土压平衡式盾构机简介-

1、土压平衡式盾构机简介乐贵平北京市亮马河北路污水管线截流工程是酒仙桥污水处理厂的配套工程,其中有两段采用盾构施工,这是北京地区第一次采用机械式盾构机进行隧道施工。施工中采用的加泥式土压平衡盾构机是从日本IHI 株式会社引进,由北京市政总公司地下工程公司负责组织施工。目前西段919m (管道内径217m 已于2000年3月1日全线贯通,东段已进入初始掘进阶段。西段地质复杂多变,施工过程中曾经遇到大面积流砂层、旧河道淤泥层、局部管涌,甚至在回填土层中穿越。实践表明,加泥式土压平衡盾构机能够适应北京市东部地区隧道的施工。下面简要介绍本工程所采用的土压平衡盾构掘进机。1系统组成111盾构机头如图1 所示

2、。图1土压平衡式盾构机112主要组成和功能(1主要组成部分刀盘切削系统;推进系统;加泥与注浆系统;螺旋输送机系统;管片拼装系统;盾尾密封系统;皮带运输机系统;数据采集与监控系统;后续台车系统; 管片吊运系统;(2主要系统的功能盾壳由切口环、支承环与盾尾三个部分组成,其作用是保护人和设备在地下正常掘进,主要承受土体压力和掘进过程中千斤顶的推进力。切削刀盘系统刀盘采用中心支撑方式,由盘体、切削刀、仿形刀、传动箱、集中润滑系统组成。掘进时,十字幅条式刀盘直接与开挖面接触并旋转切削土体,切削下来的土体在密封舱内与外加泥或水充分搅拌,使之成为可塑、渗透性极小的泥土,并保持一定的动态平衡压力,控制开挖面土

3、体不塌陷和地面不发生较大降沉。仿形刀主要为转弯或纠偏而设,其作用是创造转弯空间和减少转弯阻力。推进系统推进千斤顶共有12个。考虑到小封顶轴向插入,而且管片能够实现错缝拼装,设4只行程为1800mm 的千斤顶和8只行程为1150mm 的千斤顶。千斤顶推进时,可进行编组和分区控制。管片拼装系统用于隧道管片拼装。该设备可实现绕轴向回转,径向提升和轴向等三个自由度的移动,由回转盘体、悬臂梁、提升横梁、举重钳,以及千斤顶等组成。螺旋输送机螺旋输送机采用液压驱动,可根据密封舱内土压力伺服控制,是控制密封舱内保持一定土压与开挖面土压和水压平衡的关键。螺旋输送机还设有断电紧急关闭出土口装置,以保证隧道的施工安

4、全。注浆系统注浆分为衬背同步注浆与管片二次注浆两种,其中衬背同步注浆效果直接影响到地面沉降。衬背同步注浆系统可根据地层与地面构筑物状况,进行双液或单液注浆。注浆压力和注浆量均可自由设定与调节。此外,还配有一套注浆管路清洗系统,从而保证衬背注浆系统正常使用。盾尾密封系统结构型式为三排二室钢丝刷。采用电动油脂泵注入油脂,每推进一环注入一次,可保证盾尾在1MPa 压力下不渗漏。数据采集与监控系统采用P LC 系统,可对挖掘数据进行采集、数值运算、逻辑控制、故障报警、实时画面显示与数据输出等管理工作。42产品大世界建筑机械2000(6台车系统台车采用门型双轨双轮行走单侧装载型式,共9台。1号台车操作台

5、车;2号台车盾构推进千斤顶、螺旋输送机及仿形刀液压设备台车;3号台车刀盘及衬背注浆液压设备台车;4号台车油箱、油脂泵台车;5号台车电起动盘台车;6号台车泥浆泵及储浆罐台车;7号9号台车衬背注浆泵、搅拌罐台车。2主要技术参数基本参数外径(mm<3330长度(mm5875灵敏度118重量(kg68000推进系统长行程千斤顶:800kN/3413MPa/1800mm(4个短行程千斤顶:800kN/3413MPa/1150mm(8个总推力:800kN×12推进速度(mm/min053刀盘幅条式中心轴支承方式,液压马达驱动。转速(r/min0212最大扭矩(kNm820仿形刀推力(kN1

6、3114行程(mm0100工作压力(MPa2016螺旋输送机液压马达驱动方式。公称直径(mm420螺距(mm300转速(r/min02214排土能力(m3/h3912管片拼装机回转角(°±200转速(r/min0118垂直行程(mm550水平行程(mm600盾尾密封型式注油脂式三道钢丝刷。自动注油电动泵,工作压力为5MPa数据采集与监控管理系统盾构挖掘数据管理软件(日文版,可输出周报、日报、环报以及以100mm为单位的管理数据,有设定、测量、掘进、历史曲线、报警、动态曲线等画面(英文界面。皮带运输机胶带宽度(mm750胶带走速(m/min76输送能力(m3/h60电机715kW×380V管片起吊机起吊能力(kN15提升速度(m/min617行走速度(m/min1015盾构供电和用电供电电源交流10kV供电容量315kVA动力电源交流380V控制电源交流220V,直流24V操作电源直流24V电磁阀电源直流24V照明电源交流220V,直流36V仪器仪表电源交流220V,直流24V附:亮马河北路污水截流工程地质简况1.覆土厚度:58m;2.地下水位:距地表12m;3.穿越地层:轻亚粘土、亚砂土、中亚砂土及粉细砂亚粘土交互层;4.渗透系数:511×10-