盾构机主要部件组成及综合项目施工基本工艺.doc

盾构机重要部件构成及施工工艺雷宏盾构是一种具备各种功能于一体综合性设备，它集合了隧道施工过程中开挖、出土、支护、注浆、导向等所有功能。盾构施工过程也就是这些功能合理运用过程。盾构在构造上涉及刀盘、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；在功能上涉及开挖系统、主驱动系统、推动系统、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：依照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路碴土改良注入孔（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，保证刀盘耐磨性。 刀盘具备正反转功能，切削性能相似。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；共计：143把。另配超挖刀2把。2、盾体盾体钢构造承受土压、水压和工作荷载（土压3bar）。盾体涉及：前盾、中盾、盾尾。l 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钢构造。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前闸门。前盾隔板上装有土压传感器。l 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。中盾内布置有推动油缸、铰接油缸和管片安装机架。中盾盾壳园周布置有超前钻孔预留孔。中盾和盾尾之间通过铰接油缸连接，两者之间可以有一定夹角，从而使盾构在掘进时可以以便转向。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涉及主轴承、八个液压马达、八个减速器和安装在后配套拖车上主驱动液压泵站。刀盘通过螺栓与主轴承内齿圈联接在一起，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、推动系统盾构推动机构提供盾构向前推动动力。推动机构涉及32个推动油缸和推动液压泵站。推动油缸按照在圆周上区域分为四组，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。油缸后端顶在管片上以提供盾构迈进反力。推动系统油缸分组控制如图所示，其中4个位置油缸装有位移传感器。底部推动缸右侧推动缸左侧推动缸顶部推动缸5、螺旋输送机螺旋输送机采用带轴式后出碴门，安装于前盾底部，伸入土舱一段焊接有耐磨片。螺旋输送机通过二个液压马达带二个减速机周边驱动，其转速范畴可以在021rpm内无级调速，可以较好控制出土量和控制土舱土压力。为了提高碴土流动性，可以向螺旋输送机周边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碴土传送到盾构后配套碴车上。皮带机布置在后配套拖车上面。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个管片运送车由洞外运送到洞内后，一方面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可以抓到位置。管片转运小车一次可以存储3块管片。8、人舱人员舱是人员出入土舱进行维修和检查转换通道，出入土舱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）。人员舱涉及主舱和材料舱（3+2），它们由压力门隔开。进入土舱具备一定危险性。进入人员舱工作人员必要通过身体检查，并接受有关专业技术培训。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。每节拖车上安装设备如下表：拖车号重要安装设备设备桥皮带机、管片吊机、管路、泡沫发生器1控制室、注浆泵、砂浆罐、小配电柜、泡沫发生装置2主驱动系统泵站、膨润土罐及膨润土泵3主配电柜、泡沫箱及泡沫泵、油脂站4两台空压机、风包、主变压器、电缆存储区5水管卷筒、储风筒、皮带机卸碴点10、液压系统液压系统是盾构为各重要执行元件提供动力并执行核心系统，重要涉及主驱动、推动（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，液压系统元器件所有采用国际知名品牌产品，元器件质量可靠性能稳定，保证了液压系统可靠性。11、注脂系统注脂系统涉及三大某些：主轴承密封系统，盾尾密封系统和主机润滑系统。三某些都以压缩空气为动力源。12、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。l 泡沫系统：用于对碴土进行改良。泡沫系统重要由泡沫泵、高压水泵、电磁流量阀、泡沫发生器、压力传感器、管路构成，l 膨润土注入系统：在拟定不使用泡沫剂状况下，关闭泡沫输送管道，同步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。泡沫及膨润土系统示意图13、同步注浆系统盾构采用同步注浆系统，可以使管片外面间隙及时得到充填，有效保证隧道施工质量及防止地面下沉。注浆系统示意图如下：注浆系统示意图14、自动导向系统盾构安装了一套自动导向系统。本系统可以对盾构在掘进中各种姿态、以及盾构线路和位置关系进行精准测量和显示。操作人员可以及时依照导向系统提供信息，迅速、实时地对盾构掘进方向及姿态进行调节，保证盾构掘进方向对的。LeicaTCA1202-S型自动全站仪 2个棱镜R型和B型控制箱 触摸电脑盾构姿态自动测量软件 地面监控系统倾角传感器DS自动导向系统示意图LeicaTCA1202-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；倾角传感器；后视棱镜组。； 监控模块：通过工地上光缆或电话线可对盾构推动状态进行实时理解和管理，实现地面对地下管理和控制。1、全面姿态显示：多达十几种姿态参数数字和图像显示，使信息更直观。2、不同权限管理，防止人为误差；3、基于现场软件界面设计和操作流程；4、强大设计数据计算功能；5、智能化纠错能力和系统管理能力；6、全面数据管理和历史数据查询分析功能；7、人工测量计算功能备选。自动导向系统特点： 真正无线缆作业模式：先进设计理念：先进硬件基本：全面信息显示：15、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及以上配备电机软启动器，程序防止大功率电机同步启动；盾构作业施工流程1 在盾构法隧道起始端和终端各建一种工作井2 盾构机在起始端工作井内安装完毕3 依托盾构千斤顶推力（作用在新拼装好衬砌和工作井后壁上）将盾构机从起始工作井壁墙开孔处推出4 盾构机在地层中沿着设计轴线推动，在推动同步不断出土和安装衬砌管片5 及时向衬砌背后空隙内注浆，防止地层移动且固定衬砌换位置启动皮带传送机，螺旋输送机及出土口管片生产浆液配制 输送土方运送渣土排出管片拼装管片运送壁后注浆施工监测盾尾油脂压注轴线控制测量盾构推动6 盾构机最后进入终端工作井并被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推动施工准备