12月6日晚10时,3车盾构机组件在大连地铁港湾广场站卸车,大连重工起重集团为大连地铁制造的首台盾构机主要组件全部到位。作为盾构机的重要组成部分,盾体起着火车头的作用,昨天,业内专家对它的功能进行了详细解读。
由大连重工·起重集团为大连地铁制造的首台盾构机总重520吨,总长82米,推进千斤顶的总推力是火车头牵引力的10多倍。
解密【1】 盾构机是盾和矛的综合体
由大连重工·起重集团为大连地铁制造的首台盾构机总重520吨,总长82米,记者在生产线上面对这一“庞然大物”时,感觉它外形很像一列火车。不过它的“车头”叫盾体,“车厢”叫后配套设备,后配套设备是分别安装在盾体后的5节后续台车上。
盾体的构成十分复杂,包括盾构本体、盾构千斤顶、管片拼装机、刀盘、仿形刀盘、铰接装置、螺旋输送机、管片调节器、动力装置、电源装置、管道和布线、牵引车架、注浆系统、泡沫系统等。
据了解,盾构机的名字源于盾体,即盾构机的主要作业都是在盾壳的保护下进行的。“盾构机其实是盾和矛的综合体。 ”专家介绍,位于盾体最前端的刀盘就起到矛的作用。刀盘前端有92支“矛”,就是为适应大连的地质条件,配备了滚刀、刮刀及可换型撕裂刀等组合的具有硬岩和软土“通吃”的结构。
解密【2】 盾构本体像台大锅炉
为防止在掘进过程中大连地质中存在的黏性土质、风化岩黏附在刀盘背面及胸板表面,刀盘上附设了固定搅拌翼,能把加注在开挖面的添加材料,包括泥、水、泡沫等,与切削下来的土体在土仓中进行充分的搅拌,提高土体的塑性及流动性,并具有止水性。
盾构机盾体的本体呈圆柱形截面,外观像一台大锅炉。它由前盾、中盾和盾尾三部分组成。依靠前体的密封隔板构成一个土仓,用于堆积刀盘切削下来的渣土,以便通过对这些渣土进行加压,同时还可以保护在土仓内作业人员的安全。
后体的内部焊接有加强环和H架,主轴承伸缩油缸、人闸、推进系统的泵、马达、推进千斤顶和管片安装器都在这里安家。盾尾主要是为了提供管片安装区,并将盾构内部与外部围岩用盾尾密封刷可靠分隔,在盾构的过程中的泥水不会涌进隧道。
解密【3】 十个火车头的推力
盾体中有几大系统保证盾构运行。主要有推进系统,即在后体的内周均匀地安装了32个盾构推进千斤顶(后体推压式)与前体和后体之间的14台千斤顶组成盾构推进的动力装置。推进千斤顶的总推力是火车头牵引力的十多倍,如果盾构机与火车头拔河,十个火车头也拔不过盾构机。
渣土运输系统,则通过螺旋输送机、皮带输送机等组合设备把渣土运到后配套拖车的尾部装车,通过运渣车、竖井提升设备把土渣运到地面。
解密【4】 盾构团队百余人
此外,人闸装置系统是当盾构掘进时,由于土仓内和隧道存在压力差,可形成2个大气压,相当于20米水深的压力。正因为有这个压力的存在,才会阻止地下水渗入到盾构体。人员若要进入土仓进行作业,则必须在人闸内历经缓慢加压过程,直到人闸内气压与土仓内压力相等时,方能打开闸门进入土仓;人员离开高压环境时也必须在人闸内经过减压过程;否则,血管中的气体将膨胀,使人患潜水病。
盾构机实行两班倒作业,要“侍服”好盾构机,整个团队,包括项目经理、安全员和材料采购、后勤人员等共有100多人。