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项目成果

引大入秦灌溉项目

  • 设备类型 双护盾掘进机
  • 设备数量 1
  • 设备直径 5.5 米
  • 隧道类型 Water Transfer
  • 隧道长度 11.7 公里, 4.9 公里
  • 项目业主 甘肃省资源局
  • 施工单位 Cooperative Muratori and Cementisti (CMC)
  • 项目地点 兰州, 中国

项目概况

引大入秦灌溉工程是中国最大的自流灌溉控制系统。该项目由33条隧道组成,总长度为75公里(46.6英里),将水从大通河调到中国北部甘肃省干旱地区。

1990年,甘肃省资源局将该项目承包给了来自意大利拉文纳省的Muratori& Cementisti合作公司(CMC)CMC选择了一台直径5.5(18英尺)的罗宾斯双护盾隧道掘进机,用于挖掘该多隧道项目的前两个隧道。

地质概况

第一个隧道编号30A,岩石大多由第三纪沉积物和带有漂流石块和沙质砾岩的轻度倾斜砾岩组成。隧道入口处有前寒武纪结晶石灰岩,出口处有第四纪沉积物。30A隧道现场还包含其他的地质特征如石灰岩区域的23个主要断层和大型岩溶洞

第二个隧道编号38,穿过了白垩纪沉积岩的中度倾斜层,其中大部分是砂岩。

隧道掘进机

罗宾斯建造的双护盾掘进机配有37个直径17英寸(432毫米)的后装式盘形滚刀。6台电动机产生的动力高达960千瓦(1287马力),提供的扭矩高达3065千牛米(236,8000磅尺)

该掘进机的设计中包含了一个装在刀盘后面的可伸缩部分,由12个推进油缸组成。由于油缸安装在支撑和前护盾之间的交错角位置,能够在不需要额外扭矩油缸的情况下提供滚转控制。这种安排使刀头和前护盾能够有效进行垂直和横向转向

掘进机的后段安装了支撑和8个辅助推力油缸。掘进机的附加装置还包括双速传动装置、激光制导系统、液压离合器、备用液压泵和机油过滤器

掘进机150(492英尺)长的后配备台车上的空气压缩机消除了在挖掘过程中一个空气管线的需要。一个直径1400毫米(55英寸)的通风管道为施工区域提供新鲜空气,一台空气洗涤器用于隧道除尘

后配备系统包括一个单轨牵引门架,后面是一个可移动的加利福尼亚道岔。额外的固定道岔大约每隔3500(11483英尺)一个,取决于空载出渣车和载满出渣车的平均速度

罗宾斯双护盾隧道掘进机的设计可以使隧道衬砌与挖掘同时进行。隧道衬砌由预制混凝土衬砌管片组成,管片随着机器的前进从尾盾中自动安装。每一环的四个管片通过每个弧形管片的圆唇部分与相邻管片的圆唇部分重叠,在一个自锁定设计中完成组装。最终隧道衬砌形成的蜂窝状结构是由环内的管片交错排列造成的。每一个300毫米(11.8英寸)的六角形管片宽1.60(5.2英尺),这一尺寸能使需要的环数数量实现最小化。该特色大幅度地提高了掘进机的掘进速度。

隧道掘进

掘进机展现出了惊人的前进速度,甚至打破了直径5-6(16.4-19.7英尺)隧道掘进机的平均月生产世界纪录。199119日,掘进机开始挖掘长11.7公里(7.3英里)30A隧道,仅在头22天就掘进了780(2559英尺),并比计划时间提前5个月完成贯通。掘进机平均日进尺为36.09(118.4英尺),平均每小时掘进率为4.99(16.4英尺)19917月是掘进机表现最好的一个工作月,总进尺量达1301(4268英尺)

鉴于隧道棘手的Geology地质条件,掘进机的成功是举世瞩目的。大约在掘进了2300(7,545英尺)的时候,粘性的泥质砾岩堵塞了出渣铲斗、溜槽、料斗和刀具外罩。此外,在掘进了约9000(29,527英尺)的时候,机器在断裂的石灰质岩石中遇到每秒60-150(15.9-39.6加仑)的涌水。掘进机在这一段的掘进速度有所降低,但很快在剩下的挖掘工作中恢复了正常

1992120日,机器贯通了第一个隧道。第二个长4.9公里(3英里)的隧道于19924月开始动工,同年8月完成贯通。19926月,掘进机在一个月内掘进了1401.6(4598.4英尺),创造了直径为5-6(16.4-19.6英尺)的隧道掘进机级别的世界纪录,这段时间内的平均日进尺为40.67(133.4英尺)并在511日达到最高的75.2(246.7英尺)。掘进机的整体进尺速度是每小时4.01(13.2英尺)

掘进机在120个工作日内贯通了第二个隧道。引大入秦项目最前面的两个隧道的原始投标说明里给出的挖掘期限是54个月,两个隧道项目在20个月内就完成了贯通,还不到期限时间的一半。