關于雙護盾TBM循環水技術改造及探討

【摘要】針對蘭州水源地項目工程，引進國內首臺雙護盾TBM，其采用開式的冷卻循環水系統，造成大量水資源的浪費。對循環水系統進行技術改造及廢水利用，可節約大量水資源和成本，對工程的合理施工及預算有著積極意義。

【關鍵詞】雙護盾TBM；循環水系統；廢水利用

1、雙護盾TBM概括

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

2、TBM冷卻循環水系統

雙護盾TBM水循環系統主要由一級水循環系統、二級水循環系統和刀盤除塵水系統組成。

2.1 一級循環水系統

一級循環水系統主要通過兩個換熱器冷卻二級循環水系統，并通過兩個水泵形成兩個循環水路，并在兩個水路中設置氣動閥，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）的補水。水箱安裝有工業增壓水泵，用于設備每節臺車的預留水管和制漿系統用水。

一級循環用水由隧道外設置的高位水池通過增壓水泵向設備供水，經過隧道內管路和水管卷筒，通過袋式過濾器濾除水中砂粒、細屑等雜質后進入水箱。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 二級循環水系統

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

一級水箱和二級水箱均安裝了液位開關，具有自動補水、報警及停泵功能，保證系統安全運行。

2.3 排水系統

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

設備內循環水采用閉式回路，在冷卻設備過程中，只有極小的損失，而外循環水系統采用開式回路，通過冷卻內循環水后，直接排放于隧道外。

外循環水箱容積為，TBM為高發熱設備，每半小時換水一次，按正常掘進計算，每天耗水量約為240方水，外加工業預留水管和刀盤除塵及制漿系統用水約20方，造成大量水資源浪費，增高了施工成本。

3、循環水技術改造方案

根據TBM循環水系統結構，將外循環排放的熱水集中到污水箱進行回收利用一部分，多余的熱水通過隧道排放于洞外沉淀池進行回收利用，降低水資源的浪費。

3.1 污水箱改造

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

3.2 廢水利用

外循環排放的多余熱水，直接通過污水卷筒排放于隧道外設置的兩個沉淀池進行收集，利用增壓水泵再抽入工業進水管，注入外循環水箱。

4、改造中注意事項

（1）污水箱設置液位控制開關，保證水箱水處于中位以上，保證工業預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），在沉淀池入口處設置過濾棉，防止渣子進入沉淀池。沉淀池所用電機設置在溢流水池內，兩個水池做防護處理，保證水源的清潔，并在水管中設置過濾器。

（3）在TBM掘進過程中保證供水壓在5bar以上，當出現供水不住時，可采用高位水池進行補水。

（4）排放的污水量較大，會出現不同程度的淤泥，根據實際情況，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，減少了工業預留水管及除塵用水，降低了外循環水排水時間，以及對排放于洞外的廢水沉淀利用，大大降低了設備工業用水量，對資源的節約及施工成本的減少有著積極意義。

參考文獻：

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