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1、掘进机械n第一节 盾构机与全断面掘进机概述n第二节 盾构机的构造和工作原理n第三节 盾构的施工工艺过程n第四节 全断面掘进机n第五节 机械化钻爆法与掘进机法比较第一节 盾构机与全断面掘进机概述n一、隧道施工方法概述一、隧道施工方法概述n开挖隧道的方法：明挖法，暗挖法；n明挖法：挖掘机等土石方机械和桩工机械；n暗挖法：钻爆法、盾构法和掘进机法。n凿岩、装药机械；装碴运输机械；喷锚支护机械；二次模筑衬砌机械和动力通风机械；n盾构机和全断面掘进机：开挖支护衬砌；第一节 盾构机与全断面掘进机概述n二、盾构机分类介绍二、盾构机分类介绍n盾构的分类方法有以下几种：1.按开挖面上的挡土方式：开敞式、封闭式；
2、2.按开挖面土的挖掘方式：手掘式、半机械式和机械式；3.按开挖面压力平衡的方式：气压式，泥水加压式、土压平衡式、混和式。第二节 盾构机的构造和工作原理1-1-刀盘刀盘 2- 2-刀盘驱动刀盘驱动 3- 3-盾壳盾壳 4- 4-推进液压缸推进液压缸 5- 5-人员仓人员仓 6-6-管片安装机管片安装机 7- 7-螺旋输送机螺旋输送机 一、盾壳1-1-切口环切口环; 2-; 2-支承环支承环; 3-; 3-推进千斤顶推进千斤顶; 4-; 4-盾尾盾尾; 5-; 5-盾尾密封盾尾密封. . 二、切削刀盘二、切削刀盘n广州地铁引进的广州地铁引进的Herrenknecht 盾构：盾构：n开口率：28；n
3、刀盘直径：6.28m；n刀盘和刀盘驱动机构：用4根支撑辐条的法兰板连接；n硬岩刀具；软土刀具；n外侧装有超挖刀；油缸杆行程50mm；n所有刀具均采用螺栓连接，可从泥土舱进行更换。三、刀盘驱动支承机构n用以驱动刀盘旋转，对物体进行挤压和切削。n位于盾构切口环的中部，前部与刀盘的法兰相连，后部与压力壁法兰以螺栓连接。n主要由驱动支承轴承、大齿圈、密封支承、带轴承的小齿轮、减速器及马达等组成。n刀盘支承方式：中心支承式、中间支承式和周边大轴承支承式。四、双室气闸n工作人员进入泥土舱的工作程序如下：工作人员进入泥土舱的工作程序如下：n工作人员甲先从前室进入主室，关闭主室和前室之间的隔离门，按照规定程序
4、给主室加压，直到主室的压力和泥土舱的压力相同时，打开主室和泥土舱之间的间阀、使两者之间压力平衡；这时打开主室和泥土舱之间的隅离门、工作人员甲进人泥土舱；n如果这时工作人员乙也需要进入泥土舱工作，乙就可以先进入前室，然后关闭前室和常压操作环境之间的隔离门，给前室加压，直到和主室及泥土舱中的压力相同，打开前室和主室之间的闸阀，使两者之间的压力平衡，打开主室和前空之间的隔离门，工作人员乙进入主室和泥土舱中。五、管片安装机n三个动作：提升管片，沿盾构轴向平行移动，绕盾构轴线回转。n相应的拼装机构为：举升装置、平移装置和回转装置。n进行管片安装时：n先粗定位，即用举重钳抓住管片，举升油缸将其提升，平移机
5、构将提起的管片移到拼装的横断面位置，回转机构再将该管片旋转到相应的径向位置；n然后再用偏转油缸、仰俯油缸和举升油缸的不同步伸缩进行微调定位，最后完成安装。n管片安装机能实现锁紧、平移、回转、升降、仰俯、横摇和偏转七种动作。六、排土机构n螺旋输送机、皮带输送机；n渣土由螺旋输送机从泥土仓中运输到皮带输送机上，皮带输送机再将碴土向后运输至第四节台车的尾部，落入等候的渣土车的土箱中，土箱装满后，再由电瓶车牵引沿轨道运至竖井，龙门吊将土箱吊至地面、并倒入渣土坑中。n螺旋输送机有前后两个闸门：n前者关闭可以使泥土仓和螺旋输送机隔断；n后者可以在停止掘进或维修时关闭；在整个盾构机断电的情况下，此闸门也可由
6、蓄能器储存的能量自动关闭，以防止开挖仓中的水及渣土在压力作用下进入盾构工作区。七、后配套设备n管片运输设备，四节后配套台车，以及其上面安装的操作室、电气部件、液压部件、注浆设备、泡沫设备、膨润土设备、循环水设备及通风设备等。n一号台车上装有操作室及注浆设备。n操作室中有操作控制台、控制电脑、PLC自动控制系统、VMT隧道掘进激光导向系统、螺旋输送机出土口监视器。n二号台车：液压泵站、膨润土箱、膨润土泵、盾尾密封油脂泵及润滑油脂泵。n三号台车上装有2台空压机、1个1m3储气罐、一组配电柜及1台二次风机。n四号台车上装有变压器、电缆卷筒、水管卷简、风管盒。第三节 盾构的施工工艺过程第四节 全断面掘
7、进机n一、掘进机的分类一、掘进机的分类n按切削头的回转方式：单轴回转式和多轴回转式；n按刀具破碎岩石的方式：切削式、铣削式、挤压剪切式和滚压式；n按掘进机无护盾：开式、单护盾式和双护盾式。第五节 机械化钻爆法与掘进机法比较与钻爆法开挖隧洞相比：与钻爆法开挖隧洞相比：1主要优点主要优点 掘进机是以机械能破碎岩石，并使隧洞全断面一次形成的机器。它是长隧洞快速施工的有效手段。与钻爆法开挖隧洞相比，它具有快速、优质、经济和安全4大优点。2不足之处不足之处n（1）掘进机设备的一次性投资大。n（2）据进机本身的加工制造周期长。n（3）掘进机的实际利用率较低，一般不超过50。n（4）掘进机的使用，常受洞长和
8、洞径的限制。n（5）在溶洞较多的石灰岩地段不宜采用掘进机施工。钻爆法作业循环示意图盾构法隧道全断面掘进机(TBM)手掘式盾构n敞开式；障碍物处理；超挖、纠偏、曲线施工；结构简单；n含水地层；塌方及沼气爆炸事故；劳动强度大。半机械式盾构n在手掘式盾构正面装上挖土机械来代替人工开挖；n根据地层条件，可以安装反铲挖掘机或螺旋切削机。n如果土质坚硬，可安装软岩掘进机的切削头。n半机械式盾构的适用范围基本上和手掘式一样；n优缺点除可减轻工人劳动强度外，均与手掘式相似。机械式盾构n在盾构的开挖面安装与盾构直径同样大小的刀盘，以实现全断面切削开挖。n若地层能够自立或采取辅助措施后能自立，可用开放式盾构；如果
9、地层较差，则采用封闭式盾构。n气压式、泥水加压式、土压平衡式等几种。泥浆式盾构机刀盘支承方式管片安装机开式掘进机X型支撑靴单护盾掘进机1-1-刀盘；刀盘；2-2-护盾；护盾；3-3-驱动装置；驱动装置；4-4-推进油缸；推进油缸；5-5-皮带输送机；皮带输送机；6-6-主轴承及大主轴承及大齿圈；齿圈；7-7-刀盘支承壳体；刀盘支承壳体；8-8-混凝土管片；混凝土管片；9-9-管片拼装机管片拼装机 双护盾掘进机1 1一刀盘一刀盘 2 2一石碴漏斗一石碴漏斗 3 3一刀盘驱动装置一刀盘驱动装置 4 4一支承装置一支承装置 5 5一盾尾密封一盾尾密封6 6一凿岩机一凿岩机 7 7一砌块安装器一砌块安装器 8 8一砌块输送车一砌块输送车 9 9一盾尾一盾尾 10 10一副推进液压缸一副推进液压缸 11 11一后盾一后盾 12 12一主推进一主推进液压缸液压缸 13 13一前盾一前盾 14 14支撑液压缸支撑液压缸 15 15输送带输送带
