电动葫芦在盾构机吊装工艺中的研究与应用

蔡小波

摘  要：2019年2月18日，中共中央、国务院印发了《粤港澳大湾区发展规划纲要》，并发出通知，要求各地区各部门结合实际认真贯彻落实。在国家出台一系列的纲要和框架协议之后，大湾区成为了中国经济最活跃的地带，同时也正因为国家的关注与支持，这一带的发展正如火如荼的进行着，各城市的路桥建设、城市轨道建设及城际轨道建设大力发展，其中以城市轨道表现最为突出，一个地区经济发展最重要的体现就是城市交通。而盾构机作为城市轨道建设的重要设备，其制造、掘进及拆组装工艺也日益成熟。在城市轨道交通建设中，地下隧道是最节省空间和节约资源的，而在隧道掘进中使用率最高的盾构机机型为直径6.28m的盾构机，为了提高盾构机的使用效率，提高其拆组装效率和简化吊装工艺成为一个关键的课题。

关键词：城市轨道;发展;盾构机

中图分类号：U455.39       文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）30-0175-02

Abstract： On February 18， 2019， the CPC Central Committee and the State Council issued the outline of the Guangdong-Hong Kong-Macau Greater Bay Area Development Plan and issued a circular requiring all localities and departments to conscientiously implement it in the light of reality. After the introduction of a series of outlines and framework agreements， the Greater Bay Area has become the most active zone in China's economy. At the same time， because of the concern and support of the state， the development of this area is in full swing. The road and bridge construction， urban track construction and inter-city track construction of various cities have made great efforts to develop， among which the urban track is the most prominent， and the most important embodiment of the economic development of a region is urban transportation. As an important equipment of urban rail construction， the manufacturing， tunneling， disassembly and assembly technology of shield machine is becoming more and more mature. In the construction of urban rail transit， the underground tunnel is the most space-saving and resource-saving， while the shield machine with the highest utilization rate in tunnel excavation is a shield machine with a diameter of 6.28m. In order to improve the efficiency of the shield machine， improving the efficiency of disassembly and assembly and simplifying the hoisting process has become a key issue.

Keywords： urban track; development; shield machine

1 概況

直径6.28m盾构机及部分附属设备主要包括：前盾、中盾、刀盘、盾尾、管片安装机、螺旋输送机、后配套台车等设备。盾构机吊装工艺趋于成熟，通常盾构机吊装主力机械主要分为履带式起重机和汽车式起重机，履带式起重机又分为带固定副臂和不带固定副臂的两种。不管使用怎样的机械，其盾构机主体吊装工艺基本一致，而后配套台车数目多，吊装周期相对主体来说较长，其吊装工艺简化和改进对整个盾构机拆组装都有极其重要的意义，对于没有固定副臂的履带吊和汽车吊或站位不在端头的吊装井口，都需要一种新的吊装工艺去解决吊装工艺问题，此时，电动葫芦在盾构机吊装工艺中的运用就因应而生。

2 电动葫芦参数选型和试验

根据直径6.28m盾构机后配套设备常规重量（最重通常为带电机的1#或2#拖车35t左右），确定电动葫芦吨位为30t（满足最大设备重量吊装即可）;市场上电动葫芦主要分为常规环链带钩头式和钢丝绳式，结合电动葫芦使用实用性及施工人员意见最终确定了采用环链钩头式的;电动葫芦链条长度有6m和8m两种规格，从经济性和使用效率上分析，根据常规后配套台车长度和常规吊装井口深度确定后配套台车下井或出井时所需打斜的角度，来确定链条长度6m即可满足施工要求;最后对电动葫芦电线进行加长，电线场地大于井口深度和常规电箱到井边距离之和且有足够余量，并有专用线盒保护，这样电动葫芦参数选型就可以确定下来了。如图1所示：

从厂家拿到电动葫芦现货之后，依据电动葫芦自检报告来逐项对电动葫芦进行验收检验，依据电动葫芦使用和保养说明书对施工人员进行电动葫芦培训，使施工人员了解电动葫芦使用规范和方法，明确电动葫芦使用过程中严禁事项。

3 技术工艺论证与实施

3.1 施工前期准备工作

电动葫芦证件齐全在使用前必须进行试验，试验合格后方可拿到现场使用，并做好相关记录;使用电源必须为380V，且有专门的电工接线。

3.2 工艺内容

常规盾构井长度为11500mm，其中连接桥长度和2#拖车长度均大于这个尺寸，因此是需要将其打斜，缩短其水平长度，使其达到下井组装或出井的目的。采用2条6×37+1-φ43×10m钢丝绳挂腰到主力吊机的大钩上，通过两个17t连接台车一侧吊耳，同样，将另外2条6×37+1-φ32×3m短头挂在吊机的大钩上，连接电动葫芦上钩，将2条6×37+1-φ28×10m钢丝绳挂腰到电动葫芦下钩，接著将钢丝绳通过17t卡环与台车另一侧吊耳连接，吊机和30t电动链条葫芦配合，将后配套台车吊起离空，用电动葫芦调整设备约30°，收好电线及控制器，然后再通过主力吊机回转将其吊装下井。依照这样的工艺方法分别将连接桥、2#拖车倾斜合适角度后入井;吊装时确认各部件连接牢靠，无活动件，以防滑落。如图4所示。

3.3 相关计算

电动葫芦受力验算（30t电动葫芦辅助辅助2#台车下井，30T电动葫芦额定载重量为30t）

以常规2#台车最重35t为例，下井时30t电动葫芦在垂直方向的分力为F1，另一侧钢丝绳垂直方向的分力为F2，根据力矩平衡得出F1+F2=35t，F1*4=F2*5，解得F1=19.4t，30t电动葫芦受力：19.4t/cos16°=20.2t，负荷率H1=20.2t/30t=67.3%。满足施工需求。

4 施工难点及社会经济意义

（1）30t电动葫芦在雨天等潮湿天气中使用时，需特别注意防水问题，里面的电器元件要做好防水保护，原则上不在雨天使用。

（2）从公司的经济角度而言，在带有盾构工况（固定副臂）的吊机数量有限的情况下，30t电动葫芦在盾构机后配套台车吊装中使用，增大的盾构机吊装项目主力吊机选择的多样性，而且节省了辅助吊机台班，直径6.28m单台次盾构机至少节省QY100t汽车吊辅助台班3个，对简化工艺和提高经济收益都有重大益处。

30t电动葫芦在直径6.28m盾构机后配套吊装工艺里面的运用简单实用且安全高效，打破了非盾构工况吊机必须用辅助吊车辅助吊装的现实，增大了主力吊机选择的多样性，对工艺简化和成本控制有重大意义，同时也开创了盾构机后配套设备吊装新工艺，对盾构吊装的发展具有指导性的意义。

参考文献：

[1]吴翃.电动葫芦的正确使用及维护[J].电世界，1997（09）：43.

[2]朱长安，李瑞雨.环链电动葫芦与钢丝绳电动葫芦之比较[J].起重运输机械，2013（08）：93-95.

[3]李慧娟.电动葫芦发展现状分析与研究[J].时代农机，2017，44（06）：93+95.