城市大直径泥水盾构施工辅助设备配备的探究

李科

中铁隧道股份有限公司  河南 郑州  450001

摘要：城市大直径泥水盾构施工是现代地下工程中的重要技术之一，广泛应用于城市地铁、水利、交通等领域。随着城市发展的不断推进，地下空间的利用需求不断增加，泥水盾构作为一种高效、安全、环保的施工方式备受青睐。本文旨在探讨城市大直径泥水盾构施工中的辅助设备配备问题，重点关注泥水系统设备、泥浆循环处理设备、渣土运输设备、通风设备以及其他辅助设备，为城市大直径泥水盾构施工提供更科学、更高效的辅助设备配置方案。

关键词：城市大直径泥水盾构；施工辅助设备；泥水系统；渣土运输

引言：泥水盾构技术以其高效、安全、环保的特点，广泛应用于地铁、水利、交通等领域，为城市空间的合理利用提供强有力的支持。基于城市化进程的加速和基础设施需求的不断增长，大直径泥水盾构施工作为解决城市交通和地下空间利用难题的主要手段备受关注。城市大直径泥水盾构施工涉及机械、土木、电气等多个学科，其复杂性要求在施工前期进行全面规划和科学设计，根据具体工程需求的差异性制定灵活的配置方案。

1工程概况

本工程为武汉市轨道交通12号线（江北段）土建1标项目，位于武汉市汉阳区和洪山区，区间全长3373.667m。需要做好临时占地、树木及绿化迁改、道路恢复、道路破复、交通疏解、雨污水管迁改及恢复、视频监控迁改及恢复、路灯迁改及恢复、穿越既有铁路、市政公路等施工配合及场地准备工作。在施工过程中需要使用斗山挖机、装载机与洒水车等施工辅助设备，满足项目施工提出的设备使用需求。

2泥水盾构施工辅助设备

2.1泥水系统设备

在本工程施工中，泥水系统设备是主要的施工辅助设备，分析如下。第一，注浆泥浆搅拌设备主要用于混合和搅拌泥浆的各个组分，包括搅拌器、混合槽、加浆泵等组件。搅拌器通过旋转或搅拌运动，使水、土和其他添加剂充分混合，形成适宜于注浆的泥浆，有助于减小对地下水质的影响。在本次施工中使用1台MTP-3000泥水分离设备，满足泥水分离的施工处理需求。第二，注浆泵用于将搅拌好泥浆输送至盾构机刀盘前端，实现泥浆在开挖过程中的喷射。常见的泵类型包括螺杆泵、活塞泵等，其选择取决于工程的具体需求。第三，泥浆贮备罐用于储存搅拌好的泥浆，保证在开挖过程中能够持续供应[1]。在罐内设置搅拌装置，保持泥浆的悬浮状态，防止泥浆发生沉淀。第四，注浆管路系统是泥水系统的输送通道，负责将泥浆从贮备罐输送至盾构机的刀盘前端。管路系统需要具备足够的耐腐蚀性和耐磨性，以应对泥浆中可能存在的颗粒物和腐蚀性物质，在减小泥浆输送阻力基础上提高注浆效果。

2.2泥浆循环处理设备

泥浆循环处理设备是清洁和处理挖掘过程中产生的泥浆，确保其质量达到可循环利用的标准，最大程度减少对环境的影响。在施工中，振动筛是泥浆循环处理系统中的关键设备，主要作用是通过振动筛分，将挖掘过程中产生的渣土和泥浆进行有效分离。振动筛通常由振动机构和筛网组成，通过震动产生的力将泥浆中的固体颗粒分离出来，以此实现泥浆的固液分离。脱水离心机用于对振动筛分离后的泥浆进行脱水处理，减小泥浆中的含水率，利于降低渣土的体积，减轻后续渣土处理负担。泥浆处理罐用于对泥浆进行沉淀和分层处理，通过罐体内的设备和结构，使泥浆中细小颗粒在静置的状态下逐渐沉淀。而滤网设备用于去除泥浆中的微小颗粒和悬浮物质，提高泥浆的透明度和清洁度。此外，污泥输送设备包括输送带、螺旋输送机等，通过机械输送的方式，将处理后的污泥高效地运送到指定区域。

2.3渣土运输设备

首先，输送带系统是常见的渣土运输设备，作用是通过运动的输送带将渣土从盾构机的工作区域输送至地面。一方面，渣土车辆是将渣土从施工现场运送到指定地点的重要手段[2]。在施工中，使用1台斗山挖掘机和1台长臂15m挖掘机继续进行渣土处理，运用装载机等设备进行渣土运输。这些车辆通常包括自卸车和卡车等，具有较大的载重能力，能迅速将大量的渣土运送至处理区域。另一方面，为减小地面开挖对周边环境的影响，采用渣土输送管道系统是一种有效方案。该系统通过管道将渣土输送至远离施工现场的地方，减少渣土运输对城市表面交通和环境干扰。基于施工建设需求，使用2台12m³洒水车进行国博场地文明施工，使用1台5m³洒水车开展隧道内部文明施工。

2.4通风设备

通风设备在城市大直径泥水盾构施工中具有至关重要的作用，其主要任务是为地下工程提供良好的通风环境，确保工作人员的安全和施工进展的顺利进行。其一，排风机是通风系统的核心组件，其通过强制排除隧道内的废气和污浊空气，维持空气流通。其二，风道系统包括隧道内的通风管道和相关的支持设施，用于引导新鲜空气进入施工区域，以及排除废气。其三，风门和风挡用于调节和控制通风系统的气流方向和强度。根据施工的具体情况，通过合理设置风门和风挡实现对通风效果的精确控制，确保在隧道内形成合适的气流。其四，排烟设备用于有效排除隧道内可能产生的有害气体，提高紧急情况下逃生通道可用性。

2.5其他辅助设备

在地下隧道施工中，良好的照明是确保工作人员能清晰看见工作区域的关键。高效的照明设备，如LED灯和移动照明设备，提供充足的光源，确保施工安全性。压力注浆设备用于加固地下土层，防止地表沉降和土体塌方。火灾报警系统能够及时发现火源，而灭火设备如灭火器和自动灭火系统，则能够迅速应对突发火灾。紧急救援设备包括急救箱、安全绳索、救生器材等，以确保在紧急情况下能迅速、有效地进行救援和应急处理[3]。而数据记录和监测设备用于实时记录施工过程中的关键数据，如地层变化、振动情况、温度等。

3设备的选择与使用

3.1根据工程实际情况选择合适的辅助设备

在工程施工中，严格根据工程实际情况选择合适的辅助设备。首先，在本次施工中需要考虑不同的地质条件导致泥水性质、土层稳定性等方面的变化，合理选择中铁1058号泥水盾构机等设备。其次，施工环境也是设备选择的重要考虑因素。本次地下施工通常受到空间限制，对设备的机动性和紧凑性提出要求，在狭小施工现场，需要选择适应狭窄空间操作的渣土运输设备和灵活的通风设备，所以选择双头车进行设备运输。最后，合格的设备必须符合国家和行业的安全标准，保障工程安全施工。本次施工严格按照国家安全标准进行施工作业，重视细节监测，确保设备使用安全达标。

3.2严格按照操作规程进行使用和维护

在本工程施工中，操作规程是通过设备制造商和相关专业机构制定的，包括设备的安全操作步骤、技术要求和应急处理等内容。施工人员必须挂证上岗，在操作设备时必须按照规程进行，严格执行每一个步骤，确保设备在安全的工作状态下运行。同时，项目设备部建立巡检和保养制度，对特种设备、水平运输设备及大型设备安排专人进行日、周、月巡检，确保设备得到及时而全面的维护。此外，重视对施工团队进行培训，及时吸收新的操作和维护经验，不断改进和完善操作规程，以适应不同阶段施工的需求和挑战。

4 结语

城市大直径泥水盾构施工的成功实施不仅依赖于先进技术设备，更需要科学的管理和操作，以及对设备的合理配置和维护。只有在各方面的协同努力下，才能确保工程的质量和安全，为城市地下空间的发展提供可靠的技术支持。

参考文献：

[1]徐光伟.大直径泥水盾构施工泥水处理系统配置及应用[J].建筑机械化，2023(10):15-17+49.

[2]杨仕彬.软土地层大直径泥水盾构施工地表沉降及预防控制研究[J].铁道建筑技术，2023(06):192-195.

[3]姜来.软土大直径泥水盾构常压与带压刀盘针对性设计及改进技术[J].中国水运(下半月)，2022(07):64-66.