論螺旋機雙層出土閘門的設計特點

孫相志 王小軍 單國紅

摘 要：介紹了一種在隧道施工中用于開挖隧道掘進機的螺旋機雙層出土閘門部分，本文對螺旋機雙層出土閘門的結構組成﹑工作原理及其特點等方面進行了詳細的描述。實踐表明，本設計螺旋機出土雙閘門完全可滿足隧道施工要求，并且具有組裝精度高及可靠性高等優(yōu)點。

關鍵詞：盾構機；螺旋機；螺旋機雙出土閘門

中圖分類號：TU621 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）05-0107-02

1 螺旋機雙層出土閘門概述

盾構機是隧道施工的工程機械，盾構機挖掘隧道過程中會通過刀盤不斷的切削大量的渣土堆積在盾構機土倉內(nèi)，螺旋機是盾構機的出土裝置，因為土倉內(nèi)存在土壓維持土體的穩(wěn)定性，土壓的另一個作用就是當螺旋機通過螺旋葉片將盾構機土倉內(nèi)堆積的土渣導至螺旋機出土閘門位置的過程中起到了重要的擠壓作用，使得渣土能順利的排出并落料到皮帶機上，最后通過皮帶機將渣土裝進渣土車運輸出隧道，并且螺旋機也是唯一聯(lián)通土倉和大氣部件，所以如果施工地層為富水地層的話，發(fā)生噴涌事故時也只能通過螺旋機噴出泥水。

2 螺旋機雙層出土閘門的結構組成及特點

普通的螺旋機出土閘門一般設計成單層，但是當遇到富水地層時單層出土閘門只能阻止噴涌的發(fā)生，但是并不能解決噴涌事故。為了更好的預防和解決盾構機噴涌問題，螺旋機的出土閘門應該設計成雙層的。螺旋機雙層閘門分為上下兩層即第一層閘門和第二層閘門，如圖1所示。

盾構機施工遇到富水地層發(fā)生噴涌情況時，應該立即將兩層閘門同時關閉以更好的阻止噴涌，噴涌的泥水被阻止后就可以利用雙閘門的設計優(yōu)勢將噴涌問題解決。

因為上下兩層閘門都設計了嚴密密封裝置，當兩層閘門同時關閉時就能第一時間將噴涌阻止。如圖2所示為第一層閘門結構圖，在閘門口位置設計了上下各三道填料密封，通過閘門端蓋與閘門板將填料密封壓緊密封，并且密封是用端蓋壓住可以拆卸的，當填料密封老化或損壞需要更換時，可以很方便的將端蓋拆開進行填料密封的更換，第一層閘門其余三邊為焊接的密封腔體，而且閘門板是經(jīng)過機加工對其平面度有嚴格要求，與閘門板接觸的閘門本體部分也是經(jīng)過嚴格機加工的，所以當閘門板關閉時就能形成非常嚴密的密封腔體，從而能有效的阻止噴涌，將噴涌的泥水阻擋在第一層閘門內(nèi)，不會形成事故。

如圖3所示為第二層閘門結構圖。

如圖3所示，第二層閘門閘門板周圈也有非常嚴密的密封組件，如圖A-A和B-B剖視圖所示：（1）閘門端部設計了上下兩道O型密封圈，通過閘門端蓋與閘門板將密封O型圈擠壓密封；（2）下層閘門連接體與下閘門之間設計了一圈密封O型圈，將此O型圈安裝到下閘門的密封圈安裝槽內(nèi)，通過上閘門連接體擠壓密封圈形成密封；（3）閘門板與閘門本體上蓋板之間設計了一圈T型密封，將此T型密封安裝到上蓋板的密封安裝槽內(nèi)，通過閘門板對T型密封擠壓實現(xiàn)密封，而且閘門板是經(jīng)過機加工對其平面度有嚴格要求，與閘門板接觸的閘門本體部分也是經(jīng)過嚴格機加工的，所以當閘門板關閉時，第二層閘門能形成一個非常嚴密的密封腔體。因為第一層閘門和第二層閘門都具備非常良好的密封性，所以當兩層閘門同時關閉時能有效的阻止噴涌的發(fā)生。

為了增加第二層閘門的使用壽命，如圖A-A和B-B剖視圖所示：（1）在閘門板的端頭部位設計了耐磨板，以減少閘門關閉時對閘門板的磨損；（2）在下層閘門與閘門板接觸的上表面設計了一圈耐磨條，以減少閘門關閉時對閘門本體的磨損；正是因為減少了閘門板與閘門本體間的磨損，從而增加了閘門的使用壽命同時也保證了閘門的密封性不會因為使用頻繁而減弱。

3 螺旋機雙層出土閘門的工作原理

當遇到噴涌時，首先將雙層閘門同時關閉將噴涌阻止住，然后通過件5（排水管組件）外接排水設備將兩層閘門間儲存的的泥水排出，接下來可將螺旋機入口閘門和螺旋機第一層出土閘門慢慢打開到合適的開口（噴出的泥水量能及時被外接排水設備排出），螺旋機第二層出土閘門仍然處于關閉狀態(tài)，此時繼續(xù)用外接排水設備將地層中噴涌出的泥水逐步排出，當將所有的泥水排除完畢后，盾構機就可以繼續(xù)正常掘進施工了。

4 結語

綜上所述，螺旋機設計雙層出土閘門不僅能夠有效的阻止施工過程中的噴涌事故的發(fā)生，而且能及時的將噴涌問題解決掉，得以使施工能盡快繼續(xù)，對施工設備和施工工期進度提供了有力保障。