TBM延伸钢丝绳皮带粘接方法探讨

■徐海锡，韦欣东 ■葛洲坝集团第五工程有限公司，湖北 宜昌 443000

1 工程概述

NJ水电工程为长隧洞引水式电站，引水隧洞全长28．5km，采用两台敞开式TBM自下而上逆坡掘进。TBM及主配套总长度约190m，最小转弯半径800m;每循环掘进长度1．8m，平均月进尺为360m;采用皮带机出渣方式，通过连续、固定皮带机直接将洞渣从掌子面运送至洞外弃渣场。

2 接头的形式选择探讨

2．1 接口的阶梯形式

接头的阶梯剖切口角度，是接头形式的一个重要因素。一般接头的阶梯形式，可以分为三种。分别为直角形、斜角形和人字形。首先，直角形是指剖切口与胶带中心线成直角。这种形式受力集中当胶带运行时间长时，容易发生接头开裂现象。虽然施工简单，但是一般不采用。其次，斜角形是指剖切口与胶带中心线成斜角。这种形式受力状况好，不易发生接头开裂现象，所以目前皮带硫化普遍采用的是斜角形阶梯形式。再次，人字形是指剖切口与胶带中心线成对称形双斜角。这种形式受力集中程度介于前两种形式之间，并且形状较复杂很难对合准确，一般也不采用。归结以上形式及项目部所提供硫化机形式，现在我们项目部选用接口阶梯形式为斜角形，斜角度为16．7。

2．2 胶带接头硫化长度的选择

(1)根据皮带厂家提供资料，宽度800mm的ST1250钢丝绳芯皮带，内有钢丝绳77根，每根4．7mm，钢丝绳间中间胶宽度2mm，每边缘处15mm不能摆钢丝，所选用一阶阶梯形式。根据国内有关资料显示，钢丝绳间间隙不小于钢丝绳的1/4，而中间胶厚度在1．5-5mm。中间胶厚度可取1．5mm。那么一阶阶梯接头宽度为770mm．所以现在皮带粘结过程中采用一阶阶梯接头，但是不用中间胶的形式进行粘结。

按照现在一阶阶梯形式:及缺少中间胶又打不到剩余芯胶和硫化胶厚度，硫化出的接头强度势必会变小。

(2)二节阶梯形式的计算:假设中间胶1．5mm;理论宽度:116×4．7+115×1．5=717．7mm＜770mm;钢丝绳间间隙:(770-116 ×4．7)÷115=1．95mm;钢丝绳所剩芯胶和刷胶厚度最大为1．95-1．5=0．45mm;所以从钢丝绳的数量，直径，间隙上来算，二阶阶梯形式接头可行。

(3)胶带接头硫化长度:胶带接头的硫化长度是有钢丝绳间的搭接长度，阶梯阶数，接头切割台阶及斜坡和长短钢丝差决定的。

项目部提供的硫化机长度为950mm，而提供资料要求，长度上每端比皮带硫化接头至少长8寸，也就是有效硫化为:950-8×2×25．4=543．6mm。

而经过多次粘结经验硫化810mm皮带问题不大，但是850mm，硫化过程中，硫化板两端或许会有部分橡胶溢出，如果采用二阶阶梯形式，硫化机稍微有些短，而且正常情况下，国内论文大多显示二阶阶梯硫化强度偏低。

3 硫化工艺过程

由于现今采用的是一阶阶梯硫化方法，所以以下硫化工艺过程以厂家提供资料中一阶阶梯形式进行探讨。

(1)搭建硫化平台。首先，找到切割位置，然后把皮带放松，两端夹紧，割断皮带，然后把接头两端各3米处所有上架拆除。在槽钢上放两块木板，在木板上放距轨道，在距轨道上放横梁，在横梁上放下加热板。最后，在加热板前后用螺栓装上架子，在架子上放好木板，平台就搭建好了。(2)接头划线。在接头处，用直尺找出中点作为基准点，用合适的长度，分别标出在两边缘处的点1(距自己近的边上的点)和点2，然后以点2为基准向切口的方向240mm边缘处标出点3，连接这点3与点1，即为切割斜角线，参照切割斜角线，以距切割斜角线较近的切口处的边缘点为基准，向里分别以750mm、800mm距离划出与切割斜角线平行的线，然后沿这两条线割出两个槽即可。(3)剥出钢丝。用裁纸刀先把，钢丝绳左右两端的胶皮剃掉，再剥掉上下两端的胶皮，然后挂掉四个角，八刀剥成接近正八边形。切记，钢丝上需要留些许芯胶，千万不要把钢丝刮光。(4)割出台阶。将划线阶段两个槽之间的，上下盖胶割掉。(5)切割斜坡面。在临台阶的盖胶上，割出一个45度的斜坡。(6)钢丝画线与剪切成形。以斜坡上端线为基准向切口方向画700mm，750mm两条平行线，然后从边沿处算起，以长短长短……把钢丝沿线剪断。(7)打磨。皮带头子切割面用角磨机打磨时则需要谨慎认真，即不能把橡胶层打的老化(冒烟，有橡胶燃烧的味道)，又必须把蜡层打掉，打磨到上面没有反光则可。打磨的范围是从内部斜角向内50mm上下两面，和钢丝尾端留出的50mm。(8)芯胶、面胶的切割与清洗。按照皮带斜角的方向切割面胶、芯胶(把面胶不带胶布的那层向向上与切割面比对，然后把芯胶不带胶布的那层向下与面胶比对)，由于面、芯胶是宽500mm的，而切割面是800mm，所有每个接口要割4段面胶、芯胶，长度在950mm左右，角度16．7度。然后分别用汽油清洗不带胶布层的一面，然后吹干。(9)芯胶、面胶的刷胶与粘贴。把胶倒在一个碗里，然后用刷子均匀的涂抹相应面胶、芯胶上(一定要涂抹全面，不能有涂抹不到的地方)，用鼓风机把胶吹干，然后再第二遍，把第一遍涂抹的不够的地方重点涂抹，再用鼓风机吹干，再把芯胶面胶粘在一起。(10)底胶的结合与刷胶。把粘好的两片底胶的相应边沿用橡胶水清洗，然后把边沿连在一起，用橡胶锤砸结合成一片，在芯胶一面刷胶。(11)标出胶带中心线与对中。分别再皮带两端接头胶带上画三个中点，用绳子沿着中心点拉出中心线，对中过程中，先调皮带两端的纵向长度，在根据绳子对中。对中之后用F卡固定，任何人不要再上皮带，接头不正坏事多啊，易跑偏、断裂。(12)钢丝的刷胶刷两遍。(13)下加热板白纸的铺设。把下加热板上铺上白纸，把底胶铺在白纸上，然后把两胶带端与底胶比对，做上记号，割出斜坡，并把芯胶条铺在底胶两端下边沿。(14)在底胶上铺设钢丝(中间胶)找出胶带两端最中间的钢丝绳，由中间向两边搭接铺设。最外两根钢丝为顺皮带转动方向，防止被撕边，现在没铺中间胶。(15)皮带边沿的填补与芯胶条的铺盖。把割下的底胶填补在两边沿处，紧挨着钢丝绳，然后清洗，刷胶另一面，再用4个30mm左右的芯胶条盖住两端的钢丝绳头部。(16)盖胶的刷胶与铺设。盖胶在芯胶面割出斜坡，刷胶，然后盖到钢丝绳上面，然后在斜坡结合处清洗，刷胶，贴上30mm左右的芯胶条。防止刮板把接口刮开。(17)接头的休整。用直尺以原来胶带边缘为基准把左右边沿处多余部分切除，并用刀子在上面的芯胶面胶上割出一排排的划痕，一定要割到钢丝处，以便硫化时排出钢丝间的空气与水蒸气。(18)白纸的铺盖，用A3白纸把接头处盖好。(19)边铁的铺设。(20)边铁拉紧装置的安装。(21)上加热板安装。(22)拉紧边铁拉紧装置，拉紧到边铁和原皮带间没有间隙而原皮带无变形为准。(23)横梁的铺设。(24)拉紧螺栓的拉紧，12个拉紧螺栓拉力要基本相同不可一边紧一边松。(25)配电箱的连接。(26)加压设备的连接。(27)开始硫化，在硫化过程中，等温度加热到100度时，压力加到12．5bar左右，不能低于12bar，不能高于14bar。温度加热到110度时停止加热5分钟。原先是10bar，110度不停止。(28)硫化结束，水冷后一定要不加热板中的水排出，不然水垢或下次加热中的水蒸气可能把硅加热器搞坏。