盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)再制造探析

解中鑫，李祁東，畢 煒，姚興樹

（中國建筑第二工程局有限公司，北京 100010）

隨著我國城市地下工程建設(shè)日益增多，盾構(gòu)在國內(nèi)的使用和保有量呈爆發(fā)式增長，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2019年底國內(nèi)保有的盾構(gòu)已超過3000臺(tái)，基本還以每年500臺(tái)的速度遞增，盾構(gòu)法已成為我國地鐵施工的主要方法。

盾構(gòu)是盾構(gòu)法施工的主要設(shè)備之一，其具有自動(dòng)化程度高、設(shè)備組成復(fù)雜、學(xué)科融合性強(qiáng)等諸多特點(diǎn)，盾構(gòu)主要分為泥水平衡盾構(gòu)和土壓平衡盾構(gòu)，兩者的主要區(qū)別之一為出渣方式的不同，泥水平衡盾構(gòu)通過泥漿出渣，土壓平衡盾構(gòu)通過螺旋輸送機(jī)和皮帶出渣，在城市地鐵建設(shè)過程當(dāng)中，土壓平衡盾構(gòu)使用相對(duì)廣泛。螺旋輸送機(jī)是土壓平衡盾構(gòu)出渣的關(guān)鍵設(shè)備之一，其使用效果的優(yōu)劣直接影響了盾構(gòu)掘進(jìn)的效率和施工的安全，國內(nèi)外由于螺旋輸送機(jī)發(fā)生故障而造成施工停工和安全事故甚至整條隧洞被埋的現(xiàn)象并不鮮見，螺旋輸送機(jī)發(fā)生故障會(huì)帶來成本和安全雙重威脅，保證螺旋輸送機(jī)平穩(wěn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)是盾構(gòu)法施工的重要環(huán)節(jié)。我國盾構(gòu)數(shù)量龐大，一部分盾構(gòu)已進(jìn)入報(bào)廢階段，再制造可以有效解決大量設(shè)備報(bào)廢帶來的成本和環(huán)保等諸多問題，螺旋輸送機(jī)在再制造的過程中，會(huì)出現(xiàn)再制造執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)場使用情況無法有效銜接，再制造后的盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)不能滿足或不適應(yīng)現(xiàn)場使用情況的現(xiàn)象，文章根據(jù)海瑞克盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)施工使用經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合再制造過程中對(duì)螺旋輸送機(jī)的檢測(cè)結(jié)果，針對(duì)性地對(duì)盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)進(jìn)行再制造實(shí)施，并提出盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)再制造的相關(guān)注意事項(xiàng)，再制造后的盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)能夠滿足現(xiàn)場安全、快速的掘進(jìn)需求，為螺旋輸送機(jī)再制造提供了相關(guān)參考。

1 螺旋輸送機(jī)組成

如圖1所示，螺旋輸送機(jī)由葉片、第一節(jié)筒壁、輸送軸、清理窗口、安裝吊耳、第二節(jié)筒壁、第三節(jié)筒壁、伸縮控制油缸、第四節(jié)筒壁、第五節(jié)筒壁、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、減速機(jī)、第一道艙門、第二道艙門等組成（這里介紹有軸螺旋輸送機(jī)），螺旋輸送機(jī)第一節(jié)筒壁與前盾對(duì)應(yīng)位置連接，安裝吊耳與中盾工字梁連接形成對(duì)螺旋輸送機(jī)的固定。當(dāng)螺旋輸送機(jī)工作時(shí)即輸送渣土?xí)r，前盾的艙門打開，第一道艙門和第二道艙門處于開啟狀態(tài)，伸縮控制油缸處于收回狀態(tài)，螺旋輸送機(jī)輸送軸和部分葉片深入到前盾土倉中，通過驅(qū)動(dòng)馬達(dá)經(jīng)減速機(jī)減速增扭后帶動(dòng)螺旋輸送機(jī)輸送軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)土倉內(nèi)的渣土經(jīng)螺旋輸送機(jī)的兩道艙門輸出至皮帶，運(yùn)輸至最后一節(jié)拖車的渣土斗，完成出渣工作。當(dāng)螺旋輸送機(jī)停止工作時(shí)即不輸送渣土?xí)r，前盾的艙門關(guān)閉，第一道艙門和第二道艙門處于關(guān)閉狀態(tài)，伸縮控制油缸處于伸出狀態(tài)，螺旋輸送機(jī)全部退出前盾土倉。螺旋輸送機(jī)每節(jié)筒壁之間通過螺栓連接，中間安裝密封進(jìn)行密封保壓輸送軸與第一節(jié)筒壁焊接耐磨條目的為了增加耐磨性，清理窗口的設(shè)置為了當(dāng)螺旋輸送機(jī)堵機(jī)時(shí)打開清渣排障，兩道艙門設(shè)計(jì)的目的為了保壓安全，防止噴涌和其中一道艙門失效的特殊情況發(fā)生。

圖1 螺旋輸送機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

2 螺旋輸送機(jī)檢測(cè)與再制造措施

2.1 螺旋輸送機(jī)筒壁檢測(cè)與再制造措施

螺旋輸送機(jī)在再制造過程中，需要進(jìn)行全部拆解檢驗(yàn)，螺旋輸送機(jī)筒壁在使用過程中極易被磨損，并且通過外部無法進(jìn)行觀察，應(yīng)采用榔頭等硬器在每節(jié)筒壁前、中、后3個(gè)部位沿筒壁一圈打掉表面油漆，露出金屬部位，采用測(cè)厚儀測(cè)出筒壁厚度。當(dāng)筒壁厚度低于原始厚度的50%，檢測(cè)部位占整周檢測(cè)部位超過50%時(shí)，需要對(duì)整節(jié)筒壁進(jìn)行新制，其余情況可以根據(jù)測(cè)量厚度情況對(duì)螺旋輸送機(jī)內(nèi)部進(jìn)行補(bǔ)焊至原始厚度。補(bǔ)焊時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)。

1）要對(duì)初次檢測(cè)厚度較低的周邊區(qū)域進(jìn)行加密復(fù)檢，確定焊接區(qū)域及焊接厚度。

2）焊接時(shí)要注意在螺旋輸送機(jī)筒壁內(nèi)側(cè)焊接工藝支撐梁，防止焊接熱造成筒壁變形。

3）一次焊接要注意冷卻，不能連續(xù)長時(shí)間焊接，焊接時(shí)間最好控制在5min內(nèi)。

4）焊接時(shí)要留有厚度余量，在補(bǔ)焊完成后表面焊接耐磨網(wǎng)格，增加使用耐久性。

2.2 螺旋輸送機(jī)葉片檢測(cè)與再制造措施

螺旋輸送機(jī)使用過程中，葉片與筒壁相鄰面磨損較為嚴(yán)重，在檢測(cè)螺旋輸送機(jī)葉片時(shí)要同時(shí)檢測(cè)葉片高度與厚度，一般情況下，葉片邊緣的高度和厚度會(huì)同時(shí)降低，一般以高度作為參考指標(biāo)，當(dāng)葉片高度磨損量大于等于4cm時(shí)，要對(duì)葉片進(jìn)行再制造，采用碳爆法將整個(gè)葉片切割至相同高度，加工制作規(guī)格合適的耐磨塊進(jìn)行焊接，耐磨塊的長度應(yīng)在8cm以下，焊接坡口采用銑削的方式進(jìn)行加工。當(dāng)葉片高度磨損量不足4cm時(shí)，可以采用堆焊加鋼材加入的方式進(jìn)行在制造，要注意在表面焊接耐磨焊條。

2.3 螺旋輸送機(jī)輸送軸檢測(cè)與評(píng)估

螺旋輸送機(jī)在再制造過程中要請(qǐng)專業(yè)探傷檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)輸送軸進(jìn)行探傷檢測(cè)，評(píng)估輸送軸質(zhì)量，判斷其能否繼續(xù)使用，同時(shí)要對(duì)葉片與輸送軸焊接位置焊縫進(jìn)行檢驗(yàn)；同時(shí)對(duì)輸送軸和葉片深入前盾土倉部位加焊耐磨條，保證使用的可靠性。

3 螺旋輸送機(jī)使用注意事項(xiàng)

1）螺旋輸送機(jī)液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)部分為閉式回路，使用過程中要注意系統(tǒng)的清潔。

2）要保證驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)系統(tǒng)限壓閥的正常工作，定期進(jìn)行檢查。

3）螺旋輸送機(jī)清理窗口開啟前，要確認(rèn)螺旋輸送機(jī)已經(jīng)收回，前盾艙門和后艙門已經(jīng)關(guān)閉。

4）在盾構(gòu)始發(fā)前要對(duì)螺旋輸送機(jī)后艙門進(jìn)行斷電測(cè)試，測(cè)試蓄能器是否能夠正常工作，將后艙門緊急關(guān)閉。

5）螺旋輸送機(jī)啟動(dòng)時(shí)，要確認(rèn)馬達(dá)冷卻循環(huán)水正常工作，防止“灼燒”現(xiàn)象發(fā)生。

4 結(jié)論

本文針對(duì)海瑞克盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)工作原理及液壓系統(tǒng)進(jìn)行分析，結(jié)合螺旋輸送機(jī)在再制造檢測(cè)過程中的參數(shù)和使用情況針對(duì)性地提出相關(guān)的再制造措施，總結(jié)盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)再制造及施工使用注意事項(xiàng)，為盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)再制造和施工提供了相關(guān)參考。