大坡度盾构隧道皮带机出渣施工工法.pdf

1、1 大坡度盾构隧道皮带机出渣施工工法 1.前言随着全国地铁、海底隧道、综合管廊项目的大力建设，盾构技术已经得到了越来越多的应用与发展，其中，渣土外运是盾构隧道掘进过程中的重要环节，出渣效率的高低对盾构隧道的施工效率有着十分重要的影响。目前，在国内，现有的盾构隧道出渣方式主要有以下两种：一种是无轨运输，适合在断面较大的隧道中使用，主要是采用自卸汽车进行渣土做水平运输，出口处采用侧卸式装载机和装渣机进行垂直运输出渣；另一种是有轨运输，适合在小断面隧道的使用，采用在隧道内铺设铁轨与电车做水平运输，始发井内采用卷扬机做垂直运输出渣。通常在任何工程盾构隧道施工中，盾构区间正线坡度一般不大于30，坡度较小

2、，无论是采用有轨运输还是无轨运输方式进行隧道出渣，在良好的设备使用情况下，不容易发生溜车事件等安全事故。此外，盾构隧道施工一般在围护结构施工完成，车站主体结构施工在满足盾构施工所需一定长度并完成封顶后，方可开始盾构机及后配套的下井组装和后续的始发掘进施工工作。但是，在国外，以中铁十六局集团承建的俄罗斯莫斯科地铁第三换乘环线西南段项目为例，在莫斯科地铁盾构隧道掘进过程中，无论采用有轨还是无轨运输的方式都需要依靠内燃机车的牵引作用进行渣土外运。由于莫斯科地铁的隧道设计纵坡最大为 45，转弯半径最小为 330m，在大坡度隧道掘进出渣的情况下，电瓶车牵引能力很难承担隧道掘进渣土的水平运输工作，运输效率

3、低；且碰车、溜车、翻车等风险较高，存在较大的安全隐患。此外，现有盾构隧道出渣方式采用的卷扬机，必须在始发井围护结构或者车站主体结构完成后才能使用，因而难以实现车站与盾构同时施工，在一定程度上进一步延长了工期。为此，结合中铁十六局集团承建的莫斯科地铁第三换乘环线西南段项目，在隧道施工过程中总结形成了“大坡度盾构隧道皮带机出渣施工工法”，通过该施工标段的实践证明，新型盾构隧道连续皮带机出渣方式能较好地在大坡度隧道内使用，提高了出渣效率，安全隐患小，且能在车站主体结构完成前投入使用，适用性强，具有明显的经济效益和社会效益。2.工法特点2.1 盾构隧道出渣方式采用连续皮带机运输，实现了与盾构机无缝衔接

4、，布置简便。在盾构隧道掘进过程中，出渣线路与材料运输线路相分离，互不干扰，有效地避免了碰车事件的发生，安全隐患小。2.2 盾构隧道皮带机出渣方式采用多个类型皮带机配合运输，包括横移皮带机、分水平和倾斜输送2 部的连续皮带机以及折返皮带机，实现了渣土的连续性运输，自动化程度高，提高了出渣效率，节能高效环保。2.3 盾构隧道皮带机出渣系统中设有储带仓和张紧装置，随着盾构机的向前掘进对水平输送部的连续皮带机进行续接，可实现长距离输送，输送能力强，提高了施工效率。2.4 在大坡度盾构隧道的转弯处，采用机架纠偏装置，以及改造的改向滚筒，通过在改向滚筒上的滚筒支承座中设有升降座，使改向滚筒两侧高度可调，提

5、高盾构隧道皮带机出渣系统的运行稳定性 2.5 盾构隧道皮带机出渣系统可根据隧道掘进速度调整出渣能力，能在小断面隧道、大坡度隧道内等投入使用，布置灵活，可适应各种工况；2.6 盾构隧道皮带机出渣系统可在车站结构完成前投入使用，盾构掘进和车站结构施工可同时进行，进一步缩短工期，适用性能强。3.适用范围本工法解决了传统工法出土作业不连续、坡度大运输机车易溜车等带来的诸多问题，为实现连续不间断作业，提高碴土运输效率，避免出现水平运输风险。采用连续输送机随盾构机掘进不断延伸，掘进时渣土通过连续输送机运输至盾构始发井，管片、砂浆等材料采用机车轻载运输，本工法适用于大坡度、长距离盾构法隧道掘进。4.工艺原理

6、本工法采用多个类型皮带机配合运输的方式，先利用横移皮带机将盾构机掘出的渣土转移到连续皮带机中的水平输送部运出隧道，再利用设置在始发井内的连续皮带机中的倾斜输送部把渣土转移到折返皮带机，通过折返皮带机将渣土垂直输送至地表面上的渣土池内，完成出渣。各个皮带机均采用电力驱动，自动张紧，皮带机之间通过数据线实现相互联锁，由主司机在控制室统一控制，各部分运行状态可通过视频监控系统在主控室进行监视。如图 4-1 所示。3 图 4-1 盾构隧道皮带机出渣原理 3D 模型 5.施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程 图 5.1-1 盾构隧道皮带机出渣施工工艺流程 5.2 施工方法 盾构机向前推进时通过刀头

7、掘出渣土，并由螺旋输送机将掘出的渣土从出土端输出，掉落至横移皮带机上，横移皮带机将渣土输送至其末端后，渣土掉落至连续皮带机的水平输送部上并由水平输送部将渣土水平输送出隧道，渣土被运出隧道后继续沿着连续皮带机的倾斜输送部进行垂直运输，当倾斜输送部将其上的渣土输送至其末端后，渣土掉落至折返皮带机上，由折返皮带机进行垂直运输，当折返皮带机将其上的渣土输送至其末端后，渣土掉落至渣土池内进行存储，从而完成出渣，后续渣土通过渣土内的吸头装入运输车，运输至指定地点。5.2.1 盾构隧道皮带机出渣系统的布置 皮带机出渣系统主要由各个类型皮带机、三种提供动力的驱动器、储带仓、张紧装置、始发井内钢4 桁架、隧道内

8、制式支架及组成。皮带布置在隧道内侧壁上，皮带中心线距支洞中心线距离为 2060mm。皮带用制式支架支撑。如下图所示。图 5.2.1-1 连续皮带机出渣系统结构示意图 1-隧道，2-盾构机，3-横移皮带机，31-横移皮带机驱动器，41-水平输送部，42-倾斜输送部，43-连续皮带机驱动器，44-输送皮带，5-折返皮带机，51-折返皮带机驱动器，6-渣土池，7-始发井，8-储带仓，9-张紧装置，10-桁架 5 图 5.2.1-2 隧道出渣系统布置剖面图 1-隧道，41-水平输送部，45-制式支架，11-通风管道，12-人行通道，13-骁马机车图 5.2.1-3 盾构隧道皮带机出渣系统 6（1）各个

9、类型皮带机 包括横移皮带机、连续皮带机和折返皮带机。横移皮带机布置在盾构机的掌子面上，当盾构机向前掘进时，掘出的渣土通过横移皮带机转运到连续皮带机的水平输送部上，水平输送部通过倾斜设置的制式支架布置在隧道侧壁上，连续皮带机的倾斜输送部和折返皮带机均设置在始发井内的钢桁架支撑结构上。（2）三种提供动力的驱动器 包括横移皮带机驱动器、连续皮带机驱动器和折返皮带机驱动器。为横移皮带机提供动力的横移皮带机驱动器布置在隧道的底部内壁上，为整个连续皮带机提供运输动力的连续皮带机驱动器设置在倾斜输送部的末端并安装于始发井内钢桁架上，为折返皮带机提供运输动力的折返皮带机驱动器设置在折返皮带机的首端并安装于始发

10、井内钢桁架上，主要构件包括驱动支架、2 个皮带改向滚筒、2 个300kW 变频驱动电机、皮带清洗装置等。（3）制式支架的固定 在安装固定皮带机制式支架时要保证其在水平和垂直方向都在同一直线上，支架在墙壁上应安装牢固，防止松动，皮带机支架每隔 100m 应安装 1 个剪刀叉，防止整条皮带机在受拉力时垮塌。为了保证制式支架在安装过程中不发生偏差，要求安装人员在安装过程中必须利用简单的测量工具经常检查，如采用水准尺等，不断提高安装精度。（4）连续皮带机架的延伸 随着盾构机的不断向前掘进，制式支架及皮带机均需要不断地向前延伸以满足输碴要求。随着掘进机的前进，皮带不断延伸，这时要在掘进机后配套桥架皮带与

11、连续皮带接头处的洞壁上搭接制式支架，安装托梁、托架、托辊等皮带运转所需的支撑部件。（5）皮带的储存 采用十层塔式储带方式，总高度 33.2 米，最大储带能力 480 米，单卷皮带 450 米，每掘进 225 米续接皮带一次。采用变频恒扭矩自动张紧装置的张紧系统、用于在隧道壁架设机身的三角支撑架等，为使皮带机在盾构隧道内正常使用。皮带机的不间断的工作能力能提高工作效率 30%以上，减少了对劳动力的依赖，维护保养变得很简单。（6）连续皮带的硫化续接 连续皮带机倾斜输送部的末端是皮带储存区，皮带储存区的储存能力有限，平时用的是每次可存 600m 的储存区，当掘进长度达到 300m 时，皮带储存区的皮

12、带就几乎用尽，需要对皮带进行续接。这就是皮带的硫化。硫化皮带时将连续皮带的张紧装置放松，在储存区的某一处将原皮带割断,将新续的皮带与其对接，然后加热硫化使接头牢固地结合在一起。将新续的皮带存储到储存区内，这样就完成7 了皮带续接，保证了盾构机的正常掘进。（7）连续皮带机的张紧装置 为了保证连续皮带动力传送顺畅，实现连续出碴，必须保证各级皮带处于张紧状态。张紧装置设置于储带仓的侧部，可采用电动绞车作为张紧装置，也可以采用液压油缸或者卷扬机作为张紧装置。因各类型皮带特点不同，其张紧方式有所不同，需根据各类型皮带张紧的需要选择适当的张紧装置。5.2.2 盾构隧道皮带机出渣系统的调试 皮带机安装验收完

13、成后，要对皮带系统进行调试，保证皮带机各项运行指标满足设计要求，调试内容如下：（1）运行速度测试，保证速度不低于 3.05m/s。（2）张进装置测试，保证皮带机的松弛度，不要超过皮带机满载后的极限抗拉强度。（3）手动功能测试，调试每个拉线开关是否正常。（4）电气连接锁测试，查看电器连接锁是否正常。（5）皮带机全程信号报警测试。（6）系统匹配测试，PLC 控制系统与主机 PLC 系统相匹配，以保证由主机控制启动和停止连续皮带机。（7）空载试车 2h，不得有皮带跑偏现象。（8）负载试车 8h，运行平稳，无振动和异常响声，全部托辊和滚筒均灵活。5.2.3 盾构隧道皮带机出渣系统的运行 连续皮带机的启

14、动顺序为横移皮带机、连续皮带机的水平输送部、连续皮带机的倾斜输送部、折返皮带机，停机顺序与其相反。启动时首先横移皮带机运转,紧接着连续皮带机、折返皮带机依次运转。这样可以保证盾构隧道掘进时由螺旋输送机输出的碴土能够连续输出，防止发生渣土堆积情况。（1）启动皮带机的供电系统，沿途对皮带机进行检查。（2）确定皮带机驱动装置的供电系统已经工作正常、沿途对皮带机的检查结果正常后，启动皮带机沿途的声电报警系统，表示皮带机将要运行工作。（3）由掘进机的控制室通过 PLC 程序控制启动整个皮带机，皮带机启动的各种参数及时反馈到掘进机的控制室。PLC 程序根据预先设定的各种数据，自动调节包括皮带的张紧力、皮带

15、的延伸装置的工作状况、驱动装置的输出扭矩等皮带启动运行的重要参数。连续皮带机的控制装置安装在驱动装置附近，通过电缆连接到掘进机控制室。（4）皮带延伸时皮带三角支架、托辊、其他保护装置的安装通过监控设备及时地反映到掘进机的控制室。控制室根据观测到的安装情况来控制皮带的延伸作业。张紧装置根据 PLC 程序的设定和传感8 器监测到的数据，自动地根据皮带延伸情况调整整条皮带的张紧力，以保证连续皮带机的正常运行。（5）掘进控制室通过皮带机沿途布置的监控设施提供的皮带运行情况、渣土运输的情况，及时调节皮带运行的各种参数，确保皮带机正常运行、渣土顺利运输。（6）掘进时要对渣土从螺旋输送机道连续皮带机转运的状

16、况重点进行认真观察，防止对皮带有不良影响的意外发生。5.2.4 盾构隧道皮带机出渣系统的维护 皮带机的运行维护是至关重要的，严格的维护保养保证了皮带机的长久无故障运行，不影响生产，不会造成大事故而导致经济损失，制定了严格的维护管理办法，并设有专人监管，所以必须按规定执行。定期、定任务、定人做到如下事项：（1）经常检查设备运转部位的润滑情况，定期按润滑表加油。（2）设备要经常检查，螺栓不得松动，电机不得超过额定电流，轴承温升不得超过环境温度，35时停机检查。（3）根据使用情况，建议定期检查各转动部位有无铁丝等杂物缠绕和异常磨损，每次检查都确认皮带的松紧是否合适。（4）对皮带机驱动器处及时清理漏渣

17、。保证驱动电机通风。（5）定期检查各开关、保护装置是否完好，如有毛病立刻更换。（6）始发井内皮带机定期检查封闭情况，有无漏雨雪地方，及时进行封堵。5.2.5 盾构隧道皮带机出渣系统转弯段的维护（1）增加支架底部螺栓孔数量，使其可上下调节 原支架斜支腿直接固定于管片上，无上下调节功能。QC 小组针对此问题对其进行相应改造，将斜支腿切割为两部分，在两部末端各开12、间距 4cm 圆孔 4 个。然后采用 2 颗螺栓按照需求高度进行对接。这样部位皮带就可按照需求高度在一定范围内进行调整。改善皮带跑偏起到明显效果，更加灵活。如图 5.2.5-1 所示。9 图 5.2.5-1 可伸缩式支撑斜杆（2）将支架

18、螺栓圆孔改造为腰孔，使其可左右调节 原托辊支架安装固定孔均为圆孔，其无法在托辊横梁上左右摆动。QC 小组针对此问题对其进行相应改造，将原支架12 圆孔增扩为宽 12mm，长 5cm 的腰孔。然后采用 2 颗螺栓连接。该部位可按照转弯半径在一定范围内进行左右调整，对改善皮带跑偏起到明显效果。如图 5.2.5-2 所示。图 5.2.5-2 制式支架螺栓孔（3）将托辊放置在适应转弯半径的预留槽内 托辊支架采用 3 槽式，可根据需要微调托辊角度。隧道在转弯半径极小时，在调节托辊支架高度和角度后仍无法纠正皮带跑偏后，可继续采用调节托辊角度进行纠偏。该部位托辊可按照转弯半径在一定范围内进行左右调整，对改善

19、皮带跑偏起到明显效果。如图 5.2.5-3 所示。10 图 5.2.5-3 预留槽（4）增加转弯处托辊支架数量至 0.6m/个 通过在托辊支架横梁上开孔固定支架方式将 1.4m/道托辊支架更改为 0.6m/道。有效地改善皮带悬浮状态，大大加强小半径隧道皮带转弯能力。如图 5.2.5-4 所示。图 5.2.5-4 托辊支架（5）改造改向滚筒轴承两端及轴承座，使其可上下调节 11 原改向滚筒轴承的轴头位于轴承包内部，无法通过调节轴头来调节滚筒的平衡度。现场将该部位轴头加长并焊接为条形，进而放置于现场改造的轴承座内，上不采用顶丝压紧，需要调整时直接抬高轴承，在轴头底部增加垫款即可。这样，在一定范围内

20、任意调节滚筒两侧高度，对皮带纠偏起到非常好的效果。如图 5.2.5-5 所示。图 5.2.5-5 改向滚筒（6）增加滑轨背后垫板，使滑轨前移以适应张紧移动架轨距 原轨道底座通过支架上腰孔进行前后调节，但调节至最大程度仍距离行走轮有 2cm 间隙，现场通过增加支架腰孔背后垫板使滑轨进一步前移，彻底接触行走轮。张紧移动架有物可依，不在出现悬浮颤抖和脱轨现象，对稳定储带仓内皮带运行和纠偏效果明显。如图 5.2.5-6 所示。图 5.2.5-6 滑轨背后垫板（7）安排专人定期手动调节皮带仓内电葫芦，调整张紧移动架平整度 12 张紧移动架自重 8t，顶部采用 4 个电葫芦吊挂，底部采用滑轮组携带钢丝绳为

21、其提供张力，由于底部受力部位为直线受力而非面受力，进而导致张紧移动架出现左右失平。由于张紧移动架定位精度非常高，所以现场改造难度非常大，经小组讨论，采用专人每 5 环利用水平尺进行人工调平 1 次。张紧移动架平整度得到有效保障，对其上部的 10 个改向滚筒提供非常好的平整度保障进而避免了该部位皮带跑偏。如图 5.2.5-7 所示。图 5.2.5-7 张紧移动架 5.3 劳动力组织情况 序号 单项人员 所需人数 备注 1 皮带班长 2人 负责皮带机运行过程中的日常运行和管理 2 机械工程师 2人 负责皮带运行维护及日常培训 3 电工 1人 负责皮带运行过程中电气维修和故障排除 4 操作人员 15

22、人 3班，每班5人，负责调整皮带跑偏 5 专职巡视员 6人 3班，每班2人，检查是否有飘带，落土情况 6 安全员 3人 兼职确保施工及设备运作安全 7 测量员 2人 兼职 8 材料员 3人 兼职 13 6.材料与设备 6.1 主要材料 14 6.2 机械设备 序号 机械设备名称 型号规格 数量（台）备注 1 盾构机 ZTE6250 4 土压平衡 2 横移皮带机 EP400/3 4 3 连续皮带机 ST800 4 4 折返皮带机 EP400/3 4 5 驱动器 变速驱动 4 315kw 6 张紧装置 变频绞车 4 7 储带仓 立式 4 450m 8 机架纠偏装置 托辊卡槽 108 2600 9

23、有轨机车 Schoma40T 8 燃油式 7.质量控制 7.1 工程执行的质量控制标准 7.1.1 施工质量必须符合以下规范、规定：1.盾构法隧道施工及验收规范（GB 50446 2017）；2.地铁隧道工程盾构施工技术规程（STB/DQ-010001-2007）；3.带式输送机 安全规范（GB 14784-2013）；4.连续输送设备安装工程施工及验收规范（GB 50270-2010）；5.带式输送机安装工程质量检验评定标准（YZ T 0058-2001）；6.其他现行有关的国家、省、市颁布的规范和规定。7.2 质量保证措施 7.2.1 管理措施 1、成立以项目经理为首的质量管理体系，由项目

24、技术负责人具体负责，由项目部工长、材料员、专职质检员、施工班长等有关方面人员参加，这是本工程质量组织保证。2、质量监控体系 为确保质量管理措施、技术措施落实到位，采用班组自控、质检员检控、项目质检组监控三级网络监控体系，监控手段采用自检、互检、交接检的三级检查制度，严格把好质量关。3、材料供应及验收制度 按照本公司 ISO9002质量体系程度文件中的供货检验和试验工作程序的原则，在材料进场和使 15 用过程中应掌握好如下原则：合同签订：在供货合同中必须明确对材料的质量要求。进场验收：必须由材料员、质检员对所有进场材料的型号、规格、数量和外观质量及质保资料进行检查，并按规定取样送检，合格后方可使

25、用。材料进场后要按指定地点堆放整齐，标识、标牌应齐全，对材料的规格、型号以及质量检验状态标注清楚。4、程序验收制度 隐蔽工程验收：每道工序（或分项）完成后，由专职质检员在自检自评的基础上按规定填写好隐蔽工程验收单，报监理工程师（或甲方代表）对其进行验收，只有当验收通过并签字认可以后才能进行下道工序施工。分部（子分部）工程验收：当某分部（子分部）工程完成后，由项目经理组织项目部有关质量管理人员进行自检自评工作并填好有关评定表后报监理工程师及甲方代表进行质量核定。工程验收：当所有分部工程完工后，由公司及项目部组织人员对所有工程质量进行评定，并将结果报项目监理部，请监理部组织由质监站、建设、设计、监

26、理、施工等单位参加的最终验收评定。7.2.2 保证工程质量的技术措施 1、材料质量：所有进场材料都必须具有质量保证书，对水泥、钢材等材料都应按规定取样复试，合格后方可使用。材料采购先由技术部门提出质量要求交采购部门，进场后按质量要求进行验收。另外，对于甲方提供的各项材料，进场后按同样要求进行验收，合格后方可采用。2、技术资料的收集与整理：按国家现行质量验评标准及质监部门对工程资料的具体规定执行。要根据工程进展情况，做到及时、真实、齐全。3、技术复核制度：对于工程轴线、标高等关键工作要坚持复核制度，确保无误。对特殊的施工方案要经项目技术负责人审批同意后实施。8.安全措施 8.1 操作人员进行安全

27、技术培训，严格执行有关安全操作规程。8.2 对皮带机的其他部位如储带仓架、伸出架、改向滚筒、拉紧装置、H 架、纵梁、缓冲托辐架等进行必要的试装配，确保连接正确无误。8.3 皮带机头轮、尾轮、张紧轮、托辊等旋转部位必须用防护罩按标准防护到位。8.4 皮带机正常情况下，两侧必须安有急停拉绳开关。拉绳开关安装要符合要求。8.5 皮带机每隔一段距离要安装启动声光报警装置，如发生问题先报警后启动皮带。8.6 所有设备防护必须固定好，正常时，严禁打开。如确需打开，须得到批准。16 8.7 所有拉绳开关和急停按钮必须定期检查、测试，留有记录。8.8 皮带机及旋转设备运行中，不得进行检修和清洁作业。8.9 所

28、有进入设备内部作业必须执行安全锁定制度和作业审批许可制度。9.环保措施 9.1 自然环境保护 对施工场地进行详细测量，编制出详细的场地布置图，合理布置施工场地生产、办公设施，临建严格控制在征地红线以内，尽量不破坏原有的植被，保护自然环境。9.2 保持环境卫生 1、施工场地采用硬式围挡，施工区的材料堆放、材料加工等场地均设置围挡封闭。施工现场以外的公用场地禁止堆放材料、工具、建筑垃圾等。建筑垃圾要及时清理，运至指定地点。2、场地出口设洗车槽，并设专人对所有出场地的车辆进行冲洗，严禁遗洒，影响环境。3、井上井下回收到地的旧设备及不能用的废铁应分开放置，应放在不防碍工作的地方，并应摆放整齐，井口及施

29、工现场应清理干净。4、工地场所应挂施工责任牌及安全标志牌，对各种设备垫铁斜垫铁应注明上标，排放整齐施工现场应打扫干净，一切应做到文明施工。9.3 施工粉尘控制 1、施工场地硬面化，要定期向地面的洒水，减少灰尘对周围环境的污染。每天安排专人清扫工地和道路，保持工地和所有场地道路的清洁；道路每天洒水四次，施工现场每天洒水两次。2、施工场地内的汽车车速减至 8km/h。3、工地出入口设置洗车槽、冲洗台，车辆外出即用高压水冲洗干净，确认不会对外部环境产生污染后，方可让车辆出门。9.4 夜间施工 由于工期紧张，不可避免的要在夜间进行施工。因此探照灯要选择既能满足照明要求又不刺眼的新型灯具或采用措施，使夜

30、间照明只照射工区而不影响周围社区居民休息。另外严禁施工车辆乱鸣喇叭，尽量减小影响。10.效益分析 本工法的效益主要表现在以下几个方面。10.1 出渣效率对比 10.1.1、盾构掘进施工采用常规机车出渣 机车单次运输长度取平均数，按 760m 计算，两列编组，一列编组设置 3 个土箱，另一列编组设 17 置 4 个土箱。单进入隧道一次，完成掘进一环。机车最高时速 5km/h，隧道单环管片 1.4m，隧道开挖直径 6.28m，渣土车每车 8m。考虑渣土改良添加泡沫、水等，实际出土为理论出土 1.2 倍，掘进 1 环实际出土量：V实=1.2V=R21.4m 52.01m 拼装管片 7 片时间平均按

31、30min 计算。编组掘进完成机车出隧道至道岔需时间：760m4km/h=0.152h11.4min；下一列编组进入隧道用时约等于上一个编组出隧道时间 11.4min，编组进入隧道卸管片抽浆液至盾构机以及卸材料消耗时间约 25min。单环机车运输理论损耗时间约：11.4min2+25min-30min=17.8min。4 箱土吊出，土箱放回机车用时约：10min4=40min；材料下井装上机车耗时约：15min；机车出井口至进入隧道前合计用时：30min+15min=45min。盾构机掘进时间计算：平均掘进速度 40mm/min 计算，1.4m40mm/min=35min。35min+11.4

32、min=46.4min 45 min。即上个编组出隧道前下个编制材料已经准备就绪，不计时间消耗。平均单环掘进耗时 35min(掘进时间）+22.8min（机车进、出）+30min（拼装时间）+17.8min（损耗时间）=105.6min。10.1.2、盾构掘进施工采用皮带机出渣（1）皮带运输渣土方法 盾构机掘进渣土经过盾构机皮带至后配套皮带机再到井口连续皮带机运输至地面，再经地面运渣车运至渣土堆厂。（2）皮带运输渣土功效计算：安装皮带运输渣土理论上只考虑机车运输材料至盾构机，盾构掘进单环和管片拼装时间；35min+30min=65min。编组进入隧道用时约等于上个编组出隧道时间 11.4min

33、。编组进入隧道卸管片抽浆液至盾构机以及卸材料消耗时间约 25min。材料下井装上机车耗时约：15min；材料运输时间 11.4min+15min+25min+11.4min=62.8min，65min 62.8min，因此不考虑时间损失。单环掘进平均耗时为 62.8min。18 10.2 经济效益 经项目部技术人员多次研究、讨论，并征求设计、建设单位、监理单位以及相关专家意见，本工程采用多个类型皮带机配合运输的方式，先利用连续皮带机中的水平输送部将盾构机掘出的渣土水平运出隧道，再利用设置在始发井内的倾斜输送部和折返皮带机，通过折返的方式将渣土垂直运出至地表面上，实现了渣土的连续性运输，自动化程

34、度高，有效解决了现有盾构隧道出渣方式工期长、安全隐患大、无法在小断面的隧道内使用以及无法在始发井维护结构完成前投入使用的技术问题，大大降低了工程成本。10.3 社会效益 本工法在俄罗斯莫斯科地铁第三换乘环线西南段项目中首次应用，为大坡度盾构隧道皮带机出渣方式的推广垫定了良好的基础，受到监理、业主的高度评价。10.4 环境效益 本工法相较于最常用的“龙门吊+有轨电车”隧道出渣方式，有助于减少有轨运输产生的废气污染环境，隧道内通风换气良好，除此由于安全隐患小、运输速度快等特点，有利于更好地保护工程环境。11.工程实例 莫斯科地铁第三换乘环线西南段项目施工任务分 3 站 4 区间、9 条隧道、5 个

35、附属场地的建筑结构、出入口和铺轨工程。其中，阿米尼站米丘林站区间全长 1520m，最小转弯半径 330m，最大纵坡43，拱顶埋深 1530m。采用盾构施工连续皮带机出渣时，该区间皮带机布置于阿米尼站，基坑宽度23.8m，深度 20.3m，皮带机布置长度为始发端头向后 80m 范围。车站钢支撑设计提前避开皮带机布置影响范围，跨支撑位置较小处增设跨越人梯。皮带机横向采用单跨钢结构，中间支腿采用钢结构桁架支腿，后部采用钢结构驱动支腿，硫化平台连接皮带，全国首次采用垂直储带仓存储皮带。渣土由隧道连续皮带机（出渣角度为 12）运输至驱动支腿处掉落至折返皮带机（出渣角度为 11），最后由折返皮带机运输至地面渣土池（见图 11-1）。皮带机连锁于盾构机，由盾构机操作室直接操控运转。19 该工程采用多个类型皮带机配合运输的方式，先利用连续皮带机中的水平输送部将盾构机掘出的渣土水平运出隧道，再利用设置在始发井内的倾斜输送部和折返皮带机，通过折返的方式将渣土垂直运出至地表面上，实现了渣土的连续性运输，自动化程度高，有效解决了现有盾构隧道出渣方式工期长、安全隐患大、无法在小断面的隧道内使用以及无法在始发井维护结构完成前投入使用的技术问题，成本大大降低，易大范围推广使用。图 11