广州市城市建设工程监理公司510060
摘要：一种可以用于盾构掘进施工渣土运输的装置，主要针对该皮带输送机的设计和使用要求进行分析。
关键词：皮带输送机水平连续输送立式提升输送设计使用要求
1.引言
为了解决传统出碴不连续作业带来的诸多问题，实现连续不间断作业，提高碴土运输效率，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，转载至立式提升输送机机尾，通过立式提升输送机运输至地面渣土坑中。设备的运转情况在监控显示屏上实时显示，可以随时查看设备运转的参数；当发生故障时可查看故障部位及故障情况。
2.连续皮带机的设计要求
根据13号线二期工程施工组织设计方案，9#井盾构出渣系统由洞内水平连续皮带输送机、转载输送机与立式提升输送机等组成。盾构掘进过程中渣土经盾构拖车上连续皮带输送至洞内水平皮带上，由洞内水平皮带将渣土运至9#井转载皮带机，经转载皮带机输送至立式输送设备，由立式输送设备将渣土提升至地面渣土坑。总体方案图如图1所示:
图1立式提升皮带机机身土建配套方案示意图
连续皮带机机身及储带部分安装于隧道内，同管片螺栓固定，立式提升皮带机机身固定于始发井侧壁上，在侧壁上预埋钢板。垂直立式提升方案图如图2所示。
立式提升输送机是一种应用于隧道渣土运输的新设备，该设备采用90度立式提升，将连续皮带机运出的碴土顺落在立式提升输送机机尾上，由此提升至地面进行渣土输送。连续输送机方案图如图3所示。
1-转载皮带；2-尾部驱动；3-储带装置；4-水平皮带
图3连续输送机方案图
洞内水平出渣皮带与机架安装于隧道前进方向右侧管片上，洞口区域设置有驱动装置、卷带机和硫化平台，以及储带装置和张紧装置。并在洞口搭建转载皮带机，实现洞内水平运输至渣土立式提升设备。皮带采用钢丝绳芯胶带实现连接和运输。尾部结构图如图4所示。
图4尾部结构图
机尾段固定于盾构后配套拖车尾部，与盾构出渣皮带相匹配，水平延伸皮带随盾构掘进同步延伸，完成连续皮带机出渣功能。安装窗口提供机架延伸的工作平台，具有安全、方便、快捷等特点。
3驱动系统及监控系统
本控制系统采用操作台和PLC控制柜，安放于控制室内。PLC采用技术先进、性能可靠的西门子公司的S7系列可编程控制器，配以多种检测、控制组件完成输送机运行过程中应有的设备闭锁控制、速度闭环控制、各种保护工作和故障状态显示。电气控制及监控设备示意图如图5所示。工作流程示意图如图6所示。
图5电气控制及监控设备示意图
图6工作流程示意图
4.传统出渣与连续皮带机出渣的优缺点分析
盾构掘进施工出渣，传统采用电瓶车加吊斗洞内水平运输，电瓶车运输至盾构进口，采用龙门吊垂直运输至地面渣土池。传统出渣存在的缺点：1、电瓶车运输存在溜车，翻车，施工不安全。2、吊斗运输渣土容易洒落污染地面，影响文明施工。3、出渣效率慢，对施工进度要求高的项目达不到施工要求。4、人力、物力投入大，施工成本高。5、占用场地大。
皮带机出渣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，转载至立式提升输送机机尾，通过立式提升输送机运输至地面渣土坑中。皮带机出渣优点：1、针对垂直提升的洒落料问题，在立式提升机转弯处增加防洒料装置，解决了碴土运输过程中载运效率的问题。2、对立式提升机垂直段实行全封闭，防止渣土在运输中飞溅，垂直提升段所有洒落渣土落入尾部附带装置，通过附带装置返回立式提升落料段。3、立式提升机尾部增加裙边压带式导料槽，保证在落料时渣土完全落入立式提升机尾部。4、在传动滚筒下方加装高压水清洗装置，采用全自动控制，间歇式使用。立式提升机头部水平段下方增加15度斜溜板，高压水清洗后渣土和水通过斜溜板集中流至渣土坑。5、在立式提升机头部安装检修平台，立式提升机垂直段采用全封闭结构，在垂直提升段后侧，安装检修爬梯，并增加相应的护栏，方便设备维护。6、在连续输送机储带装置中设置螺旋托辊，适应胶带的自清理，避免胶带上长期积累渣土造成胶带跑偏，并通过螺旋线的对中性对胶带产生一个居中力，防止胶带跑偏。螺旋托辊在储带装置及机尾处均匀布置。7、皮带机出渣系统属于动力传输系统，节省人工，节能环保，占用场地最小，效率高。
5.结语
综上所述，连续皮带机输送装置大多使用在矿业，一般适用于长距离运输。本项目增加立式垂直提升运输减少龙门吊垂直运输作业，在盾构掘进出渣施工广泛应用。通过对连续皮带机设计进行优化和改良，大大提高了实用性和安全性，占用场地面积少，使用方便且适应性好。简易、环保、可重复利用，搭设、拆除方便等优点，从而具有较强的实用性和安全可靠性，最大限度地节约工序施工和人员施工管理成本，能满足短工期和高效率项目的施工要求。
参考文献：
[1]《长距离皮带输送机在盾构掘进中的应用》（夏福明）
[2]ISO2046-1974《带式输送机结构规范》