AVN小型隧道掘进设备

功能强大的多面手,适用于所有地质条件的隧道掘进

地质状况 软土 非均质地层 岩石
直径
0.4–4.8米

AVN 小型隧道掘进设备作业中

海瑞克AVN设备或泥水平衡式盾构机装有锥形破碎器,是隧道安全掘进的全能专家,适用直径范围小至0.4米,大到约4.0米。这种小型隧道掘进专家,尤其对于人员无法进入的小尺寸隧道建设,有着很大的潜力。采用泥水平衡式掘进原理,此类设备可以用于所有地质条件,从淤泥,到粘土,再到非粘性土壤,直至砂砾和岩石。根据隧道直径的大小,顶管工艺和管片衬砌工艺均可行。

 

轻便灵活,面面俱到

由于这种特点,此种机型可以适用于几乎全部地质条件。对于软质土壤或混合地质状况,可使用标准或混合地质刀盘;对于稳定围岩的隧道掘进,则使用安装滚刀的岩石刀盘。在掘进和前行的同时,由开挖仓内的一台锥形破碎器将石块和其它大体积障碍物破碎到可由输送系统输送的粒径。然后,渣土在排浆管入口前要通过类似过滤器的开口,最后通过泥水环路连同悬浮液一并排出。可以利用扩径装置和改装的刀盘,将挖掘半径扩大。这意味着,AVN设备可以用于挖掘不同直径的隧道,亦可用于铺装不同型号的管道。

功能原理

1
刀盘

刮刀和滚刀负责从掌子面切削土壤。

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锥形破碎机

随着刀盘旋转而进入破碎机锥筒的石块和障碍物被破碎成可以由输送系统传送的颗粒大小。

3
喷嘴

高压和中压喷射水流可保证破碎机锥筒在粘性土壤中不会发生粘着堵塞。

4
通道门

可直接进入掌子面进行维护和修理工作。

5
铰接头

利用调向油缸,可对AVN设备实施精确调向和导航。

6
激光标靶

导向装置,探测自始发井发射的激光束,以实现精确导航。

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旁通

保持掌子面支撑压力的同时,可以关闭阀门以扩延泥水管路。

8
排浆管路

切削下的渣土与悬浮泥浆混合后,被输送到始发井的泥水分离站。

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进浆管路

借助离心泵,将经过处理的悬浮液从泥水分离站输送到开挖仓。

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润滑

注入到环形间隙的膨润土可减轻管道外表面与周围土体之间的摩擦。

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刮刀和滚刀负责从掌子面切削土壤。

随着刀盘旋转而进入破碎机锥筒的石块和障碍物被破碎成可以由输送系统传送的颗粒大小。

高压和中压喷射水流可保证破碎机锥筒在粘性土壤中不会发生粘着堵塞。

可直接进入掌子面进行维护和修理工作。

利用调向油缸,可对AVN设备实施精确调向和导航。

导向装置,探测自始发井发射的激光束,以实现精确导航。

保持掌子面支撑压力的同时,可以关闭阀门以扩延泥水管路。

切削下的渣土与悬浮泥浆混合后,被输送到始发井的泥水分离站。

借助离心泵,将经过处理的悬浮液从泥水分离站输送到开挖仓。

注入到环形间隙的膨润土可减轻管道外表面与周围土体之间的摩擦。

由于配备可变水流喷嘴,出渣的运输更平稳

保持破碎机锥筒清洁并避免粘结堵塞比较困难,对于粘结性土壤则更是一个挑战。高压喷枪将开挖仓内的粘砂土或粘土剥离,从而避免粘结。通过改变喷嘴大小,可以调整悬浮压力,优化渣土流动。海瑞克新开发了一种摄像系统,作为可选件可安装在开挖仓内,作为一种额外工具,供操作员观察机器内部的磨损情况和实际状况,适用于直径1.2米以上的机器。

远程助力,顶管大显身手

AVN设备通常用于顶管操作。最大驱动长度取决于多个因素,例如管壳摩擦系数、可用顶管压力以及顶管的公称直径。采用自动润滑系统,可往环形间隙注射膨润土,从而减少管道外表面与土壤之间的摩擦。如果隧道直径允许人员进出,还可安装液压中继顶进站,借以延长顶管驱动长度。中继顶进站沿管串分布,间隔则视每个项目的具体情况而定。通过将管串分割为各个管段,每一管段所需的推力可以减少,并在管段之间进行分配。如果采用中继顶压站,始发井与接收井之间的距离可以超过1000米,具体取决于项目地质条件以及所用中继顶进站的数量。

功能设计

用刮刀和滚刀切削土壤

用泥浆进行液压支护

通过一个封闭泥水环路,将切削下的渣土进行液压输送

盾体内或者始发井顶进架中的液压推进油缸推动设备前进

顶管或管片衬砌

转弯灵活,控制精确

根据项目的具体要求,有一系列导向技术可用于AVN设备的控制。各种陀螺仪系统和电子水准仪系统可提供精确定位。在盾体前部,通过铰接头与调向油缸之间的互相配合,使AVN设备精确地沿既定路线推进,即使在三维弯道处和曲率半径极小时亦能做到。U.N.S.是一种模块化导向系统,用途广泛。它可以与多种其它系统配合使用,包括客户自己的系统,例如测量管道接头间隙的系统,以及海瑞克开发的其它模块。它包括可选用的FCE模糊控制扩展(Fuzzy Control Expansion)系统,通过添加自动控制,最大限度地减少小型隧道掘进机对既定路线的偏离。此外,带有激光经纬仪的系统被成功地应用于人员可进入的直径范围的设备。

一门解万难

在某些隧道掘进项目中,从一开始就可能遇到各种障碍,比如板桩墙、钢梁或大漂石。面对此种情形,我们通常推荐在AVN设备的刀盘后安装一个附加门。海瑞克的这一项开发成果提供了通往掌子面的直接通道。需要时,工作人员可以通过压缩空气人闸进入加压的机前区,进行诸如清除漂石之类的工作。由于可以利用背部换刀系统更换磨损的滚刀,因此在岩石地层掘进隧道时,可以实现更长的掘进长度。

更多信息

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无接收井的隧道掘进

所谓的盲孔隧道是一种特殊挑战,尤其是在小型隧道掘进中。盲孔隧道在地下直接终结,无法使用常规工艺回收机器。海瑞克开发了一种设有折叠机构的特殊刀盘,专门用于此种非常规用途。盲孔隧道的一个典型项目应用是管幕法施工。在地层中并排顶入钢管,形成管幕。在管幕的保护下,将隧道挖至实际直径。利用这种工艺,可以安全地建设下穿铁路的隧道或者建设地铁站。盲孔隧道的另一项应用是房屋管道系统的安装,或在因后勤原因尚未建设接收井时的隧道掘进。

AVND 设备:为较大直径隧道掘进提供更大的安全保障

AVN技术已经得到扩展,为在非均质且稳定性差的地质条件下进行隧道掘进和较大直径隧道掘进提供更大的安全保障。AVND设备在开挖仓后加装了一个压力仓。与混合盾构机工作原理相似,由一条连通管道和压力仓内的一个自动控制的气垫来控制支撑压力。这种设计可对非均质掌子面实施更加精确的控制,并且降低开挖仓内的压力波动。这种特点使得AVND设备在对沉降敏感的掘进作业中成为专家,甚至可以应付较高的地下水压力和较浅的覆土。

全能机型

由于其应用的广泛性,海瑞克AVN设备已在全球1000多个项目中证明了自己的价值。利用这种成熟的设备技术,不论采用顶管工艺还是管片衬砌工艺,即使在最困难的项目中,亦可实现安全、快速和高效的掘进。

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Gerhard Goisser 海瑞克美国子公司 首席运营官
Jack Brockway 海瑞克美国子公司 董事长

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