盾构操作培训精选文档

1、1,南宁轨道交通,2,号线,9,标苏芦盾构工区,盾构操作培训,2,第二章,盾构操作,第三章,掘进技术,第一章,盾构机,盾构培训,3,第一章,盾构机,一,盾构分类,二,盾构施工,三,中铁号盾构主机结构,四,螺旋输送机,五,管片安装机,六,后配套,七,辅助设备,八,导向系统,4,一,盾构分类,全敞开式,手掘式、半掘式、机械式,半敞开式,挤压式（网格式,密闭式,泥水式、土压式,5,二,盾构施工,定义：使用盾构在地下掘进，边保持掌子面,稳定边在机内安全地进行开挖作业和衬砌作业,从而构成隧道的施工方法,三要素,稳定工作面：气压、土压等,开挖：人工开挖、半机械化开挖、刀盘,支护：压缩砼、管片,6,盾构是一

2、个具备多种功能于一体的综合性隧洞开挖设备,它集和了盾构施工,过程中的开挖、出土、支护、注浆、导向等全部的功能，目前，盾构机已,成为地下交通工程及隧道建设施工的首选设备被广泛使用。其优点如下,1,不受地面交通、河道、航运、季节、气候等条件的影响,2,能够经济合理地保证隧道安全施工,3,盾构的掘进、出土、衬砌、拼装等可实行自动化、智能化和施工运输控制,信息化,4,掘进速度较快，效率较高，施工劳动强度较低,地面环境不受盾构施工的干扰,其缺点为,1,盾构机械造价较高,2,在饱和含水的松软地层中施工地表沉陷风险大,3,隧道曲线半径过小或埋深较浅时难度较大,4,设备的转移、运输、安装及场地布置等较复杂,盾

3、构施工优缺点,7,土压平衡盾构的原理及系统组成,原理,系统组成,开挖系统,出碴系统,管片安装系,统,注浆系统,动力与控制,系统,后配套系统,导向系统,辅助系统,8,中铁号总体结构图,9,中铁号盾构机主机结构,10,中铁号盾构机主机结构,11,1,刀,盘,12,2,前,体,13,2,前,体,14,3,中,体,15,4,盾,尾,16,4,盾,尾,盾尾密封,同步注浆孔,17,5,人,员,舱,18,四、螺旋输送机,规格（直径,长度,800,12746mm,最大通过粒径,290,560mm,最大出渣能力,446m3/h,19,五、管片安装机,20,六、后,背,套,管片小车,管片吊机,连接桥,拖车,21,

4、七、辅助系统,泡沫系统,注浆系统,22,八、导向系统,VMT,导向系统自动测量盾构机当前,位置，实时提供盾构姿态，是主司,机控制掘进方向的依据,23,第二章,盾构操作,一,安全事项,二,面板说明,三,主机操作,四,管片安装,五,注,浆,24,一、安全事项,以下安全事项都是为了认识和避免危险状况,的发生，适用于人员的安全和设备的保护,任何和盾构操作有关的人员应严格遵守,1,对操作者的要求,2,安全保障设备,3,危险区域,25,1,对操作者的要求,身体健康,有责任心,经过专业培训,经过操作培训,经过安全知识培训,遵守安全规定,26,2,安全保障设备,紧急状态停止按钮,警示灯、警报器,紧急照明,防火

5、设备,气体测定,联络系统,27,3,危,险,区,域,土仓,人员舱,管片吊运、安装区域,碴土运输区域,液压高压作业区,高电压区域,28,二、面板和上位机说明,要掌握盾构主机的操作必须熟悉盾构的,操作面版。只有充分的了解盾构主操作,面版，并且详细学习盾构的相关操作知,识后才能真正的掌握盾构的操作技术,29,循环泵,超挖刀泵,主驱动,1,冷却水泵,增压泵,主区动,2,润滑油脂泵（多点泵,污水泵,主区动,3,齿轮油泵,通风机,螺旋输送,机,HBW,主轴承密封油脂,辅助泵,推进泵,控制泵,刀盘补油泵,管片安装,机,铰接泵,螺机补油泵,注浆泵,30,该界面显示了盾构机各个功能系统所有的运行参数，包括铰接系

6、统,注浆系统、推进系统、螺旋输送机系统、主驱动系统、刀盘检测、部分膨,润土参数等,31,1,提高土壤的工作性能,使土壤形成塑性变形，以提供均匀可控的支撑压力使工作面稳,定,2,减少渗漏，加强工作面的密封性,3,降低内磨擦力，减少土壤在刀盘、运输机、运输带的磨损，降低能耗,4,降低土体的黏度，防止堵塞发生,5,在岩土隧道及矿山施工中起抑制粉尘作用,32,发泡剂的使用量主要取决于三个参,数,稀释液浓度,x,发泡倍率,FER,注入率,FIR,稀释液浓度,x,稀释液中所含发泡剂原液的比例,一般取值为,2,5,发泡倍率,FER,泡沫体积,稀释液体,积,一般取值为,8,15,注入率,FIR,泡沫注入量,开

7、挖土方,量,一般取值为,5,65,不同地层中泡沫的使用量,33,该界面主要实现盾壳膨润土、盾尾密封、盾尾密封前部后部压力显示,界面中的控制按钮与实物按钮类似，按下后显示为绿色时表明处于启动状,34,盾尾密封与油脂供脂,在盾尾与管片之前存在,30mm,40mm,的间隙，为了防止外,部的泥浆和水通过间隙进入盾构机内部，在盾尾和管片之间有,三道钢丝刷，在钢丝刷之间注入盾尾密封油脂使之密封又能相,对运动,35,36,37,主控室,本地控制,38,三,主,机,操,作,1,操作人员要求,2,系统参数设,定,3,开机准备,4,开,机,5,掘进开始,6,掘进中的操作,7,掘进结束,8,盾构操作原则,9,掘进基

8、本参数,10,联锁保护,39,1,操作人员要求,盾构操作人员是掘进施工的核心，必须具有极,强的责任心,盾构操作人员必须经过专业培训,盾构机操作人员必须经过安全培训,40,2,系统参数设定,a,泡沫系统参数设定,b,报警温度设定,c,盾构状态参数设定,d,盾尾密封油脂参数设定,e,注浆压力值设定,41,a,泡沫系统参数设定,应根据工程地质的具体情况设定泡沫的比例,泡沫剂的发生率等参数应根据泡沫剂供货商的要,求设定，若泡沫参数在调试时设定完成后不经同,意不能更改,半自动模式下，设定泡沫发生率、泡沫流量,自动模式下，设定百分比,手动模式下，根据实际掘进情况调整气、液流量,42,b,报警温度设定,各液

9、压系统的报警温度调试时已经设定好，严禁,随意更改报警温度,43,c,盾构状态参数设定,刀盘最小转速，当刀盘小于此转速时推进系统不,能工作,主驱动最大工作压力，当达到此压力时刀盘自动,停止转动。刀盘脱困时设定得高一些,超挖刀伸出角度和缩回角度，由土木工程师确定,铰接油缸最小和最大行程，当达到最小行程时盾,构掘进自动停止，铰接油缸应放松，当达到最大,行程时，铰接油缸应收回,螺旋输送机后门的最小开度,螺旋输送机的最大工作压力，当达到此压力时螺,旋输送机停止工作,44,d,注浆压力值设定,在土木工程师的要求下设定注浆系统的起始压力,及终止压力,45,3,开机准备,开机前主要检查风、水、电、液、出碴系统

10、以及,盾构的状态和参数,检查空压机运行是否正常，压缩空气管路是否泄,漏,检查隧道通风是否正常,检查延伸水管、电缆是否正常，拖行区域是否畅,通,检查循环水压力、温度是否正常,检查电压是否正常,检查滤清器是否正常,PLC,中是否有报警,检查油箱油位是否正常,46,3,开机准备,检查皮带机、皮带是否正常,检查碴车是否已准备就绪,检查油脂准备是否充足,检查泡沫剂准备是否充足,检查注浆系统是否已准备好并运行正常,检查后配套轨道是否正常,47,3,开机准备,检查盾构操作面板状态：螺旋输送机前门开启、螺杆伸出,管片安装按钮应无效，无其它报警指示,检查,VMT,导向系统工作是否正常,盾构掘进所需要的相关参数，

11、如掘进模式，土仓压力，线,路数据，注浆压力等,记录有关盾构掘进的参数,若需要则根据土木工程师和机械工程师的指令修改盾构机,参数,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,48,4,开,机,检查是否存在当前错误报警，若有，首先处理,将面版的螺旋输送机转速调节旋扭、刀盘转速调,节旋扭、盾构机推进速度旋扭等调至最小位,启动冷却水泵、循环泵，并注意泵启动时声音及,振动等是否正常，以下各个泵启动时均需注意其,启动情况,启动润滑脂泵、齿轮油泵,启动补油泵、控制油泵,49,5,掘,进,启动皮带机,启动刀盘,选择刀盘的转速档位,根据,VMT,显示的盾构自转状态选择刀盘转

12、向,按下刀盘启动按扭，并慢慢调节刀盘转速旋钮,使刀盘转速逐渐增大，并稳定工作,严禁旋转旋钮过快，以免造成过大液压冲击,注意主驱动压力变化，若刀盘停转，先把电位,计旋钮旋至最小再重新启动,50,5,掘,进,启动螺旋输送机,慢慢开启螺旋输送机的后仓门,启动螺旋输送机，并逐渐增大螺旋输送机的转,速,选择手动或半自动方式启动泡沫系统,按下推进按钮开始掘进，并根据,VMT,屏幕上指示,的盾构机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,51,6,掘进中的操作,掘进时应有一人随时巡检盾构机各种设备的状态，如泵站,噪声情况，液压系统管路是否渗漏，油脂及泡沫系统原料,是否充足，轨道是否

13、畅通，注浆是否正常等,主司机应时刻监视螺旋输送机的出渣情况，根据,VMT,调整,盾构的姿态,a,土仓压力调整,b,掘进方向控制,c,盾构自转的调整,d,铰接油缸操作,e,超挖刀的操作,f,泡沫系统操作,g,盾尾油脂密封操作,52,a,土仓压力调整,如果开挖地层自稳性好采用敞开式掘进，不用调,整压力,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，根据指令控,制土压,地层稳定性不好或有较大的地下水时，采用土压,平衡模式。此时需根据地层的差异来保持不同的,土压，具体压力值由土木工程师决定，但最大土,压值不能大于,3ba

14、r,否则有可能损坏主轴承密封,53,a,土仓压力调整,若土压过大时可采取以下措施来降低,增加螺旋输送机的转速，加快出渣速度,适当降低推进油缸的推力,降低泡沫和空气的注入量,适当的排出一定量的空气或水,若压力过小时可采取以下措施来增大,降低螺旋输送机的转速，降低出渣速度,适当增大推进油缸的推力,加大泡沫和空气的注入量,54,a,土仓压力调整,土压是通过几种方法的综合运用来调整的，需要,综合考虑对施工的影响，如掘进速度、管片保护,以及是否会发生喷涌等。一般有以下几种影响,长时间降低螺旋输送机转速，可能使掘进速度下降,过量注入泡沫可能发生喷涌，过少则刀盘扭矩增加,推进力过大有可能损坏管片，过小则无法

15、正常掘进,55,b,掘进方向控制,掘进方向是通过控制推进油缸的推力来进行调节的,调节各组,推进油缸,推力的影响是：左侧大于右侧，盾构自,左向右摆；下侧大于上侧，盾构自下向上摆，依次类推,为保证铰接密封、盾尾密封工作良好，以及保护管片，在,调向的过程中不能有太大的趋势，一般在,VMT,上显示的趋,势值,trend,不应大于,10,大多情况下，盾构应保持稍向上的趋势，以防止盾构因自,重而产生低头现象,在软硬不均的地层中，盾构会向软的地层偏转，此时要不,断调整各组油缸的推力，控制好掘进的方向,56,c,盾构自转的调整,当盾构在较硬的地层掘进，或盾构本身震动大时，盾构自,转比较严重,为保证掘进过程中管

16、片良好的受力状态，盾体在,VMT,上显,示的转动值不应大于,10,滚动角,可调节刀盘的转向来控制盾体的自转,改变盾构刀盘转向按以下操作,先停止掘进，将刀盘转速调至零，停止刀盘，重新选,择刀盘转向，启动刀盘，并逐渐增大刀盘转速,57,d,超挖刀的操作,当盾构在转弯半径小的曲线上时，有可能用到超,挖刀,使用超挖刀时，先启动超挖刀泵，然后选择超挖,刀超挖的角度，即可按照预先设定的值进行工作,停止时先选择手动位，把超挖刀缩回，然后再停,止超挖刀泵,58,e,泡沫系统操作,泡沫系统,有三种操作模式，即自动、半自动、手动,当地质条件比较理想时可以采用半自动模式，在掘进不顺,畅或是地质条件不好的时候应采用手

17、动模式,操作司机根据盾构机综合参数如刀盘扭矩、土压及出碴情,况等，可对泡沫剂和空气的流量进行手动调节，当掘进结,束时停止泡沫系统,59,f,盾尾油脂密封操作,一般情况下进行自动注脂,当盾尾油脂密封在手动位时，可以对各个位置的,注脂点进行有选择性的手动注脂,在注浆压力大，地层水压大的情况下，有时需要,用手动方式加强注脂,60,7,掘进结束,当掘进结束时，按以下顺序停止掘进,停止注入泡沫、水、空气,停止推进（注意按要求保持停机时的土压,逐步降低螺旋输送机的转速至零，停止螺旋输,送机,关闭螺旋输送机后仓门,停止皮带机,61,7,掘进结束,若刀盘扭矩较大，则可持续转动刀盘，在扭矩降低至,一定程度时，减

18、小刀盘转速至零，停止刀盘，这样有,利于下次刀盘启动,若马上安装管片，可以暂不关闭推进泵和辅助泵，并,启动管片安装机泵，按下管片安装按钮,依次停止主驱动泵、螺旋输送机泵、补油泵、控制泵,润滑脂泵、齿轮油泵、主轴承注脂泵、盾尾密封,通知有关人员进行下一工序的工作,62,8,盾构操作原则,为保证质量和安全，必须做到：注浆不能保证时,不能掘进；没有方向测量时不能掘进；严格执行,土木工程师提出的土压指令，控制每个掘进循环,的出土量，出土量突现异常时要马上报告，及时,分析处理,严格执行盾构的各种安全操作规程,非操作人员严禁操作盾构,63,四,管片安装,1,管片说明,2,管片选型,3,管片安装,64,1,管

19、片说明,管片分为标准环,P,左转弯环,L,右转弯,环,R,三种类型,如图右所示,每环管片由,6 (3,2,1,块组成,管片有错缝、通缝两种拼,装方式，采用螺栓连接,65,1,管片说明,转弯环左右宽度最大差距为,38mm,为了调节隧道的方向，安装转弯环时，需要把,K,块安装在不同的位置,K,块共有,10,个安装点位,对应不同点位，两种转,弯环对隧道的调整方向,各不相同,66,2,管片选型,盾构推进过程中，依靠推进油缸不断向前推进，为便于轴线控制,将推进油缸设置分成不同区域。在切口土压正确设定的前提下，应严,格控制各区域油压，同时控制推进油缸的行程，合理纠偏，做到勤纠,减小单次纠偏量，实现盾构沿设

20、计轴线方向推进,设计轴线控制范围：平面控制,100mm,高程控制,100mm,本工程采用标准环,楔形管片作为隧道衬砌。楔形环不同的旋转位置,将产生不同的上、下、左、右超前量，通过不同位置管片的拼装，实,现对隧道轴线的拟合。因此拼装前管片的选型至关重要。选择正确的,管片旋转角度，能保证拼装工作的顺利进行提高拼装质量，保证构筑,隧道符合设计轴线,另外，盾构推进施工中，成环管片作为盾构推进后座，对盾构,推进起到一种导向作用。为此，在盾构推进尤其是曲线推进时，应通,过严格的计算和量测来确定管片的超前量。同时应用盾构本身导向系,统综合系统，合理选取管片旋转位置，以达到管片相应的超前量，使,管片环面始终垂

21、直于设计轴线,67,2,管片选型,根据隧道中线的平曲线和竖曲线的走向，管片分为标准环、左转弯,右转弯三类。直线上选标准环，左转曲线上选左转环，右转曲线上选右,转环。其中转弯环数量的计算公式如下,2,arctg,D,式中,转弯环的偏转角,转弯环的最大楔型量的一半,18mm,D,管片直径,6700mm,根据圆心角的计算公式,180L,R,式中,L,线路中心线的长度,R,曲线半径，本区间最小为,800m,带入各个数值，最后得,L=4.3m,N=4.3/1.53,环，即每两个标准环之,后安装一环转弯环,68,3,管片安装,1,安装机运动形式,2,注意事项,3,管片安装过程,4,安装机操作,69,1,管

22、片安装机运动形式,管片安装机,可在行走梁上往复运动,行程,2m,管片安装机的旋转架顺、逆时针方向转动,转动角,度为,190-200,度,伸缩油缸可独立伸缩,安装头倾斜,运动范围,/-2.5,度,安装头水平转动,运动范围,/-2.5,度,抓取器抓取和释放管片,70,2,注意事项,安装管片时，安装区域无其它人员,管片安装机下方不能有人,司机必须经过专业培训，确认合格后才能上岗,安装管片前要清理干静盾尾底部的碴土，以免损,坏盾尾密封,注意旋转架的运动范围,抓取头收紧后，才能旋转安装机（联锁,推进油缸收回数量以适应一块管片安装空间为准,71,3,管片安装过程,清理工作现场的杂物尤其盾尾内的泥沙,启动管片安装机泵、推进油缸泵、辅助泵,移动安装机，抓取管片，收紧抓取头,72,3,管片安装过程,在确认管片已抓紧后，先收回伸缩油缸提起管片,再移动管片，使管片向安装位置移动,在快要到达安装位置时降低管片移动速度，缓慢,的将管片往安装位置靠近,在安装到位后，插入管