隧道掘进机尺寸大小优劣谈
3页1、袪踣英才网tl. J ob1001 .com隧道掘进机尺寸大小优劣谈易北河隧道的掘进机,直径14.2m,比8台穿过东京湾的直径 14.1m的掘进机稍大,是世界上最大的隧道掘进机。但是尺寸的大型化是否就代表着软弱地 层隧道掘进机的未来呢?什么又是隧道尺寸的决定因素呢?1全新的尺寸隧道掘进机的制造商几乎一致地认为能够满足用户对巨大尺寸的圆形隧道的施工需要。 易北河隧道掘进机的设计和制造商海瑞克先生认为,大尺寸掘进机不但可行,而且在操作上 和它一半尺寸的掘进机没什么两样。他还说:“从技术上讲,我们可以提供用户需要的任何 尺寸的掘进机。易北河的掘进机是用于一条包含双向高速公路和一个紧急车道的隧道施工; 悉尼的机器用于一条单洞双线铁路隧道的施工;开罗和马德里的机器用于一条单洞双线地铁 隧道的施工;巴黎A86工程的掘进机用于双向六车道高速公路隧道的施工。如果土建工程 师能够用多大直径的掘进机开挖地下空间,我们就能够为他造多大”加拿大诺瓦特公司的总裁诺瓦特先生说:“增加小型掘进机直径,如5、6、7m,这是线 性可比的,但随着直径从10m到14m的增加,掘进机所需的扭矩和动力的增加是幕数关系。 满足这
2、种超常需要的任务主要落在机电和液压元件如驱动马达、液压系统和主轴承的设计者 和制造商身上。大尺寸掘进机可行的观点不错,但技术上的需求只是判断一台大掘进机是否 优于两台或多台小掘进机的一个方面。川崎重工的Kondo先生也认为刀盘的推力和切削力将随直径增加而数倍增加。他补充 说,油缸的安装空间和驱动元件都不可能按刀盘增加的比例来增加。尽管解决适应大尺寸刀 盘驱动型式的问题是可能的,但是对于推进方面来说,推进油缸实际使用油压的增大是必须 的。汉堡易北河现场经理Gert Wittneten解释了单一大刀盘隧道掘进机在运作上的明显不 同。“比起两台有35m2切削面的掘进机分别施工两条单洞地铁隧道,直径14.2 m的掘进机 有160 m2切削面。这样一来,刀具的更换要花更多的时间。当你要更换20或30把刀具或 保养转场,我们就不得不花上小掘进机的4至5倍的时间,甚至更多。Hanamura认为:尽管多头掘进机在日本本土之外还没有被接受,但是多头掘进机为地 铁运营隧道的施工提供了最有效的施工模式。拿双头掘进机的造价来说,比两台6m直径的 单头掘进机要高一些,但考虑管片衬砌的造价和开挖空间减小的造价节约
3、后,双头掘进机施 工的整个工程的造价和两台单头掘进机或一台直径10 m (单洞双线隧道)的掘进机的工程 总造价持平或偏小。诺瓦特先生也认为使用大尺寸掘进机,实际上增加了掘进机的施工风险, 因为整个工程依赖于一个机头,施工运作变得相当线性和单一。相比之下,用一台小的掘进 机施工一条地铁隧道增加了对施工中所遇困难处理的灵活性。由于尺寸问题,海瑞克在制造和组装易北河掘进机的过程中不得不添加了新的厂房,运 输同样也是个问题。5m、6m的掘进机可以作为一个整体来运输,而为了运输,必须将大 掘进机进行分块。Kondo也强调了运输和工地组装问题,特别是大轴承的运输和组装,他认 为为运输的需要将大掘进机分块可能比机器设计本身更困难。在一定意义上讲,一台大掘进 机的制造可能会制约整个工厂的生产,随之而来的还有配件管理、后续技术的保证以及现场 服务等诸多问题。另一方面,大尺寸的掘进机有利于降低隧道的总造价(其组成的30%是掘进机费用、 30%是施工费用、40%是衬砌费用)。ASCE日本分部的总裁、Taisei公司市政工程设计部总 经理Hanamura如是说,“当直径大于10m以后,掘进机的造价迅速增加,尽
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