浅析TBM辅助洞室拌和站选型与布置

许东

（中国水利水电第六工程局有限公司，辽宁沈阳 110179）

1.工程概况

隧洞长度38253m，开挖洞径7.0m，纵坡i=1/2583，采用2台TBM施工（TBM1、TBM2），其中：TBM1掘进段17888m、辅助洞室730m、TBM2掘进段19635m。辅助洞室采用钻爆法开挖，前期主要服务于两台TBM设备组装，后期作为综合性服务洞室使用，主要用于存放周转性材料、支护材料，并布置混凝土拌和站。

2.混凝土拌和强度分析

2.1 喷射混凝土强度

根据TBM掘进强度计算分析，其中Ⅳ类围岩段喷射混凝土强度最大，单台TBM设备为7.6m3/h，2台TBM设备为15.2m3/h，详见表1。

表1 喷射混凝土强度分析表

2.2 衬砌混凝土强度

TBM洞段衬砌混凝土施工采用有轨单线运输，每4km设置1处会车平台，25t机车牵引2台8m³轨行式混凝土搅拌车运输，30m³/h混凝土输送泵泵送入仓。混凝土搅拌车按7.5m³装载能力计算，单作业面混凝土浇筑强度16.7m³/h，上下游同时施工，浇筑强度33.4m3/h，详见表2。

表2 衬砌混凝土强度分析表

2.3 混凝土拌和强度

通过以上分析比较，混凝土高峰浇筑强度33.4m3/h，考虑1.5倍不均匀系数，混凝土最大拌和强度50.1m3/h。

3.拌和站选型

根据混凝土最大拌和强度，选用1套HZS90型强制式混凝土拌和系统，理论生产能力90m3/h，通过计算实际生产能力54.0m3/h，满足施工要求。

Qh=60VK/（t1+t2+t3）

式中：

Qh—小时生产能力，m3/h；

V—搅拌机容量，1.5m3；

t1—装料时间，取0.25min；

t2—卸料时间，取0.25min；

t3—净搅拌时间，取1.0min；

K—时间利用系数，取0.9。

故Qh=54.0m3/h。

3.1 搅拌主机

选用仕高玛生产的MSO2250/1500型双卧轴搅拌机，最大搅拌粒径80mm，出料容量1.5m3，卸料高度4.0m。

3.2 骨料配料机

选用PLD4800型配料机，设置4个骨料仓，料斗容量30m3，其中，砂仓设置2个、5mm～20mm及20mm～40mm骨料仓各设1个，单斗计量。

3.3 骨料输送系统

骨料采用自卸汽车运至洞内拌和站，并直接卸入上料斗，斗容20m3，通过皮带机进行骨料输送，输送流程：上料斗→配料机上料皮带→配料机分料皮带→犁式分料器→配料机骨料仓→配料机下层皮带→主机上料皮带→主机。

3.4 胶凝材料储料仓

胶凝材料设置3个100t储料仓，其中水泥仓2个、粉煤灰仓1个。储料仓罐体分为上盖、中间直筒段和下锥体3部分，考虑洞内运输及安装条件，设计为片式组装结构，纵向分节、横向分片，每片大小尺寸相等，各片可任意互换，每片仓体四周均采用法兰螺栓连接，连接处设橡胶条密封，组成整体，安装方便快捷。

3.5 主要技术参数

混凝土拌和站，采用电脑全自动控制系统，带数据存储、上传功能，主要技术指标见表3。

表3 拌和站主要技术参数表

4.拌和站布置

在TBM辅助洞室安装洞段布置拌和站，采用一字型布置，布置长度65m，从外向内依次为：上料斗、配料机、主机、粉煤灰仓、水泥仓以及附属配套设施，上料斗、配料机及拌和主机间采用大倾角挡边胶带机输送，胶凝材料采用螺旋输送机输送[1]。TBM辅助洞室拌和站布置见图1。

图1 辅助洞室拌和站布置图

5.拌和站安装

根据拌和站部件重量、安装高度及现场情况，采用25t汽车起重机进行安装，最大单件为配料机，单重12.0t，拌和站从内向外顺序依次进行安装，安装流程：水泥仓、粉煤灰仓→控制室→搅拌主机楼→螺旋输送机→主机上料皮带→配料机下层皮带机→配料机→配料机分料皮带→犁式分料器→配料机上料皮带→上料斗→水电气安装。

6.结语

本文拌和站受空间所限采用一字型布置，由自卸汽车运输骨料并通过皮带机输送，无须储料场地以及另配设备上料，节省占地、节约成本，但对配料机料仓容量要求较高，应加大设计，以减少自卸汽车运输压力。另外，胶凝材料储料仓采用片状结构设计，不管料仓容积大小，不受洞内运输条件限制，同时安装方便快捷。