一种后配套及配套设备的优化方法

摘要

本发明公开了一种后配套及配套设备的优化方法，包括(1)龙门吊的优化；(2)搅拌站的优化；(3)内燃式叉车的优化；(4)循环水泵的优化；(5)电瓶的优化；(6)编组。该后配套及配套设备的优化方法设计合理，通过对影响进度及质量的配套设备及构件进行适当的优化，可大大提高机械设备利用率以及施工进度，从而节约项目成本，取得更高的施工效益。

说明书

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，具体是一种后配套及配套设备的优化方法。

背景技术

TBM隧道施工是一种集开挖、出渣、运输、支护为循环的施工方式，后配套及配套设备是施工过程中必不可少且起着重要作用的一系列设备，在施工过程中，TBM与后配套设备以及其他配套设备形成一个施工流水线，任何一个环节上的设备出现问题，都直接影响着生产效率。在具体的施工中，因为配套设备的故障或不匹配影响施工进度的事例并不少见。可以说TBM施工顺不顺利、效益能否充分发挥，与后配套及配套设备有着密不可分的联系。因此，本发明提供一种后配套及配套设备的优化方法，可大大提高机械设备利用率以及施工进度，从而节约项目成本，取得更高的施工效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种后配套及配套设备的优化方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种后配套及配套设备的优化方法，包括：

(1)龙门吊的优化，优化方法：龙门吊操作室设置在侧方位横梁中间；在门吊顶部大小钩中间安装设监控系统；采用液压式传动，变压器容量为0.4KVA；龙门吊小勾装设在大钩下端中心；

(2)搅拌站的优化，包括：骨料输送的优化；卸水时间的优化；生产率的优化；工作流程的优化；粉料输送过程中产生粉尘的控制；混凝土搅拌站噪声的的控制措施；护保养的优化；

(3)内燃式叉车的优化，优化方法：更换强度较大的插销轴及轴套；将后轮更换为纲丝胎；

(4)循环水泵的优化，优化方法：安装时使安装基础水平且提前预埋水泵底座，再使用高强度螺栓固定水泵，地面维保人员每天检查；

(5)电瓶的优化，优化方法：固定插头，连接插头减少为一只；使用之前增加电瓶和铁板之间的绝缘板，每次充放电必须冲洗干净表面的杂质；

(6)编组，优化方法：电气柜及裸露的接头必须密封；在最后一节平板小车角落直角护栏保证观察员安全；通过先弯曲轨道接好双轨后，整体运输铺设；增加机车自身重量；交接班时检查气路是否漏气，检查刹车是否正常可用，检查电瓶电量是否满足要求，检查机车是否有异响；需要每天检查油脂量及油脂管路畅通，清理注油器。

作为本发明进一步的方案：所述步骤(2)骨料输送的优化方法：在侧板与刮板之间设置高度差，采用料斗上料。

作为本发明进一步的方案：所述步骤(2)卸水时间的优化方法：搅拌站卸水采用大型号水泵。

作为本发明进一步的方案：所述步骤(2)生产率的优化方法：从称量料斗中往下卸料时加大砂子称量斗的卸料口。

作为本发明进一步的方案：所述步骤(2)工作流程的优化方法：通过缩短注水时长或者水称量时长来缩短搅拌周期，增大抽水泵，增大水管管径。

作为本发明进一步的方案：所述步骤(2)粉料输送过程中产生粉尘的控制措施：采用以下两种措施来阻止搅拌腔粉尘溢出：一、加强搅拌主机的密封；二、选用卸水管路终端。

作为本发明进一步的方案：所述步骤(2)混凝土搅拌站噪声的的控制措施：采用以下措施来减小搅拌主机工作噪声：一种是采用隔音板对搅拌主机进行封装；另一种是采用柔性材料制造衬板和叶片。

作为本发明进一步的方案：所述步骤(2)护保养的优化：调整粉料入料口角度；提高卸水压力且合理布置卸水管路终端；加装高压冲洗装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该后配套及配套设备的优化方法设计合理，通过对影响进度及质量的配套设备及构件进行适当的优化，可大大提高机械设备利用率以及施工进度，从而节约项目成本，取得更高的施工效益。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种后配套及配套设备的优化方法，具体包括：

(1)龙门吊的优化

现有技术的缺点：1)门式起重机在施工过程中起渣土及材料的垂直运输工作，TBM施工均采用两台型号为45/15T门式起重机；操作室设计在立柱底部对于操作人员的视野具有局限性，容易引起安全事故，同时增加工作难度。2)在操作过程中因为竖井过深，操作者经常需要隔着玻璃俯视竖井底部，这种姿势容易造成误动作。3)整个施工过程中因为门吊翻渣钩的故障造成施工停滞时间较多，主要原因在于翻渣钩设计为电动机带动联轴器直接动作，全部为硬性构件，而翻渣钩在实际运用过程中经常需要微调，所以故障率较高。3)门吊夜班使用过程中照明专用变压器发热严重已烧坏原装变压器，减少了照明数量。4)龙门吊小钩设计最大载重量为15吨，按照管片每次下方最重围17.4吨超出15吨，存在安全风险。

优化方法：为了操作方便和观察方便，龙门吊操作室应设置在侧方位横梁中间，便于观察四周以及底部。在门吊顶部大小钩中间安装设监控系统，方便操作人员观察。将翻渣钩驱动系统改为液压式传动，操作过程中无形的起缓冲作用，而且稳定性较好，不易损坏。门吊属于特种设备，夜间施工时照明范围要广，强度需高，为此应将原容量为0.12KVA的变压器更换为0.4KVA。将龙门吊小勾改造装设在大钩下端中心，即解决了承重不足的问题，还能节约小钩配套的所有构件成本。

(2)搅拌站的优化

混凝土搅拌站工作质量是根据新拌混凝土性能好坏来评定的，在实际生产过程中，搅拌站是根据设计配合比和搅拌时间来制备水泥混凝土的，因此能否保证准确的配合比及足够的实际搅拌时间对混凝土性能至关重要。

现有技术的缺点：

1)搅拌站工作时，骨料称量完毕后经由平皮带输送到斜皮带机，然后输送到搅拌主机内，搅拌初期骨料的均匀性好，而且相对于安全性高。但是在施工现场发现，斜皮带机存在撒料问题，造成实际配比与设计值出现偏差，从而影响制备的水泥混凝土的性能。输送骨料时，料槽内料堆的高度是由刮板高度决定的，当侧板与刮板之间高度差不足时，极易出现骨料撒落问题。2)卸水时间的长短非常关键，过长不仅会影响到整个搅拌周期，而且会影响到水与其他组分的混合效果，对混凝土性能产生不良影响；卸水时间过短同样也会造成混凝土搅拌不均匀的问题，而且对搅拌机内部产生的粉尘起不到降灰效果，搅拌机抱轴现象也会增加。通过施工现场检测发现，实际卸水时间通常是过长，在固定的搅拌时间下，过长的卸水时间减少了水与其他物料之间的搅拌时间，会对混凝土的性能产生不利影响。3)混凝土搅拌站是周期循环式机械设备，其周期时长直接决定了生产率高低，而整个搅拌过程中的各个环节又是顺序进行的，因此某些环节时长增加会影响到整个搅拌周期，从而影响到搅拌站的生产率。4)搅拌站工作时，首先是骨料称量、水泥称量、水称量，然后是各种物料依次添加到搅拌主机中，进行搅拌，完成之后将新拌混凝土卸入搅拌运输车。通常下一个工作流程中的骨料称量、水泥称量及水称量都是在上一个工作流程物料输送和搅拌阶段完成的。骨料称量及水泥称量在上一个周期的物料输送和搅拌过程中完成，不影响搅拌周期时长，由于注水及水称量时间过长，导致水称量在卸料之后才完成，而骨料运输必须在水称量完成之后才能开始，因此注水时长及水称量时长都对搅拌周期产生了影响。施工现场检测发现，混凝土搅拌站的实际生产率往往达不到设计值，对搅拌周期影响最大的环节是水称量，而水称量开始是在注水完成后才开始的。5)骨料(砂和石)在上料、称量、输送过程中产生的扬尘，粉料(水泥、粉煤灰、矿粉和膨胀剂)在输送过程中产生的粉尘外泄。装载机在将料场中的砂、石装载入搅拌站配料站时，铲斗抛料时产生扬尘；骨料由平皮带机、斜皮带输送机从称量斗输送到骨料集料斗时，由于斜皮带输送机头部滚筒和集料斗之间存在着很高的落差，在抛投骨料时会产生粉尘，而且斜皮带进入骨料待料和斜皮带头罩处法做到完全封闭，产生的粉尘会从未封闭处溢出。粉料卸料瞬间，称量好的粉料会由粉料秤直接落入搅拌主机，搅拌机腔内会不可避免地扬起粉尘，因此为了减少搅拌站粉尘量，必须采取措施阻止搅拌腔内的粉尘溢出。6)混凝土搅拌站工作时噪声大，不仅影响了周围住户的正常生活，而且对搅拌站工作人员的身体健康产生不利影响。通过现场检测发现，混凝土搅拌站工作时，搅拌主机和气泵是两个最主要的噪声源。传统的搅拌主机衬板和叶片均为高铬耐磨铸钢，投料及搅拌过程中，物料与衬板和叶片之间撞击产生噪声。7)混凝土搅拌站的维护保养是发挥机械性能的关键，而且对机械的可靠性影响很大。日常生产中，混凝土搅拌站的维护保养应当引起足够的重视。搅拌主机的抱轴问题是水泥混凝土搅拌站的痼疾，通常采用的解决方法是人工清理，搅拌主机内部空间非常小，清理难度大，具有一定的危险性，而且不能保证完全清理干净。

1)骨料输送的优化方法：在保证刮板输料器输送量的前提下合理设计侧板与刮板之间高度差是解决此问题的有效方法，斜皮带改为料斗上料会大大降低撒料问题。

2)卸水时间的优化方法：目前的搅拌站卸水通常是采用水泵加压方式，可以通过选用更大型号水泵，同时配合设计搅拌机机盖中的喷水管道来调整卸水时间。

3)生产率的优化方法：在多雨潮湿天气下，砂子容易潮湿凝结，从称量料斗中往下卸料时由于弧形门偏小，容易造成拥堵，卸料时间延长，生产率降低。现场施工时，有时甚至需要通过人工操作来解决此问题，对生产率造成了极大的影响。从设计方面考虑，可以适当加大砂子称量斗的卸料口，也可以通过选用更大型号的偏心电动机或者添加一个气流辅助卸料装置来解决此问题。

4)工作流程的优化方法：可以通过缩短注水时长或者水称量时长来缩短搅拌周期，从而提高生产率。搅拌站工作时所需水通常是经由一个抽水泵从蓄水池导入水称量斗中的，因此上水速度是影响水称量时长的关键因素，通过增大抽水泵的型号，同时配合增大水管管径来加快上水速度将水称量完成限定于卸料完成之前，可明显增加搅拌站实际生产率。

5)粉料输送过程中产生粉尘的控制措施：可以采用以下两种措施来阻止搅拌腔粉尘溢出：一、加强搅拌主机的密封，现场观察可知，粉尘主要是从搅拌机上观察舱门溢出的，因此可以通过增强密封来减少粉尘溢出；二、选用特殊的卸水管路终端，如螺旋喷头，使搅拌机腔内形成水幕，实现压灰除尘效果。

6)混凝土搅拌站噪声的的控制措施

可以采用以下措施来减小搅拌主机工作噪声：一种是采用隔音板对搅拌主机进行封装；另一种是采用柔性材料制造衬板和叶片，在投料和搅拌时减小因骨料撞击引起的噪声。在施工现场可以发现，大部分混凝土搅拌站都将气泵露天放置，不进行任何的隔挡设置，但是通过检测可以发现，气泵打气噪声远大于搅拌主机搅拌过程中产生的噪声，因此非常有必要采取措施降低气泵噪声。气泵体积相对较小，而且通常放置于底面，可以利用一个双层的箱体扣住气泵来减小噪声，但是要注意留出足够多的通气孔保证气泵的正常工作。

7)护保养的优化

结合现场试验，提出以下改进措施：调整粉料入料口角度，避免粉料卸料时直接落到搅拌轴；提高卸水压力且合理布置卸水管路终端，沿搅拌轴最佳；加装高压冲洗装置。

(3)内燃式叉车的优化

现有技术的缺点：

一般使用叉车为CLG2160H内燃式叉车，叉车货叉销强度不够，弯曲变形较严重，造成货叉侧移和回收困难，轴套磨损严重造成轴套和轴间隙过大。叉车运行过程中旋转角度较大，造成轮胎磨损严重，经常爆胎。

优化方法：更换强度较大的插销轴及轴套；将后轮全部更换为纲丝胎。

(4)循环水泵的优化

现有技术的缺点：循环水泵长期处于连续运转状态，震动强烈，导致连接轴部位变形，温度过高磨损严重。

优化方法：安装时必须使安装基础水平且提前预埋水泵底座，再使用高强度螺栓固定水泵，地面维保人员每天检查，保证水泵连接轴部位润滑情况。

(5)电瓶的优化

现有技术的缺点：电瓶充放电过程中需经常通断充电插头，经常损坏连接器。电瓶和铁皮之间绝缘距离过小，且经常有杂质没清理干净，导致拉弧现象损坏电瓶，严重时会发生爆炸。

优化方法：固定插头，连接插头减少为一只(正负极均使用单线充电)减少损坏数量；为减少损坏率降低维修成本，使用之前增加电瓶和铁板之间的绝缘板，每次充放电必须冲洗干净表面的杂质。

(6)编组

使用编组，编组包括一台电瓶车、六节渣斗、一台砂浆车、两台观片运输平板。

现有技术的缺点：1)瓶车电气柜及裸露接头需完全密封。因在TBM施工中考虑到岩层涌水较多而且不可预测。2)正常出渣过程中需要有专人观察周围环境防止出现故障及事故，因为在会车以及坡度较大地方的突然减速和加速所以对于观察员的安全问题需重视，最后一节平板小车通常装有TBM施工辅助材料。3)对于转弯半径过大的隧道，考虑到电瓶车转弯时容易跳道，所以对轨道铺设的要求较高。4)运输过程中部分区间因坡度过大导致牵引机车抖动严重行驶缓慢，从而影响施工速度。5)机车出现的大部分故障都基于保养的情况，鉴于常见的故障重复性出现，所以对机车实行针对性保养。6)由于整个编组在运行过程中轴承部位需要同步保持润滑状态，必须保证此类部件有足够油脂。

优化方法：1)为了防止因为涌水导致电瓶车故障，电气柜及裸露的接头必须密封；2)在最后一节平板小车角落直角护栏保证观察员安全，而不影响辅助材料运输。3)可以通过先弯曲轨道接好双轨后，整体运输铺设解决此问题。4)从机车本身出发增加机车自身重量降低抖动频率，按现场实际情况增加两吨自重，抖动明显减少且行驶速度提升。5)交接班时检查气路是否漏气，检查刹车是否正常可用，检查电瓶电量是否满足要求，检查机车是否有异响。6)需要每天检查油脂量及油脂管路畅通，清理注油器。

该后配套及配套设备的优化方法设计合理，通过对影响进度及质量的配套设备及构件进行适当的优化，可大大提高机械设备利用率以及施工进度，从而节约项目成本，取得更高的施工效益。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。