Project Categories: 主梁式掘进机

梅克罗项目

项目概况

梅克罗项目包括一个发电站和地下隧道系统，用于增加提供给当地冶炼厂和周边地区的电力输出。3条湖泊和多条河流为44公里(27.3英里)的隧道提供水源，注入位于塔维尔（Tevla）的一个发电设施。从塔维尔（Tevla）出发，一个综合的引水隧道和尾水隧道将水输送到梅克罗的发电站。

Merkraft公司，由Eeg Henriksem Anlegg a/s公司 和 a/s Veidekke公司联合建立的合资企业，选择了一个直径为3.5米的主梁式隧道掘进机，用于打通位于梅克罗市的长10公里的隧道。隧道的其余部分是通过钻孔和爆破来挖掘的。

地质状况

隧道沿线的岩石由寒武纪和奥陶纪的变质沉积物组成，这些沉积物带有变辉长岩的侵入体。总计，在隧道沿线有六种不同的岩石类型。这些岩石包括相对柔软的千枚岩；混合面岩，如硬砂岩和砂岩；和硬变辉长岩。

隧道掘进机

罗宾斯公司建造的主梁式隧道掘进机成功地贯穿了从硬岩到混合面岩的多样化岩石地段。这台掘进机配备4台335千瓦（459马力）的电动机和直径为19英寸（484毫米）的前装式盘形滚刀，刀盘功率为1340千瓦（1863马力），刀盘最大扭矩高达10291千牛（131,3531磅）。

高功率的隧道掘进机比它的前几代掘进机更加强劲和耐用，它是罗宾斯公司研发的用于承受更高负荷的第一代隧道掘进机的一员。这些机器将隧道掘进机引进了一个全新的时代，包括三轴式主轴承和刀具修改，以便在高推力下提升掘进效率。

隧道掘进

 

1991年9月，掘进机开始施工。开始阶段的掘进速度惊人，在第一个整月里，掘进机就打通了1029米(3376英尺)。不久之后，这台机器在1991年10月28日至11月3日的一周内掘进了395米（1295英尺），创造了挪威隧道挖掘记录。在掘进过程中，掘进机的掘进速度达到了每小时10米（32.8英尺），它的平均掘进速度是每小时6米（21英尺）或每周掘进253米（830英尺）。掘进机的最佳日掘进为100米（329英尺），最佳周掘进为427米（1400英尺），最佳月掘进为1358米（4455英尺）。尽管挪威的法规限制了地下工程项目每周不超过100班次，但掘进机还是取得了较高掘进速度。

1992年，隧道掘进机提前6个月贯通了长10公里（6.2英里）隧道，这也使得工人们在同年年底就完成了所有44公里（27.3英里）的隧道贯穿工作。

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芝加哥的隧道和水库计划(TARP)

三十台掘进机参与了史诗般的芝加哥隧道和水库计划(TARP)

项目概况

横跨20年，使用超过30台掘进机，芝加哥的巨大隧道和水库计划(TARP)可能是20世纪最大的清洁水项目。这个TARP计划成立于1975年，旨在打击困扰芝加哥及其周边地区的洪水和排水问题。在大雨之后，污水溢出(CSOs)将渗入住宅地下室，附近的河流和河流，以及密歇根湖——芝加哥的主要饮用水水源。TARP计划最初分为两个阶段，但现在只涉及第一阶段

第一阶段的目标是控制污染，包括隧道、竖井和排水站，以消除近85%的雨水污染。四个隧道系统组成了第一阶段:主流，达斯平原(Des)，卡柳梅特(Calumet)和奥黑尔(O ‘ hare)，它们的总长度为176.1 km(109.4 mi)，直径从2.4米到10.8米(8.0英尺至35.4英尺)。几乎所有的隧道地质都是白云石质石灰岩，并要求将大直径隧道掘进机设备，直径达10.8米——这是当时建造的最大的隧道掘进机。

主流隧道系统由长65.2 km(40.5 mi)的隧道组成，达斯平原系统为41.2 km(25.6 mi)，奥黑尔系统为10.6 km(6.6 mi)，卡柳梅特系统为59.1 km(36.7 mi)。在2002年，小卡柳梅特分支隧道采用了一个罗宾斯的掘进机，这台掘进机创下了多个纪录，其中包括日进尺138米(452英尺)。在完工后，每个隧道系统都投入服务，几乎可以瞬间看到效益。在经历了30多年的建设，一条长达160公里(100英里)的隧道竣工后，TARP系统的整个一期工程在2005年开始投入使用

第二阶段，现在称为芝加哥地下水流计划(CUP)，由三个主要的水库组成:奥黑尔水库、桑顿水库和麦克库克水库，总容量为69.05亿升(18.24亿加仑)。水库是水回收区和美国陆军工程兵团的联合项目，旨在储存从TRAP隧道中收集和运送过来的污水缓解洪水灾害，直到污水可以被当地污水厂处理

奥黑尔CUP水库的建设始于1990年，并于1998年竣工。它的容量为12.9亿升(3.42亿加仑)。桑顿水库被划分为两个阶段，包括2003年建成的一座过渡性水库，以及2012年建成的永久性的蓄水池。一旦建成，永久CUP水库的容量将达到2990亿升(79亿加仑)，并每年向15个社区提供4000万美元。最后，麦曲水库，也完成了两阶段的建设，将提供高达380亿升(100亿加仑)的储存量。第一阶段计划于2015年完成，而第二阶段的完成日期尚未确定。到目前为止，水库已经挽回了数亿美元的洪水损失。

到2008年，TARP/CUP项目的总成本达到了35亿美元，随着CUP项目的进展，它还在继续上升。1986年，芝加哥隧道和水库计划(TARP)项目在当地和联邦环境保护署(EPA)和美国土木工程师协会(American Society of Civil Engineers award)获得了最优秀的土木工程项目奖。隧道和水库对密歇根湖的水质有了显著的改善，并消除了污水的溢出。近年来，鱼类和野生动物又回到了当地的河流和密歇根湖，而滨水地区的房地产对企业和普通民众也越来越有吸引力。

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彭亨-雪兰莪原水隧道

三台罗宾斯掘进机为马来西亚最大基础设施项目作业

项目概况

彭亨-雪兰莪原水隧道由马来西亚能源、绿色科技和水资源部一起兴建，输送从彭亨州士马丹河的原水输送到雪兰莪洲南巴生谷地区。三条隧道总长44.6公里，用以改善由于该地区人口迅速增长，而造成的水资源短缺现象。该隧道竣工后将以每秒27.6立方米（7300加仑）的流量从彭亨州的士马丹河取水并输送至在雪兰莪新建的水处理厂。2013年底之前，可以向720万左右的人口供应饮用水。

由四家公司组建的SNUI联营公司向罗宾斯公司定购了三台5.23米（17.2英尺）直径的主梁隧道掘进机，用来挖掘该工程的三段隧道。总采购合同还包括后配套系统、连续输送系统、刀具、备件和现场服务。

地质条件和机器设计

隧道工程位于最高达1200米（3900英尺）的蒂蒂旺沙山脉之下。在最初阶段的地质学包括坚硬的，粗糙的花岗岩，硬度高达200 Mpa(29000 psi)兆帕。隧道围岩支护采用环梁、岩栓或喷射混凝土（取决于具体的地质条件）。如果遭遇了不稳定的土体，将采用反向推进系统，以避免抓握在隧道壁上。

为了在硬岩地层中挖掘，高性能（HP）隧道掘进机配备了19英寸的背装式刀具，这是迄今为止直径最小的背装式刀具。刀具的磨损通过创新设计的远程监测系统进行分析。无线功能让操作团队可以跟踪刀具转速（可以转换成磨损率）、温度和振动等参数，并据此制定刀具的更换计划。每个19英寸的面和计量刀都配备了一个传感器，安装在刀具外壳内由螺栓固定，允许原始数据发送到操作员舱内的程序显示。

 

隧道开挖

第一部机器于2010年11月10日始发，随后第二台掘进机也在2010年12月30日始发。第三台机器在2011年3月开始掘进，这三台机器目前都在按进度掘进中。所有的机器都是在他们的始发洞外组装的，然后开进一个通过新奥法挖掘6-10%斜度的始发井内开始掘进。其中两台机器始发时只配备带10个台车的后配套系统和一个临时转移式输送机，而第三个是由于物流原因，在初次步进阶段采用渣土车进行淤泥清除。由于始发洞的结构，这些机器步进大约100米后，才把剩下的备用台车和正式的罗宾斯连续式输送机才安装上去。

在步进阶段的初期，这些设备每小时的速度达为3.5米。三台设备分别在2011年4月前，分别挖掘了超过1400米(4600英尺)、540米(1,800英尺)和330米(1100英尺)。每一台掘进机在挖掘到11公里都经历和攻克了包括块状岩石、超挖、断电和涌水的困难地质。

尽管有许多挑战，这些机器在整个项目中保持了出色的速度。由于隧道经过温泉，掘进机需要在其下面掘进的原因，设备的温度高达56摄氏度。尽管如此，在一天之内，最高日进尺可达到49米，一周内最高可达周进尺198米，月进尺达到657米。

在掘进中使用的围岩支护方法中，最主要的方法是一种回弹接近零的新型混凝土喷射系统。这是该方法首次在日本以外的地方使用。节省的停工时间和减少的灰尘证实了这一创新支护系统的成功。

 

隧道贯通

2013年3月22日，3台罗宾斯直径5.23米主梁式的第一台成功贯通了彭亨-雪兰莪原水隧道。这一天，当地政要、承包商和贵宾都到工地现场见证和庆祝这一伟大的时刻。

剩下的两台掘进机在2014年的二月中期在隧道的中段相遇贯通。这是一贯通值得庆祝，因为它标志着东南亚最长的隧道顺利贯通完成，

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