《盾构构造与操作维护》课件-项目4 盾构机系统维护保养

盾构构造与

操作维护任务一4.1刀盘刀具与主驱动维护【工作场景与任务】:某区间隧道采用盾构法施工，盾构穿越地层以砂卵石

为主，掘进过程中发现推力大、掘进速

度慢等现象，通过开仓检查发现部分刀

具磨损严重，并进行了更换。隧道贯通

后发现刀盘也存在一定的磨损，需要进

行维修。盾构机运行期间应如何对刀盘

与刀具开展维护工作?新华视频目录

CONTENTS01

刀盘刀具维护(一)刀盘及维护(二)刀具及检查更换(三)增强刀盘刀具耐磨

性能的方法(四)刀具配置注意事项02

主驱动维护(一)主驱动密封维护(二)润滑油维护(三)主轴承日常维护(四)减速机日常维护(五)主驱动电动机、液压

马达的维护刀盘刀具维护刀盘是盾构的主要工作部件，

它的主要作用是切削掌子面，

并搅拌渣土。刀盘四周和边缘

部分堆焊有耐磨条和耐磨格

栅。刀盘经由牛腿、法兰盘和

主轴承连接在一起，由4个牛

腿承受推进力和径向荷载，以

及驱动马达提供的扭矩。周边刮刀耐磨条牛腿与主驱动连接

的法兰环刀盘刀具维护

一、刀盘及维护主动搅拌棒刀具是盾构掘进系统的主要部件，必须根据地质条件对刀具的运转状

况进行检查。在刀具严重磨损或损坏的情况下进行推进，刀盘会严重

损坏。在掘进过程中，地质条件的变化导致刀具的耐用度不同。刀盘刀具维护

二、刀具及检查更换刀盘刀具维护

三

、增强刀盘刀具耐磨性能的方法一般可采用适宜的材料与合理的工艺来提高刀盘及刀具的耐磨性，具体有如下几点：(1)刀盘的面板焊接网状耐磨条；(2)刀盘的外圈焊接高强度的耐磨板；(3)对刀盘开口部位的表面进行耐磨处理：(4)刀具均采用高耐磨的合金钢碳化钨刀具；(5)在搅拌棒的表面堆焊网状耐磨条，网状耐磨条的网眼尺寸一般为80mm×80mm,

耐磨条的高度约为

5mm,

宽度为10mm。刀盘刀具维护

四、刀具配置注意事项主驱动维护液压驱动

电机驱动主驱动维护

一、主驱动密封维护盾构机作为一种较为高端的施工机械，其运行主要依靠主驱

动系统。根据对主驱动密封失

效的原因分析，为保证密封达

到设计的使用寿命，操作和保

养人员必须加强密封状态的监

测工作。主驱动维护

二、润滑油维护润滑油脂供给源电动油脂泵主驱动维护

三、主轴承日常维护(1)检查减速箱油位，若油位过低应

先找出漏油故障，消除故障后补

充齿轮油。(2)检查减速箱温度是否在正常范围

内，观察冷却水的流动情况(观

察减速机上的水轮指示器)。(3)检查减速箱的温度开关，定期清

理上面的污垢。(4)第

一

次工作50h后更换所有齿轮油。主驱动维护

四、减速机日常维护主驱动维护

五、主驱动电动机、液压马达的维护液压马达驱动变频电机驱动No.01刀盘刀具维护刀盘及维护、刀具及检查更换、刀具配置注

意事项。 No.02主驱动维护主驱动密封维护、润滑油维护、主轴承日常维护、减速机日常维护、主驱动电动机、液压马达的维护。A简述刀盘的维护步骤。简述增强刀盘刀具耐磨性能的方法。简述盾构机减速机日常维护措施。思考

题盾构构造与操作维护任务二4.2渣土输送与推进系统维护【工作场景与任务】:某区间隧道采

用盾构法施工，土压平衡盾构机掘进到

1213环时，螺旋输送机出现异响并伴有

较大振动现象，操作人员立即停机并上

报项目部，项目部技术人员初步判断为

螺旋输送机的减速机故障。那么,在使

用渣土输送系统前如何开展对螺旋输送

机和皮带输送机的检查及维护工作?新华视频目录

CONTENTS01

渣土输送系统维护(一)渣土输送系统组成与功能(二)螺旋输送机维护内容(三)皮带输送机维护内容推进系统维护(一)推进系统相关设备的检查(二)检查频率(三)推进系统维护与保养02渣土输送系统维护刀盘刀具维护

一、渣土输送系统组成与功能螺旋输送机

皮带输送机维修保养灯维保正

转前舱门开前舱门关

后上闸门开后上闸门关螺机伸出螺机回收后上闸门开后上闸门关刀盘刀具维护

二、螺旋输送机维护内容图4-1

螺旋输送机控制面板泵站指示灯反转图4-6螺旋片磨损后主控制室控制现场

控制启动渣车满渣车空主控制室控制现场控制刀盘刀具维护

三、皮带输送机维护内容图4-8皮带输送机控制面板图4-9皮带输送机的组成图连锁无效

无效有效停止推进系统维护主驱动维护

一

、推进系统相关设备的检查盾构的推进系统由推进油缸、铰接油缸、液压泵、控制阀件和液压管

路组成。液压系统带动推进油缸的

伸缩，驱使盾构在地层中向前掘进。盾构推进系统是盾构机的核心，需对推进系统进行必要的检查，及时

掌握设备情况。盾构机推进系统的组成主驱动维护

二

、检查频率1.日常检查2.月度检查：排掉油罐内的水。即使油罐完全

与水分隔，但仍会因安装场所环境及时间的

推移，导致空气中的湿气凝结成水滴，混入

液压油中，所以要打开油罐下部的泄水阀，每月排水一次。3.半年检查：液压油的点检。使用温度、运行

时间不同，检查次数亦不同，但一年至少请

液压油厂家进行2次检查。推进系统的检查主驱动维护

三

、推进系统维护与保养盾构的推进系统由推进油缸、铰接油缸、液压泵、控制阀件和液压管路组成。液压系统带动推进油缸的

伸缩，驱使盾构在地层中向前掘进。盾构推进系统是盾构机的核心，需对推进系统进行必要的检查，及时

掌握设备情况。推进油缸推进系统的维护在城市地铁建设中，所使用的盾构机直径D

一般都大于6m,

而其长度L一般则为8m

左右甚至更长，盾构

机的灵敏度L/D通常达到1.3左右，难以在曲线段施工。

为了提高盾构机的操作性能，通常将其分成前后两个

部分，中间用千斤顶连接起来，形成一个铰接装置，

这样可使盾构机前后弯曲，以适应曲线段的掘进。思考盾构机为何要设铰接装置?主驱动维护e

整

2斯

2

u

忘盾构机铰接装置经名裂他No.01渣土输送系统维护螺旋输送机维护、皮带输送机维护。No.02推进系统维护推进系统相关设备的检查、检查频率、推进系统维护与保养。A简述螺旋输送机的主要功能。简述皮带输送机的维护步骤。盾构机为何要设铰接装置?盾构构造与操作维护任务三4.3人闸与流体系统维护【工作场景与任务】:某区间隧道采用

盾构法施工，掘进至134环时出现推力大、扭矩小、速度慢等现象，经分析认为盾构

刀具磨损，无法正常掘进，决定停机开展

带压开仓刀具检查或更换作业。作业人员

要进入开挖仓内进行检查或更换刀具等带

压作业时，需使用人闸。那么,在使用人闸前如何开展对人闸的检查及维护工作?新华视频目录

CONTENTS01

人闸系统维护(一)人闸系统的基础知识(二)人闸系统维护(三)事故案例流体系统维护(一)流体系统的组成(二)流体系统的维护02人闸系统维护刀盘刀具维护

一、人闸系统的基础知识人闸系统包括主舱和副舱两部分刀盘刀具维护

二、人闸系统维护盾构机人闸系统构造人闸现场维护操作刀盘刀具维护

三

、事故案例2017年2月12日18点30分左右，厦门市轨道交通2号线一期工程1标段海沧

大道站-东渡路站区间，右线盾构现场

发生一起事故。3名工人带进仓作业

完毕在减压仓减压过程中，因仓内突

然起火，造成蔡某、张某、方某等3

人受伤，经送医院抢救无效死亡。事

故直接经济损失412.7万元。流体系统维护主驱动维护

一

、流体系统的组成盾构机是集机、电、液、气等技术于一体的大型施工机械，涉及的流体介质复杂多样，几乎涉及了目前流体传动的所有介质。在盾构中，用到的流体介质有液压油、润滑油、润滑

脂、盾构密封专用脂、砂浆、膨润土、工业压缩空气、化学物质泡沫等，这些介质的传动

系统通过各种控制有机地组合在一起，保证了盾构机的正常工作。◆

狭义层面：流体系统主要有水循环系统、压缩空气系统、集中润滑系统

、HBW密封系统、盾尾密封油脂系统、主驱动润滑系统、泡沫系

统、自动保压系统、同步注浆系统等。主驱动维护二、流体系统的维护液压油冷却器、变频器、空压机刀盘驱动部

密封刀盘电机、齿轮油冷却器污水污水外循环水外循环水水

循

环

系

统内循环水冷

却器机内盾尾隔

膜

泵隔

膜

泵内循环水箱污水箱排污泵过

滤

器水泵水

泵水

泵主驱动维护

二、流体系统的维护集中润滑油脂供给源电动油脂泵主驱动维护

二、流体系统的维护HBW

油脂密封(主轴承密封)系统用于主驱动密封最前一道密封腔，由于HBW

油脂阻水性较强，不容易被泥水冲

走，所以将HBW油脂打入主

驱动第一道密封腔，作为第

一道密封，阻止泥水进入主

驱动内部。主驱动维护

二、流体系统的维护盾尾部位的同步注浆孔ANo.01人闸系统维护人闸系统的基础知识、人闸系统维护、事故案

例

。No.02流体系统维护流体系统的组成、流体系统的维护。

简述人闸系统维护的内容。简述盾构机流体系统维护的内容。简述水循环系统维护操作流程。盾构构造与操作维护任务四4.4同步注浆与密封系统维护【工作场景与任务】:同

步

注浆可使围岩获得及时的支撑，可有效防止岩体的塌，控制地表沉降。某台采用同步注浆技术的土

压平衡盾构机当前正处于停机状

态，为确保同步注浆系统能正常

工作，应当如何对同步注浆系统

进行维护?新华视频目录

CONTENTS01

同步注浆系统维护(一)同步注浆目的(二)同步注浆系统组成(三)同步注浆材料(四)同步注浆技术参数02

密封系统维护(一)密封系统的组成(二)密封系统的维护与保养内容同步注浆系统维护刀盘刀具维护

一

、同步注浆目的盾构同步注浆就是在隧道内将具有适当的早期及最终强度的材料，按规定的注浆压力和

注浆量在盾构推进的同时，填入管片背部建

筑空隙内。刀盘刀具维护

二

、同步注浆系统组成同步注浆系统主要由注浆泵、砂浆罐以及管路三部分组成，同步注浆系统的示意图如图4-18所示。注浆泵如图4-19所示。砂浆罐如图4-20所示。盾构铰接盾尾注浆接入点砼罐车压力传感器联接管注浆泵

控制箱--腔制板盾体

后配套图4-18同步注浆示意图管片刀盘刀具维护

二、同步注浆系统组成图4-19注浆泵图4-20砂浆罐砂石

密封刷盾尾管片注浆管刀盘刀具维护

三、同步注浆材料图4-21单液注浆系统结构示意图浆液刀盘刀具维护

三、同步注浆材料盾尾▽△混合盒申A液

管

B

液

管图4-22双液注浆系统示意图刀盘刀具维护

四、同步注浆技术参数1.注浆压力通过实地勘探计算得出盾构拱顶水压和土压，管道中的压力损失在盾构机厂内组装时已测定，则A1、A4

拱顶注入点注浆压力理论计算值为：P

max=最大注入压力=(拱顶水土压力+管道中的压力损失)x1.25Pmin=

最小注入压力=(拱顶水土压力+管道中的压力损失)x0.75A2、A3底部注入点注浆压力理论计算值为：Pmax=

最大注入压力=(拱顶水土压力+管道中的压力损失+侧向土压系数xH+

侧向水压系数xH)×1.25Pmin=最小注入压力=(拱顶水土压力+管道中的压力损失+侧向土压系数xH+

侧向水压系数xH)x0.75式中

：H——

该处土层深度，

m。可根据以上理论计算所得结果分别设定A1

、A2

、A3

、A4点的注浆压力。目前，

一般采取的是设定一个稍微

偏高的注浆压力并同时进行注入量的管理。刀盘刀具维护

四、同步注浆技术参数2.注浆量同步注浆量经验计算公式：Q=VxλV——充填体积(盾构施工引起的空隙);入——注浆率(消耗系数+土质系数+超挖系数，

一般取130%~180%);V=π(D2-d2)L/4D——盾构切削外径：D——

预制管片外径；L--回填注浆段长度，即预制管片衬砌每环长度。刀盘刀具维护

四

、同步注浆技术参数3

.注浆速度注浆速度主要是指每单位时间内注射浆液的快慢情况，单位是L/min

。注浆速度主要由注浆泵的

性能、单环注浆量确定，与掘进速度相关。以土压平衡盾构机注浆设备的控制面板为例，其注浆控制面板如图4-23所示。TP1200反

正反

正图4-23注浆控制面板(单液注浆)维护指示灯左中(

右中自动启动左上紧急停止反

正

反正注浆控制密封系统维护盾构密封系统分为主轴承密封、铰接密封和盾尾密封三部分，是盾构隔绝外界泥水的三大防线，是盾构安全施工的根本。主轴承密封可以防止渣土等进入主驱动，保护主轴承正常

工作。铰接密封和盾尾密封可防止水、土等从盾尾进入盾构内。主驱动维护

一

、密封系统的组成

主驱动维护

二、密封系统的维护与保养内容开

拓

号公

盾

4万.要

品铰接密封处No.01同步注浆系统维护同步注浆目的、同步注浆系统组成、同步注浆材料、同步注浆技术参数。No.02密封系统维护密封系统的组成、密封系统的维护与保养。A简述同步注浆的目的。简述同步注浆系统的组成。简述盾构密封系统的组成。盾构构造与操作维护任务五4.5管片拼装与电气控制系统维护【工作场景与任务】:某

台

土压平衡盾构机当前正处于停机状

态，启动管片拼装机后，拼装机

旋转动作不顺畅，且管片拼装机

升降不动作，此时应当如何对管

片拼装系统进行维护?新华视频目录

CONTENTS01

管片拼装系统维护

02

电气控制系统维护(一)管片拼装系统的组成(一

)PLC

控制系统的维护(二)管片拼装系统的维护原则(二)传感系统的维护(三)管片拼装系统的日常维护要点(三)供电系统的维护(四)管片拼装系统各部件的维护内容(五)管片拼装系统维护清单管片拼装系统维护刀盘刀具维护

一

、管片拼装系统的组成土压平衡盾构机管片拼装系统包括管片拼装机、管片输送小车、

管片吊机。管片拼装机是管片拼

装系统的一个重要组成部分。管

片拼装机安装在盾尾部分，是一

种安全、迅速地把管片组装成预

定形式的机械。管片拼装过程如

图4-33所示。管片输送小车

输送架梁架刀盘

管片拼装机管片推进油缸图4-33管片拼装过程示意图刀盘刀具维护二

、管片拼装系统的维护原则管片拼装系统的维护应实行全员设备精细化管理模式，坚持

“五定”“六保持”原则，消除隐患、减少故障、降低维修成本、提高设备综合利用率。要点名称内容说明系统初期清洗系统初期清洗是设备维护保养工作的首要环节，由设备使用人员对设备表面进行清洗(清洗时需注意避开设备电路部分)并检查设备是否存在螺丝松动、漏油、缝隙、晃动等异常情况困难处清洗设备困难处是指很难清洗的位置、很难检验的位置和很难加油的位置，设备使用人员在进行设

备维护保养时需参照设备图纸与使用说明书对设备困难处进行特别清洗发生源检查发生源是指设备发生脏污、故障的根源，设备使用人员在进行设备维护保养时需检查造成设备问题的原因，对能够解决的及时进行解决，不能解决的问题及时上报设备加油生产设备在运转一段时间后需要对其易出现磨损、老化的部位进行润滑刀盘刀具维护

三、管片拼装系统的日常维护要点管片拼装系统维护保养要点管片拼装机主要由回转系统、提升系统、平移系统和管片夹取装

置构成，其中主要部件有电动机、

传动轴、传动齿轮、回转盘体、挡托轮、配重块、悬臂梁、提升

横梁、油缸、导向柱及管片夹取

装置等，如图4-34所示。刀盘刀具维护

四

、管片拼装系统各部件的维护内容垂直导杆升降油缸提升横梁挡轮悬臂梁小齿轮配重块回转盘体、图4-34环式管片拼装机整体结构图拖轮管片水平导柱

平移油缸管片夹取头刀盘刀具维护四

、管片拼装系统各部件的维护内容管片输送小车结构如图4-35所示。管片输送小车应在盾构机工作间隙进行“日检”和“周检”,除此之外每月应停机8~12h,进行强制性集中维护。图4-35管片输送小车结构图驱动齿轮

从动齿轮驱动箱体平移驱动机构电

机支

板

滑块轴

杆丝扣图4-37管片吊机内部结构图行走梁行走梁升降机构-驱动箱体轴杆图4-36

管片吊机立体结构图管片吊机结构如图4-36和图4-37所示。管片吊

机应在盾构机工作间隙

进行“日检”和“周

检”

,除此之外每月应

停机8～12h,进行强制

性集中维护。刀盘刀具维护

四

、管片拼装系统各部件的维护内容郭统配推保用群及维保内卵运行时大斑月备注管岭拼袋机操作耕管片拼装机操作箱然体及按钮开关有无外观捌伤1按纽并关端子部是否松动4除去箱内的水分尘埃、主砂等管外裤装机丹降装置开降装置是青职畅1径向轻径向程是否正幸远转鲜裤假幅部的支轩、支架有无变形。磨损，婴

阳等大小齿轮跪转轮、齿验和小齿轮的咬合是青良好抛体是否正常无渗漏映，螺检连接是否繁

无异常抓取机构微动油T,据取机构功能动作是香正卖扣头螺订、吊装螺栓是否破装成损环回转部分解装机垂立。回转拖链及内部管线是香

良

好减注机减速机运行、幽位，单色是西正常i马达及锅车运行是者业宿无异响成罩动1侧结构导引装置移动部件日测检查；沟染，指头，软管(德伤痕)。

推解析、行走装置，连楼，拖链，沿点如

架需妻，进行清洁删动检查：油温、草音、位