預(yù)埋槽道連接裝置在盾構(gòu)預(yù)制管片中的運(yùn)用

林學(xué)永 游連章

(1.廈門星普機(jī)電設(shè)備有限公司 福建廈門 361006; 2.廈門軌道交通集團(tuán)有限公司 福建廈門 361007)

1 預(yù)埋槽道連接裝置特性概述

地下鐵道在我國(guó)的發(fā)展前景是十分廣闊，預(yù)埋技術(shù)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化以及提高盾構(gòu)隧道設(shè)備安裝效率和減少對(duì)管片的損壞創(chuàng)造了有利條件：

(1)預(yù)埋滑槽技術(shù)施工簡(jiǎn)單，管線安裝、更換及運(yùn)營(yíng)維護(hù)方便，勞動(dòng)力、施工器具等資源投入少(僅扳手、可移動(dòng)安裝平臺(tái))。

(2)預(yù)埋滑槽技術(shù)施工效率高，作業(yè)環(huán)境良好，且整體效果美觀。

(3)施工質(zhì)量及對(duì)成型隧道的保護(hù)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)打孔工藝，能夠取代傳統(tǒng)打孔工藝。預(yù)埋滑槽技術(shù)在國(guó)內(nèi)、外均有成功案例，該技術(shù)具有減少對(duì)隧道主體結(jié)構(gòu)破壞、節(jié)省安裝時(shí)間、減少工序干擾等諸多優(yōu)點(diǎn)。

(4)生產(chǎn)管片時(shí)，預(yù)埋槽道無損安裝方式，避免了槽道背面開孔，有利于保證槽道本身表面鍍鋅質(zhì)量及盾構(gòu)隧道成形后管片壁后漿液滲漏，確保結(jié)構(gòu)耐久性。

預(yù)埋槽道自動(dòng)安裝方式，在福建廈門管片廠3條流水線及一套定模進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，該裝置實(shí)際使用效果良好，外觀及槽道預(yù)埋尺寸均符合技術(shù)參數(shù)要求。

2 當(dāng)前預(yù)埋槽道安裝概況(表1、圖1)

3 預(yù)埋槽道安裝新工藝需求

通過上述的方法進(jìn)行固定時(shí)，效率底、耗材成本高，重要的是會(huì)破壞槽道，存在安全隱患，而且質(zhì)量不穩(wěn)定(如果不事先防范，等質(zhì)量隱患發(fā)生時(shí)，補(bǔ)救困難、成本高)，貼合固定時(shí)不能安全有效吻合模具表面。在管片成型后，預(yù)埋在管片中的槽道將被水泥覆蓋住，造成漏漿至槽道，后續(xù)清理增加巨大工作量，而且易損破壞槽道防腐層，產(chǎn)生生銹等其它問題，漏漿時(shí)水泥漿易污染模板面，清除覆蓋槽、模具表面的水泥漿時(shí)難度大，費(fèi)工費(fèi)時(shí)且成本高。

表1 預(yù)埋槽道固定安裝方案

針對(duì)管片生產(chǎn)實(shí)際情況，由于是流水線方式生產(chǎn)，振搗是高頻震動(dòng)，液壓、電磁閥電控、機(jī)械等驅(qū)動(dòng)方式確定不利于實(shí)際生產(chǎn)，而氣動(dòng)方式作為動(dòng)力源，既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保，適合管片流水線生產(chǎn)方式。于是，為解決上述問題，開始研發(fā)一種安裝效率高、連接零耗材、不破壞槽道、槽道預(yù)埋質(zhì)量高且綠色環(huán)保的“盾構(gòu)管片預(yù)埋槽道成套自動(dòng)夾緊裝置”。在槽道有限空間進(jìn)行旋轉(zhuǎn)90°后拉緊，旋轉(zhuǎn)90°松開，做到在高頻震動(dòng)下槽道能穩(wěn)定貼合模具表面，能快速進(jìn)行安裝維護(hù)、保養(yǎng)，在裝置中一旦機(jī)構(gòu)出現(xiàn)問題能夠快速更換、解決。方案實(shí)施中，能進(jìn)行自動(dòng)旋轉(zhuǎn)、拉伸，并可運(yùn)用液壓、氣動(dòng)、電磁閥電控、機(jī)械等方式來驅(qū)動(dòng)所需相關(guān)運(yùn)動(dòng)。

4 管片的構(gòu)成、槽道連接裝置的主要原理及功能

4.1 管片的構(gòu)成及裝置分布

管片一環(huán)由標(biāo)準(zhǔn)塊、鄰接塊、封頂塊(3+2+1)組成，共計(jì)6片管片。標(biāo)準(zhǔn)塊、連接塊，需要4個(gè)夾緊固定點(diǎn)，封頂塊需要2個(gè)夾緊固定點(diǎn)，一環(huán)管片總計(jì)需要22個(gè)夾緊固定點(diǎn)，6套獨(dú)立的裝置。

圖1 預(yù)埋槽道傳統(tǒng)安裝方式

4.2 裝置的主要原理及功能

該裝置主要?jiǎng)恿κ菈嚎s空氣，通過氣動(dòng)開關(guān)控制特制氣缸的旋轉(zhuǎn)，上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)特制T型螺桿自動(dòng)夾緊、松開動(dòng)作。

由于管片生產(chǎn)是流水線作業(yè)，氣源隨時(shí)都要斷開，通過裝置的特制保壓閥，確保模具在運(yùn)行中，槽道在氣缸壓力下，確保模具在管片模具中的位置。

砼振搗時(shí)，高頻震動(dòng)下，裝置再次接進(jìn)氣源，在持續(xù)的壓力下槽道能穩(wěn)定貼合模具表面，保證槽道位置的精度，以確保預(yù)埋質(zhì)量。

該裝置極大提高了管片生產(chǎn)流水線工作效率及槽道的安裝速度和精度，同時(shí)避免了管片預(yù)埋耗材的使用和浪費(fèi)，節(jié)約人工成本，最終確保了管片成品的質(zhì)量。

4.3 盾構(gòu)管片預(yù)埋槽道成套自動(dòng)連接裝置特點(diǎn)

盾構(gòu)管片預(yù)埋槽道成套自動(dòng)連接裝置特點(diǎn)包括：①一個(gè)氣閥開關(guān)同時(shí)控制多個(gè)點(diǎn)位，效率高，夾緊力均勻；②避免耗材、不需要破壞槽道，保障槽道的預(yù)埋質(zhì)量；③在澆筑混凝土，震動(dòng)前接進(jìn)氣源，高頻震動(dòng)中保障槽道在持續(xù)夾緊狀態(tài)，保證槽道不松動(dòng)，保持預(yù)埋槽道與模具表面貼合；④漏漿時(shí)，配件能夠分離，不影響起吊，不破壞配件，萬一起吊損壞零配件，能夠快速、方便地更換零配件。綜上，如圖2～圖3及表2所示。

圖2 預(yù)埋槽道安裝夾緊松開圖示

圖3 自動(dòng)連接裝置，管片生產(chǎn)實(shí)際效果圖

表2 成套自動(dòng)連接裝置與傳統(tǒng)安裝方式對(duì)比

由表2對(duì)比分析可見：

(1)該槽道自動(dòng)夾緊、松開裝置機(jī)構(gòu)，各個(gè)工序流轉(zhuǎn)之間，槽道安裝后一直都在持續(xù)夾緊狀態(tài)，從而保證槽道與模板保持固定距離，管片成型后，槽道與管片有穩(wěn)定尺寸，漏漿少質(zhì)量穩(wěn)定。

(2)從耗材方面每公里最低減少了4～5萬元的耗材成本，在隧道管片槽道的運(yùn)用中增加了可觀經(jīng)濟(jì)效益。

(3)縮短安裝槽道時(shí)間，在實(shí)際生產(chǎn)過程節(jié)約了大量的人工成本。

(4)切合管片流水線生產(chǎn)方式，提高管片生產(chǎn)效率。

(5)維護(hù)成本較低，更換零配件快、周期短的特點(diǎn)。

5 結(jié)語

“預(yù)埋槽道成套自動(dòng)連接裝置”經(jīng)試驗(yàn)結(jié)果綜合比較，具備經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、節(jié)能、高效等特點(diǎn)，克服了目前行業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)安裝方式的各種弊端，充分發(fā)揮了管片自動(dòng)生產(chǎn)流水線的功能，特別是保證了管片成品質(zhì)量和槽道預(yù)埋技術(shù)指標(biāo)。預(yù)埋槽道成套連接裝置的成功應(yīng)用，對(duì)后期應(yīng)用盾構(gòu)管片預(yù)埋槽道安裝要求的統(tǒng)一性、標(biāo)準(zhǔn)性、規(guī)范性起到了關(guān)鍵作用。對(duì)進(jìn)一步提高我國(guó)地鐵修建水平、增長(zhǎng)工程使用壽命、消除運(yùn)營(yíng)安全隱患、降低運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本做出一定的貢獻(xiàn)，從細(xì)節(jié)化、精細(xì)化、提供了技術(shù)保障，填補(bǔ)了行業(yè)空白，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。