土壓平衡盾構機低壓管路系統改造

葛 兵，劉 兵，趙懷輝

北方重工集團有限公司盾構機分公司，遼寧沈陽 110141

1 Zg螺紋連接

圖1

圖2

在工地，遇到這種問題往往是最讓人頭疼的，用戶不得逐一拆開濾芯、冷卻器、減壓閥、冷卻管路，一點點清理水銹。耗費的人力物力無法估算，而且對我們設備在市場上的聲譽有很大影響。

針對以上問題，通過反復的計算和實驗，我認為選用鍍鋅管替代以往使用的無縫鋼管能夠從根本上解決水銹的問題。鍍鋅管作為常用的管道施工材料，具有防腐性能可靠，價格便宜，易于采購等特點，并且廣泛應用于消防、民用和工業供水等領域。但是鍍鋅管有一個致命的缺點就是不能夠焊接。因為一旦焊接，其表面的鍍鋅層就會被破壞，反而更容易生銹腐爛。以往其他領域使用鍍鋅管的連接方式都是溝槽式連接，但是由于我們水系統壓力比較高，一般都在7-9bar左右，而溝槽連接方式是3-5bar的承壓能力，所以傳統的連接方式不適于盾構機上使用。

不過這個問題可以通過設計并加工一種特殊的螺紋連接的接頭來解決。設計這種接頭時必須考慮易于加工和安裝，并且承壓能力要高于系統工作壓力。經過查找相關資料和研究比對，我設計了一種一頭是Zg內螺紋，一頭是公制外螺紋的接頭（圖3）。鍍鋅管可以用套絲機加工Zg外螺紋，與接頭Zg內螺紋連接；接頭的另一頭公制外螺紋可以與標準的軟管扣壓接頭連接。這樣就很好的解決了鍍鋅管的連接問題。

圖3

使用這種方法后，管道的連接方式由原來的焊接變成機械加工螺紋連接，生產效率會成倍提高，而且由于鍍鋅管的優良的防銹性能，低壓系統還不會生水銹，使設備的壽命和性能成倍的提高，其經濟和社會效益無法估量。

下面是我們將使用鍍鋅管作為低壓管路材料的項目成本與未使用鍍鋅管的成本進行的比較，從中我們就能看到使用鍍鋅管后帶來的效益。

低壓系統管路材料改造效益計算書（鋼材價格以當時市場價為準）：

原來使用無縫管，每噸價格為7500元，

鍍鋅管價格為每噸4150元，

Elias先生指出：“工程木協會(APA)最初是代表制作汽車門板和踏腳板的標準花旗松膠合板行業，5家小公司認識到他們可以作為一個整體推銷自己而不是單個公司產品。今天已經增加到172個成員工廠。”

每臺設備使用管路7噸左右，

那么材料費節省：（7500-4150）×7=23450元/臺。

焊接材料及人工費用：

焊材每噸目前為5750元（含電費）；

一臺設備管路焊接需消耗焊條1.75噸；

焊材節省費用：5750×1.75=10062.5元/臺。

人工費用目前氬弧焊工每人220元/天，需要焊工2人，配管工一人配合組對進行焊接。

按照一臺設備制造周期3個月，就是90天。

焊工人工費用：220×90×2=39600/天 配管工：150×90=13500元/臺。

焊接接頭節省：目前盾構機使用的焊接接頭規格大概有5種，每種價格不同，但是平均價格都在35元左右，一臺盾構機使用接頭按照700個計算：35×700=24500元/臺。

安裝費用節省：以前安裝焊接的管路時，必須反復測量管路尺寸，焊接后管路很長或者形狀不規則，安裝非常不方便，現在使用鍍鋅管的螺紋連接后工作效率大大提高，所有部分都可以到設備上進行連接，非常方便快捷，效率提高一倍以上。

原來一臺設備需要管路工10人，裝配時間需要3個月，使用鍍鋅管螺紋連接后，按效率提高一倍計算：

150元×10×90/2=67500元/臺。

水銹的清理費用和社會效益：

原來使用無縫管的時候，管路到工地經常因為水銹發生堵塞，清理起來非常麻煩，以水電二局第一臺設備到工地后清理水銹的成本計算，大概在2萬元，使用鍍鋅管之后這2萬元就節省下來了。

那么低壓管路材料的改造，一臺盾構機就可以節省：

23450+10062.5+39600+13500+24500+67500+20000=198612.5元/臺。

由此可以看出，盾構機低壓系統的改造能夠給施工成本、設備性能帶來極大的提高，為企業帶來可觀的經濟和社會效益。

[1]白云，丁志誠主編.隧道掘進機施工技術，2008.

[2]洪開榮，陳饋主編.盾構施工技術，2009.

[3]張金和主編.水暖管道施工，2010.

[4]王翠玲主編.水暖材料標準速查與選用指南，2009.