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TBM设备翻新
如今,TBM在隧道工程中广泛使用,翻新设备在各大工程中的使用也屡见不鲜。通常,人们倾向于认为设备的性能与其使用年限有着直接的关系。真的是这样吗?让罗宾斯总裁Lok Home告诉你——
翻新or改造?
针对工程的特定要求与地质的定制化设计,对于一台翻新设备来说与新设备一样重要。例如,承包商希望通过购买旧TBM并翻新以节省成本:将一台直径8m的主梁式TBM翻新成为同直径的标准化设备,要比将其改造为直径9m并添加元件的定制化设备的成本低得多。
但是,如果标准化的TBM无法适应工程地质条件,这次翻新到最后又能节约多少呢?其中,TBM刀盘恐怕是最具代表性的部件:刀具间距,刀具种类,刀盘形状,开口率等因素都会影响掘进速率。
墨西哥Emisor Oriente污水隧道便是一个很好的例子。隧道全长62km,内径为7m,最深为地下150m,沿线地质环境复杂多变。
工程中使用了一台直径8.93m的土压平衡盾构来掘进两个地质情况大相径庭的隧道标段。其中一个标段使用了盾构机的原始刀盘,配以软土刀具与两级式螺旋机,成功地在水性湖泊粘土层中掘进了4.6km。
而在掘进长8.6km,包含玄武岩层的另一标段时,TBM配置进行了相应修改:刀盘开口安装格栅并且添加了耐磨损镀层,在螺旋机上也添加了耐磨电镀,以应用于敞开式硬岩掘进。
工程简介
TBM的使用年限真的会影响其性能吗?只要看看近年来由翻新设备所完成的隧道工程就明白了。目前,全球超过三分之一(36%)隧道工程记录都是由翻新的TBM设备创造的,其中部分甚至服役了10年以上。
一台1980年制造的罗宾斯TBM在美国印第安纳波利斯的深岩隧道中,便创造了直径6-7m的TBM的掘进速度记录,这台直径6.2m的主梁式TBM之前至少应用于5个其他的硬岩隧道工程,包括纽约第二大道地铁工程等。
掘进机使用了全新的19英寸滚刀,变频驱动发动机,背装式刀盘以及一个救生舱,而翻新主要是更换轴承与液压系统。
创下的记录包括:
● 最大单日掘进达到124.9m;
● 最大周掘进达到515.1m;
● 最大月掘进达到1754m。
目前,该工程正在掘进DigIndy工程的下一阶段,已完成12.5km,仍有28km尚待完成。
定义:再制造与翻新
由于越来越多的隧道工程都需要多台TBM在短时间内完成掘进,TBM的翻新重构与改造(包括工艺与标准)
已成为行业关注的焦点。为此,国际隧协(ITA-AITES)技术委员会(ITA tech)在2015年制定了隧道开挖机械改造指导原则。根据TBM的重构程度,ITAtech使用了不同的术语:
■ 翻新(Refurbishment:):翻新可以被认为是一个完整的维护程序,更换缺陷部分,在维持原始配置或稍作修改的情况下延长设备的生命周期。
指导原则中详细描述了每个过程的要求,以确定TBM为翻新或再制造,但在实际情况中,大多数TBM可能处于两者之间。
盾构生命周期
即使在设计初期,也需要考虑设备的全生命周期, 这是最经济和可