盾构机资料 - 副本

1、盾构机资料培训材料培训材料盾构技术的概念盾构技术的概念 盾构技术是在地面下暗挖隧洞的一种施工方盾构技术是在地面下暗挖隧洞的一种施工方法。它使用地铁盾构机在地下掘进，在防止软法。它使用地铁盾构机在地下掘进，在防止软基开挖面崩塌或保持开挖面稳定的同时，在机基开挖面崩塌或保持开挖面稳定的同时，在机内安全地进行隧洞的开挖和衬砌作业。其施工内安全地进行隧洞的开挖和衬砌作业。其施工过程需先在隧洞某段的一端开挖竖井或基坑，过程需先在隧洞某段的一端开挖竖井或基坑，将地铁盾构机吊入安装，地铁盾构机从竖井或将地铁盾构机吊入安装，地铁盾构机从竖井或基坑的墙壁开孔处开始掘进并沿设计洞线推进基坑的墙壁开孔处开始掘进并沿

2、设计洞线推进直至到达洞线中的另一竖井或隧洞的端点。直至到达洞线中的另一竖井或隧洞的端点。盾构技术的特点盾构技术的特点 使用盾构技术进行隧洞施工具有自动化程度高、使用盾构技术进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构技在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构技术施工更为经济合理。术施工更为经济合理。盾构技术的工作原理 盾

3、构技术施工法主要由稳定开挖面、挖掘及排土、衬砌包括壁后灌浆三大要素组成。其中开挖面的稳定方法是其工作原理的主要方面，也是区别于硬岩掘进法或比硬岩掘进法复杂的主要方面。大多数硬岩岩体稳定性较好，不存在开挖面稳定问题。盾构机的概念 盾构机，全名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道盾构机，全名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力导向纠偏等功

4、能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行，而且要按照不同的地质进行 量体裁衣量体裁衣 式的设式的设计制造，可靠性要求极高。盾构掘进机已广泛计制造，可靠性要求极高。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。程。盾构机的原理 盾构机的工作原理就是一个钢结构组件沿隧道轴线边向前推进边对土壤进行掘进。这个钢结构组件的壳体称“盾壳”，盾壳对挖掘出的还未衬砌的隧道段起着临时支护的作用，承受周围土层的土压.地下水的水压，将地下水挡在盾壳外面。掘进.排土.衬砌

5、等作业在盾壳的掩护下进行。盾+构，简单来说，盾就是前面的支撑开挖面的稳定体系；构就是在盾的保护下，后面的构筑地下结构的体系。 “盾”-“保护”，指盾壳； “构”-“构筑”，指管片拼装。盾构机的分类（1）盾构机根据工作原理一般分为手掘式盾构，挤压式盾构，半机械式盾构(局部气压、全局气压)，机械式盾构(开胸式切削盾构，气压式盾构，泥水加压盾构，土压平衡盾构，混合型盾构，异型盾构)。 (2)盾构机根据其适用的土质及工作方式的不同主要分为压缩空气式、泥水式，土压平衡式盾构机等不同类型。(1)下面简单介绍以下三种下面简单介绍以下三种:1.泥水式盾构机2.土压平衡式盾构机3. 复合式盾构机泥水式盾构机：

6、泥水式盾构机是通过加压泥水或泥浆(通常为膨润土悬浮液)来稳定开挖面，其刀盘后面有一个密封隔板，与开挖面之间形成泥水室，里面充满了泥浆，开挖土料与泥浆混合由泥浆泵输送到洞外分离厂，经分离后泥浆重复使用。土压平衡式盾构机 土压平衡式盾构机是把土料(必要时添加泡沫等对土壤进行改良)作为稳定开挖面的介质，刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室，刀盘旋转开挖使泥土料增加，再由螺旋输料器旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出料器出土量(旋转速度)进行调节。复合式盾构机 复合式盾构机是适应复杂多变复合地层。一般盾构机适应于比较均一的软土、软岩地层或砂层，但在软硬不均、变化频繁、复合交互，且岩石

7、强度差异大的复杂地层中应用复合式盾构机。复合盾构的特点是刀盘上既安装了切刀和刮刀等软土刀具，又安装了滚刀等硬岩刀具。盾构机的发展历史 盾构机问世至今已有近200年的历史（英国1802年），其始于英国，发展于日本、德国。1962年2月，中国上海市城建局隧道处采用4.16m的一台普通敞开式盾构开始实验，1965年3月，根据实验经验开始盾构施工。近30年来，通过对土压平衡式、泥水式盾构机中的关键技术，如盾构机的有效密封，确保开挖面的稳定、控制地表隆起及塌陷在规定范围之内，刀具的使用寿命以及在密封条件下的刀具更换，对一些恶劣地质如高水压条件的处理技术等方面的探索和研究解决，使盾构机有了很快的发展。盾构

8、机尤其是土压平衡式和泥水式盾构机在日本由于经济的快速发展及实际工程的需要发展很快。德国的盾构机技术也有独到之处，尤其是在地下施工过程中，保证密封的前提以及高达0.3MPa气压的情况下更换刀盘上的刀具，从而提高盾构机的一次掘进长度。德国还开发了在密封条件下，从大直径刀盘内侧常压空间内更换被磨损的刀具。盾构机术语和定义1 土压平衡盾构：由刀盘旋转切削土体，切削后的泥土进入密封土舱，在密封土舱内泥土压力与开挖面泥土压力取得平衡的同时，由螺旋输送机进行连续出土的盾构。 2 刀盘： 在盾构前端装有刀具，能旋转切削土体的钢结构。3 刀盘驱动装置 ： 驱动刀盘旋转的装置。该装置包括液压设备(或电动机)、减速

9、器、大小齿轮、大轴承等。 4 管片 ： 构筑隧道衬砌的拼装式预制弧型构件。有钢筋混凝土管片、复合管片和钢管片等。 5 管片拼装机 ： 拼装管片的机械装置。能夹持管片，作圆弧运动、径向运动和纵向运动等。 6 螺旋输送机 ：输送土仓中土体的机械装置，包括螺旋机和驱动装置。 7 盾构壳体： 保护掘进设备的钢结构外壳。包括切口环、支承环、盾尾环三部分。 8 盾尾密封系统 ：为防止衬砌环与盾构之间施工空隙涌水、漏泥而设置，由密封刷和油脂加注装置等组成的系统。 9 后方台车 ： 在隧道内装载着掘进所需主要机、电、液装备并跟随在盾构后行走的台车。 10 推进液压缸 ：用来推动盾构前进的液压缸，能克服盾构推进

10、时所遭遇的阻力。 11 铰接装置： 为确保隧道曲线段施工而设置。主要由铰接液压缸、密封装置以及铰接止转装置等组成。 12 盾构外径： 盾构的外径即指盾壳的最大外径。 13 盾构总长： 盾构总长是指盾构最前点至后方台车最后点长度的最大值。 14 盾构主机长度： 盾构主机长度是指盾构的最前点到螺旋机最末点的长度。 15 盾构总重 ：盾构总重指盾构总长范围内所有设备及结构件的总重量。 16 开口率：刀盘开口率是面板开口部分的面积 （刀头投影面积忽略不计）与刀盘面积 的比值，即 。 17 盾构推进速度：盾构推进速度是指盾构工作时的掘进速度。 18 盾构装备推力： 盾构的装备推力盾构推进机构所能提供的最

11、大推力。 19 盾构灵敏度 ：盾构灵敏度即盾构壳体长度与盾构外径的比值。 20 盾尾间隙： 盾尾间隙是指衬砌环外径与盾构壳体内径之间的间隙。 管片结构及技术要求 盾构隧道衬砌管片外径6.2m，内径5.5m，宽1.2m，厚0.3m，分为6块，管片采用错缝拼装。管片砼采用高抗渗高强度C50等级的混凝土，抗渗等级为S12。 管片和管片之间的接缝防水，采用弹性橡胶止水条并在表面采用复合遇水膨胀橡胶。可能诱发的地质灾害 区间施工过程中可能诱发的地质灾害主要为地面沉降和塌陷， 防治措施：如：采用地基处理增加土层强度；控制盾构施工参数如推力、推速、土仓平衡土压力、同步注浆量和压力等方面，可有效抑制其引起的地

12、面沉降，并加强施工监控量测，优化盾构掘进参数。注浆浆液注浆方式：单液同步注浆单液浆主要成份包括： 水泥，粉煤灰，砂，水，少量添加剂 ， 浆液配比（举例）：（水泥）0.8：（粉煤灰）5.6：（砂）1.6：（水）2.4：少量外加剂。（一般外加剂有：减水剂，增强水泥分散能力，增强输送能力，缓凝剂提高润滑性）。隧道内弃土运输的方式 采用水平运输设备（电瓶车），每套为2部管片运送车，1部砂浆车，4部渣土车，1部电瓶车的编组方法，编组长度约48米。地面沉降 隧道掘进机的设计应能最大限度的减少施工时对周围土体的影响，可有效地控制地面沉降和隆起。掘进过程中,通常情况下要求掘进区域的地层 损失率小于1%，重要的

13、穿越区域要求地层损失率小于0.1%。（据了解本区间下穿温福铁路是要求零沉降。）隧道轴线偏差 隧道掘进机应具有纠偏功能，且便于操作，可有效的控制轴线偏差。轴线上、下、左、右偏差要求均为50mm。供电条件 供电电源电压10KV，频率50Hz，电压稳定性5%装置的构成包括以下装置： 盾构机体 推进油缸 管片拼装机 刀盘装置 仿形刀装置 铰接装置 螺旋输送机 人闸及供气系统 皮带输送机 管片运送装置 同步注浆系统 盾尾密封油脂系统 集中润滑系统 添加剂注入系统（加泥、水） 泡沫注入系统 后续车架 动力装置 电气设备 管路和线路 PLC 控制系统和数据采集与监控统 盾构机导向系统 主要构成部分 盾构机本

14、体. 盾构机刀盘. 自动测量系统. 数据采集系统. 供电系统. 技术参数表。盾构机本体1 盾构机整机组成2 盾构机壳体部分3 盾构推进装置4 铰接装置5 盾尾密封6 后方作业台7 管片拼装机8 注入管9 并联双舱人行闸一 盾构机整机组成 盾构主体为圆形剖面的钢板焊接结构，由切口部、支撑环和盾尾环等3部分组成。在不影响运输下井、组装的情况下，如下所述，对盾构主体进行分割。盾构机主体在设计时考虑了泥水压、刀盘的切削反作用力，以及盾构机推进时的反作用力等载荷。盾构机主机组成如图二 盾构机壳体部分 1) F环部分 刀盘外缘和盾构机壳体切口环之间的间距为50mm，切口部形成储存挖掘土的泥水舱，装备刀盘轴

15、承部、中隔板和人行闸、水压计、中心回转接头等。为支承作用于刀盘滚刀的开挖面土压、水压、切削阻力以及刀盘滚刀自身的重量，在轴承部设置了可同时承受轴向负载、径向负载的三列三轮辊轴承。并且，在主体与刀盘滚刀之间以及中隔板与刀盘滚刀之间，为防止由各开挖面流入土砂或地下水，设置土砂密封并进行连续循环供脂。二 盾构机壳体部分 2.B环部分 B环前方用高强度螺栓与F环连接；F环中间的铰接装置用来使盾构机弯曲推进；F环后方的盾构千斤用来推动盾构机前进，因此均等地排列在圆周上。F环和B环之间通过高强度螺栓连接，确保连接强度，运输时，B环和盾尾T1环（安装铰接密封处）是装配到一起发运的，有效的避免了多次拆解导致铰

16、接密封的损坏，盾尾环T2环下井后与T1环焊接到一起，并对焊缝做水密试验。二 盾构机壳体部分3) T环部分 T环分为两个部分，前为T1环，与B环重合的部分安装有铰接密封，后面用于拼装管片的管片拼装机和作为脚手架使用的后方作业台。T1环部为V型平面铰接构造。铰接部，前方称为前筒，后方称为后筒。T2环设置有同步注浆注入孔和盾尾油脂注入孔，后部安装有3道盾尾刷和1道止浆板。 考虑到该盾构机以后应用到其他复合地层中，在盾构机壳体的设计上，直径为级差设计，分别为F环=6.46m，B环=6.45m，T环=6.44m。二 盾构机壳体部分 请在此输入您的文本。两种盾壳的设计优缺点如表2-1所示：表2-1 盾构壳

17、体设计优缺点对比二 盾构机壳体部分3 盾构推进装置 用于推进盾构机的盾构千斤顶安装在盾构机主体的B环上。从盾尾看，千斤顶的编号从顶部开始按顺时针方向计数。 图2-2 盾构机推进油缸示意图二 盾构机壳体部分本机共装备有16组（32根）千斤顶，每根油缸的推力为1,300KN，总推力为41,600 KN（开挖面单位面积的推力为1,281 KN/m2）。千斤顶的速度和行程通过No.32、No8、No.16、No.25这4根千斤顶来检测，检测到的值显示在操作盘的触摸屏上。推进速度主要通过操作盘上的流量开关（液压泵的流量调节）进行调节。由于液压泵排量不会下降至零，因此，要进一步降低千斤顶速度时，请通过并设

18、的流量控制阀来调节速度。千斤顶分为4个区，可按区 (顶部、底部、左、右) 设定最大压力。另外，还可实现测量同步（仅使装有盾构千斤顶速度表、行程测量仪的千斤顶以低压伸出的操作）、全部同步（使推进时未选择的千斤顶以低压伸出的操作）。推进系统设置了微速推进泵，推进泵电动机的功率为11KW。二 盾构机壳体部分 4 铰接装置 铰接装置是盾构机在弯道掘进时使用的装置。盾构机主体的支承环分为前筒和后筒两部分，并通过12根铰接千斤顶连接，可使前筒和后筒弯曲。利用顶部和底部的2处滚动止动销，可防止前筒和后筒相互滚动。 前筒和后筒的嵌合部装有铰接密封，可防止地下水和土砂进入，铰接密封结构方式和布置详见图2-3。铰

19、接密封间的油脂为自动注脂。 设置有12根铰接油缸，共分为6个分区，如图2-4 所示，在No.1、3、6、10上装有铰接千斤顶的行程测量仪。铰接方式为主动铰接。二 盾构机壳体部分 请在此输入您的文本。二 盾构机壳体部分 请在此输入您的文本。二 盾构机壳体部分 采用铰接装置有以下优点： 1）不管是在直的还是有弯度的隧道中，推力千斤顶顶靴和管片端面之间的负载点都不会改变。管片需要进行保护，以防止负载点的晃动偶尔引发管片断裂； 2）前筒能以任何方向铰接，而后筒则是静止的； 3）前筒还可缩进一小段距离，以便于更换刀盘上的切削工具；二 盾构机壳体部分 请在此输入您的文本。二 盾构机壳体部分 根据盾构推进千

20、斤顶在盾构机上固定位置的不同，铰接方式可以分为主动型和被动型，如图2-6所示。二 盾构机壳体部分 主动型依靠铰接千斤顶的主动伸缩使得盾构机前后部分发生弯折。盾构推进千斤顶固定在盾构机的后部，推进千斤顶的推力作用在盾构机的后部再通过铰接千斤顶传递到盾构机前部； 被动型依靠外力使铰接千斤顶伸缩，从而使盾构机前后部分发生弯折。盾构推进千斤顶的后端顶紧在盾构机的前部，油缸的前部搁置在摆动支架上，推进千斤顶的推力直接作用在盾构机前部。 两种铰接方式各有优缺点，本次推荐采用主动型铰接。二 盾构机壳体部分5 盾尾密封 为了防止地下水、土砂及壁后注浆材料等进入管片与主体盾构壳体之间的间隙中，在盾构机主体盾尾部

21、最末端设有3排刷形盾尾密封。1排盾尾刷设计为螺栓连接方式，在实际更换盾尾刷的过程中建议在安全条件和措施允许时只更换第一道密封刷。盾尾密封螺栓连接方式详见图2-7所示。请在此输入您的标题图2-8 盾尾钢丝刷的结构型式钢丝刷：提高对管片高低差的适应性，通过填充材料的堵塞，形成防水层，提高止水性能；内侧保护板：防止钢丝刷的磨损、倒转；外侧保护板：恢复能力(保持钢丝的形状)，防止最尾端(土层)粘附壁后注浆材料；钢丝刷压销：固定钢丝刷；钢丝刷压板：安装至盾构机主体。二 盾构机壳体部分各排钢丝刷的作用第1排:防止土砂、壁后注浆材料流入；第2排:通过保持第1排的压力及充填材料，进行止水；第3排:通过保持第2

22、排的压力及充填材料，进行止水，防止充填材料漏出开挖面。充填材料的作用通过充填材料，进行止水(可适应管片高低差)；防止铁丝网堵塞及磨损；防锈。盾尾密封的更换方法装备的3道盾尾密封中，从机内可以更换第一道螺栓进行盾尾刷的拆除。推出管片到这一列可以更换的盾尾密封位置，通过拼装机每次卸下1块管片进行更换。二 盾构机壳体部分供脂方法可选择手动或自动2种盾尾密封供脂方法；手动操作可选择操作盘上的任意阀，发出开关指令，在该状态下，泵运行则供脂；自动操作在操作盘上设定各阀的开关顺序及供脂时间，在该状态下，开始自动供脂；运行则按照设定开始供脂。二 盾构机壳体部分 图2-9 盾尾密封油脂注入系统方案图 本盾构机按

23、圆周方向分别在前筒、后筒上设有6处注脂口（3/4B），用于在掘进中向盾尾密封间注入盾尾油脂。利用盾尾油脂注脂用的气动注脂泵和电动球阀，可选择注脂口、注脂时间、自动/手动注脂等操作。如图2-9所示。二 盾构机壳体部分6 后方作业台 后方作业台是从盾构机主体的纵梁处向后伸出的台架，也是安装在盾尾内部空间的作业用脚手架，用于进行管片拼装作业和进出盾构机。图2-10 后方作业台结构示意图后方作业台与连接桥连接，可直接从台车走入盾构机本体内。二 盾构机壳体部分7 管片拼装机管片拼装机为拼装管片的装置，由安装在盾构机主体支承环后部的径向辊支承。通过2台液压马达驱动旋转齿圈，从而带动管片拼装机旋转。管片拼装

24、机的旋转角度为左右各220，内置于电缆盘内的防止过度旋转限位开关检测到过度旋转时，则停止旋转，旋转速度可通过流量控制阀进行无级调速。操作方式为有线和无线操作，本次投标管片拼装机的遥控盒也有了很大的提高，详细操作方式可在设计联络会确认。拼装机的管片夹通过液压千斤顶的伸缩进行升降（隧道半径方向移动）和前后滑动（推进方向移动）。可通过1根抓紧管片支承千斤顶来防止管片的摆动，另外通过3个油缸的摆动来调整管片的拼装。使用装在管片拼装机旋转环上的动力单元，可进行旋转以外的动作。该动力单元的油箱为密封式。请对油量进行日常检查。此外，通过安装附件，可更换盾尾密封请在此输入您的标题图2-11 管片拼装机结构示意

25、图本次投标的拼装机设置有6自由度，描述如下：1）旋转：拼装机整体左右旋转；2）提升：拼装机吊臂上下滑动；3）前后滑动：滑动架前后滑动；4）俯仰：通过滑动架内1个油缸的前后伸缩，管片向前后倾斜；5）横摇：通过滑动架内1个油缸的左右伸缩，管片向左右倾斜；6）偏转：通过滑动架内的摇摆油缸让管片平面上左右旋转操作。二 盾构机壳体部分 8 注入管 为应对特殊情况，在盾构机内预留药液注入管、注浆管的布置如下图2-12所示。二 盾构机壳体部分1) 盾构机主体外周（径向方向） 50A6处（手动阀）：前盾；2) 主驱动隔板处（水平方向）50A6处(手动球面阀)：超前注入口，可旋转；（水平方向） 50A6处(手动

26、球阀)：化学注入口；（水平方向） 50A2处(手动球阀)：聚合物注入口；二 盾构机壳体部分9 并联双舱人行闸人闸用于操作人员从盾构机内进到隧道的开挖面进行换刀或作业时的设备。在盾构气泡舱隔板上部装有1套人闸，人闸设置在切口环的隔板上部，两端设置出入用的气密门。盾构机内安装有测量人闸门内的气压和隧道内气压的压力计、输气管、排气管的操作阀，用于人员出入时操作。另外，人闸内安装有有测量隧道内或开挖面气压及操作中的气压的压力计、供气阀、排气阀。在后续台车上设有维持土、气压稳定的整套自动调节设备。人行闸结构如图2-13所示。二 盾构机壳体部分人行闸的设计符合国家甲板机械和压力容器标准.隧道设备.气闸.安

27、全要求。满足带压换刀作业的要求。1）操作：操作员从盾构机内进入开挖面时，打开排气阀使闸门内的气压与大气压相通，关闭排气阀打开气密门，操作员进入闸门内关闭气密门，使气压慢慢上升为和开挖面的气压一样；然后打开开挖面一侧的气密门，进入开挖面内。操作员从开挖面进入盾构机时，按照与上述操作步骤相反的步骤进行操作。2）规格数量：1个 使用压力：0.5MPa 载人数：5名 型式：2室关于材料闸的说明：本次投标方案设置材料闸与人行闸并行。人行闸的副室可以作为材料闸使用，并且在材料闸内配备有搬运滚刀的轨道及手扳葫芦。三 盾构机刀盘部分盾构机刀盘盾构机刀盘1 刀盘结构刀盘结构 刀盘装置由切削机构（刀盘）、超挖机构

28、（仿形刀）及刀盘驱动装置构成。超挖机构安装在刀盘内。利用安装在刀盘背部中心的旋转接头，将刀盘内的超挖机构、磨损检测和注水管与盾构机内部相连。挖掘机构: 刀盘由4根主辐条和面板构成，开口率约32%，并装备有通过刀盘旋转来挖掘土体的各种刀具。刀盘分为挖掘岩层、砾石用的岩层挖掘型和挖掘砂土、粘土用的土砂挖掘型两种，可根据挖掘土体的状况更换使用，此两种刀具是完全可以互换的，采用背装方式。 本次施工的隧道主要穿越淤泥，粉质粘土,淤泥质土夹薄层砂，单从此地质条件考虑，刀盘的开口率是越大越好，单在隧道中段需穿越长度约170米穿越强风化花岗岩(砂土状)，微风化花岗岩,其饱和状态岩石单轴抗压强度66.1162.

29、0MPa,平均值为111.2 MPa。刀盘在设计时应考虑滚刀的布置以小间距、多刃数为好，所以选择了开口率为32%，滚刀布置间距为75mm，共48刃。三 盾构机刀盘部分请在此输入您的文本。搅拌机构：搅拌叶片和固定叶片用于在舱内搅拌、混合切削土沙和加泥材料(泡沫)。刀盘侧的叶片称为搅拌叶片，主体隔板侧的叶片称为固定叶片。搅拌叶片和固定叶片的设置如下所示。表2-2 搅拌机构三 盾构机刀盘部分注水口：为防止刀盘中心土砂粘着，在刀盘中心处设置了2处注水口，采用双管单泵方式，刀盘面板上有6个加泥或泡沫注入口，采用单管单泵方式。为了防止倒流，在吐出口设有舌形阀，同时在连接连接于旋转接头外侧主体的配管上也设有

30、止回阀，可双重防倒流。图2-14 刀盘上注入口示意图三 盾构机刀盘部分2 刀具刀具刀具如下:1）刀具硬质合金的安装方法刀具硬质合金有“粘附型”与“插入型”两种安装方法。一般来说，当承受冲击的可能性较低，或由于土质关系，需要刀片耐磨损时，采用“粘附型”，在挖掘碎石层以及存在异物、障碍物的地层等，需要承受冲击时，采用“插入型”,从本次施工的土质来看，为了防止超硬刀片的脱落、损伤，本机采用“插入型”方式。为了防止刀盘刀具本体的磨损，在刀片的背面进行耐磨堆焊。2）硬质合金材料硬质合金应具有耐磨损性和耐冲击性。3）刀具的母材采用的是合金钢，具有很好的耐磨性, 并且直接和土砂接触的那一面上进行耐磨堆焊,

31、防止了母材的磨损。4）滚刀/先行刀为挖掘岩层/砂土，在刀盘面上设有滚刀，滚刀和先行刀可互换，考虑到本次施工的地质条件，初装刀具选择为先行刀，滚刀/先行刀主体装备于安装在刀头上的刀座内，更换刀架时，请将滚刀主体从刀座上卸下，在机内或地面进行更换。三 盾构机刀盘部分为了满足招标文件切削刀具应该覆盖整个开挖面的要求，把先行刀厚度设计为84mm，并进行了加密设计。5）刀盘磨损的措施为提高刀盘挖掘时对流动土砂的耐磨性，在刀盘面板部通过焊接方式安装耐磨板，面板处耐磨板的厚度为10mm，外周除设置保护刀外，配置的耐磨板厚度为30mm。6）不同刀具高差考虑到不同刀具的使用功能，先行刀/滚刀高出刀盘面板160m

32、m，切削刀高出刀盘面板120mm，两者的高差为40mm，确保了渣土的流动性，可有效的防止渣土在刀盘上粘着并导致刀盘磨损。7）刀具更换从本次工地的土质条件来看必须更换刀具。换刀有以下两种方式：带压换刀：需要在0.3MPa的水压下作业，盾构机装备了满足带压作业的人行闸。地基改良换刀：通过对切削面的土质改良，从而止水和保持切削面的稳定，做到基本在常压下换刀。本次盾构机可通过超前注浆系统可改良土质，作为备选方案。三 盾构机刀盘部分【滚刀更换要领】滚刀利用固定夹具和螺栓，固定在焊接于刀头上的刀座（刀壳）上。拆卸滚刀时，请如下图所示，拆下螺栓和固定夹具。【切削刀更换要领】切削刀用螺栓固定在刀头上，拆卸切削

33、刀时，拆下螺栓。其他刀具边缘刮刀切削刀用螺栓或用焊接的方式固定在刀盘辐条侧面，用于将挖掘下来的土砂送入土舱内。外圈保护刀为了保护刀盘外圈免遭磨损，以焊接方式安装在刀盘外圈侧面。保护刀为保护滚刀/先行刀的刀箱，以焊接方式安装在刀盘上。三 盾构机刀盘部分8）刀盘刀具磨损度检测为了确认切削刀具和刀盘的磨损状态，配置了磨损检测装置，本次配置的磨损检测装置装备了液压式。液压型磨损检测刀4个，液压型刀盘磨损检测点2个，所有的磨损检测刀设计为背装式，均可更换。9）超挖刀装置超挖机构是可对任意断面进行超挖的装置，安装在刀盘内。通过操作盘设定想要切削的截面，能以10度为间隔在任意范围进行切削。超挖量（千斤顶伸缩

34、量）通过带电位计的累计流量计来检测，并显示在操作盘上。最大超挖量可设定为距盾构机外径以外110mm(千斤顶的行程为150mm)。仿形刀组装在面板上。三 盾构机刀盘部分3 驱动装置驱动装置刀盘的驱动力按照电动机减速机小齿轮带齿圈大口径轴承刀盘滚筒中间梁刀头的顺序进行传递。1)油脂润滑在土砂密封部及轴承部装备有可自动供应润滑油的回路。关于土砂密封部的润滑，是通过对各土砂密封之间自动供应油脂进行。油脂泵装载于后方台车上，至机内通过软管进行配管连接。机内装备有油脂分配阀，通过油脂分配阀可向各系统按正确定量供应油脂。而且，在油脂分配阀设有循环开关，可以检测油脂是否被正确供应。另外，在泵体及供脂配管上设有

35、压力传感器，不但可以检测压力，而且当超过设定数值时可发出警报。在操作盘上可以确认有无警报。警报装备有下述部分，一旦检测到警报，马上起动停止挖掘的联锁功能：三 盾构机刀盘部分 泵初始压力上限 油脂余量不足 泵电动机超负荷 供脂循环异常配管上装置的压力表，是可任意设定2 个供脂压力类型的压力表。如果超出上限设定数值，油脂供应将被停止。并且，当低于下限设定数值时可再次开始供应油脂。通过该机构，可有效地使用油脂。通过装置在机内的泵对轴承部供油。通常和刀盘旋转连动，从而使自动供油泵运行。另外，自动供油在非运行过程中时,刀盘不旋转。三 盾构机刀盘部分2)自动供油装置在大口径轴承各个滚排间，装备有自动加注齿

36、轮油的机构。通过自动加油，大口径轴承内各个辊之间的滚动滑动阻力得已减轻，可提高装置效率并延长使用寿命。由于自动加油与刀盘旋转连动运行，因此无需进行特殊运行操作。为防止主驱动温度超限，设置有水冷系统。三 盾构机刀盘部分3）驱动方式刀盘驱动电动机采用变频控制，转速可调。刀盘扭矩可设定为“常用（100%）”或“最高（130%）”。刀盘转速和刀盘扭矩有相应的动作区域，可获得“常用（100%）”扭矩的区域之刀盘转速为0.33.05rpm。如果在该范围以上提高转速，则最大扭矩与速度成反比而降低。三 盾构机刀盘部分4）变频电极驱动优点刀盘驱动方式使用电动驱动方式。电动驱动方式与液压驱动方式相比，具有以下优点

37、。噪音小机械效率高隧道内温度稳定而且，由于电动机使用变频驱动，因此刀盘可进行变速旋转。5）大口径轴承作为刀盘轴承装置，使用三排滚式大口径轴承（直径为2900mm，主轴承的使用寿命为不小于10000h）。大口径轴承通过主轴向滚排、反轴向滚排、径向滚排来承受作用于刀盘装置的负载。三 盾构机刀盘部分大口径轴承的特点：械效率高精整精度高、轴承摆动及半径方向的间隙小可将大负荷设备容纳于紧凑的结构中三 盾构机刀盘部分请在此输入您的文本。本次投标所设计的主驱动的技术参数表如表2-3所示，扭矩曲线如图2-32所示。表2-3 主驱动装置技术参数表 三 盾构机刀盘部分4 中心回转接头旋转接头用于连接从盾构机内部(

38、固定侧)铺设到刀头(旋转装置)处的管路和信号线。安装在刀头旋转中心线上的隔板后部。经由旋转接头的管路如下：液压油系统液压油系统 仿形刀仿形刀千斤顶用千斤顶用： 2条管路 润滑系统润滑系统 注脂用注脂用：1条管路 刀盘中心冲洗系统刀盘中心冲洗系统 注水系统注水系统：2条管路 刀盘注入系统加泥系统刀盘注入系统加泥系统：6条管路 磨损检测系磨损检测系统统 刀盘磨损检测刀盘磨损检测：6条液压管路。 请在此输入您的标题请在此输入您的文本。四四 后续设备后续设备1）后续车架与盾构机相关的操作盘、动力盘、动力单元及油箱等装配在后续车架上，并且排列成便于操作、检查的形式。台车截面为门型。请在此输入您的标题请在

39、此输入您的文本。四四 后续设备后续设备 2） 连接桥 盾构机主体（后方作业台）和车架之间设有兼作软管架、电缆架的连接桥装置。在盾构机主体、连接桥和后方作业台下部，装备有搬运管片等材料的装置（管片搬运装置）。本次投标方案设计为可以从台车走道直接通过连接桥走入盾构机内。四四 后续设备后续设备3） 管片、材料搬运系统管片、材料的搬运采用一次单梁葫芦和二次双梁葫芦吊运的方式运送，具体搬运方案如下图所示。二次梁下部满足储存一环管片的要求。如图2-39所示。四四 后续设备后续设备4 ）二次通风系统关于隧道内换气，从地面上送新鲜的空气的1次换气（施工者准备）和放置在6号台车上的2次换气的装置以及从6号台车到

40、1号台车位置连续设置的通风管道构成，是可以向盾构机本体内作业场所供应新鲜空气的设计。2次换气的设备，是在6号台车的中间准备了一台37kW的高效能隧道用轴流式风机，风压达到2400pa，通风流量为38400m3/h，满足隧道内0.5m/s风速的要求。五 同步注浆及二次注浆系统 同步注浆及二次注浆系统在隧道掘进机工程中为了防止由于正面土层的松动而引起的沉降并且为尽早让管片与土层形成一体，采用了注浆设备。对在推进的过程中产生的盾尾间隙，通过同步注浆装置由同步注入管总共4处进行浆液的注入（另有6处备用）。注浆泵的起动、停止、注入量、注入速度都可自动调整，注入压力可以任意进行设定并且拥有控制的机能。注入

41、完成之后将对于同步注入管采用高压水枪冲洗。为了满足买方200%注入率的要求，将配置能满足要求的SWING柱塞泵（2台12m3/h,），并配置一个8m3的砂浆罐。五 同步注浆及二次注浆系统请在此输入您的文本。五 同步注浆及二次注浆系统 二次注浆系统计划选用镇江生产的ZBYSB型液压注浆泵，该泵可以无级调节排浆量及排浆压力，并具有按照预定的注浆终压自动（手动）调节泵排浆量的性能，可单液、双液及化学浆。六 冷却水循环系统 冷却水循环系统冷却系统分为对刀盘主驱动内外周密封冷却、刀盘驱动电机的冷却、刀盘驱动齿轮油的冷却、液压油及空压机的冷却的冷却等，此部分冷却水采用密闭的内循环蒸馏水进行冷却，冷却水管和水箱经过特殊的防锈处理，可有效的减小管路和水箱因生锈或异物堵塞的问题。内循环通过热交换器与外循环水进行热交换，要求外循环需提供55000L/h以上、25以下、压力为510bar的工业用水。另外设置有蓄水水箱(6000L)，由用户提供工业用水供水，用于同步注浆注浆设备用水、泥浆阀冲洗用水、泥浆泵密封冷却水及刀盘中心注水等。使用过的废水通过污水箱排出隧道外。刀盘电机变频柜本次投标计划采