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如何提高盾构机施工效率

更新时间:2009-03-28

无锡地铁 1 号线南延线 01 标包含了一站两区间,区间工程选用了 2 台小松土压平衡式盾构机。盾构主要穿越地层为:③2 层粉质黏土夹粉土,⑤1 层粉质黏土、⑤2 层黏质粉土,⑤3 层粉质黏土,⑥1-1 层粉质黏土,⑥1 层黏土和⑥2 层粉质黏土夹粉土。

以无类胡萝卜素添加的饲料为对照组(CD组),在此基础上分别添加80 mg/kg的虾青素(帝斯曼,荷兰)和黄体素(广州智特奇生物科技有限公司,中国),分别命名为AST80和X80饲料组。饲料配方及营养水平见表1。

盾构区间配备 φ 6 340 mm 盾构机 2 台,先后间隔一个月掘进。该盾构机设计总推力为 37 730 kN,额定扭矩为 6 750 N·m,最大脱困扭矩为 8 100 kN·m,盾构机推力、扭矩完全满足区间盾构掘进所需最大推力、扭矩,具有较高的动力储备。为确保盾构施工效率,隧道采用大编组配套电瓶车,同时地面还配套 50 t+16 t 2 台桁车,满足现场管片、螺栓、油脂等物资垂直运输。

1 盾构掘进工效情况

无锡地铁 1 号线南延线 01 标在长雪区间盾构掘进过程中,统计发现盾构掘进效率低,工人劳作积极性不高,具体统计了 2017年5月9日~2017年6月8日连续 31 d 的盾构掘进产量,详见表1。

 

表1 盾构掘进产量统计表单位:环

  

日 期(年/月/日)日产量日 期(年/月/日)日产量日 期(年/月/日)日产量日 期(年/月/日)日产量2017/5/9 5 2017/5/17 5 2017/5/25 7 2017/6/2 5 2017/5/10 3 2017/5/18 7 2017/5/26 5 2017/6/3 9 2017/5/11 6 2017/5/19 5 2017/5/27 5 2017/6/4 6 2017/5/12 7 2017/5/20 4 2017/5/28 6 2017/6/5 7 2017/5/13 6 2017/5/21 3 2017/5/29 8 2017/6/6 4 2017/5/14 7 2017/5/22 5 2017/5/30 5 2017/6/7 0 2017/5/15 8 2017/5/23 7 2017/5/31 3 2017/6/8 0 2017/5/16 6 2017/5/24 6 2017/6/1 7

从盾构掘进产量统计表可以看出,连续 31 d 累计掘进167 环,平均进度仅 5.38 环/d,远远低于预期掘进平均日产量。针对该情况,立即组织调查分析,对施工记录仔细核查,统计影响盾构掘进产量的可能原因及具体频次详见表2。

 

表2 盾构掘进产量低因素统计表

  

序 号 表征 频数/次累计百分率/%1 螺旋机出土困难、易堵塞 25 50 50 2 水平运输耗时长 13 26 76 3 材料配件供应不足 8 16 92 4 工人责任心不足 3 6 98 5 其他 1 2 100 6 合计 50 100占总百分率/%

多数高校图书馆在特色库建成后,一般只在图书馆主页等网络平台发布一条通知消息,极少会进行有效的宣传推广,这是目前高校图书馆普遍存在的问题。这种“重建轻用”的现象违背了建设特色库的初衷,既造成了人力、物力、财力的浪费,也会产生大量的重复建设,使已有数据资源未能得到充分利用[4]。

2 掘进工效低原因分析

2.1 螺旋机出土困难、易堵塞

针对本工程出现此类黏土的问题和对其影响因素的分析,我们引进分散剂与泡沫剂配合使用来解决盾构机在施工过程中结泥块的问题。

通过对比盾构机掘进参数,发现盾构机在慢慢切入 6 层土的过程中,刀盘扭矩随之增大达到 80%,唇口密封温度达到 60 ℃,盾构机处于大负荷疲劳推进状态,螺旋机出口泥块粒径达到 15 cm,皮带机上的黏土连成条状,最长可达2~3 m,螺旋机堵塞频发,严重影响施工工效。

2.2 水平运输耗时长

生为女人,水仙芝想了解男人,渴望走进另一个人的世界。林志已经成为历史,存在于回忆中。夏梓桑是未知的,也不想去探究。虽然他曾经有过女人,这并不重要。重要的是,夏梓桑现在有这样一种心情,愿意陪她走遍天涯,去追寻被唤醒的青春梦。

 

通过增加岔道,改用双编组,在掘进的同时,可以完成倒土、管片吊装、放浆等任务,可以有效提高施工工效,单环可以用时节约 30 min(详见图1)。

3 制定措施

3.1 调整分散剂配比

核对目前盾构机覆土深度,发现盾构机开挖面完全处于无锡 6 层黏贴地层中,由于无锡黏土黏性大,内摩擦角系数大,给盾构机开挖带来了一系列的困难。这时候渣土改良技术显得尤为关键,

根据地质情况的不同,分散剂参数应做相应的调整,包括稀释倍数、注入时间、注入率等,通过在泡沫剂中掺和不同量的分散剂,统计分解 10 cm 的土体所需要时间,试验了 1∶10~1∶3 不同浓度分散剂的泡沫,随着分散剂的浓度不断增加,泡沫分解能力不断增加。经研究无锡 6 层黏土在 5∶1 配比的泡沫分散剂混合液分解过程中,分解效率最高,性价比最合理。渣土改良效果统计见表3。

长雪区间隧道长 1.2 km,施工中单环开挖量为 37.89 m3,考虑 1.5 的泥土扩散系数,运输量约为 57 m ³,洞内电瓶车可牵引 4 节 17 m ³ 渣车、1 节 8 m ³ 砂浆车和 2 节管片车,盾构掘进每循环的出渣进料运输任务可由一列编组列车完成,目前盾构采用单编组形式,每环掘进时间由推进时间、运输时间、拼装时间组成如下:

宁夏青龙管业股份有限公司在2013年度预应力钢筒混凝土管(PCCP)行业调研中,获得中国PCCP企业十强第一名。中国混凝土与水泥制品协会在2013年12月至2014年4月期间,对全国近40家PCCP重点生产企业开展了2013年度生产经营情况调研,在收回反馈信息的24家企业中产生了2013年度中国PCCP企业十强榜单,从产能、产量、管径≥2200mm占比、销售收入和产量全国占比等几个方面进行调研与统计分析,青龙管业以500km的产能和9.63亿元的销售收入荣居两个单项评比的首位,获得五项综合评比的第一名。

 

表3 渣土改良效果统计表

  

泡沫分散剂掺量/% 5 10 15 20 25 30渣土分解率/% 52 67 78 85 86 87渣土分解时间/min 49 36 23 10 16 15

3.2 增加岔道,改用双编组

通常拼装时间约 20 min。随着盾构机掘进,运输时间越来越长,运输、倒土、放浆、吊管片时间往往就成了影响盾构掘进工效的主要因素。

根据因素统计表,影响盾构掘进效率的主要问题是“螺旋机出土困难、易堵塞、水平运输耗时长”,两项累计频率已达到 76%,是影响盾构施工工效的主要问题。

  

图1 工效对比表

3.3 劳务工班激励

项目部鼓励积极劳作,对保质保量完成生产任务以及超额完成生产任务的盾构工班进行超环奖激励(具体措施主要是工班4环保底制度,改至 3 环保底),调动工人劳作积极性,详见表4。

 

表4 每班超环奖设置情况

  

环数 1~3 4 5 6 7 8 9 10超环奖/元 0 15 15 15 20 25 35 35

3.4 设备保障

安排专人跟机值班,无间断24 h值班,盾构机出现故障立即通知值班人员。如有停机修理超过2 h的情况,需要立即通知值班人员,值班人员立即联系公司盾修部,建立绿色通道,减少盾构机故障时间。

准确称取(0.2 ± 0.01)g样品(城市固体废弃物模拟组分和厨余沼渣)与0.2 g艾士卡混合剂在坩埚中(研磨至粒度小于0.2 mm)均匀混合。再用1 g艾士卡混合剂将其全覆盖,在马弗炉中 680℃下灼烧3 h,待燃烧完毕后将灼烧样品从马弗炉中取出。在通风橱冷却至室温后,加入适量去离子水,将灼烧样品转移至250 mL烧杯中,随后将烧杯中的悬浊液在2 μm孔径的水相定性滤纸上进行抽滤,并用去离子水反复冲洗坩埚和烧杯内壁3次,将冲洗液全转移至抽滤器中。最后用去离子水反复冲洗抽滤器和滤纸中的残渣,将滤瓶中所得的滤液转移至250 mL的容量瓶中并定容。

4 结 语

项目部通过改进渣土改良系统、增加岔道提高盾构掘进效率,强化盾构管理,有效提高了工人劳作积极性,盾构日产量由原来5.3环/d 提高至8.7环/d,效果显著,为项目拿下工期节点打下了坚实的基础。

通过此次的盾构工效研究总结,成功解决了无锡黏土地层中盾构掘进效率低的问题,现场一线工人劳作积极性得到鼓舞,提高了盾构掘进工效。过程中总结的提升盾构掘进工的经验,为今后盾构施工控制提供了依据。

 
曹暘
《建筑科技》 2018年第05期
《建筑科技》2018年第05期文献

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