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1、盾构总体概述第一章盾构总体概述目 录1 盾构 1-41.1渣土开挖/掘进 1.2控制1.3管片循环1.4盾构机技术说明及技术参数2盾壳1-122.1前盾2.1.1稳定器2.1.2土压传感器2.1.3保养/检查2.2中盾2.2.1 综述2.2.2 推进油缸2.2.3 管片安装2.2.4 盾壳铰接油缸2.3盾尾2.3.1 盾尾密封2.3.2盾尾密封主示意图2.3.3保养/控制3 刀盘 1-153.1技术说明3.1.1构思3.1.2设计3.1.3旋转接头3.1.4刀具3.2保养/控制 4 刀盘驱动 1-174.1主轴承旋转工作原理4.2密封系统4.2.1外密封4.2.2内密封4.3齿轮润滑5 管片安
2、装机 1-195.1综述5.2管片安装机的设计5.3安全设施6 螺旋输送机 1-216.1综述6.2前门6.3后门6.4驱动/密封系统6.5保养/控制6.6安全设施7 人员舱1-227.1综述7.2保养/控制7.3安全设施8 后配套1-248.1综述8.2皮带机8.3连接桥8.4拖车18.5拖车28.6拖车38.7拖车48.8拖车59.管线和线路网1-279.1注浆、回填注浆9.2液压滤清器和冷却管线9.3工业水和冷却水9.4压缩空气供应9.5泡沫处理设备附表:盾构主要设备及设备供货商1-311. 盾构土压平衡盾构是由土压支撑隧道掌子面并用液压驱动方式进行开挖掘进的盾构机，开挖后的隧道用预制管
3、片衬砌。土压平衡式盾构机特别适用于具有低渗水性的软土或软硬混合土质的地层中进行施工。为避免发生地表隆陷，刀盘挖出的渣土支撑着隧道掌子面。为使盾构能正常掘进，刀盘挖出的渣土应具有以下特点：1-4 高可塑性 较好的连续流体性 低内磨擦性 低渗水性正常情况下，渣土在在开挖前不可能具有这些特点，这样，渣土就必须加入膨润土和泡沫之类的添加剂从而使其具有这些特性。但是，在加入必要的填加剂的同时必须要考虑土压的变化对开挖地层的影响。1.1. 渣土开挖/掘进盾构通过刀盘的旋转进行渣土开挖，渣土通过刀盘上的开口被压进开挖舱，在开挖舱它和泡沫等添加剂进行混合而形成“土胶”。通过压力隔板，推进油缸的力传递给刀盘和土
4、胶，这样可以避免渣土由隧道掌子面进入开挖舱，从而形成土压平衡状态。隧道掌子面的当前土压大致符合静止时的土压。渣仓土胶的支撑压力进一步增加超过平衡时，会导致开挖舱和隧道掌子面的渣土进一步密实，这会导致盾壳前方区域的地表隆起。如减小土压，渣土会进入开挖舱并导致地表沉陷。挖出的渣土通过螺旋输送机由开挖舱输送到盾构机后面，为了保证螺旋输送机的正常出渣，渣土的渗水性应很低，这样可以避免渣土通过螺旋输送机时发生喷涌。土压主要由下列因素影响： 掘进速度 挖出渣土的数量 改良渣土所用的添加剂介质掘进时，如给定掘进速度，土压通常靠改变螺旋输送机的速度来控制。螺旋输送机的速度快，渣土排出的就快，土压就相应地降低。
5、渣土排出的慢，土压就相应地上升。一般来说，通过改变掘进速度也可以控制土压。减慢掘进速度，土压就降低；加快掘进速度，土压就增加。掘进时，要保持土压的连续。开挖舱中的压力要平衡刀盘前面的压力，目的是为了避免地表沉陷和漏浆。通过安装在压力隔板上的不同水平高度的土压传感器，在主控室的屏幕上就可以显示土压和推进压力。掘进时，为了搅拌、改良渣土和减少盾构机的滚动，可以改变刀盘的旋转速度和旋转方向。1.2. 控制所有盾构机操作必需的数据和控制设备都在主控室内。掘进速度、刀盘速度和螺旋输送机的速度都可以在主控室进行设定。掘进方向也要在主控室内调整。通过调整推进油缸组的压力，就可以根据导向系统给出的方向来控制盾
6、构机。1.3. 管片循环随着盾构机的进一步前移，已装好的上一管片外表面和刀盘开挖直径之间的间隙要通过注浆填起来。否则，周围的泥土会填充这一间隙，这样会导致地表沉陷。掘进时，下一管片要放在管片输送小车上。在完成一个进循环后，部分推进油缸收回，以便安装第一块管片。其他推进油缸仍保持和装好管片接触，以防止盾构机由于掌子面的土压而后移。管片安装机抓起管片并将其放在应放的位置，在此位置将它和上一管片用螺栓连接起来。在管片安装机抓取头松开管片以前，一定要保证首先用推进油缸顶紧管片以防管片移动。其余管片的安装方法和此相同。1.4. 盾构机技术说明及技术参数盾构机的钢结构是根据所提供的水文地质、地面交通量和目
7、前的工作量而设计的。盾构机主要包括下列组件： 盾壳 刀盘 刀盘驱动 管片安装机 螺旋输送机 人员舱 后配套系统 管线和网络下表给出了此台盾构各组件的主要技术参数：隧道隧道长度：最小水平半径曲线最大坡度1.950km250m0,35%隧道内径隧道外径隧道壁厚度管片长度每环管片的最大重量管片数量5.400mm6.000mm300mm1.500mmca. 4,5to5+1盾构机最大工作压力盾构机的标称直径总长度（包括拖车）总重量最大掘进速度最大掘进力3bar6.280mmca. 60m5.200kN80mm/min30.100kN盾壳除刀盘外的盾壳总长度钢结构的钢材型号盾壳总重量（钢结构）预注浆注入
8、口7.565mmS355J2G3ca. 2.050kN6St.前盾除耐磨层以外的外径而磨层前盾长度盾壳钢厚度 隔板钢厚度 土压负载单元/盾壳隔板门数量隔板门尺寸支撑臂数量6.250mm25mmca. 1.700mm60mm80mm5St.1St.600mm4St.中部盾壳外径长度盾壳钢厚度（钢结构）重量6.240mmca. 2.580mm40mm314kN盾尾外径长度重量盾壳钢厚度刷形密封数量油脂注入点数量注浆口数量注浆口直径6.230mmca. 3.665 mmca. 260kN40mm3排24St.4St.DN50人员舱主舱可容纳人数主舱标称直径主舱长度主舱容积主舱门前舱可容纳人数前舱标称
9、直径前舱长度前舱容积前舱门前舱和主舱之间的门最大容许工作压力超压试验重量3人DN1600ca. 1.800 mm3,8m3600mm2人DN1600ca. 1.400 mm2,1m3950600mm800600mm3bar4,5bar55kN推进油缸油缸油缸行程推进油缸数量（10双油缸，10单油缸）每个油缸的最大推力全部油缸的最大推力推进油缸方向控制行程测量系统数量5个油缸的回收速度220/180mm2.000mm30St.1.140kN34.200kN5组5St.1.600mm/min前部稳定装置油缸油缸行程油缸数量推力140/80mm100mm2St.600kN后部稳定装置油缸油缸行程油缸
10、数量推力140/80mm100mm2St.600kN盾壳铰接油缸油缸数量油缸油缸行程行程测量油缸数量系统总拉力14St.180/80mm150mm4St.7.340kN盾壳附加油缸-拖车油缸数量油缸油缸行程2St.130/70mm250mm刀盘整个刀盘标称直径重量旋转方向中心进渣管道外部进渣口搅拌臂数量旋转接头管道刀盘上的注入口6.280mmca. 519kN右/左4St.8St.2St.4St./DN508St./DN50钢结构单片钢结构钢材型号开口率耐磨层格栅条S355J2G328hardox400刀具切刀切刀数量除刀盘前部外的刀具硬岩用盘形刀双刃盘刀数量（可和在岩石疏松条件下的齿刀互换）
11、除刀盘前部外的刀具盘形刀直径用于岩石疏松条件下的齿刀双刃齿刀数量（可和硬岩条件下的盘形刀互换）除刀盘前部外的刀具刮刀双向旋转刮刀刮刀数量仿形刀仿形盘刀（5环）行程64St.140mm14St.175mm17”14St.140mm8+8St.2St.1St.80mm旋转接头泡沫和膨润土注入管道液压管道4St./DN504St./DN50刀盘驱动功率（3315kW）旋转速度范围标称扭矩第一档第二档脱捆扭矩945kN0-6,1U/min4.377kNm1.970kNm5.350kNm主轴承旋转驱动带双轴承的小齿轮数量主轴承直径水冷却行星齿轮数量内唇形密封系统外唇形密封系统8St.2.600mm8St
12、.3 times2 times管片安装机型号：管片安装机液压伸缩臂带机械锁紧系统的全液压比例自由度数量纵向移动伸缩长度旋转区域旋转安装机头倾斜安装机头倾斜工作力纵向驱动吊起/挤压最大扭矩功率盾尾间隙测量distomats数量重量伸缩油缸油缸行程倾斜移动油缸油缸行程 旋转移动油缸油缸行程抓取油缸油缸行程.6St2.000mm1000mm+/- 200+/- 2,5+/- 2+/- 2,550kN120kN150kNm55kN5St.186kN130/80mm1.200mm63/36mm40mm63/36mm40mm130/70mm50mm螺旋输送机功率螺旋输送机标称宽度可连续调节最大转速范围最大扭矩螺旋管道上的注入口可控制开关门出渣能力容许工作压力测试压力旋转方向螺旋出渣口伸缩油缸数量油缸尺寸伸缩长度工作压力后门开关油缸数量油缸尺寸油缸行程工作压力前部螺旋门数量油缸尺寸油缸行程3
