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摘要: 螺旋输送机的的应用更好的解决了土压平衡盾构机的物料输送问题,那么它还有哪些其它的作用呢?其实螺旋输送机是土压平衡盾构的重要组件,了解和熟悉它的作用和特点是非常必要的,通过分析和解决应用过程中的的问题,同时进行相关的安全分析就能更好的设计和制造螺旋输送机.
关键词:螺旋输送机土压平衡盾构机 应用 风险分析
中图分类号：TH224文献标识码： A
土压平衡盾构是一种专用于软土地下隧道工程开挖的技术密集型重大工程装备。土压平衡盾构机的工作原理主要有:
1.通过驱动力驱动刀盘旋转,在旋转过程中盾构机推进油缸启动带动盾构机向前推进,刀盘持续旋转,被切削下来的渣土充满土仓,这时由盾构机的重要组成部分之一的螺旋输送机运送渣土到皮带机，再由皮带机运送到渣土车上，再通过竖井运送到外面。
2.土压平衡盾构机要想顺利的掘进，重要的工作原理也最关键的一步出现了，掘进过程中开挖面能否保持稳定直接关系到开挖面对应的地面部分的稳定性，比如地面部分会不会有坍塌或隆起什么的，可以看出开挖面的稳定是多么的重要，那么什么才能起到这一重要的作用呢？通过两部分调节，一是土仓，只有土仓里的压力和开挖面的压力相当时就能保证开挖面的稳定。二是螺旋输送机，要想土仓里的压力跟开挖面相当除了掘进速度外似乎也就只有螺旋输送机了，这时螺旋输送机的另一重要功能出现了，保压，也就是说从螺旋输送机输送出来的渣土量与切削下来的流入土仓里的渣土量相当时，开挖工作就能顺利进行。
3.盾构机最终的目的是挖隧道，隧道靠管片拼装成型，土压平衡盾构机的推进也需要管片完成，推进油缸以管片作为支点从而推进整个盾构机。
从土压平衡盾构机的工作原理我们知道了螺旋输送机的作用，主要是输送和保压。我们知道螺旋输送机的特点是：结构简单、横截面尺寸小、密封性好、工作可靠、制造成本低，便于中间装料和卸料，输送方向可逆向，也可同时向相反两个方向输送。输送过程中还可对物料进行搅拌、混合、加热和冷却等作业。通过装卸闸门可调节物料流量。那么作为土压平衡盾构机中的输送纽带，它的工作原理是：螺旋轴从土仓下部伸入土仓旋转取土，通过输送机并经过出土闸门卸放在皮带输送机上。则螺旋输送机设计制造过程中会考虑如下的因素。首先，究竟需要多大的体积多少节距等等才能满足盾构机的需要呢，这需要一序列的数字支持。其次，螺旋输送机在盾构机中有一些什么动作，需要达到什么样的一个理想状态，我们得借助液压和电气方面的支持，另外，由于使用比较频繁，泥土经过输送机时必然会对输送机造成磨损，因此设计制造过程中必须臾于考虑，同时使用中要保持料槽的密封性及螺旋与料槽间要有适当的间隙，工况等限制条件。通过所有这些我们不难发现螺旋输送机在土压平衡盾构机中的应用会遇到的各种各样的问题：盾构施工中的土压平衡包括土仓内外与螺旋输送机内的压力平衡和进、出土量的平衡怎么控制；渣土进入螺旋输送机的稳定性；渣土性质对输送机的影响，如何改善；怎样保持良好的保压效果；螺旋杆叶片容易磨损，致使刀具碎块容易进入螺旋叶片外缘与筒体之间，易将螺杆卡死，并造成螺旋器磨损严重，使得叶片与简体内径之间间隙过大，影响出土效率。带着这些问题我们就会找到方案，比如说：通过螺旋输送机排土量的控制来实现盾构施工中的土压平衡包括土仓内外与螺旋输送机内的压力平衡和进、出土量的平衡；从螺旋输送机结构分析,可通过减小螺距、采用间断式螺杆或双螺旋输送机3个方面进行改造,以增加保压效果等等。
螺旋输送机在土压平衡盾构机中的使用伴随着安全问题，因此风险分析是重要的一环.风险分析（risk analysis）：包含三个部分的一个过程，即：风险评估、风险管理和风险情况交流。
机械设备风险评估主要目的在于从机械设备的设计阶段即将危害因子纳入考虑，并设法消除，因此风险评估是消除危害，保障安全的第一步。风险评估必须至少考虑设计意图(Design Intention，含机械设计范围)、危害因子鉴别(Hazard Identification)、危害侦测(Hazard Detection)及安全保护(Safety Protection)等层面。螺旋输送机的设计意图主要是达到预定的输送和保压功能,危害因子有设备的破损、压力过大、运输和装备、维修和防护以及操作等等.进行风险评估时应至少考虑下列因素：(1) 螺旋输送机生命周期的各个方面;(2) 螺旋输送机的使用限制，包括使用范围与方式(正确的使用方式和合理可预见范围之内的误用或机械故障);(3) 可预见使用者的能力、经验和接受训练的程度，如操作者(包括受過训练的维修人员及技术人员)、正在受训的学员、生手或是一般大众;(4) 可预见的范围内其它人员可能曝露在机械设备的危害下.螺旋输送机的位置在盾体与后备套之间,从盾体前部倾斜通过盾体中后部和管片拼装机,其下有管片输送车,因此在这些位置设备应考虑设备的装备和维修问题,各个动作之间的关系,维修时螺旋输送机前闸门必须关闭同时螺旋输送机所有动作必须是停止的,还有管片拼装机等其它设备也是停止的.因在盾构机掘进过程中压力是随时变化的,在维修时防止压力的泄漏,相应的防护装置必须运行才能保证安全.人员在螺旋输送机的位置范围内危害的可能性显而易见.危害发生的可能性通常由下列三项因素或限决定：(1) 人员曝露在此危害下的频率和时间;(2) 发生危害事故的可能性;(3) 避免制危害发生的技术及人为因素，如降低操作速度、紧急停机装置、警告标示和讯息、人员操作状态和注意力、训练程度等.只有在设备的维修和更换时人员才会进入这个区域,因此人员曝露在此危害下的频率和时间都较少,主要的危害事故来至压力,由于设计过程中必须考虑这方面的防护措施,危害的可能性就非常低,主要考虑避免危害的技术和人为因素,按照规定的操作流程、有紧急停机装置和防止压力泄漏装置以及警告标示和讯息、设备的密封性能要好、专业的人士操作.计算危害发生后的严重性时.应考虑下列各项因素：(1) 防护的对象;(2) 对健康造成危害的严重性; (3) 影响的范围;(4) 财物损失; (5) 环境影响;(6) 生产停顿.螺旋输送机防护的对象主要是人员和设备,人员又是第一位的,发生危害可能造成人员皮外伤、残疾甚至死亡,对自己对家人都有很大的影响,同时可能造成很大的财务损失,也有可能造成生产停顿等.
风险管理（risk management）：根据风险评估的结果，对备选政策进行权衡，并且在需要时选择和实施适当的控制选择、包括规章管理措施的过程。根据上述的螺旋输送的风险评估,主要有以下几个方面进行相应的控制:1 装备过程,装备过程中的风险源有碰撞,挤压及零部件的掉落等等,那么我们怎样防止呢?(1) 合理正确的吊耳设计以及正确的选用起吊设备;(2) 起吊机必须由专业技术人员操作或者通过培训的人员操作;(3) 装备过程中工具的使用要按照正确的使用规则使用;(4)相应的警告标示和讯息;(5)工作人员必须穿戴好防护服.2 运输.(1) 选择正确的悬挂点和适当的吊索;(2) 必须由专业技术人员操作或者通过培训的人员操作 (3)相应的警告标示和讯息.(4)工作人员必须穿戴好防护服.3 维修和保护.(1) 必须由专业技术人员操作或者通过培训的人员进行;(2) 有安全向导和相应的支持;(3)在工作时拉起安全线;(4)紧急停止动作,如旋转、位移、打开维修门或相关设备、打开和关上阀门等.4 测试和操作.(1)不时专业人员不得站在功能区域;(2)操作只能是专业人员进行;(3)遥控进行操作;(4) 工作人员必须穿戴好防护服.5其它.如液压马达、前闸门、伸缩油缸、维修门、油脂口的维护或测试都应按规定的文件进行,同时须由专业技术人员操作或者通过培训的人员进行同时穿戴好防护服.
风险情况交流（risk communication）：在风险评估人员、风险管理人员、消费者和其他有关的团体之间就与风险有关的信息和意见进行相互交流。在螺旋输送机运行前，首先要确认螺旋输送机设备、人员、被输送物品均处于安全完好的状态；其次检查各运动部位正常无异物，检查所有电气线路是否正常，正常时才能将皮带输送机投入运行。 最后要检查供电电压与设备额定电压的差别。
参考文献:
1.周冠南,土压平衡盾构螺旋输送机排土及保压作用分析,隧道建设,第32卷,第3期,2012年6月。
2.胡国良； 胡绍华； 龚国芳； 杨华勇；土压平衡盾构螺旋输送机排土控制分析,工程机械,第39卷,2008年4月。
3. 江玉生； 王春河； 陈冬； 杨志勇；土压平衡盾构螺旋输送机力学模型简析，力学与实践，第29卷,第5期,2007年10月。
4.江玉生； 陈冬； 王春河； 杨志勇； 刘品；土压平衡盾构双螺旋输送机力学机理简析，隧道建设，第27卷,第6期,2007年12月。
关键词:螺旋输送机土压平衡盾构机 应用 风险分析
中图分类号：TH224文献标识码： A
土压平衡盾构是一种专用于软土地下隧道工程开挖的技术密集型重大工程装备。土压平衡盾构机的工作原理主要有:
1.通过驱动力驱动刀盘旋转,在旋转过程中盾构机推进油缸启动带动盾构机向前推进,刀盘持续旋转,被切削下来的渣土充满土仓,这时由盾构机的重要组成部分之一的螺旋输送机运送渣土到皮带机，再由皮带机运送到渣土车上，再通过竖井运送到外面。
2.土压平衡盾构机要想顺利的掘进，重要的工作原理也最关键的一步出现了，掘进过程中开挖面能否保持稳定直接关系到开挖面对应的地面部分的稳定性，比如地面部分会不会有坍塌或隆起什么的，可以看出开挖面的稳定是多么的重要，那么什么才能起到这一重要的作用呢？通过两部分调节，一是土仓，只有土仓里的压力和开挖面的压力相当时就能保证开挖面的稳定。二是螺旋输送机，要想土仓里的压力跟开挖面相当除了掘进速度外似乎也就只有螺旋输送机了，这时螺旋输送机的另一重要功能出现了，保压，也就是说从螺旋输送机输送出来的渣土量与切削下来的流入土仓里的渣土量相当时，开挖工作就能顺利进行。
3.盾构机最终的目的是挖隧道，隧道靠管片拼装成型，土压平衡盾构机的推进也需要管片完成，推进油缸以管片作为支点从而推进整个盾构机。
从土压平衡盾构机的工作原理我们知道了螺旋输送机的作用，主要是输送和保压。我们知道螺旋输送机的特点是：结构简单、横截面尺寸小、密封性好、工作可靠、制造成本低，便于中间装料和卸料，输送方向可逆向，也可同时向相反两个方向输送。输送过程中还可对物料进行搅拌、混合、加热和冷却等作业。通过装卸闸门可调节物料流量。那么作为土压平衡盾构机中的输送纽带，它的工作原理是：螺旋轴从土仓下部伸入土仓旋转取土，通过输送机并经过出土闸门卸放在皮带输送机上。则螺旋输送机设计制造过程中会考虑如下的因素。首先，究竟需要多大的体积多少节距等等才能满足盾构机的需要呢，这需要一序列的数字支持。其次，螺旋输送机在盾构机中有一些什么动作，需要达到什么样的一个理想状态，我们得借助液压和电气方面的支持，另外，由于使用比较频繁，泥土经过输送机时必然会对输送机造成磨损，因此设计制造过程中必须臾于考虑，同时使用中要保持料槽的密封性及螺旋与料槽间要有适当的间隙，工况等限制条件。通过所有这些我们不难发现螺旋输送机在土压平衡盾构机中的应用会遇到的各种各样的问题：盾构施工中的土压平衡包括土仓内外与螺旋输送机内的压力平衡和进、出土量的平衡怎么控制；渣土进入螺旋输送机的稳定性；渣土性质对输送机的影响，如何改善；怎样保持良好的保压效果；螺旋杆叶片容易磨损，致使刀具碎块容易进入螺旋叶片外缘与筒体之间，易将螺杆卡死，并造成螺旋器磨损严重，使得叶片与简体内径之间间隙过大，影响出土效率。带着这些问题我们就会找到方案，比如说：通过螺旋输送机排土量的控制来实现盾构施工中的土压平衡包括土仓内外与螺旋输送机内的压力平衡和进、出土量的平衡；从螺旋输送机结构分析,可通过减小螺距、采用间断式螺杆或双螺旋输送机3个方面进行改造,以增加保压效果等等。
螺旋输送机在土压平衡盾构机中的使用伴随着安全问题，因此风险分析是重要的一环.风险分析（risk analysis）：包含三个部分的一个过程，即：风险评估、风险管理和风险情况交流。
机械设备风险评估主要目的在于从机械设备的设计阶段即将危害因子纳入考虑，并设法消除，因此风险评估是消除危害，保障安全的第一步。风险评估必须至少考虑设计意图(Design Intention，含机械设计范围)、危害因子鉴别(Hazard Identification)、危害侦测(Hazard Detection)及安全保护(Safety Protection)等层面。螺旋输送机的设计意图主要是达到预定的输送和保压功能,危害因子有设备的破损、压力过大、运输和装备、维修和防护以及操作等等.进行风险评估时应至少考虑下列因素：(1) 螺旋输送机生命周期的各个方面;(2) 螺旋输送机的使用限制，包括使用范围与方式(正确的使用方式和合理可预见范围之内的误用或机械故障);(3) 可预见使用者的能力、经验和接受训练的程度，如操作者(包括受過训练的维修人员及技术人员)、正在受训的学员、生手或是一般大众;(4) 可预见的范围内其它人员可能曝露在机械设备的危害下.螺旋输送机的位置在盾体与后备套之间,从盾体前部倾斜通过盾体中后部和管片拼装机,其下有管片输送车,因此在这些位置设备应考虑设备的装备和维修问题,各个动作之间的关系,维修时螺旋输送机前闸门必须关闭同时螺旋输送机所有动作必须是停止的,还有管片拼装机等其它设备也是停止的.因在盾构机掘进过程中压力是随时变化的,在维修时防止压力的泄漏,相应的防护装置必须运行才能保证安全.人员在螺旋输送机的位置范围内危害的可能性显而易见.危害发生的可能性通常由下列三项因素或限决定：(1) 人员曝露在此危害下的频率和时间;(2) 发生危害事故的可能性;(3) 避免制危害发生的技术及人为因素，如降低操作速度、紧急停机装置、警告标示和讯息、人员操作状态和注意力、训练程度等.只有在设备的维修和更换时人员才会进入这个区域,因此人员曝露在此危害下的频率和时间都较少,主要的危害事故来至压力,由于设计过程中必须考虑这方面的防护措施,危害的可能性就非常低,主要考虑避免危害的技术和人为因素,按照规定的操作流程、有紧急停机装置和防止压力泄漏装置以及警告标示和讯息、设备的密封性能要好、专业的人士操作.计算危害发生后的严重性时.应考虑下列各项因素：(1) 防护的对象;(2) 对健康造成危害的严重性; (3) 影响的范围;(4) 财物损失; (5) 环境影响;(6) 生产停顿.螺旋输送机防护的对象主要是人员和设备,人员又是第一位的,发生危害可能造成人员皮外伤、残疾甚至死亡,对自己对家人都有很大的影响,同时可能造成很大的财务损失,也有可能造成生产停顿等.
风险管理（risk management）：根据风险评估的结果，对备选政策进行权衡，并且在需要时选择和实施适当的控制选择、包括规章管理措施的过程。根据上述的螺旋输送的风险评估,主要有以下几个方面进行相应的控制:1 装备过程,装备过程中的风险源有碰撞,挤压及零部件的掉落等等,那么我们怎样防止呢?(1) 合理正确的吊耳设计以及正确的选用起吊设备;(2) 起吊机必须由专业技术人员操作或者通过培训的人员操作;(3) 装备过程中工具的使用要按照正确的使用规则使用;(4)相应的警告标示和讯息;(5)工作人员必须穿戴好防护服.2 运输.(1) 选择正确的悬挂点和适当的吊索;(2) 必须由专业技术人员操作或者通过培训的人员操作 (3)相应的警告标示和讯息.(4)工作人员必须穿戴好防护服.3 维修和保护.(1) 必须由专业技术人员操作或者通过培训的人员进行;(2) 有安全向导和相应的支持;(3)在工作时拉起安全线;(4)紧急停止动作,如旋转、位移、打开维修门或相关设备、打开和关上阀门等.4 测试和操作.(1)不时专业人员不得站在功能区域;(2)操作只能是专业人员进行;(3)遥控进行操作;(4) 工作人员必须穿戴好防护服.5其它.如液压马达、前闸门、伸缩油缸、维修门、油脂口的维护或测试都应按规定的文件进行,同时须由专业技术人员操作或者通过培训的人员进行同时穿戴好防护服.
风险情况交流（risk communication）：在风险评估人员、风险管理人员、消费者和其他有关的团体之间就与风险有关的信息和意见进行相互交流。在螺旋输送机运行前，首先要确认螺旋输送机设备、人员、被输送物品均处于安全完好的状态；其次检查各运动部位正常无异物，检查所有电气线路是否正常，正常时才能将皮带输送机投入运行。 最后要检查供电电压与设备额定电压的差别。
参考文献:
1.周冠南,土压平衡盾构螺旋输送机排土及保压作用分析,隧道建设,第32卷,第3期,2012年6月。
2.胡国良； 胡绍华； 龚国芳； 杨华勇；土压平衡盾构螺旋输送机排土控制分析,工程机械,第39卷,2008年4月。
3. 江玉生； 王春河； 陈冬； 杨志勇；土压平衡盾构螺旋输送机力学模型简析，力学与实践，第29卷,第5期,2007年10月。
4.江玉生； 陈冬； 王春河； 杨志勇； 刘品；土压平衡盾构双螺旋输送机力学机理简析，隧道建设，第27卷,第6期,2007年12月。