中铁隧道集团二处有限公司郑州地铁4号线7标 河南郑州 450000
摘要：目前城市地铁土压盾构施工基本都是左右线先后始发，同步施工，其辅助设备配置五花八门，施工效率参差不齐。结合郑州地铁4号线7标盾构区间施工情况，对土压盾构左右线施工辅助设备的配置提出个人建议。
关键词：土压盾构；辅助设备；配备；优化
Abstract: at present, earth pressure shield construction in urban subway is basically started by the left and right line at the same time with a motley variety of accessory equipment, and the construction efficiency is uneven. Combined with the construction situation of the shield section of Zhengzhou Metro Line 4th, this paper puts forward some personal suggestions on the configuration and manage of the accessory equipment for the left and right line construction of the earth pressure shield.
key words: Earth pressure shield; accessory equipment; equipment configuration; management
1、工程概况
郑州4号线土建施工07标段，包含4个地下车站（会展中心站、商鼎路站、商都路站、3号线中州大道站）、3个区间（左右线）（如意湖北站（不含）～会展中心站区间（1112m）、会展中心站～商鼎路站区间（1192m）、商鼎路站～商都路站区间（564m）。工程范围为土建及预留预埋部分施工、专项工作等。
区间均为土压盾构施工，隧道最大纵坡30‰，最小转弯半径750m，其中如会、商商区间计划土压盾构左右线同时施工，盾构外径6470mm，管片环宽1.5m、内径5500mm、外径6200mm，总掘进环数为3842环。单环出渣量54~60m³左右，注浆量4.5~5m³左右。
2、辅助设备配置
本文只针对左右线同时施工时盾构辅助设备配备及管理进行论述，以下针对如会区间进行配备。
2.1砂浆搅拌系统
配备依据：1）盾构掘进每循环所需要的浆液量；2）盾构掘进每循环所需的时间；3）洞内水平运输时间。
根据如会区间长度及场地条件，盾构掘进每循环所需浆液约为4.5~5m³，盾构施工每循环需用时约为90min，左右线同时施工时为40min。因此，配备型号为JS500强制式搅拌机1台及自动配料系统1套，整套设备每次搅拌量为 0.5m³，生产率为25m³/h。
为节约砂浆搅拌间隙和放料的时间，可在中板或搅拌站内增设8m³左右的砂浆搅拌罐，砂浆搅拌完成后临时存放在搅拌罐内，放料时直接泵送至砂浆运输车内。砂浆搅拌罐可配用NL75-16型泥浆泵，流量120m³/h，扬程16m。
2.2运输系统
2.2.1水平运输设备
采用有轨运输，轨距900mm，每列编组由电瓶车、渣车、砂浆运输车、管片车组成，考虑到施工循环渣土和管片吊装，每条隧道配置2列编组，相应防溜车、防脱钩措施要到位。每列编组具体配备如下：
1）管片车：盾构掘进每环管片6块，总重约24t，3块标准块重量约14t，选用15t管片车2节，管片车自重2.5t；
2）砂浆运输车：盾构掘进每环注浆量4.5~5m³，为保证一定浆液的储备，选用8m³砂浆运输车，砂浆运输车自重6t；
3）渣土车：盾构掘进每环出土量54~60m³，选用18m³渣土车4辆，渣土车自重12t；
4）电瓶车：根据电瓶车牵引力及隧道纵坡，电瓶车进洞牵引重量为100t，出洞牵引重量约190t，选用45t电瓶牵引机车。4台电瓶车共配备铅蓄电池21组，其中12组常用，9组备用。
5）充电机：根据电瓶车型号及配套电池，选用KCA01-100/275型充电机，4列列车共配置充电机6台。
2.2.2 垂直运输设备
土压盾构施工垂直运输主要用于管片、渣土、轨道及管件吊装。选型主要依据为吊装物件的最大重量。郑州地铁管片最大吊装重量为13.5吨（每次吊装3块，含吊索具），单台出渣车满载重量约40吨，左右线施工考虑配备16t单梁门式起重机和45/15t双梁门式起重机各一台，分别用于管片吊装和渣土车吊装。16t单梁门式起重机可根据场地适当增加悬臂，有效扩大作业范围。
2.2.3地面运输
土压盾构施工地面主要有泥浆搅拌用沙料、管片等。搅拌用沙料可根据搅拌站配料机的大小及高度，选用斗容量1.5m³左右，铲斗举升高度大于配料机高度20cm左右的装载机进行运输即可；管片的倒运、卸车除有效利用16t单梁门式起重机外，可配备10t叉车一台，车叉长1.5m（根据管片宽度选定，1.5m通用性较强），车叉可订制聚氨酯专用保护套，避免叉运管片时对管片造成损伤。
2.3冷却循环系统
冷却循环系统的主要功能是对盾构内的驱动电机、泵站电机等通过循环水进行冷却，水在盾构内循环一周后由循环水泵泵送洞外，经冷却系统冷却后循环利用。为保障循环水压和流量，将冷却水箱设置在车站底板或中板上，选用100GDL72-14×6-30KW立式管道多级离心泵1台，将左右线循环水管路连通，同时备用1台。另可根据外部环境及季节情况选配冷却塔。
循环水泵参数如下表：
2.4通风系统
根据隧道长度、埋深和当地气候，同时根据土压盾构驱动形式和电机发热、散热情况，选用1200m³/min左右送风量的通风机和φ1000mm拉链式软风管，并配合盾构机自身配备的二次风机，可有效保障洞内温湿度及空气质量。
3、结束语
盾构施工机械化程度相对较高，辅助机械设备的配备对施工进度、施工成本以及施工安全等方面都存在一定的影响，同时辅助设备机况好坏程度上对施工进度、质量的影响也相对较大。因此除要合理筹划、科学配备辅助设备以外，还需科学有序管理，合理使用和维护，保障设备的正常运转。
参考文献：
[1] 张学军 城市大直径泥水盾构施工辅助设备配备.隧道建设.2008年6月：第28卷第3期.
[2] 张宁川 地铁盾构法施工轨道运输系统方案优化.隧道建设.2005年6月：第25卷第3期.
作者简介：陈鑫，男，1986年生，西安建筑科技大学机械设计制造及其自动化专业.
论文作者:陈鑫
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：盾构论文; 管片论文; 砂浆论文; 配备论文; 渣土论文; 电瓶车论文; 辅助设备论文; 《基层建设》2018年第5期论文;