烘干搅拌输送新闻动态
富通新能源 > 动态 > 烘干搅拌输送新闻动态 > > 详细
大伙房水库输水工程隧洞连续皮带机出渣技术
发布时间：2013-10-14 09:55 来源：未知
辽宁省大伙房水库输水工程85. 32 km长的主体隧洞采用3台开敞式硬岩掘进机施工，要求每台掘进机开挖里程约20 km。由于隧洞长、直径大、要求开挖速度快、单位时间出渣量大，因此，该工程的TBM施工出渣技术成为需要重点解决的技术难题。
1、TMB施工出渣技术现状
国内外隧道施工中可用的出渣运输系统有：窄轨内燃机有轨运输系统、电瓶车牵引有轨运输系统、架线式电力机车有轨运输系统、大型自卸汽车无轨运输系统、皮带运输系统等。电瓶车具有使用灵活、无污染等优点，但其电瓶使用寿命短、故障率高、用电效率低、运输成本高、牵引能力不足等缺点；架线式电力机车结构简单、工作可靠、维护方便、无污染，在矿井应用较广泛，但其需有架线设施，不够灵活，对作业空间和人员通行有一定影响，在电器与架线之间易产生火花，适应性不强；大型自卸汽车无轨运输系统污染严重，出渣能力有限，长大隧道TBM施工不宜选用。
对于长大隧道TBM施工，内燃机牵引有轨运输系统和皮带运输系统目前在国内外施工中为主要采用的出渣方案。内燃机车污染较重，对长大隧道通风有较高要求。近年来，由于动态分析技术、可控起动技术、自动张紧技术，中间驱动技术、高速托辊技术等高新技术的应用，使皮带出渣运输系统具有连续输送、运距远、运量大、污染小、TBM设备利用率高等特点，从而得到了越来越多的关注，正在成为隧道施工出渣运输系统的重要发展方向。
当前，带式输送机已经成为我国煤矿井下运输的主要方式，虽然我国隧道施工还没有采用皮带运输出渣的先例，但是，在美国、欧洲、香港、日本、澳大利亚等地的隧道施工中已有数十项工程采用了皮带运输出渣方案。美国波士顿长16 km、直径7. 92 m的隧道工程就采用了宽914 mm、出渣能力800t/h的皮带运输系统。目前，皮带机技术已趋于成熟，美国80%工程项目采用皮带机出渣，欧洲特别是近年来长大隧道也大都采用皮带机出渣。理论上讲，连续皮带机可以无限延伸，但目前的技术水平为15 km左右。
应该说，低污染内燃机车有轨运输系统和皮带运输系统均为长大隧道出渣可选方案，而对于TBM掘进速度快、出渣量大的长大隧道土程，皮带连续运输系统正在成为应用发展趋势。隧道施工有轨运输系统用的大吨位低污染内燃机车在我国尚属空白，需要进口，国外主要生产厂家为美国、德国、日本、英国等；连续皮带运输机国内外均有不少厂家生产，但是，国内外产品性能、寿命、控制系统等存在明显差距。
2、连续皮带机出渣方案的技术优势
相对于内燃机车牵引有轨运输系统，连续皮带机出渣系统有以下优点：(1)由于无需等待渣车，可以使TBM设备获得较高的利用率，因而可获得快得多的掘进速度；(2)施工管理较为简单，需要较少的施工人员和较低的劳动强度；(3)无需渣车所要的加利福尼亚道岔；(4)没有重载机车所产生的污染，降低了对通风机和通风管的要求；(5)由于没有渣车，可采用较轻的轨道进料；(6)可以在渣车所不能的更大的倾斜条件下运输；(7)洞外不需要翻车卸渣机；(8)采用皮带运输出渣系统，可以使TBM后配套系统的设计更轻、更短；(9)由于具有对不同直径隧道工程的广泛适应性，皮带运输系统具有更高的再用性；(10)有更高的再销售价值；(11)皮带运输系统整个性价比高于有轨运输系统。
采用连续皮带机出渣系统的缺点：(1)皮带运输出渣系统本身初次设备投资较高；(2)不适合拐弯太急的隧道（低于半径600 m的隧道）；(3)我国隧道施工还没有应用连续皮带机运输的先例，缺少使用经验。
长大隧道运输系统分为有轨运输系统、无轨运输系统和连续运输系统，运输方案一般根据工程规模、工期要求、造价等情况而定。运输作业在整个循环时间中占有很大比例，必须建立高效的运输系统，使运输系统能够满足用量要求，确保施工进度。根据本工程的工期要求和工程特点，TBM施工长度大、洞径大、掘进速度快、单位时间运渣量大、运距长、支洞坡度大等特点，借鉴国内、外长大隧道施工经验，本隧道选用连续皮带运输系统。
3、连续皮带机出渣技术
TBM掘进和出渣过程为：刀盘旋转，刀具切割岩石，刀盘上的边铲斗和中心铲斗将石渣收集到刀盘后部机头架内的集渣槽，然后转运到位于主梁里面的l#皮带机上，再运输到位于连接桥上的2#皮带机上，再运输到位于后配套的3#皮带机上，由此处转到连续皮带机尾部，直接通过连续皮带机将石渣运输到洞外的临时转渣场，再由自卸汽车二次倒运（或汽车直接接料）到永久弃渣场。
本工程TBM3段连续皮带机长10 km，皮带宽900 mm，带速3.0 m/s，运输能力800 t/h，采用钢丝绳皮带，每节皮带长500 m。
随着TBM的向前掘进，皮带架则被安装在侧墙上（或由固定在洞顶的链条悬挂洞内）不断向前延伸。皮带机尾站安装在后配套台车上，随后配套向前移动，尾站装有上下、左右和倾斜调整油缸，以方便皮带机的调偏。连续皮带机设置有皮带储存仓，一次可储存500 m长的皮带，随着TBM的掘进，皮带在液压装置的控制下不断向外释放，当释放完毕后，可通过硫化技术将新一节500 m的皮带接入存储仓中。皮带接头连接采用硫化橡胶高温热焊，一节皮带两个接头硫化完成大约需24 h。
皮带通过存储仓的路径和延伸方法如图1所示。该皮带储存仓相向多轴卷带系统(A1，A2，A3+B．，B2，B3)，保证了皮带的来回折叠。储存仓中的储带量与卷带长度成比例。在储存仓的两端采用液压油缸通过多功能行程索和滑轮将滚轴向外拉，使皮带保持恒定受拉。在TBM后配套向前移动时，克服了液压缸的压力调整，皮带直接由储存仓供给。皮带储存所需能源由专门设计的液压动力泵站提供，该设计保证在启动皮带时快速拉紧皮带，在皮带达到一定速度后自动调整到低张力，使皮带减少摩擦。
为提供皮带运转必须的动力，在卸渣点（连续皮带机头部）本工程安装一组900 kW驱动装置，采用PLC控制。有些工程，在TBM向前掘进到一定距离时，还可安装额外的辅助增力驱动。
辅助增力驱动不仅为皮带加长后提供系统动力，而且能降低皮带张力，为了配合驱动轮，并在皮带起动时自动调节皮带张力。
