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摘要：本文主要介绍在含水量大细砂层下卡特盾构机增加二级螺旋机后，尾部出渣口经常喷射泥浆，带来施工不便。根据螺旋机尾部闸门结构，以及现场实际勘验，设计再增加一道尾部闸门，并制作安装，达到防止泥浆喷射，保证设备运行，整洁施工环境。
关键词：盾构机：闸门：喷涌：
前言
当前我国地下空间的建设多采用盾构机施工，技术也是趋于成熟，在保证高效率的同时，施工人员的施工环境并没有的得到很大改善，当遇特殊的地形时，往往整个隧道都是泥浆，不光加大了日常维护的工作量，也让施共环境变得恶劣。
盾构机的螺旋输送机是将前方砂石从土仓中掘出送至尾部出渣口，将砂石排放到皮带输送机上运至后方渣土车。因此，尾部出渣口的设计好坏是砂石排放畅通、减少飞溅的关键位置。
卡特土压盾构机在含水量大细砂层下掘进时，为了降低土压，增加保压时长，增加了二级螺旋机，然而在实际使用时尾部出渣经常发生喷射泥浆无法制止，给施工带来了很大麻烦。
1、原二级螺旋机尾部出渣装置喷浆分析
1.1 原尾部出渣装置结构概况
卡特土压盾构机为了适应地层要求增加了二级螺旋机，为卧式直排出渣，详见图1。其尾部出渣设计为双门错开式闸门，详见图2。
1.2喷浆原因分析
闸门的设计无论是单闸门还是双闸门都会在行程的轨道上设置滑槽，以便于开合。本机采用的双门错开式闸门，此种设计在正常使用时，可以有效的避免两侧闸门闭合位置被砂石卡住，然而本机增加的二级螺旋机出渣的方式为卧式直排，因此大量的泥砂就会将闸门下方滑槽堵塞，使得闸门无法自动关闭，每次都需用蛮力敲击处理。当再次开启式，由于闸门油缸设置位置为闸门中部，且连接处单薄，一旦机械结构在蛮力的敲击下发生变形，就会将油缸的拉伸方向改变，无法顺利打开闸门。因此此种设计给施工带来很大麻烦。
2、设计增加一道闸门
2.1设计构想
根据原出渣装置喷浆的原因分析，我们得出结论：
首先，卧式直排的方式必须更改，因此需要增加一节连接弯头，一端与原出渣口连接，另一端需设计有角度，使出渣闸门的安装与渣土流动的方向有角度，这样就减少了泥砂堆积在滑槽内。
其次，闸门的设计根据现场的空间情况，可改为单闸门双油缸式，这样避免了双门会卡砂石的问题，也避免了油缸在闸门中部受力，拉伸方向不稳定的问题。
最后，由于在隧道内进行改进，原闸门结构无法拆除，在保留的基础上，新闸门的正常运行需要与原闸门并联，且可以各自独立运行为佳。
2.2连接头结构设计
经过对原出渣装置的实际测绘，以及对隧道高度的测绘，设计并绘制了连接头的制作方案及制作图纸。注：根据施工经验，加开一道观察口，为后期清理泥砂带来方便。
2.3闸门结构设计
经过现场测绘，确定了闸门的制作尺寸，为了避免闭合时泥砂堵死闸门，将闸门底部端板开设长孔方，闸门闭合时可将槽内泥砂推出槽外。详见图3
图3
2.4液压原理设计
根据原尾部出渣装置的液压原理图进行更新，在总管路位置分别增加两组单项球阀，分别控制新旧两组闸门的开启和关闭，由于是独立的所以不使用旧闸门时可以将球阀关闭，这样新闸门不受影响独立工作。
3、新闸门安装实施
3.1 安装材料及工具准备
由于设备已经在隧道内，所以施工难度较大，工具清单详见下表1：
表1
3.2安装流程
①将原出渣口挡泥框割除，并将连接弯头及闸门用手拉葫芦运送至皮带架上摆放好，（注：油缸接头，拉杆等位置用布条包裹好。）
②将连接弯头通过手拉葫芦进行安装定位，在制作连接弯头时，已将外径缩小，便于插入到原尾部出渣口内，连接弯头定位完成后进行焊接，焊接要求为水密焊。
③在隧道管片上选3点安装8字吊码，用手拉葫芦将闸门缓慢拉至连接弯头的下方，按设计要求进行定位，遇到卡顿时，用手锤、撬棍等进行局部校正。确保闸门与连接弯头贴合，出渣口对准皮带输送机上。定位完成后将闸门与连接弯头焊接，焊接时注意底部焊接死角位，可在闸门内侧补加一道焊，确保水密。
④闸门焊接完成后，在出渣口两侧及前方安装橡胶挡板，在排渣时可以阻挡由于压力过大喷射出的砂浆。详见图4
图4
⑤根据原理图进行管路连接。连接时注意新旧油缸的开合方向，避免管路接错。将线路捆扎好，避免缠绕影响运行。
⑥运行测试闸门，油缸伸缩触碰不到s顶部管片，且在皮带架两侧护板内运行；关闭旧闸门球阀，新闸门可以正常开合。
结语
通过本次对卡特土压盾构机二级螺旋机出渣装置的改造更新，有效的防止了泥浆喷涌，为整洁的施工环境提供了保障，更为后续类似改造提供了参考。
参考文献
[1]茅华 隧道施工盾构螺旋机喷涌应对措施 隧道建筑 2014.10期
[2]魏康林 土压平衡式盾构施工中喷涌问题的发生机理及其防止措施研究 南京：河海大学，2003
[3]张敏，郑志敏，邓棕，扩展土压平衡盾构在含水地层中的适应性 隧道建设，2003，23（2）：7-9.25
论文作者:郭辛1,王智2,田成安2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/26
标签：闸门论文; 盾构论文; 弯头论文; 尾部论文; 卡特论文; 螺旋论文; 隧道论文; 《基层建设》2017年第33期论文;