中铁工程装备集团机电工程有限公司 四川成都 610083
摘要：螺旋输送机是土压平衡盾构机排土和建立土压平衡的主要设备，安装于盾构掘进机前体底部和管片拼装机之间，其中线从前向后上扬一定角度。螺旋输送机土作时，伸入前体土仓内的螺旋轴和螺旋叶片在液压马达驱动下旋转，土仓内的渣土在螺旋轴、螺旋叶片的共同作用下，沿螺旋输送机机壳输送、提升至出土口处排出。本文根据具体的工程实际，分析马蹄型盾构螺旋输送机更换技术。
关键词：隧道；马蹄型盾构螺旋输送机；更换技术
1具体情况介绍
白城隧道在掘进第1043环过程中，2号螺旋机有异响，当速度达到4-5转时有间歇性异响，当达到10转以上时为连续性异响，螺机每旋转一周时有一个点扭矩突然增大，大概由20KN.M直接跳到80KN.M左右，当推进油缸行程达到1800mm时螺机正常，但无法出渣，停机检查螺机，发现螺机从大概距螺机前部2.5m左右位置断裂。
2螺旋机洞内更换技术
2.1后配套与主机分离、后移
（1）拼装机与顶部部份油缸收回
1）管片安装机抓举头停到最下端位置。
2）将顶部11点到1点钟方向推进油缸收回，为焊接盾尾吊耳和起重门架留出空间。
（2）管线拆除
1）准备5个空的液压油桶，排空管路中的液压油，拆除液压管路。需要注意的是：螺机马达后部油管拆除。
2）停止外循环水供应，拆除三根外循环水管、气管、油脂管等流体管路。
3）断开后配套与盾体、拼装机、螺旋机之间的电气线路，进行线路拆除。
4）拆除过程中做好管线标识。
（3）连接轨道，拖车后移
1）向前连接电瓶车轨道6米，向后连接台车轨道25米，向后拆除走道板25米。
2）焊接设备桥支架，将栈桥轮对焊在设备桥支架上，保证设备桥行走。
3）拆卸拖拉油缸销子，桥架分离，用电瓶车拖动后配套后移25米。此过程中注意高压电缆线和光纤的回收，保证不会被拉扯或碾压。
4）松连续皮带，拆连续皮带从4号拖车往后拆25米，保证拖车顺利后退，用一个2-3吨的葫芦在掘进方向往前水平拉住皮带后，再将拖车往后拉，中途注意将皮带叠好。
图2 门架主要尺寸
2.2起重门架焊接
为方便施工操作，降低作业风险，需加工制作一个吊装架，可通过轮子沿轨道移动。
（1）门架
门架所用工字钢型号均为200×200mm，门架高8500mm，横梁上焊接两个由40mm厚钢板切割而成的吊耳，轮对暂用栈桥轮对，主要尺寸如图所示。
2.3螺旋机拆除
葫芦吨位的选择及布置
螺旋机拆除过程中需要用到10个葫芦，其型号及具体布置见表1。
1）在米字梁上焊接两个吊耳，注：?为了表述方便，将前盾螺机上部的16T葫芦记为1倒链；拼装机米字梁上的16T葫芦记为2倒链；盾尾顶部吊耳上的20T葫芦记为3倒链；拼装机大梁上葫芦记为4倒链；门架上的2个16T葫芦记为5倒链、。?图中出现折线的绳子（1#、2#、3#、4#和5#）表示在此位置螺旋机没有吊耳，是通过钢丝绳捆扎的。
图3 葫芦吊钩悬挂
2）将1~5倒链拉紧受力，拆除螺旋机销子，拆除螺旋机与前盾的连接螺栓。然后将3倒链的吊点前移。
3）拉2#、4#倒链，其余绳子保持吃力状态，将螺旋机向外拔。在拔出0.5米左右时更换2#和3#倒链吊点，更换后继续往外拔。
4）拉2#、3#、4倒链，5#倒链保持受力，待螺旋机前端过了主驱动马达后，提前部。该过程中，注意螺旋机不要碰到马达和拼装机，门架跟随螺旋机后移。
5）拉2#、4倒链，放1倒链，直至螺旋机处于水平。
6）在2台平板车上垫上合适高度的方木，将螺旋机放下运出。
7）在断轴上焊接吊耳，拔出断轴运出洞外。
2.3.2螺旋机安装步骤
1）用平板车将螺旋机运到合适位置，挂上葫芦吊钩。提起螺旋机，移走平板车。
拉5倒链，3、4倒链保持受力，慢松2倒链，使螺旋机后部提起，并缓慢前移。
3）更换2#、3#、4倒链吊点。保持3倒链受力，缓慢松2倒链，同时拉4倒链，螺旋机前移。拉5倒链，慢松2倒链，螺旋机进一步斜向下倾斜，控制好螺旋机前端下降幅度，避免压到拼装机。
4）将3倒链吊点后移，松2倒链，拉4倒链，使螺旋机前移，当螺旋机轴端距主驱动马达40cm时，停止前移。拉5倒链，使轴端下移。
5）更换1倒链吊点，拉2倒链，螺旋机继续前移，
6）螺旋机前移到位后，穿上连接螺栓，安装销子，然后紧固螺栓。
2.3.3 拆装过程中的注意事项
1）拆装过程中，螺旋机容易与以下几个部位发生碰撞：4#、6#主驱动电机及减速机，马达分配阀下部横梁和拼装机。因此，需要不断巡视，控制好螺旋机倾斜角度和移动幅度，以免造成设备损坏。
2）安装时，在螺旋机前移到位后，很可能会存在螺栓孔对不上的情况，此时可以将4倒链挂在螺机仓门支座处，拉紧倒链使螺旋机转动，从而将螺栓孔对正。
3）螺旋机更换过程中，需要保持门架内部焊有横撑，以保证承重时结构稳定可靠。
2.4螺旋机修复
2.4.1螺机修复前期准备
1）白石笔、直板尺、卷尺等相关工具。
2）电焊机（交、直流）、打磨机、气刨钳、面罩、小锤、钢丝刷、打磨片、氧气、乙炔、20mm的钢板等。
3）现场供电应符合焊接用电要求。
2.4.2修复螺机具体步骤
1）螺旋轴水平放置，渣土清理干净。
2）坡口制备，将螺旋轴裂缝处沿周向180°范围内制备双边坡口，坡口深度60mm，角度60°，见图4。
3）螺旋叶片制备双边对称坡口，坡口深度29mm，角度60°，留2mm钝边，见图4。
图4 叶片坡口
4）焊接
将20mm厚度的卡板沿中心杆焊接，焊角尺寸15×15mm，卡板数量至少先焊接3个，焊接位置为中心杆的上下左右位置。卡板制作中应严格保证与中心杆连接侧的同轴度。
将前端螺旋轴按上定位好后点焊做初步定位。通过上述步骤调整到位后，将事先焊接好的卡板与中心杆进行焊接，初步过程应采用点焊、对称位置、多道分层的焊接方式，以避免焊接量过大或受力不均带来的中心杆位置移动。点焊过程及完成后，测量判断中心杆位置是否产生偏心，如偏心量超过2～3mm，应进行调整矫正；如定位满足要求，将卡板与前端螺旋轴中心杆对称满焊。
去除4个中心卡板。
将割除掉的螺旋叶片定位至中心杆上，分别焊接螺旋叶片间及螺旋叶片与中心杆处焊缝（焊接时，进行对称焊接，防止热变形）。
焊接完成后打磨焊缝并按要求进行探伤。
2.4.3具体焊接工艺及注意事项
螺旋轴端面及坡口打磨平整，见金属光泽，端面裂纹刨除干净；焊条选择直径为4.2mm的J506低氢焊条或焊丝，GEH-80耐磨焊条，对断裂面两侧的螺旋轴进行预热，温度为120℃，预热范围长度应大于120mm（根据现场情况调整）；焊接层间温度不超过200℃；焊接后应使用保温棉裹住焊缝进行保温处理，保温时间为24h（根据实际情况调整）；待冷却至常温后进行超声波探伤，检查焊接质量，记录实际焊接深度，若无条件进行超声探伤，应进行磁粉探伤，检查焊接裂纹。
3结语
通过上文的分析，希望能够对隧道马蹄型盾构螺旋输送机更换起到一定的帮助。
参考文献
[1]谭永恒.螺旋输送机的改进与实践[J].中国井矿盐，2000（03）：18-20.
[2]卜壮志. 盾构螺旋输送机系统的检测分析及对策研究[D].石家庄铁道大学，2017.
论文作者:余乐
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第11期
论文发表时间:2018/9/4
标签：螺旋论文; 盾构论文; 装机论文; 葫芦论文; 叶片论文; 过程中论文; 位置论文; 《建筑学研究前沿》2018年第11期论文;