全断面掘进机TBM排渣用胶带输送机开发研制

【摘要】全断面掘进机TBM排渣用胶带输送机通过和全断面掘进机TBM的紧密配合，采用储带装置在运行过程中连续、缓慢的放出胶带，同时由尾部连续转换装置实现不停机连续延伸输送机机架，从而实现输送机的连续输送，使废渣从隧道内连续不断的排出。

【关键词】优点；头部卸载支架；驱动单元；卷带装置；硫化平台；直线段托辊组；储带装置；连续转换装置；尾部受料装置

一、引言

1.1全断面掘进机TBM排渣用胶带输送机作为全断面掘进机TBM施工的辅助设备，已在国内外的地铁、隧道等全断面掘进机TBM施工现场广泛应用。美国80%长隧道工程项目都采用胶带输送机出碴。在欧州，特别是近些年来，长、大隧道也大都采用胶带输送机出碴。国内市场对全断面掘进机TBM排渣用胶带输送机产品也有很大需求，每年需求总量140亿左右。

1.2随着国内外公司设计水平和设计手段的不断进步，全断面掘进机TBM排渣用胶带输送机已经取代了传统的人工渣车排渣的方式，其主要优点如下：

1）无需等待渣车，可以获得较高的利用率，因而可取得更快的掘进速度

2）需要较少的施工人员和较低的劳动强度

3）没有重载机车所产生的污染，降低了对通风机和通风管的要求

4）可以在渣车所不能的更大的倾斜条件下运输

5）洞外不需要翻车卸渣机

6）具有对不同直径隧道工程的广泛适应性

7）连续皮带运机系统可重复使用

鉴于以上2点，全断面掘进机TBM排渣用胶带输送机在国内、国际市场的竞争非常激烈，其关键技术的开发研制已到了刻不容缓的地步，尽快拥有国内自主产权的核心技术，对于确保国内带式输送机领域进一步得到扩展；减少进口；节约投资；同时对开拓国际市场都具有极其重要的战略意义。

二、全断面掘进机TBM排渣用胶带输送机结构概述

全断面掘进机TBM排渣用胶带输送机主要由头部卸载支架、驱动单元、卷带装置、硫化平台、直线段托辊组、储带装置、尾部连续转换装置、尾部受料装置、胶带等组成（见图1）。

2.1头部卸载支架

头部卸载支架是用于支承滚筒、漏斗、护罩及承受输送带张力的装置，本机卸载支架采用了探头的形式，此形式具有物料转载方便、结构紧凑、安装简单方便的特点。

2.2驱动单元

驱动单元是全断面掘进机TBM排渣用胶带输送机的动力部分，它主要由变频器、变频电动机、带制动轮的梅花联轴器、制动器、齿轮箱和驱动装置架等组成（见图2）。变频电机是驱动单元的动力来源，全断面掘进机TBM排渣用胶带输送机通过变频调速装置实现无级变速，满足不同工况对速度的需要，电机带测速编码器，能准确的测出胶带机每一个时间点的速度。同时全断面掘进机TBM排渣用胶带输送机为减小使用空间而采用空心轴减速器，机架采用悬浮单点支撑结构，能很好的解决安装误差和检修的困难。

2.3卷带装置

由于全断面掘进机TBM排渣用胶带输送机随着全断面掘进机的深入而不断的延伸，

故设计了卷带装置，具体由驱动装置单元、胶带卷盘、主动连接座、手动释放座等组成（见图3）。该装置放在头部驱动单元后面，其上部设有能沿卷筒轴方向的卷带芯轴，使用时把整卷输送带安装在芯轴上，通过驱动单元的驱动使胶带沿胶带机运行方向上缓慢放出，从而达到延长胶带的作用。该装置具有运行平稳、卷带匀速、寿命较长、安装方便、受力稳定、占地空间小等特点。此装置可以快速的搭接胶带，减少停机时间，提高工作效率，加速整个工程进度。

2.4硫化平台

全断面掘进机TBM排渣用胶带输送机需要的是连续、快速、不间断的输送废渣，故在储带仓胶带全被放出后，需要从新往储带仓内加入胶带，为了能快速的硫化胶带，从而设计了硫化平台，使胶带硫化更加迅速、方便（见图4）。

2.5直线段托辊组

全断面掘进机TBM排渣用胶带输送机直线段托辊组的数量在整机中占有很大的比例，在隧道中运行不能占用检修车道，只能在隧道的侧壁上，同时还得不妨碍其他设备运行，故采用图5结构在隧道侧壁上现场打膨胀螺栓固定支撑架，解决了隧道内空间小、设备干涉的问题。同时上下托辊组采用快速组装、拆卸的卡扣形式，为安装节省了一定时间和便利。

2.6储带装置

全断面掘进机TBM排渣用胶带输送机需要的是连续、快速、不间断的输送废渣，故在设计皮带机时设计了一套储带装置，该装置由变频绞车系统、改向绳轮、游动小车、拖带小车、储带仓架、改向滚筒、固定小车组成（见图6）；储带装置最大能存储600米胶带，从而使皮带机能连续运行300米而不用停机，该储带装置占地空间小、反应迅速，在头部与硫化平台衔接，能很好的、迅速的完成储带、放带的功能。

2.7连续转换装置

全断面掘进机TBM排渣用胶带输送机需要的是连续、快速、不间断的输送废渣，故在设计皮带机时在尾部设计了一套连续转换装置，该装置由液压缸、滚筒、连续运行转换装置支架组成（见图7）；该装置能在皮带机不用停机的工况下，把直线段托辊组和托辊支架连续的搭接到皮带机延长段，能实现一边输送废渣一边延长胶带机的目的，该设备安装在全断面掘进机TBM上，和全断面掘进机TBM一起运行。

2.8尾部受料装置

全断面掘进机TBM排渣用胶带输送机采用了尾部受料装置，该装置由V型清扫器、吊杆、缓冲床、导料挡板、尾部受料装置支架、尾部滚筒等组成（见图8）；该装置能很好的起到物料的缓冲作用，防止物料对胶带的损伤，同时也对物料起到导向作用，防止物料的飞溅，出现撒料情况，该设备安装在全断面掘进机TBM上，和全断面掘进机TBM一起运行。

三、结论

当今随着在铁路建设、公路建设、水利建设、地铁建设等项目大量采用全断面掘进机TBM进行采掘，且大有推而广之之趋势；与之相配套的全断面掘进机TBM排渣用胶带输送机在国内、国外市场使用空间非常广阔，开发应用前景十分乐观。

参考文献

[1]于新宏，陈永彰，严凯.TBM掘进技术的发展与展望.水利水电工程造价

[2]戴润军，杨永强.西秦岭隧道TBM掘进皮带机出碴下的同步衬砌施工组织管理.工程管理

[3]王亚军.长距离胶带机及可控起动传输在龙滩水电站砂石料输送系统的应用.中国论文下载中心