国产首台永磁驱动矩形顶管机顺利贯通 打开城市地下通道顶管施工新局面

2020/03/27 13:12 sunmedia 471


2020年3月25日,随着项目现场传出一阵欢呼声,国产首台永磁驱动矩形顶管机顺利贯通首区间,这标志着铁建重工自主研制的国产首台永磁驱动矩形顶管机取得成功应用,打开了城市地下通道顶管施工的新局面。

该设备宽10.2米, 高6.6米,主机长度10米,应用于深圳华为坂雪岗地下通道,本工程单次顶进的距离为144米,是目前国内10米级以上大断面矩形顶管机单次顶进距离最长的隧道,整个过程未采用中继间辅助顶进,仅凭顶管机的顶推装置顶进最终完成贯通。

该项目始发井长度仅有11米,在如此狭小空间里完成这种“巨无霸”顶管机组装和始发顶进实属不易。为此,设备配置了双级等推力主顶油缸,极大地节省了作业空间,通过盾体分块组装,分部顶入,顺利完成了始发。

此外,该设备驱动配置了三排滚子轴承,能够承载足够的扭矩和推力,主驱动采用永磁变频电机驱动,体积小、效率高,比同功率的异步电机高出5%以上,且环保节能,大大减少电机能量的损耗,降低隧道施工的环境温度,有利于整机稳定运行和人员施工作业。

2019年10月18日,由中国铁建自主研制的国产首台永磁驱动矩形顶管机成功下线。相较于圆形断面,矩形断面有效使用面积增大20%以上。其采用的永磁变频电机驱动比同功率的异步电机效率高5%以上。矩形顶管机是利用顶推装置的推进油缸将顶管机及管节顶入,通过刀盘旋转挖掘土体,然后由螺旋输送机排出渣土,具有作业井小、噪音低、施工空间灵活等特点。

盾体共分为3节,前盾、中盾、尾盾,前盾、中盾为螺栓连接,与尾盾通过若干铰接油缸连接,此铰接形式为主动铰接,作为顶管机的“方向盘”,掌舵设备前进。渣土由螺旋输送机排出至渣土车上,再由渣土车运至始发井,然后由吊机运出。当顶管机掘进一节管节长度时,顶推装置的推进油缸缩回,重新安装另一节管节,推进油缸伸出,顶推设备继续前进。重复同样的动作,直到最后由主推进油缸把最后一段管节顶推进去,完成整段管节安装。在前进过程中,盾体、管节与土体摩擦力大,需从盾体壁和管节壁向周围土体注入膨润土泥浆,以减小摩擦力。

矩形顶管机的特点

1)在同等截面积下,矩形隧道比圆形隧道可更有效地利用空间,减少地下掘进土方。用于人行、车辆等的地下通道不需再进行地面铺平工序,不仅省时而且可降低工程造价20%左右。

2)不影响原有的各类地下管线,不影响道路交通、水运以及地面的各类建筑。施工时无噪音、无环境污染。

3) 通过可编逻辑程序控制器及各类传感器等随时监测施工状况,确定施工参数,使整个施工过程处于受控状态,从而有效控制矩形隧道顶进轴线、转角偏差及地面沉降。

施工过程中,项目组技术人员和现场服务人员凭借丰富的实操经验和快速的临场反应,解决了突遇花岗岩大块孤石的难题,克服了覆土浅、地面沉降控制难和姿态调整难等问题,最终顺利贯通。

国产首台永磁驱动矩形顶管机的成功应用,进一步丰富了铁建重工掘进机产品型谱,为铁建重工拓展城市管廊建设领域打下了坚实基础。

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