關(guān)于雙護(hù)盾TBM循環(huán)水技術(shù)改造及探討

【摘要】針對蘭州水源地項目工程，引進(jìn)國內(nèi)首臺雙護(hù)盾TBM，其采用開式的冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，造成大量水資源的浪費(fèi)。對循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造及廢水利用，可節(jié)約大量水資源和成本，對工程的合理施工及預(yù)算有著積極意義。

【關(guān)鍵詞】雙護(hù)盾TBM；循環(huán)水系統(tǒng)；廢水利用

1、雙護(hù)盾TBM概括

雙護(hù)盾TBM又稱伸縮盾式TBM，具有兩種掘進(jìn)模式，即可用于硬巖又可用于軟巖，適應(yīng)性非常廣泛，并具有掘進(jìn)、出渣、拼裝、灌漿等一體化作業(yè)，能很好的運(yùn)用于混合巖層的施工，可滿足掘進(jìn)與管片拼裝同步進(jìn)行。DZ182作為國內(nèi)首臺雙護(hù)盾TBM，全長約310m，開挖直徑Φ5.49m，運(yùn)用于蘭州引水隧道的施工。

2、TBM冷卻循環(huán)水系統(tǒng)

雙護(hù)盾TBM水循環(huán)系統(tǒng)主要由一級水循環(huán)系統(tǒng)、二級水循環(huán)系統(tǒng)和刀盤除塵水系統(tǒng)組成。

2.1 一級循環(huán)水系統(tǒng)

一級循環(huán)水系統(tǒng)主要通過兩個換熱器冷卻二級循環(huán)水系統(tǒng)，并通過兩個水泵形成兩個循環(huán)水路，并在兩個水路中設(shè)置氣動閥，將熱水排放至污水箱以及對刀盤除塵水箱（用于刀盤、皮帶除塵）的補(bǔ)水。水箱安裝有工業(yè)增壓水泵，用于設(shè)備每節(jié)臺車的預(yù)留水管和制漿系統(tǒng)用水。

一級循環(huán)用水由隧道外設(shè)置的高位水池通過增壓水泵向設(shè)備供水，經(jīng)過隧道內(nèi)管路和水管卷筒，通過袋式過濾器濾除水中砂粒、細(xì)屑等雜質(zhì)后進(jìn)入水箱。隧道中的水管與后配套之間的連接是通過軟管實現(xiàn)的，軟管裝在后配套上的水管卷筒中接出并延伸。

2.2 二級循環(huán)水系統(tǒng)

二級循環(huán)水系統(tǒng)由兩個水泵形成兩冷卻循環(huán)封閉水路。1#循環(huán)水路主要冷卻空壓機(jī)、配電柜、油箱；2#循環(huán)水路主要冷卻6臺驅(qū)動電機(jī)、變頻柜、主驅(qū)動齒輪油箱。

一級水箱和二級水箱均安裝了液位開關(guān)，具有自動補(bǔ)水、報警及停泵功能，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。

2.3 排水系統(tǒng)

排污系統(tǒng)主要設(shè)置一個污水箱，有兩個排沙泵安裝在污水箱內(nèi)部，安裝有液位開關(guān)，控制排沙泵啟動和停止。污水通過軟管卷筒排放于隧道外。

設(shè)備內(nèi)循環(huán)水采用閉式回路，在冷卻設(shè)備過程中，只有極小的損失，而外循環(huán)水系統(tǒng)采用開式回路，通過冷卻內(nèi)循環(huán)水后，直接排放于隧道外。

外循環(huán)水箱容積為，TBM為高發(fā)熱設(shè)備，每半小時換水一次，按正常掘進(jìn)計算，每天耗水量約為240方水，外加工業(yè)預(yù)留水管和刀盤除塵及制漿系統(tǒng)用水約20方，造成大量水資源浪費(fèi)，增高了施工成本。

3、循環(huán)水技術(shù)改造方案

根據(jù)TBM循環(huán)水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將外循環(huán)排放的熱水集中到污水箱進(jìn)行回收利用一部分，多余的熱水通過隧道排放于洞外沉淀池進(jìn)行回收利用，降低水資源的浪費(fèi)。

3.1 污水箱改造

將污水箱清理干凈，做封閉處理，將原設(shè)計的刀盤除塵水箱去除，把刀盤除塵電機(jī)及工業(yè)用水電機(jī)安裝于污水箱，利用外循環(huán)排放的一部分熱水，減輕外循環(huán)水箱冷卻水的耗水量。

3.2 廢水利用

外循環(huán)排放的多余熱水，直接通過污水卷筒排放于隧道外設(shè)置的兩個沉淀池進(jìn)行收集，利用增壓水泵再抽入工業(yè)進(jìn)水管，注入外循環(huán)水箱。

4、改造中注意事項

（1）污水箱設(shè)置液位控制開關(guān)，保證水箱水處于中位以上，保證工業(yè)預(yù)留水管及除塵用水量，多余水量通過污水卷筒排放于隧道外。

（2）污水箱排放的污水，通過排水溝排入兩個沉淀池（一個為排入池，另外一個為溢流水池），在沉淀池入口處設(shè)置過濾棉，防止渣子進(jìn)入沉淀池。沉淀池所用電機(jī)設(shè)置在溢流水池內(nèi)，兩個水池做防護(hù)處理，保證水源的清潔，并在水管中設(shè)置過濾器。

（3）在TBM掘進(jìn)過程中保證供水壓在5bar以上，當(dāng)出現(xiàn)供水不住時，可采用高位水池進(jìn)行補(bǔ)水。

（4）排放的污水量較大，會出現(xiàn)不同程度的淤泥，根據(jù)實際情況，對排水溝及沉淀池采取清理措施。

5、實施效果

通過利用一級水箱排放的熱水，減少了工業(yè)預(yù)留水管及除塵用水，降低了外循環(huán)水排水時間，以及對排放于洞外的廢水沉淀利用，大大降低了設(shè)備工業(yè)用水量，對資源的節(jié)約及施工成本的減少有著積極意義。

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