盾构机设计特点.doc

本机的设计特点通过对本工程地质的详细分析，施工中可能出现的特点、重点、难点，盾构机的要求以及结合我公司以往的施工经验，本复合型土压平衡式盾构机具有以下这些特点，能最大限度地满足本工程的要求。u 盾构机为能满足从砂砾层（所含砂砾不大）到砂、砾砂层及软土层的铰接型土压式平衡盾构机，同时具备土压平衡掘进模式、敞开式掘进模式，半敞开式掘进模式3种掘进模式。在土仓内上下左右配置了4个具有高灵敏度的压力传感器（其中2个为球铰型式，可在隧道施工中进行更换），通过PLC能将土仓内的土压传送到操作台上的触摸显示屏显示，并且能自动地与设定土压进行比较，调节螺旋机的转速，土压过高过低都会在操作台上报警，因此操作人员能很好地控制土压平衡，减少地面沉降，适合本工程砂、砾砂层及砂砾地层掘进的需要。u 刀盘结构为辐条加面板型,便于刀具的布置及受力，结构坚固、强度高、刚性大、耐磨程度高，刀盘开口率45。既能适应粘性土地层中土压平衡掘进时大扭矩切削排土要求工况，又能适应在砂、砾砂层较大强度和受力不均匀复合地层的大推力工况。u 刀盘的设计及刀具的配置选择及布局要求合理，必须具有足够的寿命。u 盾构机采用8台75kW变频电动机驱动，具有较大的扭矩和转速，可适应不同地层的掘进需要。u 推进油缸和铰接油缸布置具备良好的纠偏性能，保证能在不均匀复合地层中的轴线控制。u 具有超前钻探加固的能力，容易在地质复杂区段对前方地层进行超前钻探，甚至注浆加固。在气压人行闸处安装1个可摆动的钻探口、 在盾构机胸板安装有8个可摆动的钻探口、前壳体上安装有10个固定钻探口，具有超前钻探、注浆加固的能力。超前钻机可方便地安装在盾构机的操作平台上。u 管片拼装机具有6个自由度，保证管片容易拼装及拼装的质量。u 管片拼装机通过辅助措施可以对盾尾密封刷进行更换。u 螺旋输送机采用有轴带式，后部尾部处排土，具有二道闸门，能够伸缩，前部具有二个封闭闸门，且螺旋输送机前端叶片及前筒体堆有耐磨材料，抗磨性能优越。u 具有良好可靠的泡沫和添加济注入系统，用于开挖面、土仓及螺旋机中土体的改善。设有自动控制的膨润土及添加剂注入设备和管路，刀盘上设置5个添加剂注入口，能对开挖面的土体进行充分的改善，并且在土仓胸板处、人行闸处及螺旋输送机上也设置若干个膨润土及添加剂的注入口，从而达到改善碴土性质。u 具有良好可靠的同步注浆注入系统，能及时充填管片与地层的间隙，减小沉降。同步注浆注入系统即可以采用单液浆，也可以采用双液浆，并且能对注浆管道进行清洗，改善及防止管道的堵塞。u 具有双仓式气压人行闸，设置土仓自动调压装置，保证更换刀具的便利及人员的安全，以适应在掘进中的换刀要求。u 盾构机主机的密封装置（刀盘驱动密封及盾尾密封等）在较高水土压力状态下具有良好的密封功能。u 电气和液压元件质量可靠、响应迅捷，防水性能好，适应隧道内的高温、高湿工作环境。u 具有应对紧急突发事件的能力，如紧急停电时螺旋机出土闸门可以通过操作台边上的开关关闭，并且在主机内及操作室内的操作台上各有1个紧急停止开关。u 控制系统的自动化程度高且具有连锁功能，减少了劳动强度和错误操作的发生。u 盾构机具有故障自诊断及故障内容显示功能，方便维修人员的检修。u 具备高精度的盾构机导向测量系统。配备由美国Trimble 公司生产的5603光波自动全站仪，导向精度高，能实时反映盾构机当前位置和理论位置，并提供调整指示。盾构性能和参数序号位置项目名称出厂参数备注1盾构整体机体总长64.7米盾体部分9080mm盾体直径前体6250mm中体6240mm盾尾6240mm尾壳厚度前体：40mm中体：45mm盾尾：45mm盾尾间隙33mm（盾尾最小处）拼装管片处4575mm装备总功率约1192kW最大掘进速度6cm/min全部22只油缸无负荷伸出推进油缸功率75 kW盾构机总重主机重310t,整机重约420t2刀盘开挖直径6270mm驱动型式变频电动机驱动开挖范围6250mm6270mm 最大转速0.302.2rpm由于变频电动机的工作特性，必须在一定的频率下工作，因此不可能在0到极小的转速范围内工作。最高扭矩标准扭矩：5733kNm脱困扭矩：6880kNm脱困扭矩为标准扭矩1.2倍；而实际上变频电动机脱困扭矩可设计达到1.5倍。扭矩系数23.8在标准扭矩,开挖直径6270mm时功率875kW =600 kW3铰接装置型式推进油缸固定在中体最大行程差垂直、水平垂直：230mm水平：230mm上下、左右铰接连接全部采用油缸铰接最大转角垂直、水平垂直：1.00水平：1.50能满足最小150m的曲率半径功率15 kW4仿形刀型式油缸伸缩形式，最大超挖量125mm是指单边高于盾构机前壳体125mm。最大超挖量125mm数量2功率11 kW5搅拌箱叶片直径835mm同步注浆搅拌箱转速26.7rpm搅拌容量4.1 m3功率11 kW6传感器土压传感器土仓4个液压传感器7个7油脂泵供脂距离100米供脂流量0.9 L/min供脂压力90kgf/cm2盾尾油脂康达特或其他公司8密封铰接密封一道，耐水压1MPa驱动部密封一道唇型密封（4个唇型），4道MY型密封，耐水压1MPa。配有2个温度传感器。驱动部分内外圈。盾尾密封3道耐水压0.4MPa9拼装机转速0.3/0.9rpm提升能力216kN径向行程650mm轴向行程1000mm回转功率37 kW油缸功率11 kW10螺旋机最大扭矩85.7kNm最大转速13rpm出土能力222m3/h（100）功率290kW =180 kW11液压油缸掘 进油 缸顶力（tf）单只：175；总计：3850行程（mm）2150数量（台）22工作压力330kgf/cm2铰 接油 缸顶力（tf）单只:294行程（mm）230mm数量（台）12工作压力350kgf/cm2管 片拼 装器 提升 油缸顶力（tf）11/台管片径向上下方向移动行程（mm）650数量（台）2工作压力140kgf/cm2管片拼装器平移油缸顶力（tf）7/台管片轴向前后方向移动行程（mm）1000数量（台）1工作压力140kgf/cm2管 片拼 保持 油缸顶力（tf）4.4/台管片支撑，左右方向摆动行程（mm）100数量（台）2工作压力140kgf/cm2管 片拼装器摆动油缸顶力（tf）7.3/台管片的前后方向摆动行程（mm）50数量（台）2工作压力210kgf/cm2管 片拼 装器回转 油缸顶力（tf）6.2/台管片的左右回转行程（mm）50数量（台）2工作压力210kgf/cm2整圆器张紧油缸顶力（tf）20/台行程（mm）450数量（台）2工作压力210kgf/cm2整圆器平移油缸顶力（tf）44行程（mm）1750数量（台）2工作压力140kgf/cm2螺旋机后闸门油缸1号闸门2号闸门顶力（tf）11165螺旋机配置二道出土闸门。行程（mm）800415数量（台）22工作压力210kgf/cm2螺旋机伸缩油 缸顶力（tf）13/台行程（mm）1000数量（台）2工作压力210kgf/cm2螺旋机前闸门油缸顶力（tf）11/台螺旋机在土仓进土处的2个闸门行程（mm）420数量（台）2工作压力210kgf/cm2仿型刀油缸顶力（tf）30/台行程（mm）135数量（台）2工作压力210kgf/cm212液压马达管片拼装器回转正常压力（kgf/cm2）210扭矩（kgfm）1277/台数量（台）2同步注浆搅拌箱回转 用工作压力（kgf/cm2）210同步注浆箱用扭矩（kgfm）251数量（台）1螺 旋机正常压力（kgf/cm2）210扭矩（kgfm）251/台数量（台）5工作压力210kgf/cm2变频电机驱 动扭矩（kgfm）6729/台刀盘驱动用电机数量（台）8功率（Kw）75/台13液压泵刀 盘回 转排量采用变频电动机驱动工作压力转速数量（台）施工末期油样化验结果掘 进排量107 l/min工作压力330kgf/cm2转速1450rpm数量（台）1铰 接排量20 l/min工作压力350kgf/cm2转速1450rpm数量（台）1管 片拼 装器 的回 转排量87 l/min工作压力210kgf/cm2转速1450rpm数量（台）1整 圆器、仿型 刀排量27 l/min工作压力210kgf/cm2转速1450rpm数量（台）1螺 旋机排量171 l/min工作压力210kgf/cm2转速1450rpm数量（台）2同步注浆 搅拌装 置排量27 l/min工作压力210kgf/