構(gòu)始發(fā)(出洞)階段是控制盾構(gòu)掘進(jìn)施工的首要環(huán)節(jié)，一般來說，地鐵的車站通常被作為盾構(gòu)機(jī)的始發(fā)點(diǎn)。盾構(gòu)法隧道施工主要依靠盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)及配套設(shè)備完成掘進(jìn)任務(wù)，由于工作境內(nèi)的空間有限，需將盾構(gòu)機(jī)及后配套臺(tái)車分節(jié)吊裝運(yùn)至井下，并在井下安裝、調(diào)試和試運(yùn)轉(zhuǎn)。盾構(gòu)機(jī)及后配套設(shè)備的構(gòu)成主要是由盾構(gòu)殼體(包括刀盤及切口環(huán)、支撐環(huán)、盾尾)、推進(jìn)系統(tǒng)、拼裝系統(tǒng)、油脂潤(rùn)滑系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等組成。盾構(gòu)機(jī)在施工期間，始發(fā)點(diǎn)處的主框架要為盾構(gòu)機(jī)設(shè)置一個(gè)安裝井，同時(shí)也作為出渣井或者在安裝井外另設(shè)出渣井。這種施工場(chǎng)地的特點(diǎn)，使得渣土在從隧道運(yùn)出之后，還需要垂直提升到地面然后倒卸后運(yùn)走，其他材料也是通過這種方法進(jìn)入或運(yùn)出隧道的。

　　綜上所述，后配套設(shè)備可以由水平運(yùn)輸系統(tǒng)和垂直運(yùn)輸系統(tǒng)兩大系統(tǒng)組成。這兩大系統(tǒng)中前者是由牽引機(jī)車、渣土運(yùn)輸車、管片運(yùn)輸車組成的編組列車，可以根據(jù)不同的施工情況確定列車的數(shù)量;后者主要是由升門吊、門吊上的翻轉(zhuǎn)倒渣裝置(或者是固定在地面上的翻轉(zhuǎn)倒渣裝置)、門吊軌線、地面渣倉(cāng)等設(shè)備，組成垂直提升的運(yùn)渣倒渣系統(tǒng)、以及管片、材料垂直下放系統(tǒng)。

　　2 后配套運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備選用

　　在盾構(gòu)法施工中，由于盾構(gòu)機(jī)的價(jià)值大、技術(shù)較為復(fù)雜，使得其在選型時(shí)收到極高的重視;而后配套設(shè)備同盾構(gòu)機(jī)相比價(jià)格較低、機(jī)型的選擇雜、使用數(shù)量多等特點(diǎn)往往不被重視。但是在施工中，盾構(gòu)機(jī)與后配套設(shè)備形成的是一個(gè)完整的施工流水線，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)，或者是設(shè)備出現(xiàn)問題，都會(huì)直接影響生產(chǎn)效率和施工質(zhì)量。因此，在具體的施工過程中，由于后配套設(shè)備的故障問題或者是不匹配的原因影響施工進(jìn)度的事例也不少。因此在重視盾構(gòu)機(jī)選擇的同時(shí)，同樣應(yīng)該重視后配套設(shè)備的選用以及選型。

　　2.1選用后配套運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備的基本原則

　　選用的基本原則是在保證盾構(gòu)機(jī)的正常進(jìn)行的情況下，又能最大限度滿足一次性運(yùn)輸每環(huán)掘土量以及單線運(yùn)輸?shù)暮笈涮自O(shè)備尤其是渣土車、漿車、管片車及龍門吊等設(shè)備的自身特點(diǎn)，充分發(fā)揮設(shè)備的作用，并用最小的投入獲得最大的效益價(jià)值，這才是選擇和配置后配套運(yùn)輸設(shè)備的最終目的。

　　2.2后配套運(yùn)輸設(shè)備的選用方案需要考慮的施工進(jìn)度要求以及配置成本問題

　　選用的后配套運(yùn)輸設(shè)備組成的運(yùn)輸系統(tǒng)首先必須要滿足工程施工進(jìn)度，這就要求配置成本的有不同的考慮：

　　2.21若是按照施工進(jìn)度的要求考慮，有兩種可能，其一后配套運(yùn)輸系統(tǒng)的投資在工程中完全攤銷，在滿足施工可靠性和施工進(jìn)度的前提下，技術(shù)等級(jí)以及使用壽命只需要考慮工程需要即可，盡量使成本降至最低;其二是不進(jìn)行攤銷，設(shè)備的技術(shù)等級(jí)和使用壽命需要適當(dāng)考慮。

　　2.2.2兼顧考慮工程預(yù)算的施工季度要求考慮，后配套運(yùn)輸系統(tǒng)通常是隨著盾構(gòu)機(jī)在以后工程中的使用而繼續(xù)使用的，因此，后配套運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)輸能力必須要兼顧以后的施工進(jìn)度需要。另外值得注意的是，后配套運(yùn)輸系統(tǒng)能力應(yīng)該稍大于盾構(gòu)機(jī)能力，這樣能盡量補(bǔ)償由于工序的銜接脫節(jié)帶來的時(shí)間上的損失，保證施工進(jìn)度。

　　2.3后配套運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備的選擇

　　2.3.1渣土機(jī)的選擇

　　渣土機(jī)是地鐵施工中運(yùn)輸渣土的直接載體，在設(shè)計(jì)選擇時(shí)應(yīng)該注意：一，必須具有一定的剛度和強(qiáng)度，能保證在升門吊起吊時(shí)不會(huì)因?yàn)橹亓窟^大、剛度小造成變形或者斷裂，也不能選用自身重量過大的，避免造成升門吊能承受的最大限量;二，一列渣土車的容積必須保證一次性裝載完每環(huán)的掘土量，車斗和底盤之間必須是完全獨(dú)立的兩部分，確保升門吊起吊時(shí)只有車斗被吊起;三，保證渣土車的寬度小于盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部的最大限寬，并留有一定富余量;四，碴土車的長(zhǎng)度需要同漿車和管片車同時(shí)考慮，整節(jié)列車的長(zhǎng)度不能超過盾構(gòu)機(jī)內(nèi)水平皮帶輸送機(jī)的限定長(zhǎng)度，否則，最后端的一節(jié)碴土車將無法裝運(yùn)碴土。

　　2.3.2管片車的選用

　　管片車是將管片從洞外運(yùn)到盾構(gòu)機(jī)管片拼裝結(jié)構(gòu)跟前的唯一載體，每列車兩節(jié)，每節(jié)裝三片管片，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意如下：一，同時(shí)考慮盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部限界尺寸及管片設(shè)計(jì)尺寸，但按照國(guó)內(nèi)管片設(shè)計(jì)有兩種，即1200mm和1500mm，所以，管片車設(shè)計(jì)時(shí)寬度一般分別不超過此兩種規(guī)格;二，管片疊放在管片車上時(shí)，必須和管片車是柔性接觸，即設(shè)置專門的橡膠墊，橡膠墊位置應(yīng)適于管片受力，防止運(yùn)輸過程中管片的損壞;三，按照管片的弧形應(yīng)將管片車設(shè)計(jì)成“凹”行結(jié)構(gòu)，以保證最底層管片和管片車“三線”的充分接觸，并應(yīng)留有管片吊繩抽出的空間;四，三片管片疊放在管片車上，盾構(gòu)機(jī)起重小車起吊最上一片管片時(shí)，必須從第二片最上部順利通過。五，行走裝置應(yīng)設(shè)置緩沖裝置，確保制動(dòng)可靠。

　　2.3.3升門吊

　　升門吊是將碴土垂直運(yùn)輸?shù)降孛嫘钔脸氐钠鹕\(yùn)輸設(shè)備，選用時(shí)，首先滿足滿載吊運(yùn)時(shí)的總重量，即碴斗自重+滿載碴土重量，并且起吊扁擔(dān)采用自動(dòng)平衡裝置，吊具可拆卸，保證摘掛的方便靈活;其次要根據(jù)施工場(chǎng)地的條件限制，自行設(shè)計(jì)跨距，并確定是否采用懸臂結(jié)構(gòu);再次根據(jù)施工場(chǎng)地條件限制，升門吊布置一般有兩種方式，即平行于盾構(gòu)掘進(jìn)方向和垂直于盾構(gòu)掘進(jìn)方向，因此翻碴機(jī)也分為兩種，即升門吊中央翻碴和側(cè)面翻碴兩種形式，選用時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況自行設(shè)計(jì)。為節(jié)省垂直運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間和吊運(yùn)時(shí)的穩(wěn)定性，主起升吊機(jī)構(gòu)一般采用變頻設(shè)計(jì)，雙制動(dòng);最后升門吊設(shè)計(jì)時(shí)還需考慮聲光報(bào)警、防雷、防潮、手動(dòng)夾軌裝置、起升高度限位裝置、起重量限位裝置、大小車行走限位裝置、起升高度顯示儀、重量顯示儀、避雷針、風(fēng)速儀、蜂鳴器等。

　　3 結(jié)束語

　　由文中可以看出后配套運(yùn)輸系統(tǒng)需要按照盾構(gòu)機(jī)的極限能力來配置。盾構(gòu)機(jī)在每天中可以只工作有限個(gè)小時(shí)，或者是連續(xù)的或者是間斷的。除非地質(zhì)情況不允許，否則一旦開始作業(yè)即按最大能力掘進(jìn)，盡量避免造成電能、人力或者其他資源的浪費(fèi)。因此，地鐵施工是一個(gè)需要全方位配合才能完成的工作，運(yùn)輸作業(yè)對(duì)地鐵隧道施工順利和施工進(jìn)度進(jìn)行起著決定性的作用。如何的對(duì)運(yùn)輸機(jī)械進(jìn)行選型，使其在保證施工進(jìn)度的前提下，既要減少投資方的投資成本，又要使地鐵施工各個(gè)施工工序之間能夠正常進(jìn)行，互不干擾，同時(shí)還要滿足節(jié)能、環(huán)保的要求。這就需要地鐵施工方案設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)之初對(duì)各種設(shè)備深入了解，綜合考慮其設(shè)計(jì)性能特點(diǎn)和造價(jià)成本，盡量使施工方案達(dá)到最優(yōu)化。

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