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United Utilities - 曼特伦克项目 - 掘进机技术优化

陡峭的学习曲线,使地质与正确的土壤条件系统相匹配

承包商

Balfour Beatty Tunnelling

流程

TBM Technology

地点

United Kingdom

项目:

持续的暴雨使曼彻斯特的下水道网络不堪重负,导致含有稀释污水的水进入当地的小溪和溪流。

这些污水有可能流入曼彻斯特运河。联合公用事业公司在五年内投资 1.5 亿英镑用于大曼彻斯特地区的污水改善工程,其中包括 ManTrunk 隧道项目。

Normet UK 在该项目中首次提供了土壤改良解决方案,并为段后的有效灌浆解决方案提供了回填灌浆外加剂。

该项目的掘进机型号为翻新洛瓦特掘进机(Refurbished Lovat),EPB 切削直径为 4.25 米,隧道长度为 625 米。地层类型为硬质不透水粘土,堵塞可能性大。有三个竖井:发射井、中间井和接收井。

挑战

土壤改良系统与该地区的地质不兼容,这给墨菲和诺米特的现场团队带来了巨大的学习压力。隧道全长需要采用 EPB 模式,以确保保护重要的地表结构。隧道掘进机最初设计用于在流沙中采矿,一般不需要向工作面单独注水。

初始推进速度约为 7-15 毫米/分钟,机器扭矩和泥土温度都非常高。所需的土压平衡难以达到和保持,还发生了几次螺杆爆裂。诺米特公司的调查发现,根据初步的实验室试验,土壤改良装置无法向工作面提供足够的液体,以满足针对特定地质推荐的土壤改良参数。

土壤改良是 EPB 过程中不可或缺的一部分,其推进速度在很大程度上取决于土壤改良系统的适当性。这样一个重大障碍需要诺米特公司提供大量的现场支持,以增加每班的建环数量,从 2-4 个增加到所需的 8 个或更多。

要闻速览

  • TBM productivity improved with process and product insight by Normet UK
  • Advancement rates up from 7-15 mm/min to 30-45 mm/min
  • Ring builds per shift increased from 2-4 to 8 or more
  • Site support and extensive trials to tackle sub-contractors’ major setback

解决方案

Normet UK 的目标是提高并保持稳定的推进率,这是 TBM 整体生产率的主要驱动力。优化性能和经济因素的消耗过程也是重点。

诺米特 TBM 团队提供的服务和专业知识与诺米特产品的优化使用相结合,证明是行之有效的。团队与承包商合作,将推进速度从 7-15 毫米/分钟提高到 30-45 毫米/分钟。此外,还实现并保持了所需的高达 2 巴的土压平衡。

通过案头研究和现场观察,对土壤改良系统进行了调整,以向工作面注入最多的额外水量。对泡沫参数进行了进一步修改,以增加工作面的泡沫溶液量,减少工作室内的自由压缩空气量。

缓慢逐渐降低铣挖机的转速可降低泥浆温度,显著提高土壤改良效果。结果,塑料泥浆大大提高了隧道挖掘机的性能。

项目成果

在诺米特 TBM 团队的支持下,墨菲实现了每天建造 8 个环的目标,并安全高效地运行至 TBM 掘进。

墨菲对回填灌浆的设计非常满意。诺米特项目工程部根据项目参数和洞察力提供了回填灌浆规范。此外,Normet 还在现场对灌浆进行分析,并提供定期审核,以确保达到商定的规格。

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