淺析TBM輔助洞室拌和站選型與布置

許東

（中國水利水電第六工程局有限公司，遼寧沈陽 110179）

1.工程概況

隧洞長度38253m，開挖洞徑7.0m，縱坡i=1/2583，采用2臺TBM施工（TBM1、TBM2），其中：TBM1掘進段17888m、輔助洞室730m、TBM2掘進段19635m。輔助洞室采用鉆爆法開挖，前期主要服務于兩臺TBM設備組裝，后期作為綜合性服務洞室使用，主要用于存放周轉性材料、支護材料，并布置混凝土拌和站。

2.混凝土拌和強度分析

2.1 噴射混凝土強度

根據TBM掘進強度計算分析，其中Ⅳ類圍巖段噴射混凝土強度最大，單臺TBM設備為7.6m3/h，2臺TBM設備為15.2m3/h，詳見表1。

表1 噴射混凝土強度分析表

2.2 襯砌混凝土強度

TBM洞段襯砌混凝土施工采用有軌單線運輸，每4km設置1處會車平臺，25t機車牽引2臺8m3軌行式混凝土攪拌車運輸，30m3/h混凝土輸送泵泵送入倉。混凝土攪拌車按7.5m3裝載能力計算，單作業面混凝土澆筑強度16.7m3/h，上下游同時施工，澆筑強度33.4m3/h，詳見表2。

表2 襯砌混凝土強度分析表

2.3 混凝土拌和強度

通過以上分析比較，混凝土高峰澆筑強度33.4m3/h，考慮1.5倍不均勻系數，混凝土最大拌和強度50.1m3/h。

3.拌和站選型

根據混凝土最大拌和強度，選用1套HZS90型強制式混凝土拌和系統，理論生產能力90m3/h，通過計算實際生產能力54.0m3/h，滿足施工要求。

Qh=60VK/（t1+t2+t3）

式中：

Qh—小時生產能力，m3/h；

V—攪拌機容量，1.5m3；

t1—裝料時間，取0.25min；

t2—卸料時間，取0.25min；

t3—凈攪拌時間，取1.0min；

K—時間利用系數，取0.9。

故Qh=54.0m3/h。

3.1 攪拌主機

選用仕高瑪生產的MSO2250/1500型雙臥軸攪拌機，最大攪拌粒徑80mm，出料容量1.5m3，卸料高度4.0m。

3.2 骨料配料機

選用PLD4800型配料機，設置4個骨料倉，料斗容量30m3，其中，砂倉設置2個、5mm～20mm及20mm～40mm骨料倉各設1個，單斗計量。

3.3 骨料輸送系統

骨料采用自卸汽車運至洞內拌和站，并直接卸入上料斗，斗容20m3，通過皮帶機進行骨料輸送，輸送流程：上料斗→配料機上料皮帶→配料機分料皮帶→犁式分料器→配料機骨料倉→配料機下層皮帶→主機上料皮帶→主機。

3.4 膠凝材料儲料倉

膠凝材料設置3個100t儲料倉，其中水泥倉2個、粉煤灰倉1個。儲料倉罐體分為上蓋、中間直筒段和下錐體3部分，考慮洞內運輸及安裝條件，設計為片式組裝結構，縱向分節、橫向分片，每片大小尺寸相等，各片可任意互換，每片倉體四周均采用法蘭螺栓連接，連接處設橡膠條密封，組成整體，安裝方便快捷。

3.5 主要技術參數

混凝土拌和站，采用電腦全自動控制系統，帶數據存儲、上傳功能，主要技術指標見表3。

表3 拌和站主要技術參數表

4.拌和站布置

在TBM輔助洞室安裝洞段布置拌和站，采用一字型布置，布置長度65m，從外向內依次為：上料斗、配料機、主機、粉煤灰倉、水泥倉以及附屬配套設施，上料斗、配料機及拌和主機間采用大傾角擋邊膠帶機輸送，膠凝材料采用螺旋輸送機輸送[1]。TBM輔助洞室拌和站布置見圖1。

圖1 輔助洞室拌和站布置圖

5.拌和站安裝

根據拌和站部件重量、安裝高度及現場情況，采用25t汽車起重機進行安裝，最大單件為配料機，單重12.0t，拌和站從內向外順序依次進行安裝，安裝流程：水泥倉、粉煤灰倉→控制室→攪拌主機樓→螺旋輸送機→主機上料皮帶→配料機下層皮帶機→配料機→配料機分料皮帶→犁式分料器→配料機上料皮帶→上料斗→水電氣安裝。

6.結語

本文拌和站受空間所限采用一字型布置，由自卸汽車運輸骨料并通過皮帶機輸送，無須儲料場地以及另配設備上料，節省占地、節約成本，但對配料機料倉容量要求較高，應加大設計，以減少自卸汽車運輸壓力。另外，膠凝材料儲料倉采用片狀結構設計，不管料倉容積大小，不受洞內運輸條件限制，同時安裝方便快捷。