日本东京外环道关越道大泉jct至井之头大道区间全长约7km,采用直径16.1m的土压平衡盾构机施工。工程中需实现长距离快速掘进(掘进速度:40mm/min)、同步主体结构施工等,采用了连续皮带输送机作为排土设备,同时,为了避免渣土粘附在皮带的表面,在此排土设备上又配置了皮带翻转装置。
传统连续皮带输送机
传统的连续皮带输送机分别在载体侧和返回侧配置皮带。载体侧是载承和输送渣土的机械设备,载承渣土的面是工作面(皮带表面),其反面是非工作面(皮带背面)。
采用连续皮带输送机存在以下问题:
01 渣土粘附在皮带表面
连续皮带输送机虽然配备了皮带清扫器,但因皮带损伤、渣土性状等原因无法彻底防止渣土粘附问题。粘附的渣土在输送过程中会再次粘附至回程托辊等部件,随着干燥形成固化,最终引发皮带和托辊的接触状态变化,导致皮带偏移、皮带和托辊损伤、张力异常等问题,影响正常输送。
托辊部位渣土粘附情形
02 形成粉尘扩散影响施工质量和施工环境
粘附在皮带表面的渣土不仅会再次粘附至其他设备,还会随着干燥和振动形成粉尘漂浮,对连续皮带输送机下方的主体结构施工效率和质量造成影响,并随着施工车辆通行和施工环境变化,进一步扩散导致隧道内部环境恶劣。
洞内粉尘扩散情形
直径16.1m土压盾构配置皮带翻转装置
在东京外环道关越道大泉jct至井之头大道区间中,直径16.1m的土压盾构中的皮带输送机配置了翻转装置。该连续皮带输送机的皮带宽度1050mm、输送速度205m/min、输送能力1150t/h。配合盾构掘进进度,现场对皮带进行热硫化后接长,最终完成1条总长14km的皮带用于盾构出渣。
为了解决渣土粘附的问题,在连续皮带输送机上配备了皮带翻转装置。该装置可将皮带翻转180°,使具有渣土粘附风险的皮带表面在返回侧也保持处于上方。分别在皮带输送机头部(近开挖面)的渣土装载处和尾部的渣土排放处对皮带进行180°翻转,从而避免皮带表面的粘附土再次黏附至托辊、防止渣土掉落至皮带输送机下方。
应用效果
①延长皮带托辊使用寿命、降低皮带损伤风险、减少部件更换数量等作用;
②提高连续皮带输送机的工作效率;
③提高主体结构的施工质量;
④防止渣土形成粉尘后扩散,改善了隧道内部环境。
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