盾构机主要部件组成及施工工艺

1、盾构机主要部件组成及施工工 艺盾构机主要部件组成及施工工艺丿_|二,雷宏盾构是一个具备多种功能于一体的综合性设备，它集合了隧道施工过程 中的开挖、出土、支护、注浆、导向等全部的功能。盾构施工的过程也就是 这些功能合理运用的过程。盾构在结构上包括刀盘、盾体、人舱、螺旋输送机、管片安装机、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、自动导 向系统及通风、供水、供电系统、有害气体检测装置等。1、 刀盘和刀具刀盘：根据北京地铁特殊地质条件设计。辐条式刀盘，开口率约为50%。6个刀梁。刀梁及隔板上有5路碴土改良的注

2、入孔（泡沫、膨润土、水注入管 路）。刀盘表面采用耐磨材料或堆焊耐磨材料，确保刀盘的耐磨性。刀盘具有正反转功能，切削性能相同。刀具：中心鱼尾刀1把，先行刀36把、主切刀82把（高64把、低18把），保径刀24把；合计：143把。另配超挖刀2把。2、 盾体盾体钢结构承受土压、水压和工作荷载（土压3bar）。盾体包括：前盾、中盾、盾尾。前盾前盾又称切口环，它里面装有支撑主驱动和螺旋输送机的钢结构。隔板 上面设人舱、球阀通道、四个搅拌器。前盾上有液压闭合装置，可以关闭螺 旋输送机的前闸门。前盾的隔板上装有土压传感器。中盾和盾尾中盾又称支承环，前盾和中盾用螺栓联接，并加焊接联接中盾内布置有推进油缸、铰接

3、油缸和管片安装机架。中盾的盾壳园周布 置有超前钻孔的预留孔中盾和盾尾之间通过铰 接油缸连接， 两者之间可以有一 定的夹角，从而使盾构在掘进时 可以方便的转向。盾尾安装了三道密封钢丝刷及8个油脂注入管道、8根内置 的同步注浆管道（4根正常使用4根注浆管为备用）3、主驱动系统主驱动机构包括主轴承、八个液压马达、八个减速器和安装在后配套拖 车上的主驱动液压泵站。刀盘通过螺栓与主轴承的内齿圈联接在一起，刀盘 驱动系统通过液压马达驱动主轴承的内齿圈来带动刀盘旋转。主轴承采用大直径三滚柱轴承，外径2820mm。4、推进系统盾构的推进机构提供盾构向前推进的动力。推进机构包括32个推进油缸和推进液压泵站。推进

4、油缸按照在圆周上的区域分为四组，顶部3对油缸一组、左侧4对油缸一组、右侧4对油缸一组、底部5对油缸一组。油缸的后 端顶在管片上以提供盾构前进的反力。推进系统油缸分组控制如图所示，其中4个位置的油缸装有位移传感器。刷珈密對!*1用宦封）5、 螺旋输送机螺旋输送机采用带轴式后出碴门，安装于前盾的底部，伸入土舱的一段 焊接有耐磨片。螺旋输送机通过二个液压马达带二个减速机周边驱动，其转速范围可以在021rpm内无级调速，可以很好的控制出土量和控制土舱的土压力。为了提高碴土的流动性，可以向螺旋输送机周边的孔注入膨润土或泡沫。螺旋输送机最大输送粒径为250mm。6、 皮带输送机皮带机用于将螺旋输送机输出的

5、碴土传送到盾构后配套的碴车上。皮带机布置在后配套拖车的上面。7、 管片安装机构管片安装机安装在盾尾，有6个自由度，有遥控和线控两种方式。管片吊机及管片转运小车：管片（共6块）由2个管片运输车由洞外运送到 洞内后，首先由管片吊机吊起放置到管片转运小车上，然后由管片转运小车送 到管片安装机能够抓到的位置。管片转运小车一次可以存放3块管片。8、 人舱人员舱是人员出入土舱进行维修和检查的转换通道，出入土舱的工具和 材料也由此通过。人员舱有两种状态：无压模式（非工作状态）；加压模式（工 作状态）。人员舱包括主舱和材料舱（3+2），它们由压力门隔开。进入土舱具有一定的危险性。进入人员舱的工作人员必须经过身

6、体检查, 并接受相关的专业技术培训。9、拖车后配套拖车用以安装液压泵站、注浆泵、砂浆罐及电气设备等。拖车行走在专用轨道上，拖车之间用拉杆相连。每节拖车上的安装设备如下表:拖车号主要安装设备设备桥皮带机、管片吊机、管路、泡沫 发生器.1电柜控制注浆泵、砂浆罐、小配21润土主驱动糸统泵站膨润土罐及膨3 脂站王配电且柜、泡沫箱及泡沫泵、油4 电缆存台空压机、风包、主变压器、5 水管卷筒、储风筒、皮带机卸碴 点1 0、液压系统液压系统是盾构为各主要执行元件提供动力并执行的关键系统，主要包括主驱动、推进（铰接）、螺旋输送机、管片安装机、辅助系统、循环过滤冷 却系统等，液压系统的元器件全部采用国际知名品牌

7、的产品，元器件质量可 靠性能稳定，保证了液压系统的可靠性。1 1、注脂系统注脂系统包括三大部分：主轴承密封系统，盾尾密封系统和主机润滑系 统。三部分都以压缩空气为动力源。1 2、碴土改良系统盾构配有两套碴土改良系统：膨润土系统和泡沫系统。两者在注入口共 用一套输送管路。泡沫系统：用于对碴土进行改良。泡沫系统主要由泡沫泵、高压水泵、电磁流量阀、泡沫发生器、压力传感器、管路组成,膨润土注入系统：在确定不使用泡沫剂的情况下，关闭泡沫输送 管道，同时将膨润土输送管道打开，通过输送泵将膨润土压入刀盘、碴舱 和螺旋输送机内，达到改良碴土地目的。后配套刀盘一泡沫及膨润土系统示意图13、同步注浆系统盾构采用同

8、步注浆系统， 可以使管片外面的间隙及时得到充填， 有效的 保证隧道的施工质量及防止地面下沉注浆系统示意图如下：盾构刀盘注入口 膨润土系统接口水箱压缩空气f 回转机构螺旋输送机水泵后配套1 4、自动导向系统盾构安装了一套自动导向系统。本系统能够对盾构在掘进中的各种姿态、 以及盾构的线路和位置关系进行精确的测量和显示。 操作人员可以及时的根 据导向系统提供的信息，快速、实时地对盾构的掘进方向及姿态进行调整，保证盾构掘进方向的正确注浆系统示意图DS2000自动导向系统示意图Leica TCA1202-S型自动全站仪、工业触摸式壁挂电脑、R型和B型无线通讯 控制箱、盾构姿态自动测量软件、2 个电子棱镜

9、；倾角传感器；后视棱镜组。；u触*氏u地面R 型和倾角2 个4 1岂监控模块：通过工地上的光缆或电话线可对盾构推进的状态进行实时了解和管理，实现地面对地下的管理和控制。1、全面姿态显示：多达十几个姿态参数的数字和图像显示，使信息更直 观。2、不同的权限管理，防止人为误差；3、基于现场的软件界面设计和操作流程；4、强大的设计数据计算功能；5、智能化的纠错能力和系统管理能力；6、全面的数据管理和历史数据查询分析功能；7、人工测量计算功能的备选。自动导向系统特点：真正的无线缆作业模式：先进的设计理念：先进的硬件基 础：全面的信息显示：1 5、电气控制系统供电：10KV 3P 50HZ电源：400V控制电源：230VAC/24VDC照明：230VAC箱式变压器：干式2台，IP55，温度监测报警和保护；主配电：无功补偿COS=0.9，短路、接地及二级漏保;电机启动方式：30kW及以上配置电机软启动器，程序防止大功率电机同时启动;盾构作业的施工流程1在盾构法隧道的起始端和终端各建一个工 作井2 盾构机在起始端工作井内安装完毕3.依靠盾构千斤顶的推力 （作用在新拼装好的 衬砌和工作井后壁上）将盾构机从起始工作井