机械工程师高级职称范文配套运输机械配置研究

　　摘要：随着我国经济建设的发展和城市发展的需要，地铁必将成为未来人们的主要交通方式之一。随着越来越多的地铁线路开始建设，盾构法施工这一新型的施工方法在我国地铁建设中得到了全面的应用。然而，后配套设备的方案制定及设备的选型和组合制约了盾构主机施工能力的发挥。本文简单地对地铁施工中的盾构法施工的后配套运输机械设备的选型做简单的探讨研究。

　　关键词：地铁施工,盾构法施工,后配套运输机械

　　前言

　　在地铁隧道工程中越来越多的建设单位采用盾构法施工，与传统的施工工法相比，盾构法具有是施工安全、快速、工程质量高、对地面的干扰小、劳动强度低等特点。目前，国内盾构法施工的后配套运输系统基本上是采用有轨运输的方式。运输系统的主要参数与隧道长度、隧道坡度、工程进度要求、盾构机型号及参数有关，也与施工单位的管理方式有关。前者是必须满足的必要条件，后者是可综合考虑的相关因素。为了达到较高的施工进度就必须配置强大的后配套运输系统。若要取得较高的施工效益就必须配置最佳的后配套机械运输系统。特别是在盾体直径只有5-6米,出渣不用皮带机出渣方式而采用机车车辆方式出渣时,研究其大运量出渣方式具有重要的应用价值和现实意义。

　　1 地铁盾构法施工场地的特点

　　盾构始发(出洞)阶段是控制盾构掘进施工的首要环节，一般来说，地铁的车站通常被作为盾构机的始发点。盾构法隧道施工主要依靠盾构掘进机及配套设备完成掘进任务，由于工作境内的空间有限，需将盾构机及后配套台车分节吊装运至井下，并在井下安装、调试和试运转。盾构机及后配套设备的构成主要是由盾构壳体(包括刀盘及切口环、支撑环、盾尾)、推进系统、拼装系统、油脂润滑系统、监控系统等组成。盾构机在施工期间，始发点处的主框架要为盾构机设置一个安装井，同时也作为出渣井或者在安装井外另设出渣井。这种施工场地的特点，使得渣土在从隧道运出之后，还需要垂直提升到地面然后倒卸后运走，其他材料也是通过这种方法进入或运出隧道的。

　　综上所述，后配套设备可以由水平运输系统和垂直运输系统两大系统组成。这两大系统中前者是由牵引机车、渣土运输车、管片运输车组成的编组列车，可以根据不同的施工情况确定列车的数量;后者主要是由升门吊、门吊上的翻转倒渣装置(或者是固定在地面上的翻转倒渣装置)、门吊轨线、地面渣仓等设备，组成垂直提升的运渣倒渣系统、以及管片、材料垂直下放系统。

　　2 后配套运输机械设备选用

　　在盾构法施工中，由于盾构机的价值大、技术较为复杂，使得其在选型时收到极高的重视;而后配套设备同盾构机相比价格较低、机型的选择杂、使用数量多等特点往往不被重视。但是在施工中，盾构机与后配套设备形成的是一个完整的施工流水线，任何一个环节出现差错，或者是设备出现问题，都会直接影响生产效率和施工质量。因此，在具体的施工过程中，由于后配套设备的故障问题或者是不匹配的原因影响施工进度的事例也不少。因此在重视盾构机选择的同时，同样应该重视后配套设备的选用以及选型。

　　2.1选用后配套运输机械设备的基本原则

　　选用的基本原则是在保证盾构机的正常进行的情况下，又能最大限度满足一次性运输每环掘土量以及单线运输的后配套设备尤其是渣土车、浆车、管片车及龙门吊等设备的自身特点，充分发挥设备的作用，并用最小的投入获得最大的效益价值，这才是选择和配置后配套运输设备的最终目的。

　　2.2后配套运输设备的选用方案需要考虑的施工进度要求以及配置成本问题

　　选用的后配套运输设备组成的运输系统首先必须要满足工程施工进度，这就要求配置成本的有不同的考虑：

　　2.21若是按照施工进度的要求考虑，有两种可能，其一后配套运输系统的投资在工程中完全摊销，在满足施工可靠性和施工进度的前提下，技术等级以及使用寿命只需要考虑工程需要即可，尽量使成本降至最低;其二是不进行摊销，设备的技术等级和使用寿命需要适当考虑。

　　2.2.2兼顾考虑工程预算的施工季度要求考虑，后配套运输系统通常是随着盾构机在以后工程中的使用而继续使用的，因此，后配套运输系统的运输能力必须要兼顾以后的施工进度需要。另外值得注意的是，后配套运输系统能力应该稍大于盾构机能力，这样能尽量补偿由于工序的衔接脱节带来的时间上的损失，保证施工进度。

　　2.3后配套运输机械设备的选择

　　2.3.1渣土机的选择

　　渣土机是地铁施工中运输渣土的直接载体，在设计选择时应该注意：一，必须具有一定的刚度和强度，能保证在升门吊起吊时不会因为重量过大、刚度小造成变形或者断裂，也不能选用自身重量过大的，避免造成升门吊能承受的最大限量;二，一列渣土车的容积必须保证一次性装载完每环的掘土量，车斗和底盘之间必须是完全独立的两部分，确保升门吊起吊时只有车斗被吊起;三，保证渣土车的宽度小于盾构机内部的最大限宽，并留有一定富余量;四，碴土车的长度需要同浆车和管片车同时考虑，整节列车的长度不能超过盾构机内水平皮带输送机的限定长度，否则，最后端的一节碴土车将无法装运碴土。

　　2.3.2管片车的选用

　　管片车是将管片从洞外运到盾构机管片拼装结构跟前的唯一载体，每列车两节，每节装三片管片，设计时应注意如下：一，同时考虑盾构机内部限界尺寸及管片设计尺寸，但按照国内管片设计有两种，即1200mm和1500mm，所以，管片车设计时宽度一般分别不超过此两种规格;二，管片叠放在管片车上时，必须和管片车是柔性接触，即设置专门的橡胶垫，橡胶垫位置应适于管片受力，防止运输过程中管片的损坏;三，按照管片的弧形应将管片车设计成“凹”行结构，以保证最底层管片和管片车“三线”的充分接触，并应留有管片吊绳抽出的空间;四，三片管片叠放在管片车上，盾构机起重小车起吊最上一片管片时，必须从第二片最上部顺利通过。五，行走装置应设置缓冲装置，确保制动可靠。

　　2.3.3升门吊

　　升门吊是将碴土垂直运输到地面蓄土池的起升运输设备，选用时，首先满足满载吊运时的总重量，即碴斗自重+满载碴土重量，并且起吊扁担采用自动平衡装置，吊具可拆卸，保证摘挂的方便灵活;其次要根据施工场地的条件限制，自行设计跨距，并确定是否采用悬臂结构;再次根据施工场地条件限制，升门吊布置一般有两种方式，即平行于盾构掘进方向和垂直于盾构掘进方向，因此翻碴机也分为两种，即升门吊中央翻碴和侧面翻碴两种形式，选用时可根据实际情况自行设计。为节省垂直运输的时间和吊运时的稳定性，主起升吊机构一般采用变频设计，双制动;最后升门吊设计时还需考虑声光报警、防雷、防潮、手动夹轨装置、起升高度限位装置、起重量限位装置、大小车行走限位装置、起升高度显示仪、重量显示仪、避雷针、风速仪、蜂鸣器等。

　　3 结束语

　　由文中可以看出后配套运输系统需要按照盾构机的极限能力来配置。盾构机在每天中可以只工作有限个小时，或者是连续的或者是间断的。除非地质情况不允许，否则一旦开始作业即按最大能力掘进，尽量避免造成电能、人力或者其他资源的浪费。因此，地铁施工是一个需要全方位配合才能完成的工作，运输作业对地铁隧道施工顺利和施工进度进行起着决定性的作用。如何的对运输机械进行选型，使其在保证施工进度的前提下，既要减少投资方的投资成本，又要使地铁施工各个施工工序之间能够正常进行，互不干扰，同时还要满足节能、环保的要求。这就需要地铁施工方案设计人员在设计之初对各种设备深入了解，综合考虑其设计性能特点和造价成本，尽量使施工方案达到最优化。

　　参考文献

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