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老罗宾斯掘进机在防洪做贡献
在美国伊利诺伊州芝加哥市,肯尼建筑公司建造(KennyConstruction)的奥尔巴尼公园雨水导流隧道即将完工。该项目由芝加哥交通部所有,将从奥尔巴尼公园附近调水,奥尔巴尼公园附近长期受洪水困扰。隧道计划于2013年开始实施,洪水条件变得如此恶劣,居民不得不乘船撤离该地区。预计该隧道将于2018年4月投入使用。
2017年8月底,罗宾斯主梁式硬岩隧道掘进机在隧道内开挖隧道并贯通,使该项目更接近完工。这台掘进机,也被称为“Keri”,自20世纪90年代以来一直为项目承包商肯尼建筑公司所有,以前曾用于多个项目。肯尼建筑公司的项目经理Clay Spellman说:“这台机器掘入了进水井。我们挖掘了竖井作为项目的一部分。此后,机器已被拆卸和运走。”
在奥尔巴尼公园项目中,Keri是由肯尼建筑公司翻新的,由罗宾斯设计。罗宾斯取了一个现有的刀盘,对其进行了修复,然后增加了一些部件,把刀盘从直径5.2米改为6.2米。 Spellman补充说:“在地下对机器进行了广泛的改造,使其能够安装岩石定位销钉,并将环钢置于顶盾下。”
“翻新和改造掘进机一直是罗宾斯业务的核心部分。大多数客户都会立即意识到,一台经过改造的具有更新系统的机器可以在不增加风险的情况下提供卓越的价值,而一台经过改造的机器通常可以更快地交付,”罗宾斯工程经理 Steve Smading说。“虽然财务和进度优势明显,但所用设备的灵活性可能不太明显。我们可以增大或减小掘进机的掘进直径,甚至可以更改机器构造。例如,可以将单护盾掘进机重新改造为双护盾,反之亦然,并且可以将开放主梁式掘进机重新改造为护盾式掘进机。复合软土地面机器可以为不同的地质重新改造,可以设置为泥水平衡或土压平衡。”
罗宾斯公司生产的所有主梁式掘进机中,有超过50%用于三个或更多的项目。令人难以置信的是,许多已用于多个项目的罗宾斯隧道掘进机的使用里程已接近50公里。在被肯尼建筑公司拥有之前,Keri已经在多米尼加共和国、沙特阿拉伯、纽约和芝加哥成功地开挖了总长度至少19.5公里的隧道。
由于项目地点位于居民区,因此对机器的运行时间和每天允许开挖的频率有限制。尽管存在这些限制,但隧道掘进机的最佳日掘进为39.5米,最佳周掘进(5天)为146.4米。这台机器开挖白云石,平均抗压强度为64兆帕。 Spellman说:“在掘进过程中,我们遇到了大约30.4米的断裂地面,这些地面必须由轧制的槽钢、钢带和19个全圆钢圈支撑。”
排水隧道始于尤金公园(Eugene Park),在福斯特大道下延伸约一英里至北岸航道。当芝加哥河的水位达到超过2米的洪水位时,隧道将使65立方米的水流每秒转向,避开奥尔巴尼公园,然后将其沉积到河道中。这条隧道将基本上把水转移到原本会结束的地方,而不会破坏居民区或对河流的野生动物造成不利影响。
罗宾斯主梁式在中国刷纪录
在中国东北三省之一的吉林省,一台直径7.9米的罗宾斯硬岩主梁式掘进机在一个月以1,423.5米刷新了7至8米直径类别掘进机的全国纪录。这一记录刷新了同一项目在2017年早些时候取得的创纪录成就,当时掘进机在一个月内以1,336.8米的速度前进。
这个直径类型的世界纪录是由另一台罗宾斯机器保持的,这台机器是20多年前在美国伊利诺伊州芝加哥的隧道和水库计划(TARP)上创下的,一个月内达到1,482米。然而,鉴于岩石条件的差异,吉林项目的记录非常重要。在油布中,岩石是相对均匀的白云岩灰岩,平均强度达145兆帕,偶尔有岩石锚杆;在吉林,岩石类型为35至206兆帕,包括有凝灰岩、花岗岩、砂岩和安山岩,具有多个断层带地质条件,几乎需要连续的围岩支护。
尽管条件困难,但自2015年3月开始掘进以来,吉林机械的月平均推进率为708.3米,是该项目另一部分钻爆作业月平均推进率的三倍多。“现在很明显,装备精良的开放式主梁掘进机,具有特殊的困难地面特征,能够比传统的掘进方法更快地穿越断层和大的进水量。这一事实,再加上吉林所展示的高性能,降低了在困难地区完成长隧道的成本和时间。” 罗宾斯总裁Lok Home说。
作为一项水利工程的一部分,吉林三标段隧道将在完工时长24.3公里。根据承包商北京振冲工程有限公司(BVEC),截至2018年1月,该机器已挖掘了14公里的隧道。
在整个掘进中,预计主梁将穿过总共24个断层带。隧道掘进机是根据设计的,配备了四个凿岩机、顶盾有麦纳利钢精排储存仓,以便安装麦纳利板条、环形梁安装机和喷射混凝土系统。麦纳利板条用于隧道遇到的困难地质。
吉林TBM的第一个断层带是在掘进了仅87米的后遇到的,需要业主、吉林省水利投资集团有限公司、承包商北京振冲和罗宾斯现场服务部门的合作。在长度为1196 米的路段中,进水和坍塌的地面通过麦纳利支护板条、注浆和机器前方地面加固的组合来解决。围岩支护总体由钢丝网和喷射混凝土组成。隧道反射层析成像(TRT)——一种利用地震波进行地面预测的方法,也被用于探测隧道掘进机前方的变化情况。
尽管存在最初的挑战,但掘进机现在每天的前进速度在40到60米之间。“我和我的同事都认为罗宾斯掘进机非常容易操作。系统的所有组件在操作过程中都工作良好,这确保了我们的良好进展,”北京振冲吉林第三标段掘进机现场经理陶勇说。
吉林三标段隧道是吉林引松供水工程的一部分,该工程将向吉林省中心城市输水。大型跨区域引水工程是吉林省历史上最长的供水线路,全长263.5公里,受益者最多。总工程师。该建设项目将把第二松花江上游的丰满水库的水引至长期缺水的吉林省中部地区。这些地区包括长春市、四平市、周边8个县、所辖26个乡镇。预计2018年底完成隧道施工。
坚固的罗宾斯盾构机为金奈地铁项目完成第三次开挖
2017年10月31,直径6.65米罗宾斯盾构机贯通了钦奈地铁隧道,这是这台机器为承包商Afcons基础设施有限公司在这个项目中贯通的第三段隧道。采用这台盾构机开挖三段独立的隧道是一个增长趋势,许多罗宾斯盾构机重复使用于多个项目都有十分好的性能表现。罗宾斯盾构机比市场上其他盾构机重量多重1/3倍,其设计的使用寿命为10,000小时。这让他们成为在可以开挖许多公里数的理想设备。“罗宾斯的设备也以适用性强闻名,”承包商Afcons高级经理Gopal Dey说道。“为这个项目,我们需要的机器,具体来说是为项目的地质条件从粘土到混合地质到硬岩地质量是定制的。罗宾斯盾构机有独特为地质优化的设计特点。”
在完成其原来的两条隧道后,盾构机进行了翻新,准备开挖其最新的长1.8公里路段。在翻新过程中,内密封润滑系统由自动切换到手动模式,并对泡沫喷嘴系统进行了改造。这些变化使机器在前两个隧道遇到的高度可变的混合面条件下进行了优化。
这台盾构机于今年早些时候于2月3日始发。根据承包商AFCONS的说法,这台机器面临着一个巨大的挑战。AFCONS总监Manivannan先生说:“当掘进机从始发井出来时,安装了几个环,然后机器必须穿过一条带电的铁路轨道,这意味着有可能发生地表沉降。在这一阶段,我们必须密切监测掘进机的工作面压力,以均匀的速度推进机器,以确保适当的一次注浆。”掘进的地质主要由粘土砂和大约60米的混合地质组成。
Dey说:“我们(AFCONS)之所以选择这台机器是因为钦奈的地下地质情况不断地从土壤变为混合地质。我们还喜欢罗宾斯盾构机的主动铰接系统设计,使机器能够轻松转动或转向。”在主动铰接下,推力油缸对隧道衬砌的整个圆周均匀作用,即使是在曲线隧道,这种设计消除了隧道衬砌变形的问题。”这一特性使机器能够在良好的控制条件下穿越隧道,” Manivannan补充说。
在开挖所有三条隧道中,罗宾斯现场服务人员都在现场,根据需要提供协助和支持。在每次掘进过程中,罗宾斯都会向AFCON建议如何在具有挑战性的地面上进行最佳操作,并为机器操作提供指导。正如罗宾斯和AFCON在整个合同中所说,承包商和制造商的良好合作能力对良好的掘进率至关重要。其结果是一个强大的机器,在具有挑战性的条件下以每分钟80毫米的速度前进。
这条最新的隧道连接了地铁沿线的多个车站,从Washermenpet到Sir Theagaraya和Kurukpet。金奈地铁项目将为快速发展的城市提供急需的交通工具。
罗宾斯第一百台连续输送机
2017年10月18日,为美国俄亥俄州开挖阿克伦俄亥俄运河拦截隧道(Akron OCIT)的一台直径为9.26米的大直径跨模式掘进机始发。但这个始发并不是唯一的里程碑。在跨模式掘进机后运行用于出渣的,是第100台罗宾斯连续输送系统。侧置式输送机是一种设计标准,但它的里程碑意义重大:“这台输送机的诞生,让我们成为供应输送机数量最多的掘进机输送机供应商,”罗宾斯输送机、刀具及小型掘进机分布总裁Dean Workman说道。Workman补充说,罗宾斯按订单计算输送机的数量,包括准备发货的,数字现在已经超过了100台。
Akron OCIT输送机系统包括皮带+主驱动、插接机架、存储部件,以及前进尾件,通过几条曲线运行,配备具有专利的自调式曲惰轮,根据不同的皮带张力和皮带负荷进行校正运行。该系统会把渣土排放到定制的地面输送机,然后再把渣土送往入口附近的一个大型堆场。这条输送带设计用于处理多变地质,从软土到部分面岩,最后是全段面页岩。
在罗宾斯几十年来不断完善和改良,第100台输送系统已经被翻新和定制。“我们设计的输送机系统可以工作5到10年,但很多都工作了几十年。”我们有系统采用已经运行了30年的组件。我们的许多系统还没有达到一个极限——例如,我们很特别的输送机系统,十多年前为澳大利亚悉尼的Parramatta铁路连接隧道上制造。这些组件在佐治亚州亚特兰大的项目得到了翻新,现在他们又在印第安纳州印第安纳波利斯的挖掘隧道中使用。这些都是很长很有挑战性的隧道驱动器,组件都是由它决定的。虽然Akron OCIT输送机刚刚开始运输淤泥,但在整个项目的不同地面条件下,它肯定会受益。
在阿克伦的输送机也是罗宾斯输送带的历史的一部分,这个产品是第一台在掘进机后使用的连续输送系统。该原型机由创始人詹姆斯·S·罗宾斯(James S. Robbins)于1963年发明,在当时被称为西巴基斯坦的曼格拉大坝项目中成功地在直径11.2米的主梁式掘进机中使用。虽然输送带在发明后来的多年没有被作为一种标准的出渣方法,但这个项目为未来的成功奠定了基础。
今天的输送机系统可以跨越几十公里,运输量达1800吨(2000吨)一个小时或更多。Workman认为这个历史遗产会继续发扬光大:“这是我与罗宾斯的第20年,我还记得我们开始我们着手记录传送机的名单。看着所有的付出和成果,真是太棒了。看到这些系统完成不同的项目任务真是太棒了。
罗宾斯泥水盾构机作业孟买地铁三号线
2017年9月4日,在新加坡的两台罗宾斯泥水盾构机中的第一台,直径6.65米(21.8英尺)的翻新泥水盾构机通过了车间验收。这台机器配备了罗宾斯刀盘和外护盾,它的目标是为孟买地铁三号线(简称DSJV)服务,并将于2017年底开始开挖。第二台直径6.65米(21.8英尺)直径的新泥水盾构机也将于2017年底进行作业。
第一部机器的准时交付仅仅是跨越数年合作的开始。“在国际舞台上,很少有像罗宾斯那样专业的公司。”自该项目成立以来,罗宾斯给与一直对DSJV非常达的帮助,(罗宾斯)将成为我们的合作伙伴,直到合同结束。罗宾斯在印度,包括现场服务人员,将对我们的未来有很大的帮助。” SOMA公司副总裁DV Raju先生说道
这两台机器将在位于孟买中心站和Worli站点之间的隧道中挖掘两条平行3.5公里(2.2英里)长的隧道,经过三个中间的明挖站。地质条件由新鲜至风化的玄武岩和角砾岩组成,抗压强度最高可达100 兆帕,水压最高可达3巴。
由于具有挑战性的地面条件,JV选择了泥水盾构机。“我曾在全球类似的地质学领域工作过。泥水盾构机具有真正的力量,将适合开挖我们孟买地铁三号线的坚硬岩石地质。水的表和变化的地质,尤其是更高硬度的玄武岩,可以很容易地用泥水盾构机来处理。”DSJV的项目经理Tamay Sayin先生说道。这些机器的刀盘配备了磨损保护,磨损检测刀,以及罗宾斯17英寸的滚刀。阻拦条板将限制进入设备的大卵石的尺寸到250毫米(9.8英寸)或以下。泥浆系统包括岩石破碎机以及高磨损区域的耐磨镀层。
这两台设备是罗宾斯为孟买地铁3号线提供的四个机器中的第一批。另外两台直径6.65米(21.8英尺)直径的跨模式XRE掘进机将于2018年开挖两条长2.8公里(1.7英里)的平行隧道。罗宾斯印度公司董事总经理Kapil Bhati说:“孟买地铁是全国最著名的地铁工程之一,罗宾斯参与提供合适的机器和相关服务是一项荣誉。
孟买地铁公司(MMRC)建造的孟买地铁三号线长达33.5公里(20.8英里),由26个地铁站和1个车站组成,这将减少班德拉和该市的教堂区之间的交通拥堵和铁路拥堵现象。总共有17台掘进机被采购来负责开挖隧道的各个部分,这些隧道将被挖掘到城市地下15到25米的平均深度。整个线路预计在2021年投入使用。
隧道掘进行业的改变: ITA的角色、 伙伴关系和创新成果
1970年,Martin Knights 毕业于土木工程专业,并作为他的第一个隧道掘进机项目,在英国利物浦的Mersey公路隧道工程中担任现场工程师。这条2.5英里长的双隧道工程的主要特点是采用了翻新的直径35英尺罗宾斯掘进机,它曾在巴基斯坦的曼格拉水坝上驱动了一些供水隧道。几十年来,Knights曾在几家咨询公司工作过,在几十年里参与过一些重要的隧道工程项目,最近他也担任CH2M / Halcrow公司的总经理兼副总裁。他也是2007 – 2010年国际隧道协会(ITA)的主席。他目前是自己公司的独立顾问,Martin Knights咨询公司。

一名工人正在英国的默西公路隧道项目翻修的罗宾斯掘进机里。默西路隧道是Knights在1970年毕业后的第一个隧道掘进机项目。 摄影: British Pathé
最近,在挪威卑尔根举行的ITA培训课程上,我做了一场关于从维多利亚时代到现在的软地掘进机发展的讲座。这需要一些研究:我查阅了参考书,并与世界隧道掘进机专家们交谈。在研究中,我看到过去的40年重大项目的参数, 被技术细节的水平和要求工程师在合同文件规定触动到:似乎有一种倾向, 过度的参数囚禁了承包商和设备供应商过去的尝试-实践的测试。那些最适合创新和尝试新想法的机会在哪里?
这让我想起了2009年11月在汉堡、德国斯图瓦(STUVA)展览和会议上Lok Home(罗宾斯总统)对我的挑战。Lok和我,以及ITA和tunnelling世界的其他同事,进行了一个行业圆桌会议。当时我是ITA的总裁,两小时的讨论结束时,Lok问我:“ 那么,Martin,我和这个行业能为ITA做些什么呢? 我们与其他领先的隧道公司一样,向ITA提供赞助; 我们把展厅填满; 我们参与ITA会议期间举办社交聚会,并提供推广新技术的讲座。但我们作为设备制造商和供应商希望发挥更大的技术作用.
由于意识到ITA在默认情况下错过了,实际上,没有对那些很有才华为隧道掘提供创新的企业提供机会,我开始着手组建当时的新ITA技术论坛。我说“我”,但事实上,我自己,Lok(罗宾斯),Normet的Tom Melbye, Amberg工程的Felix Amberg,以及海瑞克, Mapei, 阿特拉斯•科普柯,和其他人的同事,用了三个月的时间里准备,在技术和创新的ITA中,把ITAtech作为首要的议题推广。我们的目的是准备独立和共同商定的技术准则和整个国际隧道工业所支持的证据,这是ITAtech继续做的事情。它为承包商和设计师提供了制造、安装、设备和材料指南,并为隧道所有者创造了信心,即ITA的“品牌”正在监督这一重要的知识传播。

2009年的最初会议诞生出 ITAtech 论坛. 从左到右: Bill Hansmire, Gerhard Robeller, Olivier Vion, Gunnar Nord, Martin Knights, Brian Fulcher, Pekka Nieminen, Lok Home, David Caiden, Daniel Ruckstuhl
当我说到卑尔根代表今年,很明显, 软土城市地质隧道欠掘进机在过去的40年的发展…特别是过去10年。我们现在可以做一些以前很难做的事情。在过去的50年里,像罗宾斯、洛瓦特、塞利、赫伦克希特等掘进机公司领导的创新,并不是巧合,领导力和开拓精神只能由来自“家族经营”业务的个人激情驱动。随着时间的推移,增长和所有权已经被传递,但在隧道里的创新的管理和精神仍然存在。ITAtech试图捕捉这种精神。它的指导委员会和活动团体的成员依赖于工业对教育、改进和分享的渴望
最近,英国土木工程师协会(UK Institution of Civil Engineers)的一位总裁将我们分散的行业流程与制造业、飞机和汽车行业进行了比较。实际上,他说“与那些行业不同——我们是否从装配、安装和构造中分离了初始、规划和设计?”“基础设施和采矿业依赖如此多的流程和伙伴关系,因为它们是如此分散和孤立。
当代的采购鼓励了更多的伙伴关系,但这并没有使它变得不那么复杂。我们看到的可怕的“行业供应链”和“第二和第三层伙伴”,它给我,我们去除的身份非常多“层”的行业创新和提供物质滋养功能在新的基础设施发展的技术解决方案
我建议业主和客户从这些创新的“层级”中获得更好的收益和价值,在许多情况下,设备制造商和供应商。在很多情况下,我看到技术解决方案被误解为想法和解决方案在所谓的供应链上上下移动,乞求承认、理解和实现价值
我相信这不是有意…但它发生。通过验证并通过ITAtech等组织将创新引入前沿,我们可以改进一些复杂的采购和技术审批流程。然而,如果我们想继续看到最近几十年在城市软土地质隧道中看到的进步,我们应该设法简化制造业和采购,并与所有的“层级”密切合作,包括第二、第三、和其他层级。
罗宾斯双护盾为尼泊尔首个掘进机项目开挖隧道
尼泊尔将在这个夏天迎接国内第一台的全断面隧道掘进机,一台直径5.06米的双护盾掘进机为巴瑞巴贝综合引水项目(BBDMP)开挖隧道。2017年7月这台罗宾斯掘进机在其工厂通过测试验收,现在正被运送到喜马拉雅山脉的南部克亚山脉(Siwalik Range)的工地,施工前,包括碎石路和敷设到农村饮用水井的开挖已完成,为掘进机的始发做好准备。
BBDMP是尼泊尔11个民族自豪感项目之一,这是尼泊尔政府批准的进一步发展主要农村国家的优先计划。该项目将在尼泊尔南部地区灌溉60,000公顷的土地,预计将惠及30,000户家庭。它将使用一个15米高的大坝,每秒从巴瑞河向巴贝河转移40立方米的水,水头150米,为周围的班克(Banke)和巴迪亚(Bardia)地区提供全年灌溉。该水还将用于水力发电,发电量为48兆瓦,每年有20亿尼泊尔卢比(月2,000万美元)惠及该国。
承包商中国海外工程集团有限公司尼泊尔分公司(中海工程尼泊尔分公司)负责建造这条引水隧道,并了解在恶劣地质条件下进行隧道施工所面临的挑战。“罗宾斯隧道掘进机的设计很好,尤其是双护盾隧道掘进机,” BBDMP项目经理胡天然说。西瓦利克山脉预计主要由砂岩、泥岩和砾岩组成,需要一个能够开挖挤压地质、不稳定岩石、可能高涌水和断层带的掘进机。隧道上方的最大埋深范围为820米。
由于喜马拉雅山年轻地质的挑战,在机器的设计中加入了困难的地质解决方案(DGS)。一个阶梯式的防护罩被设计用来穿过挤压地质。罗宾斯项目工程师Missy Isaman谈到了包含在掘进机中的DGS功能:“在后部有一个超前钻机,可以从撑靴盾14个位置伸出探测地质。我们在前面的护盾上也加了一些孔以便钻探。圆周上有8个孔用于人工钻探。还有6个孔位于前向上100度的护盾顶部。“她进一步指出,没有为前盾订购任何钻探设备,但现在更护盾中添加钻孔,以防后期在掘进中需要更全面的地质钻探。其他机器改装包括用于可能过度切割直径35 mm的量具切割,以及用于排水的前盾附加排水端口。
渣土清除将由渣土车完成。罗宾斯将提供现场服务,以支持前500米的机器安装、测试、调试和掘进。隧道将采用六角形预制混凝土段进行衬砌。
项目业主尼泊尔灌溉部(MOI)政府选择了一种掘进机,而不是传统的钻爆法,因为机械化采矿提供了更快的动员和推进速度。“为该项目选择掘进机的原因是,使用钻爆法方法至少需要12年才能完成项目。这是因为单头掘进不可能使用平洞进行多个作业,”罗宾斯尼泊尔总经理Prajwal Man Shrestha说。更一般地说,Shrestha先生认为该项目是一种证明掘进机确实可以承受复杂喜马拉雅岩石的方法。“由于喜马拉雅山脉的地质学还很年轻,而且还没有对其进行太多的调查,因此人们对新技术的使用略有担忧。只要有几个掘进机项目和更多的调查,将会表明掘进机技术将适用于喜马拉雅山脉。”
BBDMP是一个民族自豪感项目,它的成功对国家和掘进机行业都至关重要。预计将通过提高尼泊尔中西部地区的农业产量和促进该地区的社会经济发展,帮助缓解粮食危机。为这长12.2公里隧道作业的罗宾斯掘进机计划于2017年11月始发。
跨模式掘进在墨西哥城破纪录地贯通
2017年6月8日,包括墨西哥总统 Enrique Peña Nieto在内的一批项目官员庆祝了史诗隧道项目的最终突破。直径8.7米的罗宾斯跨模式掘进机是第一台在北美作业的跨模式掘进机,它完成了伊米苏泊尼特隧道二期 (Túnel Emisor Poniente II,简称TEP II)。这台掘进机兼并硬岩模式和土压平衡模式作业的跨模式掘进机XRE,可以在断层带、可变地面、浅埋深等地质掘进,以日掘进57米、周掘进231米和月掘进702米的速度刷新了的国家纪录。
“XRE具有很大的优势,因为它设计用于开放或封闭土压盾构模式下掘进;允许它在土壤或岩石中挖掘隧道。我们已经证实它的性能是非常有效的。” 业主Conagua,墨西哥国家水委员会TEP二期主管Ing. Juan Alberto Herrera Moro y Castillo说道。
这台独特的机器及其连续输送系统是采用现场首次安装调试的方案(OFTA)组装的,并且是为Aldesem、Provon和Recsa的承包商联合体设计的。罗宾斯跨模式掘进机的特点是,如配备可互换刀具的可转换刀盘,可互换的掘进机带式输送机和螺旋输送机,以及多速变速箱,以增加在困难地质下挖掘隧道时的扭矩。“这种设计的好处在于其卓越的推力和改变刀盘扭矩的便利性。如果机器卡在困难的地质下,这会使整个过程变得更容易,” RECSA隧道部门负责人Alberto Martinez说。
XRE机器于2015年8月启动,用于挖掘5.8公里长的废水隧道。这台机器安装在坚硬的岩石地质中,刀盘配备20英寸的滚刀。2016年初,掘进机撞击了几个接触带中的第一个,这是一条30米宽的断裂带,由破碎和块状岩石构成。虽然通过接触带的挖掘工作进展缓慢,但在更具挑战性的安山岩中,进度再次加快。在2016年3月中段贯通进入80 米深的竖井,随后进行检查和维护后,掘进机继续掘进。
2016年秋季在破碎安山岩中掘进时,隧道掘进机遇到了一个自然形成的洞穴,据信是过渡带中的岩石坠落或侵蚀岩石的古老地下湖体造成的。据估计,该洞穴的大小为90立方米,其中不稳定的地面面积约为57立方米。掘进机被停机,并立即采取措施使机器前的地面用聚氨酯泡沫稳定,然后用豌豆砾石和浆液的混合物填充洞室。
截至2016年10月底,掘进机已达到软土地面最后900米长的隧道段,并在那里转换为土压平衡模式。在最后一段浅埋深的隧道中,隧道顶部到住宅地基的距离低至4 米,地质具有再固结土壤的一致性。为了稳定软土,并将居住区以下的沉降风险降至最低,隧道施工人员从地表开始钻孔,每隔1.0米安装890根微型桩。他解释说:“我们能够做到这一点,而不会对TEP II路径沿途附近地区邻居的财产造成损害,也不会对该地区安装的道路或城市基础设施造成损害。” 承包商Aldesa的TEP II现场经理Francisco Miguel Lopez说。
现在隧道已经贯通,隧道将在投入使用前再灌注一个35厘米厚的二次混凝土衬砌。该污水隧道将对墨西哥城外西部地区的现有系统进行检修,以防止瓦尔多拉多的反复洪水。特别是,隧道将有益于Cuauttal Izcalli、Tlalnpantla和Atizapan de Zaragoza这些城市总共有210万居民。
美国第一台作业的跨模式掘进机“罗斯”
2017年5月30日,一辆直径为9.26米的罗宾斯跨模式掘进机在工厂验收。这台巨大的机器最初是在5月25日的新闻发布会上在俄亥俄州罗宾斯的索伦总部亮相的,之后被运往南部40公里的地方,用于在亚克朗建造俄亥俄运河拦截隧道项目(OCIT)。出席会议的有亚克朗市长Daniel Horrigan、罗宾斯首席工程师Dennis Ofiara和承包商肯尼·大林合资公司(Kenny-Obayashi JV)的项目工程师David Chastka。
掘进机具有土压平衡和硬岩单护盾两种作业模式的特点,是美国使用的第一台跨模式掘进机。它将从一个12米深的入口始发,并在软土地质下开挖长68米的第一段隧道区间,在转换为硬岩模式之前,过渡到183米长的部分面页岩区域,然后在全面页岩中继续驱动。超前钻探将使用两个探头钻头连续进行,以决定掘进机应处于哪种模式作业。”罗宾斯提供了一个强大的设计,我们相信将能够处理OCIT项目隧道驱动的所有挑战,”Chastka说。
机器的独特之处包括一个多功能刀盘,该刀盘的配置考虑了硬质岩石中的短软土段和硬岩长段(约占隧道的65%)。如果刀具堵塞,将使用滚刀和刮刀的组合。滚刀所需的滚动扭矩减少了25%,以支持在软土地下顺利旋转。XRE机器的电机已从原来的土压平衡模式配置中进行了调整,以允许驱动的打开模式段在降低扭矩的情况下提高电机转速。
通过一个耐用的螺旋输送机来清除渣滓,其第一段由耐磨板焊接而成。螺旋轴采用交叉舱口式硬面衬里,螺旋输送机外壳采用耐磨板和硬面衬里,整个传动装置都制定了磨损监测系统,以使设备在磨蚀硬岩地质下可以最大限度地提高开挖效率。罗宾斯项目经理Pablo Salazar对于在掘进机施工和设计过程中使用当地生产力感到自豪:“我们已经在俄亥俄州东北部地区制造了机器的大部分。许多部件都是在本地与次级供应商以及我们自己的车间制造的。”
这台机器被称为“罗斯”(“Rosie”),以纪念Rosie the Riveter,这是代表在第二次世界大战期间在工厂和造船厂工作的美国女性的标志。包括亚克朗居民Rose May Jacob在内的数百名在工厂工作的“Rosies”,为盟军的战争努力提供材料和军备。 掘进机将以卡车运输到工地,大型刀盘分为四件。 “整个装配过程允许承包商密切关注机器的测试,因此他们现在非常熟悉掘进机。在工地,我们还将为备件和人员提供即时支持,“Salazar说。 罗宾斯的工地主管将协助掘进机装配和至少前1000米的掘进。隧道掘进计划于今年8月开始。
亚克朗市的OCIT项目包括修建一个运输和储存隧道系统,以控制阿克伦市中心地区几个监管机构的综合下水道溢流(CSO)。环境保护局授权的项目包括1.89公里的运输和储存隧道,以及竖井、引水结构、加固下水道和相关结构。同意令规定,隧道必须在2018年12月31日前投入运营。
挖掘日本坚硬岩石的巨型泥水盾构机
罗宾斯公司最近被Obayashi-Taisei-Kosei合资公司选中,为广岛高速公路5号线建造一个硬岩泥水隧道掘进机。该机直径13.67米,将是日本第一台在硬岩中挖掘的大直径泥水盾构机。该隧道将长1.4公里,并将用钢筋混凝土段衬砌。
这台机器的生产是日本吉姆技术公司(Jim Technology Corporation)和罗宾斯的合资企业。这台机器是罗宾斯设计的,由 JIMT提供刀盘驱动和关节密封。据估计,地质条件包括最大强度190兆帕的花岗岩,高水压高达13巴。泥水盾构机设计配备专用的20英寸压力补偿滚刀挖掘高强度岩石,该滚刀采用专利设计,可在高压下有效工作。
这条新的高速公路5号线隧道将直接连接广岛市城区和一个主要的国家公路网,并有望改善通往广岛机场的通道。由于地面上有居民区,为了避免噪音限制,必须在有限的时间段内进行作业。为了满足城市内控制的运输限制,也有交付掘进机的限制,需要将设备分为小的可运输重量和尺寸,然后在现场组装。预计设备将于2018年投产,2020年建成隧道。
大型泥水盾构机的发展,从其耐磨特性和坚固的部件到高压刀具,说明了泥水盾构机的通用性。该掘进机有望扩大泥水盾构机在高压硬岩地质中的适用范围。