世界上掘進速度最快的TBM之中,接近75%的TBM均采用皮帶連續(xù)出渣系統(tǒng)。最近,美國印第安納州一臺由羅賓斯公司制造的直徑6.2m的TBM完成了一段長2.8km的隧道延長線(原隧道長12.5km),再次證明了這種組合能夠快速掘進的觀點。
安裝上連續(xù)出渣系統(tǒng)的TBM于2012年11月開始了12.5km長的深石隧道項目工程(Deep Rock Tunnel Connector),并且提前計劃一年貫通隧道。項目業(yè)主公民能源集團(Citizens Energy Group)讓SK聯(lián)營體公司(Shea/Kiewit)作為施工方來完成該項目額外2.8km長的鷹溪隧道(Eagle Creek)。
進行曲線運輸?shù)倪B續(xù)出渣系統(tǒng)
TBM從一條76m長的工作坑始發(fā),掘進通過石灰?guī)r和白云巖地層,實現(xiàn)直徑6~7m級別TBM的世界紀錄,包括:
· 每日最大進尺124.9m
· 每周最大進尺515.1m
· 每月最大進尺1754m
掘進結束后,有許多值得慶祝的事情,公民能源集團的施工監(jiān)理Tim Shutters說,高產(chǎn)的主要原因有兩個:一是TBM的刀盤表現(xiàn)的很好;二是地質條件有利于快速破巖和掘進。
創(chuàng)造紀錄的另一關鍵是使用了連續(xù)出渣系統(tǒng)。該套設備可以進行25km長距離的連續(xù)運輸,中途可以進行水平與垂直方向運輸,還可以進行S曲線和直角曲線的變向運輸。
羅賓斯在報告中指出,連續(xù)出渣系統(tǒng)作為長距離硬巖隧道TBM的標配,也越來越多地應用于EPBM。雖然由于運輸線路的多變會給出渣質量帶來諸多的影響,但是如果提前進行處理(例如:運輸帶連接點進行密封處理),連續(xù)出渣系統(tǒng)還是可以出色的完成輸運任務的。
連續(xù)出渣系統(tǒng)在遇到急轉彎線路時,往往會遇到皮帶脫離托輥的問題。“在合適的位置安裝助力器,可以有效地控制傳送皮帶的張力,增加系統(tǒng)使用壽命。如果皮帶張力過高,皮帶將在通過曲線時過早失效”。
羅賓斯EPBM中使用的渣土輸送裝置
及早發(fā)現(xiàn)問題是傳輸系統(tǒng)成功應用的關鍵。“如果一個關鍵部件損壞,最好是在最短的時間內解決故障。”羅賓斯公司出渣系統(tǒng)部門副主席Workman說,“否則,更換皮帶需要花費很長的時間。為了能夠及早地發(fā)現(xiàn)故障,電氣監(jiān)控系統(tǒng)與警報系統(tǒng)已經(jīng)成為標配,用于監(jiān)測電氣馬達和齒輪箱的溫度和振動情況、驅動電機扭矩及其它異常信息。如有某項檢測數(shù)據(jù)超出預警值,系統(tǒng)將進行相應的警報。”
對于印第安納波利斯的工程,羅賓斯還采用了其專利技術——曲線輥,可自行調整系統(tǒng)負載。Workman認為,未來,將會發(fā)展出更先進的電氣控制系統(tǒng)及其元氣件,進一步增大皮帶運輸機的運輸距離和運輸速度。
在印第安納波利斯工程中,項目經(jīng)理介紹:“對于我們創(chuàng)造的世界紀錄,我感到很自豪。我們幾乎提前計劃一年完成了第一個12.5km的任務,對于延長線項目的時間,我們仍能在合同原定時間內完成。如此高性能的皮帶輸輸送系統(tǒng)真的是難得一見。”
75%的TBM世界紀錄保持者使用的都是皮帶運輸機

該工程中使用的6.2m直徑羅賓斯TBM
該隧道工程竣工后,將有助于減少污水排放量并保持懷特河(White River)流域的清潔。鷹溪隧道一旦完工,項目將進入下一階段,開始另外兩條隧道的施工。懷特河隧道(White River Deep Tunnel)將沿著已完工的深石隧道和泵站向北掘進8.5km;洛博格斯隧道(Lower Pogues Run DeepTunnel)將從懷特河隧道北端向東延伸2.7km。另外兩條隧道—福爾克里克隧道(Fall Creek)和普萊森特倫隧道(Pleasant Run),預計將于2020年建成。屆時,總計27km長的CSO隧道項目預計2025年全面完工。