毕业论文盾构机的认识与了解.doc

毕 业 论 文盾构机的认识与了解作 者 姓 名 ： 鲁国栋 专 业、班 级： 电气自动化1403班 学 号： 20141110314 校内指导教师： 高杨 校外指导教师： 陈宗凯 完 成 日 期 ： 2017-06-01 黄河水利职业技术学院自动化工程系1黄河水院自动化工程系毕业论文摘要本设计围绕自己顶岗实习，以实习期间工作见闻为基础，综合公司内各种设计说明书和技术手册写成。共分四个章节，每个章节按照内容分为若干个小节。设计的第一章为实习公司和工作介绍，第二章大致的介绍了盾构机的整体系统，第三章比较全面的介绍了盾构机的操作以及操作时注意的事项。第四章讲解的是盾构机的维护和保养，各小节里分别介绍了盾构机机械的维护和保养以及盾构机电气的维护与保养。鉴于本人实习时间较短，对开关设备认识的深度和广度都有限，设计中难免会有错误和纰漏，还望老师们及时批评指正。关 键 词：盾构机;系统；操作;电气；维护；保养；I目 录摘要I目 录I引 言11 顶岗实习基本概况21.1顶岗实习公司中铁十四局集团大盾构工程有限公司21.2顶岗实习工作基本内容21.2.1 盾构机场地用电的准备21.2.2盾构机的电气元气件的认识31.2.3盾构机的高压供电系统71.2.4 实习感想和心得体会92 盾构机的系统102.1电气控制系统102.1.1工业计算机控制系统102.1.2 PLC102.2刀盘系统132.2.1 概述132.2.2 刀盘速度的调节142.3管片拼装系统142.3.1比例阀驱动142.4推进系统162.5 螺旋输送系统182.6 皮带输送系统193 盾构机的操作103.1开机前的准备（一）203.2开机前的准备（二）213.3掘进213.4土仓压力调整213.5推进方向的调整223.6盾构自转的调整223.7参数控制233.8铰接油缸操作233.9其它辅助措施的操作233.10掘进过程中233.11掘进结束时233.12盾构操作要求243.13掘进报告填写244 盾构机的维护与保养254.1 维护与保养的重要性254.1.1概述254.1.2盾构机维护保养方法与原则254.1.3盾构机维护保养制度254.1.4盾构机维护保养规程254.2刀盘系统的维护与保养254.2.1概述254.2.2刀盘的维保要点264.2.3刀具的磨损情况检查要点264.2.4刀盘刀具磨损量的检查标准264.3主轴承系统的维护与保养274.3.1主轴承的检查与保养事项274.3.2主驱动小减速机的维护保养274.4排渣系统维护保养284.4.1螺旋输送机维护保养284.4.2皮带输送机维护保养284.5盾构机电气的维护保养294.5.1高压电缆的维护保养294.5.2高压端子箱的维护保养304.5.3变压器的维护保养304.5.4配电柜的维护保养304.5.5操作面板的维护保养314.5.6皮带机的维护保养32结 语33参考文献34致 谢3535黄河水院自动化工程系毕业论文引 言众所周知，现在的城市发展非常迅速，随着城镇人口的爆炸增长，城内的交通发展也迫在眉睫，地下空间的资源开发成为发展中的重中之重，城市地下轨道交通是每大个城市所必须发展的。盾构机它是一个横断面外形与隧道横断面外形相同、尺寸稍大，内藏挖土、排土机具，自身设有保护外壳的暗挖隧道的机械。以盾构为核心的一整套完整的隧道施工方法称为盾构工法，盾构工法的设想19世纪初产生于英国，至今已有200年的历史。盾构工法问世以前隧道施工主要靠开挖法。但就城市隧道施工而言，开挖法存在受地形、地貌、环境条件的限制；开挖法给城市交通带来极大不便；开挖产生的地层沉降较大；施工机械的噪声和振动；施工对环境构成的污染等诸多不利因素。相对而言，盾构工法不存在这些缺陷，故受到人们的极大重视，并得以迅速发展。人们不仅开发了软土盾构工法，而且还开发了适于卵石地层等多种其它地层的盾构工法。此外，还在提高安全性、提高工程质量、缩短工期及降低成本等方面作了精心的研究和开发，并取得了较大的成功。目前盾构工法在城市隧道施工技术中已确立了稳固的统治地位，且已成为一种必不可少的通用隧道施工技术。目前隧道科技工作者正在致力于更先进的全机械化的计算机控制的智能化的盾构工法，适于地下大深度的盾构工法及特殊断面、特殊功能的盾构工法的研究和开发。实习结束后，通过图书馆、网络等媒介我查阅了大量关于盾构机的资料，完善了本设计的内容，并在老师的指导下完成了本设计。同时实习期间与单位领导和同事的接触，也初步使得我学会了怎样更好的与人交流和交往，这些均是实习期间获得的除了工作技能外无比宝贵的财富。本文内容多参考于各种资料文献，由于本人水平有限，设计中还有许多不足之处，请老师批评指正。1 顶岗实习基本概况1.1顶岗实习公司中铁十四局集团大盾构工程有限公司中铁十四局集团大盾构工程有限公司，筹建于2016年8月，是中铁十四局集团整合重组优势资源组建的专业化工程公司，是做大做强大直径盾构和城市轨道交通业务的重要举措。现为国内唯一一家大盾构专业施工企业。公司业务涉及江河湖海水下盾构、轨道交通、综合管廊、海绵城市等工程领域，工程项目以京津翼、长三角、珠三角地区为主，包括直径十米以上的大盾构、水下盾构和城市轨道交通项目。公司注册资本金3亿元，资产总额22.61亿元。公司先后承建了南京纬七路长江隧道、南京地铁10号线过江隧道、扬州瘦西湖隧道、武汉地铁8号线长江隧道、厦门地铁2号线海底隧道、芜湖长江隧道、杭州望江路钱塘江隧道、苏通电力管廊过江隧道等超大直径和水下盾构隧道工程。南京长江隧道工程代表了当今中国水下大盾构隧道建设的最高标准，获得国家科技进步二等奖两项，专利15项，其他知识产权11项。获得鲁班奖、詹天佑大奖和国家优质工程金奖。依托大盾构施工项目，集团公司成功建成国家级企业技术中心和博士后科研工作站。 该集团水下隧道盾构施工已覆盖江河湖海四大领域。凭借科技实力和超强的施工能力，奠定了中铁十四局集团有限公司在中国超大直径和水下盾构隧道工程领域的领跑战略地位。 公司秉承铁道兵令行禁止、勇于创新、一往无前的优良传统和工作作风，形成了以诚信、创新永恒，精品、人品同在为核心价值观的卓越文化。引领世界建设发展，缔造人类梦想奇迹。大盾构公司的企业愿景是：建设一批穿江越海世界级、标志性工程，全面掌握并引领大盾构核心技术，坚定不移让中国大盾构品牌走向世界。 1.2顶岗实习工作基本内容1.2.1 盾构机场地用电的准备我刚进公司时公司刚接到一个项目，由于我们机电部的人员比较少，任务相对繁重，所以刚去师傅就让我着手盾构机场地用电的准备。因为学校开设过AutoCAD电气工程制图课程，在学校也画过相关电气工程图，识图并不是难事。成套电气柜总装课程中也接过电气柜的线，所以接线并不生疏，有些不明白师傅简单的指点一下也就清楚了。但是在学校接电器柜的时候，在接线工艺方面虽然老师要求的很严，但当时完成任务才是最重要的，并且由于行线槽容积有限，在保证接线正确的情况下还要保证美观几乎是不可能的。但是项目工程的业主是国家电网，所以工艺要求非常严格，接好线之后的电气柜就像一件艺术品。在初期这种要求对我老说简直太难了，不过经过一定时间的适应之后基本能够保证接线工艺的美观要求。接线时先要根据元件的位置和走线方式来确定所截取线的长度，再按照图纸确定需要的线的数量，再在每根线上标明线号便于区分和方便接线。电气元件接好之后，需要把所有的线用扎带绑住一端，用绕线管缠好，再根据接线的位置用扎带固定在柜子的行线槽里，最后根据接不同元件把线分开。接线过程中注意行线的工艺，要求横平竖直，如果打弯注意弧度和接线空间还要求美观性。接线过程中如果线短了没法补而线长了可以截，接元件的时候是看着师傅们接过的柜子接的，因此刚开始接的时候我截取线时留的余量都比较大。接电压表、电流表还有旋转开关、按钮、指示灯等都是参照着师傅的手法接的，但是仍然没有师傅们接的美观，握线的弧度不是太大就是太小，而且用力掌握不好的话线就会弯曲。所以刚开始接的就是接了拆，拆了再接，效率比较低。看起来很简单也知道怎么接，真正接的时候才感觉特别困难，要注意很多的细节，而且还要有耐心。由于我比较缺乏耐心，看着那么多的线就头大。看着师傅们接的那么好又特羡慕，所以不断的挑战自己，不断的在心里鼓励自己。每次不会的时候就向师傅们请教，接线的时候除了有线号的线之外还要串很多线，串线的时候必须把线握一个直角，同时线必须用绕线管缠好以看起来更美观。这样的接线方法非常考验自己的耐心。不过习惯之后看着自己接的线还是很有成就感的，工作能否做好就在于自己工作的态度和做事是否细心、考虑事情是否周全等。1.2.2盾构机的电气元气件的认识1、变压器：变压器是用来改变交流电压大小的电气设备。它是根据电磁感应的原理，以相同的频率，在两个或更多的绕组之间，变换交流电压和电流而传输电能的静止电气设备。变压器是利用电磁感应原理工作的，它主要由铁心和套在铁心上的两个（或两个以上）相互绝缘的线圈组成，线圈之间有磁的耦合，但没有电的联系2、断路器：断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。 断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护。当发生严重的过载、短路或欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。断路器的工作原理：当短路时，大电流（一般10至14倍）产生的磁场克服反力弹簧，脱扣器拉动操作机构动作，开关瞬时跳闸。当过载时，电流变大，发热量加剧，双金属片变形到一定程度推动机构动作（电流越大，动作时间越短）。现在有电子型的，使用互感器采集各相电流大小，与设定值比较，当电流异常时微处理器发出信号，使电子脱扣器带动操作机构动作。 3、软启动器：软起动器是一种集软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。运用串接于电源与被控电机之间的软起动器，控制其内部晶闸管的导通角，使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至起动结束，赋予电机全电压，即为软起动。在软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额 定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。4、变频器：变频器是交流电气传动系统的一种,是将交流工频电源转换成电压、频率均可变的适合交流电机调速的电力电子变换装置，英文简称VVVF ( Variable VoltageVariable Frequency）。随着对自动化需求的增加，变频器控制的三相交流电机慢慢成为自动加工设备的标准配置。交流调速正慢慢取代直流调速。变频器调速具有（1）平稳：平滑软启动，降低启动冲击电流，确保电机安全；（2）节能：风机、水泵能耗按速度的立方递减；(3)精确：高精度宽范围的无级调速，变传统电机为智能电机；(4)高效：提高工艺要求、提升产品质量、减轻人工劳动强度；(5)自动化；非常方便接入通讯网络控制，实现生产自动化控制；5、接触器图1.2-1接触器6、电机：电机是一种其工作原理基于电磁感应定律和电磁力定律之上，实现机电能量转换或电能特性变换的机械，具有电能生产、传输和使用或者作为电量之间、电量和机械量之间的变换器的功能，是工业、农业、交通运输业和家用电器的重要组成部分，对我国社会主义建设有着重要的作用。7、接近开关：接近开关是一种不需与运动部件进行机械接触而可以操作的位置开关，当物体接近开关的感应面时，不需要机械接触，不需要施加任何压力即可使开关动作，从而驱动交流电器、直流电器或给计算机装置提供控制指令。接近开关是一种开关型传感器（即无触点开关），它即有行程开关、微动开关的特性，同时具有传感性能，且动作可靠，性能稳定，频率响应快，应用寿命长，抗干扰能力等、并具有防水、防震、耐腐蚀等特点。图1.2-2接近开关8、继电器：继电器是一种电控制器件。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成。只要在线圈两端加一定的电压，线圈会流过一定的电流，从而产生磁场，衔铁就会在电磁力吸引的作用下吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点释放。图1.2-3电磁继电器9、电缆：图1.2-4电缆10、气体检测毒性气体检测 可燃性气体检测图1.2-5气体检测图1.2-6气体检测数据11、开关电源：开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。 1.2.3盾构机的高压供电系统盾构机供电电压等级：我国城域配电电压等级为10kV，一般用电容量满足下列条件之一时，应采用高压10kV供电： （1）用电容量大于250kVA； （2）供电距离大于200米。盾构机属于三级用电负荷，采用一路10kV高压供电电源供；盾构机高压供配电系统主要由进线端子箱、高压开关柜、变压器构成。端子箱：盾构机10kV高压供电的接口；高压开关柜：对变压器进行短路和温升保护；变压器：实现10kV到400V的变换变压器容量计算和选择：常采用需要系数法进行负荷计算 .对于同类型的用电设备组，其负荷曲线具有大致相似的形状 .由于该组电动机实际上不一定都同时运行，而且运行的电动机也不可能都满负荷，同时设备本身及配电线路也有功功率损耗，因此考虑这些因素后该组电动机的有功计算负荷应为:P30(Pjs)=Kd*Pe P30：有功计算负荷 KW；Kd：需要系数。不同的设备有不同的需要系数Pe：经过折算后的设备容量 KW。 再根据设备的功率因数计算出无功功率Q30及 S30 Q30= P30*tan S30= P30/cos计算出每台设备的P30及Q30后，再计算总的负荷P30及Q30；进而计算总的视在功率S30；如果总的功率因数cos较低要进行无功补偿，以降低总的视在功率S30 。容量选择：根据计算出的来S30选择变压器的容量，应使变压器的容量S大于S30 ；而且还要保证供电系统的功率因数不能过低，否则应进行功率因数补偿。功率因数一般要补偿到0.9以上。盾构机常用变压器的容量有以下系列： 800 kVA，1000 kVA，1250 kVA，1600 kVA，2000 kVA，2500kVA。变压器的负荷率一般在7080%之间，过高会减小变压器的寿命，还会增加变压器的故障；变压器的负荷率过低会增加变压器的损耗，起不到节能的效果。 油浸式与干式的选择：干式需要机械通风带外壳保护式与不带外壳保护式：带外壳保护式可紧凑布置。400/230V低压配电系统：TN-S接地系统的工作零线N与接地线PE线在供配电系统中不公用。供配电系统为三相五线制，工作零线N接设备的工作零线，接地线PE线接设备正常工作时不带电的金属外壳，TN-S接地系统的安全性在TN系统最好，但系统的投资较高。以下为TN-S系统的接线形式：图1.2-7 TN-S系统低压配电系统的形式：(1)低压配电电压应采用230/400V。带电导体系统的型式宜采用单相二线制、两相三线制、三相三线制和三相四线制。(2)在正常的用电环境中，当大部分用电设备为中小容量，且用电设备无特殊要求时，宜采用树干式配电方式。(3) 当用电设备为大容量，或负荷性质重要，或在有特殊要求的用电环境中，宜采用放射式配电方式。(4)当部分用电设备距供电点较远，而彼此相距很近、容量很小的次要用电设备，可采用链式配电方式，但每一回路环链设备不宜超过5台，其总容量不宜超过10kW。(5)采用何种配电方式要根据用电设备的情况具体而定。一般盾构机中大容量的油泵电机、空气压缩机电机、刀盘驱动电机、螺旋输送机的驱动电机及注浆泵电机都等采用放射式供电。而其他的负荷多数采用树干式配电方式或链式配电方式。 配电保护形式：(1)盾构机变压器低压侧出线总开关应设长延时脱扣保护（15S）短延时脱扣保护（0.20.5S）、欠压保护和接地保护。(2)盾构机中用电设备的配电线路应设短路保护、过负载保护和漏电保护。(3)对于操作人员直接接触的用电设备，所选断路器应具有0.03A的剩余电流动作保护功能, 确保在故障情况下可靠切断电源，保护人身安全。(4)盾构机中用电设备配电线路采用的上下级保护电器，其动作应具有选择性；各级之间应能协调配合。但对于非重要负荷的保护电器，可采用无选择性切断。1.2.4 实习感想和心得体会实习进入一个新的环境和不同年龄段的人相处，对于刚从学校出来的我真的是很不适应。工作是那么的单调，刚开始工作时做的是那么的累和不称心，师傅们把你呼来唤去，闲的时候闲的发疯，忙的时候恨不得自己有分身术。刚开始最累的最辛苦的活就是自己的。像这种工作没有什么技术含量的，从学校出来的我总是眼高手低，总想表现一下自己。但是往往都是把问题搞砸，有时我自己都好想长时间的待在一个站点进行学习。工作不全是给别人工作的，这时候的我们最重要的是得到更多的锻炼，只有经过逆境的洗礼我们才会变得更加的优秀。所以首先要端正自己的工作态度，现在吃点苦不算什么，现在吃苦是为了以后不吃苦。所以不能遇到困难就退缩。走出这个学校这个我们的保护伞踏入社会，我们就要学会长大要独立。实习就当是别人给我们提供一个锻炼自己的平台。虚心学习，成长是一个不断学习的过程。我们步入新的环境就需要学习新的知识，虽然我们毕业了，可是我们在学校学的知识是远远不够的。不要以为自己是大学生就很了不起，当我们有这个错误的想法时就该反省自己了。我们需要向周围的人学习，学习他们多年的工作实践得出的好的方法，那些都是人生的精华。所以我们每到一个地方就要从基础开始，不要说自己的工作没有什么技术含量，有技术含量的自己能确保做的出来吗？生活中要不断的反问自己，实习我们就是要多看多学习。只有从基础的开始我们才能一步一个脚印的往前行。在以后的发展中我们进步的会更快。交际很重要，要学会和别人沟通。每个人的想法不一样，所以你要和别人沟通让别人明白你要表达的意思。和别人说话不要那么凶，向别人请教问题要谦虚。别人的做法你觉得不对语气要委婉。这个社会什么样的人都有，如果自己委屈了要学会安慰自己，有些时候退一步海阔天空，以退为进也是好方法如果可以尝试一下。对别人要真诚，只有真诚才能打开彼此心灵。要学会宽容，我们每个人都有犯错误的时候，原谅别人也就是原谅自己。生活就是这样，我们只有认真的对待生活，我们才会感觉到生活是那么的美，一个整天抱怨的人是不会快乐的。对于做每件事我们要有信心、决心、恒心和平常心。告别校园开始工作是我们的一个新开始，所以我们要走好每一步，要对自己有信心。我们的未来是很美好的，我们抱着希望努力的奋斗下去。不要忘了其实我们每天都在学习，学习新的东西。只有学习更多的东西积累更多的经验，我们才能跳的最高最远。生活中的困难其实我们都经历了不少，其实没什么大不了。所以当你在觉得很无助的时候告诉自己一切都会过去的。所有的挫折都是暂时的，都挡不住自己前行的脚步和对美好未来充满希望的心。这次实习使我从思想上变化很大，也许这就是我这次实习的最大收获吧。我从心里感谢周围的朋友老师，感谢我实习中帮助我得师傅们。2盾构机的系统2.1电气控制系统2.1.1工业计算机控制系统 工业计算机IPC是采用PC架构并采取多种有效技术措施以适应工业现场恶劣环境的计算机系统，因此，以工业计算机IPC为核心构建的控制系统具有系统开发方便，可以充分利用PC机的强大软件资源的优点，具有强大的数据运算和处理能力，功能强大、性能优异。可以比较容易的开发较复杂的控制程序，具有强大的数据处理与图形显示功能，所以比较适用于控制算法比较复杂的过程控制系统。 2.1.2 PLC中文名称为可编程控制器；英文名称为Programmable Logic Controller，简称PLC。PLC的工作原理：图2.1-1 plc工作原理图2.1-2 plc工作原理图2.1-3 程序图2.2刀盘系统 2.2.1 概述图2.2-1 刀盘系统1、刀盘液压泵电机启动方式液压泵电机采用软启驱动技术，实现电压的从低到高的连续上升，减少了电机启动时对其他设备的影响。2、刀盘控制方式采用远程和本地两种控制方式2.2.2 刀盘速度的调节图2.2-2 刀盘速度调节系统2.3管片拼装系统1、 拼装机液压泵电机启动方式：拼装机电机采用软启驱动技术，实现电压的从低到高的连续上升，减少了电机启动时对其他设备的影响。2、 拼装机控制方式：采取无线遥控操作。2.3.1比例阀驱动1、旋转和前后行驱动（1）拼装机旋转和前后行走功能是无限遥控设定速度值和方向到PLC，PLC输出控制放大板。（2）放大板驱动比例阀实现拼装机旋转和前后行的速度和方向控制。图2.3-1 比例阀驱动系统2、大臂伸缩驱动（1）拼装机大臂伸缩功能是通过无限遥控设定速度值和方向到PLC，PLC输出控制放大板。（2）放大板驱动比例阀实现拼装机大臂伸缩的速度和方向控制图2.3-2大臂伸缩驱动2.4推进系统 推进液压泵电机启动方式：推进系统采用软启驱动技术，实现电压的从低到高的连续上升，减少了电机启动时对其他设备的影响。推进控制方式：1、推进模式下，本地控制，可以实现A、B、C和D4个分区推进压力和速度的控制。2、拼装模式下，采取无线遥控器控制各组油缸的伸缩。图2.4-1 推进液压站各分区压力和流量控制1、压力是由触摸屏设定完成；2、流量由调速电位器设定后，根据各个分区油缸组数的不同设定不同比例的电流。图2.4-2 流量控制系统 2.5 螺旋输送系统1、螺旋机液压泵电机启动方式：液压泵电机采用软启驱动技术，实现电压的从低到高的连续上升，减少了电机启动时对其他设备的影响。2、螺旋机控制方式：采用远程和本地两种控制方式图2.5-1 螺旋输送机驱动电机 螺旋机旋转功能是操作面板电位计设定速度值和按钮设定方向到PLC，PLC输出控制WEST放大板。放大板驱动比例阀实现速度和方向的控制。图2.5-2螺旋机速度控制系统 2.6 皮带输送系统1、皮带机电机启动方式：皮带机采用软启驱动技术，实现电压的从低到高的连续上升，减少了电机启动时对其他设备的影响和实现了皮带机启动时皮带张力缓慢上升，避免了张力冲击造成皮带断裂。2、皮带机控制方式：采用远程和本地两种控制方式；启动前具有10s的皮带机喇叭报警功能；具有皮带机跑偏告警和急停功能。图2.6-1 皮带输送机3 盾构机的操作3.1开机前的准备（一）（1)检查延伸水管、电缆连接是否正常；（2）检查供电是否正常；（3）检查循环水压力是否正常；（4）检查滤清器是否正常；（5）检查皮带输送机、皮带是否正常；（6）检查空压机运行是否正常；（7）检查油箱油位是否正常；（8）检查脂系统油位是否正常；（9）检查泡沫原液液位是否正常；（10）检查注浆系统是否已准备好并运行正常；（11）检查后配套轨道是否正常；（12）检查出碴系统是否已准备就绪；（13）检查盾构操作面板状态：开机前应使螺旋输送机前门应处于开启状态，螺旋输送机的螺杆应伸出，管片安装模式应无效，无其它报警指示；（14）检查ZED导向系统是否工作正常；若以上检查存在问题，首先处理或解决问题，然后再准备开机。（15）请示土木工程师并记录有关盾构掘进所需要的相关参数，如掘进模式（敞开式、半敞开式或土压平衡式等），土仓保持压力，线路数据，注浆压力等；（16）请示机械工程师并记录有关盾构掘进的设备参数；（17）若需要则根据土木工程师和机械工程师的指令修改盾构参数；3.2开机前的准备（二）（1）确认外循环水已供应，启动内循环水泵；（2）确认空压机冷却水阀门处于打开状态，启动空压机；（3）根据工程要求选择盾尾油脂密封的控制模式，即选择采用行程控制还是采用压力控制模式；（4）在“报警系统”界面，检查是否存在当前错误报警，若有，首先处理；（5）将面版的螺旋输送机转速调节旋扭、刀盘转速调节旋扭、推进油缸压力调节旋扭、盾构推进速度旋扭等调至最小位；（6）启动前后液压泵站冷却循环泵，并注意泵启动是否正常，包括其启动声音及振动情况等。以下每一个泵启动情况均需注意其启动情况；（7）依次启动润滑脂泵（EP2）、齿轮油泵、HBW泵、内循环水泵；（8）依次启动推进泵及辅助泵；（9）选择手动或半自动或自动方式启动泡沫系统；（10）启动盾尾油脂密封泵，并选择自动位；至此，盾构的动力部分已启动完毕，下面根据不同的工序进一步进行说明。3.3掘进（1）启动皮带输送机（2）启动刀盘根据ZED面版上显示的盾构目前旋转状态选择盾构旋向按钮，一般选择能够纠正盾构转向的旋转方向；选择刀盘启动按扭，当启动绿色按钮常亮后。并慢慢右旋刀盘转速控制旋钮，使刀盘转速逐渐稳定在2rpm左右。严禁旋转旋钮过快，以免造成过大机械冲击，损机械设备。此时注意主驱动扭矩变化，若因扭矩过高而使刀盘启动停止，则先把电位器旋钮左旋至最小再重新启动；（3）启动螺旋输送机慢慢开启螺旋输送机的后门；启动螺旋输送机按钮，并逐渐增大螺旋输送机的转速；（4）按下推进按钮，并根据ZED屏幕上指示的盾构姿态调整四组油缸的压力至适当的值，并逐渐增大推进系统的整体推进速度；（5）至此盾构开始掘进；3.4土仓压力调整（1）如果开挖地层自稳定性较好采用敞开式掘进，则不用调正压力，以较大开挖速度为原则；（2）如果开挖地层有一定的自稳性而采用半敞开式掘进，则注意调节螺旋输送机的转速，使土仓内保持一定的渣土量，一般约保持2/3左右的渣土。（3）如果开挖地层稳定性不好或有较大的地下水时，需采用土压平衡模式（即EPB模式）。此时需根据前面地层的不同来保持不同的渣仓压力，具体压力值应由土木工程师决定。但最大土仓压力值一般不能大于3bar，否则有可能损坏主轴承密封；（4）若压力大时可以采取以下几个措施来降低压力：a.加快螺旋输送机的转速，增加出渣速度，降低渣仓内渣土的高度；b.适当降低推进油缸的推力；c.降低泡沫和空气的注入量d.适当的排出一定量的空气或水。（5）若压力小时可以采取以下几个措施来增大压力：a.降低螺旋输送机的转速，降低出渣速度，增加渣仓内渣土的高度；b.适当增大推进油缸的推力；c增大泡沫和空气的注入量；（6）增大或降低土仓内的压力是能过几种办法的综合运用来调整的，调节时要综合考虑几种方法对盾构施工的影响，如考虑到堀进的速度、对管片的保护以及是否能发生喷涌等因素是必须考虑的。一般情况下有以下几种影响：长时间降低螺旋输送机的转速可能会使开挖速度下降；过量注入泡沫来保压及空气不但不够经济，而且有可能发生喷涌；过少则可能造成刀盘扭矩增加；推进系统推力过大有可能破坏管片，造成裂纹或变形；推进系统推力太小则无法掘进；3.5推进方向的调整(1)盾构方向的调节是通过推进系统几组油缸的不同压力来进行调节的。一般的调节的原则是：使盾构的掘进方向趋向隧道的理论中心线方向。(2)调节盾构推进油缸每组压力对盾构掘进方向的影响一般是：当盾构油缸左侧压力大于右侧时，盾构姿态自左向右摆；当上侧压力大于下侧压力时，盾构姿态自上向下摆；依次类推即可调整盾构的姿态；(3)为了保证盾构的铰接密封、盾尾密封工作良好，同时也为了保证隧道管片不受破坏，盾构在调向的过程中不能有太大的趋势，一般在ZED上显示的任一趋势值不应大于10。(4)当盾构处于水平线路掘进时，应使盾构保持稍向上的掘进姿态，以纠正盾构因自重而产生的低头现象。(5)通常盾尾位置每循环调节量不大于10mm。3.6盾构自转的调整为了保证盾构在推进过程中正确的受力状态，盾构不能有太大的自转，一般不能大于ZED上显示的转动值20。通过调整盾构刀盘的转向可以调整盾构的自转。改变盾构刀盘转向按以下操作：按停止按钮停止掘进，将刀盘转速旋钮调至最小，重新选择刀盘转向，按开始按钮，并逐渐增大刀盘转速即可。3.7参数控制当刀盘扭矩过大时可以采取以下措施：适当加大泡沫注入量，适当降低推进油缸推力，适当降低刀盘的转速等；3.8铰接油缸操作铰接缸的作用是为了盾构能够很好的适应盾构的蛇行前进，特别是为了盾构更好的适应曲线掘进。当旋扭在拖拉位时盾尾缩回，当处于保持位时铰接油缸处于锁定位，当处于释放位时，铰接油缸处于浮动位，此时盾尾能根据前盾和管片的位置自动调整姿态。3.9其它辅助措施的操作（1）泡沫系统的操作：泡沫系统一般有三种操作模式，即自动、半自动、手动，当种条件都比较理想时可以采用自动模式，否则就要采用半自动或手动模式。根据实际情况，一般采用半自动或手动模式。此时操作司机根据盾构综合参数如刀盘扭矩、土仓压力及出渣情况等，依据个人的经验对泡沫剂或空气的流量进行手动调节，一般按“+”按钮增大流量，按“-”按钮减小流量。当掘进结束时按停止按钮停止泡沫系统。（2）膨润土系统的操作：膨润土的作用也是为了改善渣土的特性，使其更利于掘进和出渣。当需要使用膨润土时，首先要在洞外将膨润土搅拌好并输送取洞内的膨润土罐内，然后启动搅拌泵和输送泵，并调整膨润土的泵送流量即可。停止输送时直接停止输送泵，但当罐内还有膨润土时一般不要停止搅拌泵。（3）盾尾油脂密封阀的手动操作：当盾尾油脂密封在手动位时，可以按下每个位置的注脂按钮来进行手动注脂，这个功能主要用于对盾尾油脂密封阀检修或自动功能暂时出现故障时应用。3.10掘进过程中（1）在盾构的掘进过程中，应有一名司机随时注意巡检盾构的各种设备状态，如泵站噪声情况，液压系统管路连接有否松动及是否有渗漏油，油脂及泡沫系统原料是否充足，轨道是否畅通，注浆是否正常等。操作室内主司机应时刻监视螺旋输送机出口的出渣情况，根据ZED调整盾构的姿态。发现问题立即采用相应的措施。（2）掘进过程中主司机必须严格按照要求记录相关部门规定的各种数据表格，以及详细的故障及故障处理办法。3.11掘进结束时当掘进结束时，按以下顺序停止掘进：（1）停止推进系统；（2）逐步降低螺旋输送机的转速至零，停止螺旋输送机；（3）关闭螺旋输送机后渣门；（4）停止皮带输送机；（5）若刀盘驱动压力较大，则可持续转动刀盘适当的搅拌土仓内渣土，当驱动压力降低至一定程度时减小刀盘转速至零，并停止刀盘转动。这样利于下次刀盘启动时扭矩不至于太大。（6）若马上准备安装管片，则按下管片安装按钮；（7）依次停止主驱动泵、补油泵、螺旋输送机泵、控制泵、油脂密封系统、齿轮油泵、泡沫系统；（8）若马上安装管片，可以暂不关闭推进系统油泵和辅助油泵，否则关闭之。9)通知有关人员进行下一工序的工作。3.12盾构操作要求（1）盾构操作必须一切从保证工程质量的要求为出发点，充分保证隧道的衬砌质量，保证线路方向的正确性，并且尽量减小因盾构施工而引起的地面下沉。所以必须做到：注浆不能保证时不能掘进；没有方向量测时不能掘进；严格执行土木工程师提出的土压指令，对掘进中的出土量突现异常时要马上报告。有问题及时提出。特别当盾构处于土压平衡或半敞开式掘进时要严格控制盾构的出土量。(2)盾构操作要充分合理的应用盾构的各种功能，严禁为了赶进度而拚设备；要严格执行盾构说明书上的各种安全操作要求，严格遵守机械工程师提出的参数指令。(3)操作人员操作期间必须集中精力，不得与他人嬉戏、聊天，非操作人员严禁操作盾构；3.13掘进报告填写为了积累盾构施工经验，更好地进行盾构施工的总结，以及留下必要的施工考证依据，在盾构施工的过程中必须严格按照要求填写掘进报告。对于简单的停机可以在掘进报告的给定位置简单说明，对于长时间影响掘进的故障或事故，必须另外记录清楚。对于在掘进过程中发生的任何设备故障都应该有详细的记录。盾构施工是一个多部门协作，多工序交错，多因素制约的施工技术。在施工工程中，盾构司机需要按照土木工程师的指令控制好掘进参数，严格控制合理的油缸行程差及盾尾间隙便于盾构机姿态的调整，尽量跟随隧道设计轴线前进；管片选型人员要根据隧道设计轴线、盾构机姿态、油缸行程差、盾尾间隙等选择管片；管片拼装手要精心操作，严格控制管片拼装质量，在盾构机姿态较差时适当照顾盾尾间隙。总之，盾构机掘进参数选择、掘进控制、管片选型、管片拼装等是相互联系的，在施工过程中切忌单独控制。只要如上各因素之间协调配合，严格控制在盾构机性能优良的情况下隧道质量将得到保证。4 盾构机的维护与保养4.1 维护与保养的重要性4.1.1概述盾构机作为隧道掘进设备必须保持良好的安全运行与备用状态，才能更有效地发挥设备的效率，形成最为全面合理的掘进运行方式。为保证这种良好的状态必须通过正确操作、以及利用适宜的润滑剂等进行充分的润滑和维护，才能防止各种不正常故障的出现。4.1.2盾构机维护保养方法与原则维护保养工作是按照土压平衡盾构机的各主要组成系统给出的，按照各种以时间间隔和部件类型分类的表格中所列要求，进行维护保养工作。盾构机的维护保养工作遵守十字作业方针，即“清洁、润滑、紧固、调整、防腐”。 4.1.3盾构机维护保养制度1、建立维保相关组织机构及人员配置。2、落实相关人员的岗位职责。3、建立维保日常管理制度。4、监督维保工作的执行情况。5、做好维保工作记录。4.1.4盾构机维护保养规程1、维护保养有关安全管理规定。2、维护保养人员应具备的条件。3、维护保养使用物资油料的相关规定。4、有关环境保护的规定。4.2刀盘系统的维护与保养4.2.1概述刀盘是盾构机上的主要部件。因此，有必要根据地质条件对刀盘（刀具）进行检查。盾构始发完成后，在施工环境允许的前提条件下，有必要进行第一次刀盘（刀具）检查。此后，则必须按规定的时间间隔进行检查。检查过程中，必须查看刀具是否损坏。关键检查点包括格栅、搅拌棒、刀盘开口、耐磨装置，并将检查情况记录于刀盘检查单上。此外，还需要检查定位用材料的完好性以及定位螺栓拧紧力矩。在切削刀具损坏或缺失的情况下进行推进，将会导致刀盘本体严重损坏。 4.2.2刀盘的维保要点定期进入土仓检查刀盘各部分的磨损情况，检查耐磨条和耐磨格栅是否过度磨损，必要时可进行补焊。检查刀盘内搅拌棒的磨损情况，以及搅拌棒上的添加材料注入孔是否堵塞。在有条件的情况下检查刀盘面板、各焊接部位是否有裂纹产生。4.2.3刀具的磨损情况检查要点定期进入土仓检查刀具的磨损情况，根据地质条件决定是否换刀。检查滚刀的运转情况和刀圈的磨损量。（使用滚刀磨损量检测专用工具）在换装刀具过程中检查刀具紧固螺栓的扭矩。检查切刀的数量和磨损情况，如有丢失、脱落须立即补齐。检查齿刀的切削齿是否有剥落或过度磨损。必要时更换。图4.2-1量具4.2.4刀盘刀具磨损量的检查标准滚刀的磨损检测参考标准，当刀圈磨损值达到35mm时必须更换；但如果前部地层不能确定能否具备换刀条件时，可根据刀具磨损量考虑，对于周边滚刀磨损量在1520mm左右的刀具也需更换新刀，再将拆卸下的旧刀装于内环刀具；当发现有偏磨刀具时，必须更换新刀，旧刀客进行返修。齿刀磨损情况的检查参考情况，安装刀具为齿刀时，检查齿刀磨损情况，对于掉齿或刃齿磨损至基体的刀具必须更换。对掉落的齿刀必须安装新齿刀。检查所有安装刀具螺栓紧固情况，松动时紧固。4.3主轴承系统的维护与保养4.3.1主轴承的检查与保养事项1、每天检查主轴承齿轮油油位，并作记录。2、检查主轴承齿轮油温度，发现异常情况及时处理。3、检查主轴承HBW油脂、EP2油脂系统运作情况，如掘进时油脂消耗监测流量是否正常，现场查看油脂泵系统动作是否正常，若发现异常情况及时处理。若有土仓作业时及时检查主轴承密封油脂的溢出情况。（正常应有油脂从密封处溢出）4、定期检查主驱动密封泄露油腔的情况的漏油情况，发现异常情况及时处理。5、定期提取主轴承齿轮油油样送检，根据检查报告决定是否需要更换齿轮油或滤芯。更换齿轮油的同时必须更换滤芯。6、每天观察了解齿轮油系统的运转情况，并定期检查齿轮油滤芯，并根据过滤器进出口压力，和齿轮油系统的流量反映的情况判断是否需更换滤芯。7、定期检查主驱动小减速机的运转情况，如齿轮油液位情况、油品性状，各链接螺栓的紧固情况等，发现异常情况及时处理。图4.3-1 主驱动结构示意图4.3.2主驱动小减速机的维护保养1、检查小减速机油位，如油位过低应先找出漏油故障点，解决故障后补充齿轮油。2、检查小减速机温度是否在正常范围，观察冷却水的流动情况。（观察马达上的水流指示器）3、检查小减速机的温度开关，定期清除上面的污垢。 4、第一次工作500小时后需要更换所有齿轮油图4.3-2主驱动减速机齿轮4.4排渣系统维护保养4.4.1螺旋输送机维护保养1、检查螺旋输送机液压油泵、液压马达及液压管路有无漏油现象，如漏油则停机处理，并注意清洁。2、检查螺旋输送机油泵电机温度是否过高，如果温度过高即检查明原因进行处理。3、检查变速箱油位，如果变速箱油位过低，须添加齿轮油。4、检查轴承、闸门、伸缩缸的润滑情况，及时清理杂物并添加润滑脂。5、检查螺旋片磨损情况，如果磨损严重，应补焊耐磨层。6、用超声探测仪检查螺旋输送机管壁厚度，记录检测数据。7、清洁传感器电路灰尘，检查电路接线端子有无松动，如松动即紧固。图4.4-1螺旋输送机4.4.2皮带输送机维护保养1、检查各滚子和边缘引导装置的滚动情况，如滚动不好，即清洗并润滑。2、检查皮带的磨损情况，如皮带磨损严重，即更换皮带。3、检查皮带是否有跑偏现象，如皮带跑偏需进行校正。4、检查驱动装置变速箱油位，如果变速箱油位过低需添加齿轮油。5、检查各轴承润滑，添加润滑脂。6、检查皮带松紧情况，必要时增加皮带张力。7、清洁电路、电机。检查电路接线端子有无松动，如松动则需紧固。8、检查断路器、接触器、继电器触点烧蚀情况，如烧蚀明显则用细砂纸打磨平；如严重烧蚀，则需更换触点。图4.4-2 皮带输送机4.5盾构机电气的维护保养4.5.1高压电缆的维护保养1、检查高压电缆有无破损，如有破损要及时处理。2、检查高压电缆敷设范围内有无可能对电缆造成损坏的因素，如果有要及时采取防范措施。3、定期对高压电缆进行绝缘检查和耐压试验图4.5-1 高压电缆4.5.2高压端子箱的维护保养1、定期检查端子箱的密封情况，做好防水处理。2、定期检查高压接头的紧固情况。图4.5-2 高压端子接头4.5.3变压器的维护保养1、变压器应有专人维护保养，并定期进行维护、检修。2、检查变压器散热情况和变压器的温升情况。3、定期对变压器进行除尘工作。4、监视变压器是否