盾构机操作与保养维修修订版.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除第1章 结构与功能1.1 总述 盾构机是集多种功能于一体的综合性设备，它集合了盾构机施工过程中的开挖、出 土、支护、注浆、导向等全部功能。不同形式的盾构机其主机结构特点及配套设施也是 不同的，对盾构机来说，盾构机施工的过程也就是这些功能合理运用的过程。 复合式盾构机在结构上包括刀盘、盾体、主驱动、人舱、管片拼装机、螺旋输送机、管片小车、皮带机和后配套拖车等；在功能上包括开挖系统、主驱动系统、推进系统、出碴系统、注浆系统、油脂系统、液压系统、电气控制系统、激光导向系统及通风、供水、供电系统等。下面根据这些部件或系统在盾构机施工中的不同功能特点来进行说明。 1.2 刀盘 1.2.1 概述 刀盘是盾构机的主要工作部件，由刀盘钢结构、刀具、回转接头等组成，其主要作用是切削掌子面并对碴土进行搅拌。刀盘上安装有适用该标段地质的一整套刀具，对隧道进行全断面开挖，并可实现正反两向旋转出碴。所有可拆式刀具均可从刀盘背部进行 更换，刀盘主体结构的设计正常使用寿命大于10km。 1.2.2 刀盘结构 刀盘整体结构由 Q345C 高强度钢板焊接组成。 刀盘进碴口采用锥形设计，有利于碴土顺畅地流入土舱，避免碴土堆积。 刀盘背部配置有搅拌棒，可对碴土进行搅拌，增强碴土的流动性。 刀盘面板配置有泡沫注入口，可通过内部预埋的泡沫管路注入碴土改良剂对掌子面 及土舱碴土进行改良。 刀盘正面及外缘、刀体、进碴口及边缘过渡区设置耐磨保护措施，可有效防止刀具 磨损，同时可在刀盘上布置磨损检测装置。 刀盘背部布置回转接头，是碴土改良剂、液压油及电气线路进入刀盘前部的通道。1.2.3 刀具 不同的刀盘结构形式配置不同的刀具可适应不同的工程地质条件，每种刀具的结构 特点如下： 滚刀 滚刀包括中心滚刀、正滚刀和边缘滚刀（含偏心滚刀）。滚刀由刀毂、刀刃、轴承、 密封及附属部件组成。17”滚刀可承受的最大载荷为 250kN，启动扭矩 25N.m。滚刀主要应用于复合式刀盘，适用于硬岩及复合地层。 齿刀 齿刀可对碴土进行剥离破碎，改善碴土的流动性。齿刀设计特点如下： 刀刃采用两端大合金与中间三排合金的组合设计。齿刀主要应用于复合式刀盘，适用于软土、砂卵石层及复合地层。齿刀可与滚刀互换，可根据具体的地质情况，将全部或部分齿刀更换为滚刀。 鱼尾中心刀 鱼尾中心刀安装在刀盘中心位置。刀刃采用大尺寸的耐磨硬质合金，可延长刀具使用寿命。 鱼尾中心刀可改善土体切削和搅拌的效果。 贝壳刀 贝壳刀焊接在刀盘面板上，可对碴土进行剥离破碎，改善碴土的流动性。贝壳刀设 计特点如下： 刀刃采用两端大合金与中间三排合金的组合设计。贝壳刀为辐条式刀盘的主要切削刀具，有时也应用在复合刀盘的面板上。 切刀 切刀刀刃采用大尺寸的耐磨硬质合金设计可延长刀具使用寿命。 刀头设计为带 5 度尖角结构形式，有效提高了切刀切削剥离碴土的能力。 切刀的开挖强度高达 25MPa。 边缘刮刀 刀盘边缘安装边缘刮刀。边缘刮刀的主要作用是清理外围开挖的碴土，防止刀盘外 缘的直接磨损，保证开挖直径的精度。边缘刮刀设计特点如下：刀刃采用三排大尺寸的耐磨硬质合金，具有很强的抗冲击性能和耐磨性能，可延长 刀具使用寿命。 采用双排螺栓紧固使刀具受力更加均匀。刀体后部和前部的堆焊耐磨层可以防止刀体受到碴土的冲刷磨损。 保径刀 保径刀焊在刀盘外围部分，作用是保护刀盘的外缘，降低对刀盘外缘的直接磨损。 刀刃采用双排耐磨合金设计，可延长刀具使用寿命。 超挖刀 超挖刀装在刀盘外缘，用于增加开挖直径，根据需要可增设仿形功能。 1.3 盾体1.3.1 前盾 前盾又称切口环或前体。前盾的隔板为各种安装设备提供接口，同时将前盾分为土 舱与隔板后部。前盾隔板与刀盘体之间形成密闭的土舱可通过控制土舱的压力来保持开 挖面的稳定。前盾前部的设计特点如下： 壳体设计 壳体主要采用倒锥形设计，可以有效防止结泥饼造成的卡盾现象，同时利于转弯。 在软土地质情况下可采用其它结构形式。 搅拌棒 隔板上焊接有被动搅拌棒，被动搅拌棒相对于刀盘上的两根主动搅拌棒对土舱内碴 土进行搅拌。被动搅拌棒内分别设置有添加剂注入系统和泡沫膨润土通道。通过该通道 注入添加剂可有效改善碴土的流塑性。 前盾隔板安装的主要设备： 防涌门 隔板上设置了一道防涌门机构，在富水地层检修刀盘时，螺旋机回缩，防涌门关闭， 可有效防止喷涌。 径向润滑孔 沿圆周方向布置，注入膨润土等以减小盾壳与土层的磨擦，或临时止水。 人舱与前舱门 人舱与前盾上的过渡舱室法兰连接；过渡舱室内部隔板上部设有人孔和一扇前舱门。 工作人员通过前舱门进入开挖舱进行检查、维修等工作。 水气电气接盒 当维修人员进入土舱检查维修等工作时，水气接盒给土压舱内提供切割部件所需的 氧气和乙炔以及人员应急呼吸的新鲜空气；电气接盒给土压舱内提供低压照明电源和焊 接电源。 其它 隔板上开有不同规格大小的连接孔，为盾构机液压和电气设备的安装提供接口。其 中一部分孔作为预留，施工过程中可根据需要选择使用。 1.3.2 中盾 中盾又称支承环或中体。中盾与前盾采用高强度螺栓连接。中盾与盾尾之间采用被 动铰接形式连接。中盾的设计特点如下： 径向润滑孔 沿圆周方向布置，注入膨润土等以减小盾壳与土层的磨擦，或临时止水。 H 架 支撑管片拼装机。 盾体内行走梯 其中左右平台和连接桥方便设备维护、检修。左右平台上安装推进油缸、铰接油缸 控制阀组以及主轴承润滑油脂存储桶等设备。 超前注浆 沿中盾壳体圆周分布有超前注浆管预留口（如图所示），用以超前加固地层。锚杆钻机可通过事先设计的接口安装在管片拼装机抓举头上，从而方便快捷地实现超前 注浆。 图 超前注浆管示意图 推进系统 推进系统油缸的分组通常如下图所示分区，顶部（A 组）、右部（B 组）、底部（C 组）、左部（D 组）。其中每组油缸都单独安装有位移传感器。 在推进时，推进油缸伸出，撑靴作用到管片上提供盾构机前进的反力。油缸的压力可以独立调节，推进速度由一个流量控制阀调节。通过调整每组油缸的推进压力和速度 可实现盾构机纠偏和调向。通过位移传感器施工人员在控制室内可以实时监控每组油缸 的行程和压力。 推进油缸活塞杆前端与撑靴通过球轴承和碟形弹簧连接，撑靴可以在侧向力的作用 下自由转动（约4）。撑靴表面和油缸垫板能保证推力均匀缓和地作用在管片上，防止管片损坏。 为位移传感器油缸 图 推进油缸分组控制示意图 铰接系统 盾构机铰接形式为被动铰接的盾体，在中盾与盾尾连接处设置有铰接油缸。盾构机需要转弯时，通过每组推进油缸的行程差来调节中盾与盾尾之间的夹角，此时铰接油缸 进出油相互连通，行程可自行调整，从而实现转弯；盾构机直线掘进时，进出油口锁紧。当铰接油缸行程超限时（行程10mm 或者 140mm）可手动调节球阀，给铰接油缸供油，防止油缸损坏。1.3.3 盾尾 中盾和盾尾之间用铰接油缸连接，连接处设计有铰接密封（通常为橡胶密封和紧急 气囊密封），铰接密封的压紧量可调，从而保证隧道内泥水、砂等不进入盾构机主机内 （如图所示）。盾尾设计特点如下： 1-橡胶密封 2-紧急密封 3-铰接油缸 图 中盾与盾尾铰接结构示意图 同步注浆管路 盾尾壳体内设置有内置的同步注浆管道。同步注浆管道总数一般为半用半备用。每路注浆管有单独的砂浆传感器，且在盾尾壳体处均设计有两个清洗口，意外堵塞可以 用高压水进行清洗。 盾尾油脂管路 油脂管数量为多路设置，每路有单独的压力传感器。 盾尾密封刷 盾尾与管片接触的地方安装密封钢丝刷，并在密封刷与管片外径形成的腔内注入密封油脂，防止隧道内水或砂浆进入盾壳内。 止浆板 止浆板 盾尾尾部设置有一道止浆板，阻止砂浆流到盾体内。 油脂管密封刷注浆管 图 盾尾结构单边示意图1.4 主驱动系统1.4.1 概述 主驱动系统的作用是提供刀盘正反方向掘削动力的同时承受刀盘掘削土体的轴向 支撑反力。 1.4.2 驱动系统 主驱动系统结构主要包括变速箱、主轴承、变频电机（液压马达）、减速机、小齿轮、内外唇形 密封、法兰等。其中，主轴承采用整体内齿圈式大直径三排圆柱滚子轴承，具有良好的轴向推力、反推力，径向力及倾覆力矩的承载能力；小齿轮与主轴承内齿圈啮合，改善了主轴承承载能力，主轴承使用寿命大约10KM。 变频电机驱动的组成:变频器为单轴传动形式，一台变频器驱动一台电机，变频器之间采用现场总线通信，所有变频器同步运行。变频器由变频柜内的分PLC控制。所有变频器要求速度同步，转矩均衡。一台变频器故障后，能够从系统中隔离，剩余变频器正常运行，并能够驱动额定负载。 液压马达驱动组成：刀盘驱动主要由九组传动副和主齿轮箱,主油箱、三台主驱动油泵、补油泵、先导油泵、主驱动控制阀组、驱动马达两级转速及马达解除制动阀组、蓄能器、及若干滤清器、吸油滤网的连接管路。三台各由315KW电机驱动的斜盘式变量轴向柱塞泵和九个斜轴式变量柱塞马达构成闭式回路，液压泵提供压力油驱动压马达旋转，液压马达旋转就可以驱动刀盘旋转切削土体，通过控制泵的正反转就可以间接控制刀盘的正反转。 55KW电机驱动的定量螺旋式液压泵做为补油泵先通过补油泵滤芯后为闭式回路中补油。5.5KW电机驱动的斜盘式变量轴向柱塞泵作为刀盘驱动液压回路的先导油泵先通过先导油滤芯后再向阀块供先导油。1.4.4 密封系统 主驱动有两套密封系统：外密封系统对开挖舱方向进行密封，内密封系统对盾体内 部常压进行密封。 外密封通过自动持续注脂方式防止开挖舱的砂石、污水等进入变速箱。内密封系统 主要由两道唇形密封组成，防止盾体内部固体微细颗粒等进入变速箱。 唇形密封采用橡胶材料弹性好，磨损小。内外密封环进行表面淬火处理，可通过螺栓调整密封环，改变密封唇口与密封环的相对接触位置，有效提高密封效果。 1.4.5 润滑系统 变速箱齿轮油采用循环冷却方式对小齿轮、小轴承进行润滑。 主轴承径向滚道、主推力滚道、反推力滚道也由变速箱齿轮油强制循环润滑。 油脂通过变速箱体、主轴承、环件中径向分布的注脂孔连续注入内、外唇形密封空腔及与相对旋转支承轴表面。油脂既润滑唇形密封唇口同时也阻止土舱杂物与唇形密封接触。 外密封通过集中润滑系统自动注入油脂。内密封腔定期手动注入油脂。 1.4.6 电机过载保护 （电机驱动盾构机） 电机扭矩通过液压扭矩限制器传递给减速机。扭矩限制器通过剪切销轴实现过载保护，避免损坏电机。扭矩限制器的使用详见供应商资料VOITH 限矩安全联轴器。 1.4.7 安全设置 减速机油温超过 80，报警并自动停机； 变频电机温度超过 90，报警； 变频电机温度超过 110，报警并自动停机； 变速箱油温高于 55，报警； 变速箱油温高于 65，报警并自动停机； 变速箱齿轮油液位高于最高液位，报警； 变速箱齿轮油液位低于最低液位，自动停机； 电机脱困时间超过 3s，自动停机。1.5 管片拼装与运输系统 1.5.1 管片拼装机 1.5.1.1 概述 管片拼装机固定在盾尾区域，用于安装衬砌管片。 管片拼装机主要由托梁、回转架、移动架、举重钳和提升油缸等组成。由单独的液 压系统提供动力，通过对液压马达和液压油缸等执行机构动作的比例控制，可实现拼装管片的纵向移动、径向移动、横向移动、回转、横摇和俯仰动作，使得管片能够快速精确的完成定位并安装。 管片拼装机的控制方式有无线遥控和有线控制两种，两种方式都可以对每个动作进行单独灵活的控制，也可协同控制几个动作，控制精度高，安全可靠。管片拼装机抓取管片具有 6 个自由度，左右旋转限制为200 根据隧道开挖半径、管片型式等不同，管片拼装机的最大回转半径、额定回转力矩、油缸行程、驱动装置（马达+减速机）数量、管片抓取机构型式可能会所变化，具体配置以盾构机的技术规格书及参数表为准，管片拼装机实际结构型式以随机图纸为准。 1.5.1.2 润滑系统 该润滑系统主要包括对回转支承、轴向平移油缸、提升油缸、左右滚轮、关节轴承、回转摆动油缸等零部件的润滑。1.5.1.3 安全保护 液压系统超压保护；液压系统配备的高精度电液比例阀、锁止阀等确保液压马 达、液压油缸动作的可靠性。 减速机自带的可靠制动器，可实现回转动作在任意角度的可靠制动。回转角度采用旋转控制装置，确保转角不超限。 通过管片抓取液压油缸压力检测，确保管片被可靠夹持并完成拼装；特殊的机械结构设计，在液压系统突发故障的情况下，也可以避免被抓取的管片发生脱落，确保了施工人员的安全性。 图 管片拼装机示意图1.5.2 运输系统 概述 管片运输系统主要由管片吊运系统（双轨梁）与管片小车（喂片机）组成。 1.5.2.1 管片吊运系统 吊运系统将管片从位于盾构机一号拖车中部管片卸载区域运至管片小车上，再由管片小车转运至管片拼装机拼装工作区域。管片小车最多可以同时存放 3 块管片。 管片吊运系统一般采用电动环链葫芦作为管片的起升机构，管片前后移动一般采用电机+链轮链条驱动方式，管片吊运系统实际结构型式以随机图纸为准。 两侧的管片吊机为一体，可单独进行提升，行走等动作，但严禁单独使用其中一个管片吊机吊运其它物品！ 管片吊运系统润滑 该系统的润滑主要包括：1、定期在电动葫芦环链表面喷涂适量的 220 或 320 齿轮油（先清理后喷涂），2、定期在行走驱动链条或齿条表面涂抹适量的润滑脂；3、为了保证抓取头的灵活工作，在平衡梁支座的外表面涂抹适当的润滑脂。 管片吊运系统安全设置 在电动环链葫芦和行走驱动电机内部均配置有可靠的制动装置，确保了管片在上下升降与前后运送过程中的安全制动；同时，驱动链条或齿条也实现了管片吊机能够在最大可达20的坡度上安全运行。另外，管片吊运系统在行走轨道的两端设置有电控限位装置和缓冲装置，防止管片运送行程超限。 1.5.2.2 管片小车 管片小车概述 管片小车主要由底架、内托梁、外托梁、拖拉油缸、顶升油缸、输送油缸等组成。 管片小车最多可同时存放 3 块管片，通过对顶升油缸和输送油缸的控制将管片运送到管片拼装机拼装工作区域。 管片小车润滑 管片小车拖轮、输送油缸及拖拉油缸两端铰接处通过油杯注入油脂进行润滑；输送轨道直接涂抹油脂进行润滑。 1.6 同步注浆系统 盾构机配有两台液压驱动的注浆泵，通过盾尾的注浆管道将砂浆注入到开挖直径和管片外径之间的环形间隙。注浆压力可以调节，注浆泵泵送频率在可调范围内实现连续调整，并通过盾尾部注浆压力传感器监测其压力变化。控制室控制面板上可以看到单个注浆点的注入量和注浆压力信息。随时可以储存和检索砂浆注入的操作数据。 同步注浆系统有手动控制和自动控制两种模式： 手动控制：可对四个注浆点中的任意一个进行控制，调节注浆速度等。 自动控制：设置好起始和停止压力，此时PLC会根据盾尾注浆管路的压力传感器反馈的压力进行工作。当反馈的压力低于起始压力时，注浆泵开始工作；达到或高于停止压力时，注浆泵停止动作。 1.7 碴土输送系统 1.7.1 螺旋输送机 1.7.1.1 概述 螺旋输送机倾斜固定在前盾底部套筒法兰上。碴土通过驱动轴输送到皮带输送机上。螺旋输送机筒体沿圆周布置多个注入口，可通过这些注入口注入膨润土或泡沫以改善碴土的流动性。在螺旋输送机的前部和后部各装配了一个压力传感器。螺旋输送机通过油缸伸缩使螺旋轴与筒体形成相对运动，来处理堵塞现象。筒体沿圆周设有多个检修门，必要时可以打开检修门清理被卡在螺旋叶片间的石块等。驱动轴撤回后，关闭防涌门可阻止碴土进入隧道。突然断电时，后闸门在蓄能器的作用下自动关闭，以防止喷涌。具体的位置以随机图纸为准。 1.7.1.2 驱动装置 驱动形式分为中心驱动与周边驱动两种。驱动部件主要包括液压马达、减速机、轴承、驱动轴等。螺旋输送机可以在一定范围内无级调速，以此控制出土量维持土舱压力的平衡。 1.7.1.3 耐磨措施 驱动轴前三节叶片及其对应的轴全部堆焊耐磨层，其余叶片和其余轴堆焊耐磨网格，所有叶片周边堆焊耐磨层。其余耐磨设计将根据地质情况进行合理增加。 1.7.1.4 润滑与密封 通过往油道内注入润滑脂，三道唇形密封形成两个密封腔，同时在三道唇形密封的前部（接触泥沙碴土端）设置有一道迷宫密封，因此能够很好的保证轴承的润滑及密封，从而维持驱动装置的正常运转。 图 螺旋输送机示意图1.7.2 皮带输送机 1.7.2.1 皮带机概述 皮带机用于将螺旋输送机输出的碴土传送到盾构机后配套的渣车上。皮带机布置在 后配套拖车的上面，卸渣口设置在在后部拖车顶部。 1.7.2.2 皮带机调节装置 每台拖车上皮带机在中间分成两节，转弯时可通过拖车中间皮带机螺杆调节装置使 两节皮带机在水平面有一个小角度，使皮带机更好的适应长距离小半径转弯。 图 皮带机调节示意图皮带机调偏，如图所示。当盾构机右转弯时，抬高输送带内曲线，利用输送带和渣土的重力产生向外的离心推力平衡向心力。通过皮带机侧面的调整机构使整个皮带支架中心线与竖直线产生倾斜角，能够很好的实现皮带机调偏功能，以适应不同的曲线段掘进。此外，将转弯处托辊组的内侧沿皮带运行方向前移，使托辊组的轴线与输送带中心线的法线方向产生一定角度也能够很好的防止皮带机跑偏。 1.8 碴土改良系统 1.8.1概述 盾构机配有两套碴土改良系统：泡沫系统和膨润土系统。两者在桥架前部共用一套管路，两个系统用球阀隔离。使用时手动转换。根据随机图纸设计不同，管路数量不同。 1.8.2 泡沫系统 泡沫发生系统用于对碴土进行改良。系统主要由泡沫泵、高压水泵、电磁流量阀、 泡沫发生器、压力传感器、管路等组成。泡沫系统在控制室内控制，分为手动、半自动、自动三种模式： 手动模式：完全由盾构机司机手动调节水、气、泡沫的流量等。 半自动模式：可预先设置好每个泵及气体调节器的参数，由系统自动配比，司机只需根据现场情况控制每路泡沫的开关。 自动模式：根据土舱压力、掘进速度等，由系统自动控制，无需人为干涉。 1.8.3 膨润土系统 膨润土注入系统用于对碴土进行改良。膨润土输送管道使用前须关闭与之共用管道的泡沫输送泵及相应的球阀，膨润土通过输送泵压入刀盘、土舱和螺旋输送机内，达到改良碴土的目的。膨润土管路旁通有气动球阀，起泵时气动球阀打开（约 10S），膨润土管路与膨润土罐旁通，可防止膨润土泵带载起动，起到保护作用。在起泵后气动球阀关闭，系统正常工作。根据实际需要，可以往膨润土箱装入泥浆，然后注入土舱内。泡沫剂液体混合膨润土图 碴土改良系统管路示意图1.9 冷却水循环系统1.9.1 冷却回路和工业用水 盾构机水系统分为内循环和外循环，内循环主要用来冷却刀盘主驱动的电机、主驱动的齿轮润滑油、螺旋输送机的减速机、空气压缩机、配电柜及变频器等，建议内循环用防冻液，可根据施工地点不同，选择不同凝点防冻液。外循环为工业用水，进水温度需低于 25，流量不小于 50m?h，压力 5-10bar，水质应符合国家标准，主要用来冷却液压油、冲洗用水、泡沫用水及设备用水等。 根据盾构机结构设计不同，施工的现场情况，也可能只有外循环水路，或单一管路供水。 从隧道外引水至尾部拖车处，与盾构机的延伸管路连接上，给盾构机供水。拖车上 安装有内循环水泵，保证内循环水的流量和压力。拖车液压泵站附近安装有增压泵，保 证盾构机上的设备用水、冲洗用水有一定的压力。 1.10 排水系统 盾构机开挖带来的渗透水或隧道冲洗排放的污水经污水隔膜泵（或水泵）送至拖车上污水罐，再由渣浆泵排出。气动隔膜泵进气压力可在 2-5bar内调节。 1.11 压缩空气系统 1.11.1 概述 压缩空气系统主要由空压机、过滤器、储气罐、三联件、控制阀门及管路等组成。 空压机吸入外界空气并将其压缩成高压气体，通过 2 个高效过滤器进入储气罐，一部分流经管路分配到各个拖车处供工业用气和给气动球阀提供动力；一部分再次经过高效过滤器给自动保压系统提供气源。 1.11.2 自动保压 自动保压系统的气源来自空压机，主要由自力式减压阀、气体处理单元、减压阀、控制器、气动控制阀、压力变送器及管路（两套管路，一用一备）组成。设定供送气体压力，保证土舱内维持在设定的压力值。 1.12 通风系统 隧道通风机送入的新鲜空气进入尾部拖车的通风筒内，通过通风管送至桥架前端，给作业区域提供新鲜的空气。风管储存装置可储存一定量的软风筒。 1.13 人舱 人舱是盾构机掘进途中进行带压作业的关键设备，它具有压力调节和安全过渡功能，当工作人员需要在不良地质条件下（如软弱地层、高渗透性地层等）进入土舱作业时可通过人舱安全地进入土舱或刀盘前方。 人舱具有主、副舱室。主舱通过螺栓与前盾连接，是带压作业的主要舱室。副舱是辅助舱，用于带压作业期间舱外物资的出入转运，另外在作业期间出现紧急情况时可作 为急救舱供舱外人员进入舱内实施救助，人舱各舱室均配置以下系统：加减压系统（内 外双向控制）、压力监测和显示系统、通讯系统（包括一套紧急通信系统）、消防系统、 加热系统等，空气经过精密过滤达到人体呼吸空气的要求。 使用注意事项： l 人舱属于载人压力容器，主要负载形式为内压和自重，任何对人舱结构、负载类型和设备配置的改变均应经过厂家或专业技术人员同意； l 人舱的使用（带压进舱）必须由经过培训并合格的人员进行，带压进舱前应制定详细的进舱流程和作业时间，舱外应配置高压作业专业医护人员和应急设备； l 每次拆装人舱后，位于人舱与前盾之间的密封圈应进行更换，在人舱重新安装后应重新进行气密性试验，达到出厂气密性要求方可使用；人舱舱体上的吊耳单个承载能力为4.5t，在进行人舱吊装时应确保无其他负载（仅自重）情况下，承载吊耳数量不少于2个，否则应相应增加吊耳数量。1.14 注脂系统 注脂系统包括三大部分：HBW密封系统，盾尾密封系统和油脂集中润滑系统。三部分都以压缩空气为动力源，靠油脂泵油缸的往复运动将油脂输送到各个部位。HBW密封可以通过控制系统设定油脂的注入量，并可以从外面检查密封系统是否正常。盾尾密封可以通过PLC系统按照压力模式或行程模式进行自动控制和手动控制，对盾尾密封的注脂次数及注脂压力均可以在控制室控制面板上进行监控。油脂集中润滑主要是由盾体内的电动油脂泵向主驱动、螺旋机等部位供油，电动油脂桶顶部装有超声波液位开关，检测桶内油脂量。当桶内油脂达到低位时，气动润滑油脂泵自动开启，向油脂桶内泵油，高位时泵送停止。（根据盾构机设计和现场情况砂浆罐搅拌轴承也可配有电动油脂泵，用EP2润滑。) 当油脂泵站的油脂用完后，油脂控制系统可以向操作室发出指示信号，并锁定操作系统，直到重新换上油脂。这样可以充分保证油脂系统的正常工作。 1.15 液压系统 液压系统是盾构机为各主要执行元件提供动力的关键系统，主要包括推进（铰接）系统、螺旋输送系统、管片拼装系统、辅助系统、盾尾注浆系统等，各系统均采用进口液压元件，其性能稳定，配件通用。 泵站一般安装在二号拖车右侧。螺旋输送系统为一个独立的闭式液压系统，这样可以保证液压系统的高效率，避免功率浪费。 1.16 后配套拖车 后配套拖车包括连接桥和拖车。其上装有保证盾构机正常工作的各种设备和系统。主要包括注浆搅拌系统，碴土改良系统，风、水、电、气供应系统，润滑系统，皮带机除渣系统、后配套辅助系统及安全、生活设施。 连接桥为桁架结构，前端通过拖拉油缸与托架梁连接，后端通过销轴与一号拖车连接；拖车为门架式结构，左侧铺设有人员通道，拖车之间用拉杆相连。拖车行走在专用轨道上，在主机的拖动下前进。皮带机从拖车的上面通过，在后部拖车的位置设卸渣点。大部分的液压管、水管、 泡沫管及油脂管从拖车内通过到达盾构机主机。 1.17 电气系统 .17.1 变压器 配置：干式变压器。 初次电压：10KV(+/-10%)。 二次电压：400V。 频率:50Hz。变压器箱体防护等级：IP55。其他功能：温度监控，全功能电能表。1.17.2 无功补偿 配备无功补偿设备以保证功率因数大于等于 0.9，补偿方式为电容分组自动投切。 1.17.3 变频驱动系统 变频电机的组成:变频器为单轴传动形式，一台变频器驱动一台电机，变频器之间采用现场总线通信，所有变频器同步运行。变频器由变频柜内的分PLC控制。所有变频器要求速度同步，转矩均衡。一台变频器故障后，能够从系统中隔离，剩余变频器正常运行，并能够驱动额定负载。 1.17.4 控制系统 采用 PLC 作为整机的核心控制设备，主站选用西门子 S系列PLC，变频电机控制采用AB公司1769系列或者西门子公司ET200作为从站控制，主站与从站之前采用Profibus-DP进行通讯。 1.17.5 数据采集、监控、通讯系统 控制室配置工业级液晶监视器，一台作为盾构机各部分工作情况监控画面显示、实时运行信息显示、参数的设置以及进行相关的操作。另外还有一台用于导向系统的工控机。 控制室工控机通过光纤通讯向地面实时传输地下盾构机运行信息并与之同步。在盾构机下列地方需安装电话机：控制室两台，一台用于与地面通讯，一台用于盾构机内部通讯 人舱 3 台(防爆电话) 一号拖车 1 台(防爆电话) 尾部拖车 1 台(防爆电话) 在盾构机下列地方安装视频监控摄像头 螺旋机出渣口 连接桥后部 皮带机卸渣口 尾部拖车后部 台车浆液罐1.17.6 安全 配有独立于PLC系统之外的安全回路，每个系统都设有安全继电器，在每节拖车、变压器、控制室、变频控制柜上均设置紧急停止按钮，可迅速切断整车电源，确保人员以及设备的安全。 3.17.7 照明 设备的每个部分都配有多个防水型荧光灯，以保证盾构机操作人员以及施工维护人员的正常工作。重要区域均配置了应急电源照明。 1.17.8 电压项目电压相序频率隧道供电10kV3 相50HZ动力配电400VAC3 相50HZ控制供电230V AC/24VDC单相50HZ照明供电230VAC单相50HZ1.17.9 接地设备的钢结构通过地线连成一体，使整个设备成为一个等势体。 第二章盾构机使用与操作2.1 操作界面介绍2.1.1 工程机电脑界面概述工程机电脑显示界面可以有效的看出盾构机整体信息数据与设置盾构机的基本掘进参数，根据盾构机的型号厂家不同，盾构机电脑显示界面会有所改变，但万变不离其踪基本包括有渣土改良系统、推进、螺旋、铰接、注浆系统、刀盘旋转系统、故障信息、数据查询、软件设置等界面。操作手观察显示界面变化来调节物理按键或旋钮从而达到理想的盾构机掘进路线与地面无沉降。下面以海瑞克盾构机界面做具体说明。2.1.1.1 F1界面喳土改良系统实际目标值 该界面显示信息： 液体流量、空气流量、原液流量、管理压力、FIR、FER、激活信息、启动条件信息、设置信息。设置参数界面 该界面信息： 可调节泡沫流量、FER空气比例、原液比例、工作仓最大压力、自动流量比例与膨润土流量。启动条件界面 该界面内启动条件要求： 显示绿色为正常状态， 显示红色为非正常状态。2.1.1.2 F2推进信息显示界面掘进油缸，螺旋机系统信息，注浆系统，铰接油缸 该界面显示以下掘进信息： 推进信息：土仓压力、A-D油缸行程与压力、掘进速度、贯入度、总推力、工作泵总压力、拖车拉力、盾构机掘进行程、启动条件信息、设置参数。 注浆系统：1-4注浆管路压力与冲程数、总冲程数、设置参数。 螺旋机系统信息：螺旋顶部工作压力、后舱门工作压力、螺旋转速显示、后闸门开度、螺旋机扭矩、启动条件信息、设置参数。 铰接油缸：行程传感器位置、油缸行程、油缸拉力与压力、设置信息。推进油缸设置参数界面 该界面内容信息： 可调节安装管片油缸压力、拖车拉力限制、贯入度限制、拼装机左右旋转角度限制、屏蔽连锁效应（主用于盾构机调试）。推进启动条件信息 该界面内启动条件要求： 显示绿色为正常状态， 显示红色为非正常状态。螺旋机系统设置参数界面该界面内容信息： 可调节最大工作压力限制、最大后舱门土压力限制、后闸门开度最小位置限制。螺旋机启动条件 该界面内启动条件要求： 显示绿色为正常状态， 显示红色为非正常状态。注浆系统设置参数界面该界面内容信息： A1-A4注浆压力可启动压力限制、可自动停止压力限制、最小注浆压力限制。铰接油缸设置参数界面该界面内容信息： 最小行程限制、最大行程限制。2.1.1.3 F3刀盘驱动界面（电驱动盾构机）刀盘驱动显示信息、刀盘转动扭矩趋势图、螺旋扭矩趋势图该界面内容信息显示： 激活信息、刀盘转速显示、频率、动力、电流、扭矩、启动条件信息、设置参数等。按F11打开刀盘扭矩趋势图和螺旋扭矩趋势图。刀盘参数设置界面该界面内容信息： 可调节刀盘最小转速限制、屏蔽转速、重新启动刀盘变频器。刀盘启动条件 该界面内启动条件要求： 显示绿色为正常状态，显示红色为非正常状态。2.1.1.4 F4盾构机掘进内部信息（温度、时间、用电量等）该界面内容信息显示： 温度显示及设置参数、掘进周期时间、主配电箱用电量、刀盘旋转左右比例、硬盘空间大小、超挖刀伸长量。按F11界面显示 该界面内容信息显示： 掘进速度趋势图、总推进力变化图、土仓压力变化图。温度设置参数界面该界面内容信息： 可设置最高温度预警。2.1.1.5 F5盾尾密封系统盾构供应界面该界面内容显示：屏蔽开关状态、膨润土系统、气体检测、拼装机状态、盾尾密封油脂信息、膨润土泵启动条件、设置参数。盾尾油脂设置参数界面该界面内容信息： 可调节1-4号前后管路持续时间内的行程数量、阀门开启持续时间、气动泵行程距离。膨润土泵设置参数界面 该界面显示可调节膨润土泵最大工作压力膨润土启动条件 该界面内启动条件要求： 显示绿色为正常状态，显示红色为非正常状态。润滑油脂与齿轮油流量界面显示 该界面内容主要显示：主轴承密封量、刀盘外齿圈密封量、螺旋机润滑油脂量、齿轮油润滑压力与流量。2.1.1.6 F6故障信息界面该界面内容显示：当前和历史盾构机出现故障的名称，时间，图纸位置。2.1.1.7 F7-F9功能 F7界面显示盾构机掘进数据，各项历史记录与打印功能。F8显示系统软件基础设置包括时间，语言，环数变化。F9功能从F1-F6循环显示。2.1.2 控制室控制板界面概述（操作面板根据盾构机设计）2.1.2.1启动马达条件（包括连锁启动）说明功能条件/操作启动马达过滤系统 启动/停止 按键/液压油箱泵过滤及冷却系统开关条件油箱中有足够的油位为液压油冷却器提供足够的具有合适温度的冷却水冷却水 按键/冷却水泵开关外部循环池润滑泵 启动/停止按键/螺旋输送器及刀盘润滑开关条件油脂箱中有足够的油位没有油脂润滑跨接系统处于工作状态超挖刀 启动/停止按键/瓦挖刀液压系统开关（为在盾构机中的单独部件）条件在液压系统中有足够的油位没有紧急制动带来的中断通风 启动/停止次级通风系统的开关条件不能对拼装机紧急制动说明功能条件/操作MOTOR STARTING 启动马达刀头驱动（液压驱动3个）按键/刀盘驱动液压泵开关条件过滤及冷却系统正常工作齿轮油泵正常工作油脂润滑正常齿轮油泵按键/齿轮油泵开关条件齿轮箱中有足够油位对油冷却器有足够的冷却水供应输送泵（液压驱动）按键/刀盘驱动输送器开关转向泵（液压驱动） 按键/刀盘驱动转向油泵开关条件过滤及冷却系统正常工作不能进行紧急制动操作推进泵按键/推进油缸液压泵开关条件过滤及冷却系统正常工作不能进行紧急制动操作辅助液压系统按键/辅助液压系统液压泵开关条件过滤及冷却系统正常工作不能进行紧急制动操作螺旋输送器 按键/螺旋输送器液压泵开关条件过滤及冷却系统正常工作不能进行紧急制动操作2.1.2.2 控制室控制板/螺旋输送器说明功能条件/操作盾构机，门，伸缩油缸土压1-5Bar显示/安装在开挖仓中不同水平面上的土压传感器所记录的值土压后/前BAR显示/螺旋输送器前后土压 条件过滤及冷却系统正常工作螺旋输送泵正常工作输送带正常工作不能进行紧急制动操作螺旋输送器的油缸收缩按键，关闭前闸门超过限值信号灯低压信号灯伸缩油缸 伸/缩按键/螺旋输送器伸缩油缸的伸缩开关后闸门 开/关按键/出渣口的开关前闸门 开/关按键/开挖仓及螺旋门开关后闸门行程（后闸门打开的程度MM监视后闸门打开过程说明功能条件/操作螺旋输送器0按 “0” 停止条件过滤及冷却系统正常工作螺旋输送泵正常工作输送带正常工作不能进行紧急制动操作螺旋输送器的油缸收缩按键，关闭前闸门 步骤/输送打开前后闸门的情况下把“转速表 ”“调零”，按键 “Start”通过转速表调整转速（0-最大）按制动键 “stop” 停止转动关闭螺旋机后闸门 步骤/反向把转速计调 “0”按反向键 “reverse” 通过转速表调整转速（0-最大）按制动键 “Stop”，停止转动关闭前闸门反向 REVERSE按键/反向旋转速度 1/MIN转速器/螺旋输送器的速度，根据土仓压力手动调节扭矩压力BAR螺旋输送器液压泵驱动单元承受的压力钥匙工作把安全闸对准“工作”状态，使螺旋输送器处于正常工作状态下。把安全闸对准“服务”状态，并用扣锁确保在养护或维修时，螺旋输送器不能被操作。钥匙服务对准服务张太时，通过局部控制板发来的对螺旋输送器的指令将被执行2.1.2.3 控制室控制板/刀盘说明功能条件/操作刀头速度（0-最大）转速器/调整转速（0-最大）条件 过滤及冷却系统正常工作齿轮油泵正常工作刀头驱动1-2正常工作油脂润滑正常工作Condition operation control cabin panel active程序（电驱与液驱）激活可选转速1或2档激活可选转动方向左/右把转速计调 “0”按下 Start 键通过转速计（0-最大），调整转速。通过 Stop 键关闭刀头的旋转速度转/MIN显示/螺旋输送器转速扭矩压力BAR显示/刀头驱动液压泵的压力一级转速/二级转速（液压驱动）按键/预选速度级别左/右 按键/预选转动方向启动/停止 P按键/刀头旋转开关刀头工作/服务把安全开关（钥匙旋钮开关）对准工作状态，使刀头处于正常工作模式装下。把安全开关对准“服务”状态，用扣锁确保养护或维修时，刀头不能工作。处于服务状态时，将执行局部控制板上发出的对刀头的指令。密封油脂泵按键/实现HBW密封油脂泵的开关COPYCUTTER超挖刀收缩/伸长按键/超挖刀的收缩及伸长条件：超挖刀泵启动2.1.2.4 控制室控制板/推进油缸说明功能条件/步骤THRUST CYLINDER推进油缸推进速度mm/min 0-max显示/推进油缸的前进速度转速计/调整推进速度0-max油缸组 A-D BAR 0-max显示/油缸组A-D推进时承受的液压力。转速器/推进时，调整各个油缸组承受的液压力行程mm显示/每一组油缸组（A-D）的伸缩行程推进按键/选择推进模式在推进模式下，推进油缸只用于TBM的掘进。通过控制室中的控制板来进行操作。条件 过滤及冷却系统正常工作油缸泵正常工作输送器级联正常工作（输送带运转，螺旋输送器启动键闪亮）达到刀头最小的转速步骤把电位计调 “0”按推进键 “ADVANCE”通过电位计调整推进油缸压力（0-最大）通过电位计调整推进速度（0-最大）通过制动键 “stop”中止推进管片拼装建环按键/选择管环拼装模式在管环拼装模式下，推进油缸只用于管片的拼装。通过按下控制室中的 管环拼装键，则对推进油缸的操作将通过局部控制板来控制。条件 过滤及冷却系统正常工作 推进油缸泵正常工作步骤按下管片拼装键 “SEGMENT PLACING”通过制动键 “STOP” 中止推进。0按键/停止推进模式下，推进油缸的控制2.1.2.5 控制室控制板/盾构机铰接油缸被动说明功能SHEILD ARTICULATION CYLINDERS盾构机铰接油缸铰接油缸行程2，5，9及13(mm)显示/装配有测量系统的铰接油缸的行程铰接油缸压力BAR 显示/盾构机铰接油缸的液压力锁定/拉/释放转动闸把闸指向 “pull”时，铰接油缸会把盾尾部分拉向盾构机把闸指向 “Release” ,释放铰接油缸中的压力。2.1.2.6控制室控制板/盾尾密封说明功能条件/程序盾尾油脂启动/停止（1-0）按键/油脂泵的开关1.1-1.62.1-2.6按键/选择前密封 1 的灌注线路1.1-1.6选择后密封2 的灌注线路2.1-2.6有6路油脂管道和4路油脂管道手动/自动转动闸/选择手动或自动操作模式手动模式转动闸/通过手动油脂润滑模式将盾尾密封条件油脂箱注满油脂油脂箱泵有空气供应 无泵的跨接系统处于工作状态步骤选择手动旋转闸 “HAND”按下启动键 “START”通过键 1.1-1.4激活盾尾前后区域的灌注孔通过 “STOP”关闭泵自动模式转动闸/通过控制油脂压力和数量来保证盾尾密封条件见手动模式步骤选择自动旋转闸 “AUTOMATIC”按下键 “START”按下键 “STOP”关闭泵压力显示/监视前后舱压力大小2.1.2.7控制室控制板 /泡沫生产站FOAM SYSTEM 泡沫系统说明功能条件/步骤手动 空气调节启动/关闭1-4 / +/-液体泵启动/关闭1-4/ +/-按键/通过手动模式调节空气及液体的量。条件足够的液体及空气供应步骤选择手动键 “MANUAL”选择启动键/空气调节 “START 1-4/AIR REGULATION”选择启动键 1-4/液体泵 “ START 1-4/LIQUID PUMP”调节喷枪键1-4， 加减空气与液体的量。（可显示当前的流量）说明功能条件/程序半自动按键/通过半自动模式调节空气与液体的量当启动管片拼装时，泡沫发生站自动停止工作。需要时，操作人员可重新将其启动条件足够的液体及压缩空气供应步骤在可视化设备上选择相应的泡沫喷枪1-4选择 SEMI在可视化设