TB880E型掘进机作业程序及掘进模式的选择启动电容器
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TB880E型掘进机作业程序及掘进模式的选择
TB880E型掘进机作业程序及掘进模式的选择 2011： 【论文摘要】本文主要介绍了TBM在不同工况下的作业程序，特别阐述了在各类围岩下的掘进模式及参数选择，对TBM的操作起指导和规范作用。TBM施工法在铁道部系统首次应用的最新型隧道施工方法，它属系统化、工厂化的作业方式，每一个环节都相互关联，若其中有一个环节出现故障，整个施工将停滞。对全长 252m的 TB880E掘进机而言，技术含量高、操作复杂，其90％的指令由主控室发出，任意一个误操作都会影响施工或酿成重大事故，所以，正确地操作、合理地选择掘进参数是非常重要的。 1 正常情况下的作业程序(1)启动设备前应发出报警，以引起不同作业区人员的注意，防止事故发生。(2)启动高压水泵及刀盘喷水泵站。(3)依次启动 7、 8、 3、 5、 1、 6、 9、 2号液压泵站。(4)启动所有通风、除尘、制冷系统。(5)根据地质情况选择刀盘的高／低速( 5． 4r／min／2．7r／min)，选择电机软启动，由软启动器控制电机启动的间隔时间及电流变化。(6)启动8台主电机，后动间隔时间为1min；当还有H台主电机未启动时，同时启动3、2、1号皮带输送机。(7)电机运转正常后，启动刀盘旋转，但必须注意电机的电流变化，若电流居高不下，立即停止刀盘旋转，检查电器设备。(8)开始掘进：选择手动控制，调整掘进速度至20％，待掘进参数相对稳定，并实际掘进5cm后，开始以10个百分点递增，提高掘进速度；当推进油压到25．OMPa并基本稳定时，应以5个百分点递增，提高掘进速度，直到推进油压达额定值(26．5MPa)。(9)掘进完一个循环(1．8m)，后退刀盘3cm，待刀盘空转1cm后，停止刀盘旋转，顺序停止电机及皮带机，进行换步作业；先放下后支撑，直到压力显示 15． OMPa为止；松开护盾夹紧缸，放下前支撑，直到压力显示10．OMPa为止；然后松开凯1、凯2，观察压力显示，直到撑靴回收压力为18．OMPa，伸出压力为 OMPa为止；向前移动凯 1、凯2，并确保到位。然后根据ZED导向系统对TBM左、右、上、下的偏差进行调整。调整时，因激光检测较慢，待数据显示稳定后，再进行操作，每次调整不得超过3皿。调向结束后，撑紧凯1、凯2，一般情况撑紧压力为 28． OMPa，若围岩干抗压强度较低时，撑紧压力一般为 27．5MPa，不允许超过28． OMPa，否则将挤垮局部围岩，造成撑靴打滑。待撑靴撑紧后，收回前、后支撑，前移后支撑，拖拉后配套。(10)一切准备就绪，进人下一个循环的正常掘进。2 扩孔作业与参数调整扩孔作业是在需要换边刀时进行，每次只需使用一把扩孔刀，扩孔直径为8．9m。工序如下：(1)后退刀盘1m。(2)检查并确认扩孔操作间动作正常。灵活。(3)检查并确认扩孔油缸和扩孔刀的伸缩自如。(4)选择电机高速转动刀盘，并不断外伸扩孔刀，让扩孔刀慢慢接触岩壁。(5)扩孔速度开始时控制在 10％，掘进5cm后，可调速到 10%－ 20％之间，最高不超过 25％。(6)扩孔长度一般在cd一80一之间，在扩孔作业过程中，要不断向扩孔油缸内补油；保持伸出压力20．OMPa。(7)扩孔完成后，回收扩孔油缸，停机，后退刀盘20cm，进行边刀或刮板的更换。3 掘进模式的选择TBM在掘进作业过程中有三种不同模式可供选择，即自动控制推力模式、自动控制扭矩模式和手动控制模式。选择何种工作模式，操作人员要根据岩石状况决定。 (1)在均质硬岩条件下掘进，选择自动控制推力模式，设备既不会过载，又能保证有较高的掘进速度。选择此种工作模式的判断依据是：掘进时，推进力先达到最大值，而扭矩未达到额定值，则可判定围岩为硬岩状态，选择自动控制推力模式。 (2)在节理发育围岩下掘进，设备推力不会太大，而刀盘扭矩却很高，应选择自动控制扭矩模式。选择此种工作模式的判断依据是：掘进时，扭矩先达到额定值而推进力未达到额定值或同时达到额定值，皮带输送机上无大块碴料输出，围岩可判定为均质软岩状态，选择自动控制扭矩模式。(3)如果不能判定围岩状态，或围岩硬度变化不均匀，节理发育，存在破碎带、断层时，必须选择手动控制模式。a.在手动控制模式作业过程中，若围岩较硬，推进力先达到额定值，此时应以推进力变化为参照，选择掘进参数，但推进压力不超过 26． 5 Mpa。b.在手动控制模式作业过程中，若岩石节理发育。裂隙较多或存在破碎带、断层等。主要以扭矩变化并结合推进力参数来选择掘进参数，但单机电流<=400A。c.无论在何种围岩条件下掘进，手动控制模式都能适用。4 不同地质状况下掘进参数的选择和调整4．1节理发育的硬岩情况下作业(1)选择电机高速( 5． 4r／min)。(2)开始掘进时掘进速度选择 15％，掘进到5cm后，方可提速。(3)正常情况下，掘进速度一般<=35％。几种常用的掘进速度和惯人度控制推荐如下：a.扭矩在 30％左右时，掘进速度<=25％，相应贯人度1．7mm。b.扭矩在 35％左右时，掘进速度<=30％，相应贯入度2．2mm。c.扭矩在 4O％左右时，掘进速度<=35％，相应贯人度2．9mm。(4)围岩本身的干抗压强度较大，不易破碎，若掘进速度太低，将造成刀具刀圈的大量磨损；若掘进速度太高，会造成刀具的超负荷，产生漏油或弦磨现象，所以必须选择合理的参数掘进。4．2 节理发育的软岩状况下作业掘进时推力较小，应选择自动扭矩控制模式，密切观察扭矩变化，调整最佳掘进参数。(1)8台主电机都在使用，掘进速度可调整在80％左右，但必须保证扭矩值<=80％，且变化范围<=10％，相应贯人度为 10mm。(2)主电机没全部投人使用，扭矩的选择至少一台电机降5个百分点，比如说，6台电机掘进扭矩必须＜70％。4．3 节理发育且硬度变化较大围岩状况的作业因围岩分布不均匀，硬度变化大，有时会出现较大的振动，所以推力和扭矩的变化幅度大，必须选择手动控制模式，密切观察推力和扭矩的变化。(l)操作参数选择：推进力<=17000kN，扭矩<=55％、且扭矩变化范围不超过 10％，相应贯人度为6mm左右。(2)此类围岩下掘进，推力、扭矩在不停地变化，不能选择固定的参数(推力、扭矩)作标准，应切观察，随时调整掘进速度。若遇到振动突然加剧，扭矩的变化很大，观察碴料有不规则的多棱体出现，可将刀盘转速换成低速(2．7r／min)。并相应降低推进速度，待振动减小并恢复正常后，再将刀盘转换到高速(5．4r／min)掘进。(3)掘进时，即使扭矩和推力都未达到额定值，也会使通过局部硬岩部分的刀具过载，产生冲击载荷，影响刀具寿命，同时也使主轴承和内凯产生偏载。所以要密切观察掘进参数与岩石变化。当扭矩和推力大幅度变化时，应尽量降低掘进速度，控制在30％左右，以保护刀具和改善主轴承受力，必要时停机前往掌子面了解围岩和检查刀具。4．4 节理较发育、裂隙较多，或存在破碎带、断层等地质情况下的作业掘进时应以自动扭矩控制模式为主选择和调整掘进参数，同时应密切观察扭矩变化、电流变化及推进力值和围岩状况。 4．4．L 掘进参数选择a.电机选用高速，掘进速度＜50％，扭矩变化范围＜10％。b.电机选用低速，掘进速度开始为 20％，等围岩变化趋于稳定后，推进速度可上调，但不应超过物防，扭矩变化范围＜10%。4．4．2 密切观察皮带机的出碴情况 a.当皮带机上出现直径为30cm文小的会核体岩块，且多棱休的比例大约占出碴量的20％－30％时，应降低掘进速度，控制贯人度<=7mm。b.当皮带机上出现大量多棱体，并连续不断向外输出时，应停止掘进，更换刀盘转速为2．7r／min低速掘进，并控制贯人度<=10mm。c.当围岩状况变化大，掘进时，刀具可能局部承受轴向载荷，影响刀具的寿命，所以必须严格扭矩变化范围<=10％，应以低的速度掘进，一般情况，掘进速度<=55%贯入度<=7mm。综上所述，无论在何种围岩下掘进，都应密切关注围岩及参数变化，合理的选择调整掘进参数，有利于提高TBM使用率、降低成本。(end)