大型施工机械总结

1、1. 全断面隧道掘进机采用了类似机器人的技术，是集机、电、液、光、气、水、信息于一体的隧道施工成套专用设备。隧道掘进机的地质针对性非常强，一般来说，用于岩石地层的隧道掘进机称为TBM，用于软土地层的隧道掘进机称为盾构。2. 盾构与TBM的区别：TBM是“Tunnel Boring Machine”的英文缩写，一般指全断面硬岩隧道掘进机，通常定义中的TBM是以岩石地层为掘进对象，不具备泥水压、土压等维护掌子面稳定的功能。 盾构施工主要由稳定开挖面、掘进及排土、管片衬砌及壁后注浆三大要素组成。其中开挖面的稳定方法是其工作原理的主要方面，也是盾构区别于TBM及比TBM复杂的主要方面。3. 盾构，用于

2、软土隧道暗挖施工，具有金属外壳，壳内装有整机及辅助设备，在其掩护下进行土体开挖、土碴排运、整机推进和管片安装等作业，而使隧道一次成形的机械。4. 盾构发展小结：盾构作为一种安全、快速的隧道掘进机械，经历了四个发展阶段：一是以Brunel盾构为代表的手掘式盾构；二是以机械式、气压式、网格式盾构为代表的第二代盾构；三是以闭胸式盾构为代表（泥水式、土压式）的第三代盾构；四是以大直径、大推力、大扭矩、高智能化、多样化为特色的第四代盾构。5. 土压平衡盾构结构原理土压平衡盾构主要由刀盘及刀盘驱动、盾壳、螺旋输送机、皮带输送机、管片安装机、推进油缸、同步注浆系统等组成。 刀盘旋转切削开挖面的泥土，破碎的泥

3、土通过刀盘开口进入土仓，泥土落到土仓底部后，通过螺旋输送机运到皮带输送机上，然后输送到停在轨道上的碴车上。盾构在推进油缸的推力作用下向前推进。盾壳对挖掘出的还未衬砌的隧道起着临时支护作用，承受周围土层的土压、承受地下水的水压以及将地下水挡在盾壳外面。掘进、排土、衬砌等作业在盾壳的掩护下进行。6. 盾构的整体结构：盾体、刀盘及驱动系统、主轴承、推进和拼装系统、拼装机、桥架(连接盾体和后配套系统)、后配套系统、遥控器、润滑、密封及注浆、盾尾、注浆系统、水路系统、液压系统、液压管路7. 盾构机分类：(1) 按掘削地层分类 硬岩盾构（TBM）、软岩盾构、软土盾构、硬岩软土盾构 (2) 按盾构机横截面形

4、状分类 半圆形、圆形、椭圆形、马蹄形、双圆搭接形、三圆搭接形、矩形(3) 按盾构机横截面的大小分类 超小型盾构 <1m、小型盾构 3.5m1m、中型盾构 6m3.5m、大型盾构 14m6m、超大型盾构18m14m 、特大型盾构 >18m (4) 按掘削面的敞开程度分类 全部敞开式：无盖敞开式、有盖敞开式 部分敞开式：网格式 封闭式：中心支承式、中间支承式、周边支承式 (5)按掘土出土器械的机械化程度程度分类 人工挖掘式 、半机械掘削式、机械掘削式 (6)按掘削面的加压平衡方式分类 外加支承式、气压式、泥水式、土压式 (7)按刀盘运动形式分类 转动掘削式、多轴摇动掘削式、摆动掘削式

5、(8)按盾构机特殊构造分类 中折盾构、球体盾构、异径母子盾构、重心靠前盾构、特殊构造的盾构、现场换刀盾构、可直接掘削前障碍物盾构、机体可分可合盾构、固体回收盾构、倾斜中空轴全断面机内注浆盾构、倾斜中空轴全断面机内注浆+活动前檐盾构 (9)按盾构机的功能、用途分类 (10)按盾构隧道衬砌施工方法分类8. 盾构机选型依据(1) 土质条件、岩性（抗压、抗拉、粒径、成分等个参数）(2) 开挖面稳定（自立性能）(3) 隧道埋深、地下水位(4) 设计隧道的断面(5) 环境条件、沿线场地（附近管线和建筑物及其结构特性）(6) 衬砌类型(7) 工期(

6、8) 造价(9) 宜用的辅助工法(10) 设计路线、线形、坡度（11）电气等其他设备条件 盾构掘进机选型的其他条件（1）工期条件的制约（2）造价因素的制约（3）环境因素的制约（4）基地条件的制约（5）设计路线、平面竖向曲线形状的制约 9. 防止粘土附着对策a在刀盘进土口位置装备高压水喷射管b扩大刀盘中央部分的开口，重视泥土从刀盘中心部进入土仓c在土仓内隔壁上装备前后滑动式固定搅拌翼，并可从其前端添加泥浆d装备在刀盘内侧可以覆盖整个区域的搅拌翼e固定土仓隔壁中心部分，防止转动脚中心部分泥土堵塞10. TB880E：表示敞开式掘进机，刀盘直径8.8m，刀盘由电动机驱动；TB35

7、0H：表示敞开式掘进机，刀盘直径3.5m，刀盘由液压马达驱动；TB650ESch：表示支撑式掘进机，刀盘直径6.5m，刀盘由防爆电动机驱动。TBS700E：表示护盾式掘进机，刀盘直径7m，刀盘由电动机驱动11.所有盾构的形式，其本体从工作面开始均可分为切口环、支承环和盾尾三部分，借以外壳钢板联成整体。(1)切口环部分是开挖和挡土部分，它位于盾构的最前端，施工时最先切入地层井掩护开挖作业。切口环保持着工作面的稳定，并作为把开挖下来的土砂向后方运输的通道，因此，采用机械化开挖式、土压式、泥水加压式盾构时，应根据开挖下来土砂的状态，确定切口环的形状、尺寸。切口环的长度主要取决于盾构正面支承、开挖的方

8、法，对于机械化盾构切口环内按不同的需要安装各种不同的机械设备，而各类机械设备是由盾构种类而定的。主要设备情况如下： 泥水盾构，安置有刀盘、搅拌器和吸泥口； 土压平衡盾构，安置有刀盘、搅拌器和螺旋输送机； 网格式盾构，安置有网格、提土转盘和运土机械的进口； 棚式盾构，安置有多层活动平台、储土箕斗；在局部气压、泥水加压、土压平衡等盾构中，因切口内压力高于隧道内常压，所以在切口环处还需布设密封隔板及人行舱的进出闸门(2)支承环是盾构的主体结构，是承受作用于盾构上全部荷载的骨架。它紧接于切口环，位于盾构中部，通常是一个刚性很好的圆形结构。地层压力、所有推进油缸的反作用力以及切口入土正面阻力、衬砌拼装时

9、的施工荷载均由支承环来承受。在支承环外沿布置有推进油缸，中间布置拼装机及部分液压设备、动力设备，操纵控制台，当切口环压力高于常压时，在支承环内要布置人行加、减压舱。支承环的长度应不小于固定推进油缸所需的长度，对于有刀盘的盾构还要考虑安装切削刀盘的轴承装置、驱动装置和排土装置的空间。3）盾尾一般由盾构外壳钢板延伸构成。主要用于掩护隧道管片衬砌的安装工作，盾尾末端设有密封装置，以防止水、土及压注材料从盾尾与衬砌之间进入盾构内。盾尾厚度从整体结构上考虑应尽量薄，这样可以减小地层与衬砌间形成的建筑空隙，从而压浆工作量也少，对地层扰动范围也小，有利于施工。但盾尾也需承担土压力，在遇到纠偏及隧道曲线施工时

10、，还有一些难以估计的载荷出现。所以盾尾是一个受力复杂的圆筒形薄壳体，其厚度应综合上述因素来确定。盾尾的长度必须根据管片宽度和形状及盾尾密封装置的道数来确定，对于机械化开挖式、土压式、泥水加压式盾构，还要根据盾尾密封的结构来确定，最少必须保证衬砌组装工作的进行。12. 掘削刀盘的支承方式可分为中心支承式、中间支承式、周边支承式三种13. 降低刀具的磨耗系数的措施(1)选用硬度大、抗剪性好优质钢材制作刀刃，以便提高刀具自身的耐磨性(2)增加刀具的数量，即增加刀具的行数及每一行的刀具布设数量(3)采用长短刀具并用法。(4)采用超硬重型刀具，刀具背面实施硬化堆焊。14. 盾构机三大密封主驱动密封（内圈

11、密封、外圈密封）/轴承密封、铰接密封、盾尾密封15. 盾构三要素稳定开挖面、掘进及排土、管片衬砌和壁后注浆16. 土压平衡盾构机对土的要求：a流塑性b不透水汽17.盾构推进系统面板: (1)、盾构施工时,盾构机操作有两种模式,掘进模式和管片拼装模式。 (2)、千斤顶在掘进模式时,分为ABCD四组,掘进方向的控制靠四组油缸的推力来控制。在掘进模式时，千斤顶分组控制；在拼装模式时，千斤顶单独控制。 (3)、盾构机装有32个千斤顶,推力最大3592t,其实掘进时推力一般在450t-1000t之间；其中4、8、12、16千斤顶是带有测量传感器，推进速度最大60mm/min，一般盾构机在掘进时速度控制在

12、40mm/min 左右。 (4)、盾构机千斤顶行程2000mm，由于现在管片拼装都采用错缝拼装，所以推进时一般比管片的长度多250mm以上。18.注浆目的：1)尽早填充地层，减少地基沉稳量，保证环境安全。2)确保管片衬砌的早期稳定性和间隙的密封性3)作为衬砌防水的第一道防线，提供长期、均质稳定的防水功能。4)作为隧道衬砌结构加强层，具有耐久性和一定强度。盾构的掘进采用同步注浆，注浆进行双控制（注浆量和注浆压力），注浆量一般是理论的1.1-1.5(有时也超过1.8),注浆压力控制在1.5-2.5bar.同步注浆的速度应与掘进速度相适应,注浆泵流量10立方/小时。19.泡沫的作用：增加土体的和易性

13、、增加土体的流动性、降低土体的渗水性、降低土体对刀盘的粘付、减少盾构机刀盘、及刀具的磨损、降低刀盘的扭矩1. VMT系统具有两种模式，一种掘进模式，一种管片拼装模式。2. 在管片拼装模式时，可以计算下一环管片的拼装形式，拼装时应考虑的因素：推进油缸的行程差、铰接油缸行程差、盾尾间隙、管片封顶快的位置以及现在的相对轴线的偏离值。20.盾构机的一般操作顺序：检查浆液以及碴车是否到位。启动盾构机所有的泵站。启动皮带输送机准备出碴。根据VMT系统启动刀盘旋转。启动盾构机推进系统，启动螺旋输送机系统，根据掘进的模式的情况出碴。盾构机开始同步注浆。21.盾构机安全操作技术：必须按照盾构机各系统规定性能操作

14、，严禁不合理操作；盾构机运转时要保证人身及机械安全，不准超负荷使用；盾构机使用的润滑油、液压油必须符合规定，电压等级必须符合铭牌规定；盾构机操作人员必须听从队长的指挥，正确操作，保证作业质量，与施工密切配合。禁止对盾构机可编程控制系统进行程序更改，禁止司机私自对此系统参数擅自更改，当需要更改时，必须请示主管部门或主管领导，并将修改结果写入交接班记录中；盾构机操作应严格按照盾构机操作说明书进行；在启动和运行盾构机各系统时确保没有人处于危险区域中；在运转不正常时，立即停止盾构机，并排除故障，待故障排除后方可继续推进。在进行拼环作业时禁止收回过多的推进油缸，防止盾构机在土压作用下后移，造成塌方；在启

15、动盾体铰接处紧急密封装置后，严禁盾构机向前推进；22.盾构机的一般操作技术：操作人员在操作盾构机时，要集中精力，密切注视操作面板上及PLC监控系统中的参数变化。若土压过大，则可通过增大螺旋输送机的转速或降低推进速度；以减小土压，防止地表隆起。反之亦反。若出土过干硬，通过以下方法调节：根据土质不同程度可以向土仓和刀盘加泡沫、膨润土或水。原则上要求四个泡沫管处在打开状态，保证泡沫管畅通。应根据出土的情况调整泡沫的比例。若土质松软或过稀，应减少水的用量，并降低泡沫的比率，增大推进速度。推进过程应注意观察铰接油缸的行程，其限制一般控制在10-140mm之间，当14个铰接油缸其中任何一个的行程超过限值时

16、，盾构机自动停止。一般铰接最好控制在70mm左右，同时四组铰接油缸行程不要差别太大。当行程大于100mm，应把“articulation cylinder”中的旋钮放在pull方向；当行程小于30mm时，旋钮放在“Release”位置，最后再恢复到“hold”的位置。注：在一般的情况下，旋钮位置一般保持在“hold”位置。在掘进时有时由于铰接油缸的四组行程某一组行程指示来回闪动，导致推进停止，这时可使旋钮放在“release”位置直到稳定为止。掘进前，若皮带机不能启动（即红灯“stop”键亮），此时要检查皮带机的紧急停车是否在复位的状态。掘进过程中，若全站仪找不到目标，则要检查棱镜或激光标靶是

17、否移动或泥巴粘在上面。在启动螺旋输送机或刀盘转速时，应将其速度旋钮至零位后启动。在掘进过程中要求四组千斤顶行程差控制在40mm以内。在拼装管片时，复位功能键（Reset）有时不能正常工作（即LED灯灭），导致管片拼装工作不能正常进行。此时若按下“Reset”键后仍不能复位。此时要关闭背式控制面板上的开关片刻，再打开它，待面板上的绿色闪烁灯亮后，按下其旁的键。然后再按下控制室内的“Reset”键，一般情况下能使其恢复工作。为了保持盾尾密封的良好性，在掘进完成后，一般采用人工注脂方法对盾尾进行注脂。在掘进过程中，刀盘转向依据测量系统（VMT）窗口中的滚动角（Roll）来确定：“Roll”为正值，刀

18、盘右转；“Roll”为负值，刀盘左转。应控制在正负6范围之内。水平垂直控制在正负30以内，趋向控制在正负3以内。14在增大或减小千斤顶压力时，应缓慢的调节其值，不应过快的增大或减小其值。四组油缸的推力要求不要差别太大。盾构机在掘进过程中出现问题，一般先看F6查看故障原因，然后再查电器图纸，找到具体故障。在掘进完成后，一般要对土仓内的土搅拌35分钟，以便其土压保持稳定，形成一层保护膜。每次停机时间超过6个小时，应建好土压，并在注浆完后每2个小时，将盾构机向前推进50100mm，掘进过程中不进行注浆和出土。23.盾构机始发：在PLC面板内设置刀盘最低转速为0，在刀盘未通过橡胶帘布前，严禁刀盘转动。

19、手动循环加注盾尾油脂，避免尾刷与管片干摩擦而损坏尾刷。委派专人对反力架与托架进行监视，并与监视人员保持通讯畅通。刀盘通过橡胶帘布时，推进速度要慢，各组推进油缸行程要保持一致，并派专人监视扇形压板和橡胶帘布，如果发现扇形压板松动、橡胶帘布被刀盘卡住时，应立即停止推进，待处理好后再推进。严禁刀盘通过橡胶帘布时转动刀盘。盾构机上导台时，要保持趋向为正，严禁盾构机栽头。切口环通过橡胶帘布后，可转动刀盘，但转速不宜太大。当刀盘进入洞门素混凝土时，要以小推力、低转速推进，推进速度不宜太快，宜控制在10mmm/min以内；并加注适量泡沫及膨润土来降低刀盘温度，土压力设定值应略小于理论值。切口环进入洞门后，即

20、可利用土压平衡模式向前推进。待盾构机驶出加固区后，可适当提高推进速度，一般控制在3040mmm/min，土仓的土压力值设定略高于理论值，并将下部推进油缸的推力稍稍调高一些。当尾盾进入橡胶帘布后，应建好土仓压力，进行注浆，待浆液注满洞门空隙后再往前推进。24.砂卵石地层掘进：砂卵石地层掘进采用土压平衡模式（EPB）掘进，刀盘转速控制在11.5转/分钟。定期、定量、均匀的压注盾尾油脂，确保钢丝刷密封油脂饱满。通过密封仓壁上注入机构向仓前土体内注入膨润土泥浆，必要时注入化学泡沫剂，以改善土体性状，阻止地下水渗透。推进中，推进速度要与注浆压力保持一致，1#、4#注浆孔压力小于2bar时，应降低推进速度

21、，从而使注浆饱满，封堵管片后水源渗入密封仓。拼装管片时，拼装机每定位好一环管片，与之对应的千斤顶立即顶上，以防盾构机后退损害盾尾。保持盾构姿态的趋向为正，防止盾构机栽头。保证施工正常连续掘进，密切掌握最新的地面监测情况。25.特殊条件下掘进：盾构机过人工湖的掘进：（1）定期、定量、均匀的压注盾尾油脂，确保尾封密封严密，钢丝刷密封油脂饱满。（2）砂层掘进采用土压平衡模式掘进，均速掘进，刀盘转速控制在1-1.5转/分钟，减小对地层的扰动。（3）通过密封仓壁上注入机构向仓前土体内注入浓度高的膨润土泥浆和泡沫，以改善土体性状，减小刀具磨损量，阻止地下水渗透。（4）推进中，要确保注浆压力及注浆量，同时提

22、高同步注浆的质量，要求浆液有较短的初凝时间，防止地面的后续沉降，但注浆压力不要过大，以免引起地面的隆起。（5）密切注视出土情况，若出现黑色淤泥、涌水量增大或出土量大时，应增加推力和土仓压力，加注浓度高的膨润土，提高推进速度，快速通过。每10环注一次双液浆，使隧道纵向形成间隔的止水隔离带，防止管片外侧横向贯通。连续掘进，争取不换刀，一次通过人工湖。与地面监测人员密切联系，并保持通信畅通，以快速应对地面的突发情况。掘进过程 做好出碴量的记录，保证出碴量与掘进速度的一致，避免出碴量远大于掘进量而引起“冒顶”事故。出现喷涌时，关闭螺旋输送机出料门，并使盾构机适当向前推进，加注高浓度膨润土，待搅拌均匀后

23、在缓慢边掘进边出土，始终保持土仓压力稳定。为了防止隧道管片上浮，除了加强注浆管理外，在推进时尽量使盾构机沿着隧道设计轴线下掘进，垂直控制在30mm。盾构机在小半径曲线中掘进在未进入曲线前，提前开启铰接装置，预先推出弧形态势。 精确计算每一推进循环的偏离量与偏转角的大小，根据盾尾间隙及推进油缸行程差、铰接油缸行程差、掘进线形，选择合适类型的管片；将每一循环推进后的测量结果记入图中与设计曲线相对照，确定是否修正下次推进的偏转量与方位角；将盾构机沿曲线的割线方向掘进，预偏量为30-50mm，以减小管片因受侧向分力而引起的向圆弧外侧的偏移量。适当降低推进速度，在盾构机推进启动时，推进速度要以较小的加速

24、度递增（匀速递增）。推进时，要适当调整左右两组油缸的压力差，使曲线内侧油缸压力略小于外侧油缸压力，但纠偏幅度不要过大。时刻注意铰接油缸处和盾尾有无泄露，发现泄露及时采取措施，加大盾尾密封油脂的注入量；在以上措施实施后还不能达到预期效果，应启用超挖刀进行超挖纠偏。盾构机出洞时的掘进:距离出洞20环时，用扁钢加工的连片加固管片，使管片整体受力，防止管片在出洞时松动下沉或偏移。距离出洞10环时，应停止掘进，在桥架处进行二次注浆堵水，待浆液初凝后再往前推进。刀盘距离出洞5环时，应减小推力，降低推进速度，派专人在洞门前方监视洞门情况，并与监视人员保持密切联系。刀盘穿越加固区，刀盘转速控制在0.75-0.

25、8r/min，推进速度控制在15mm/min以下，出碴门的打开程度可根据实际情况而定，当发生喷碴时可开启150-120mm，不发生喷碴时可开启300 -350mm。刀盘快到素混凝土桩时，应再降低推进速度、推力和刀盘转速。刀盘进入素混凝土桩后，密切注视控制面板上的参数变化，推进速度控制在8 10mm/min。在刀盘前方加注适量泡沫及膨润土来降低刀盘温度，加快出土速度，尽量将土仓内土出空。刀盘通过橡胶帘布时，停止转动刀盘，各组推进油缸行程要保持一致，并派专人监视扇形压板和橡胶帘布，如果发现扇形压板松动、固定压板的钢丝绳太紧或橡胶帘布被刀盘卡住时，应立即停止推进，待处理好后再推进。刀盘上接受托架前，

26、应将姿态趋向调整为正，以便刀盘顺利上拖架。盾尾在出橡胶帘布前，应进行二次注浆，待洞门注浆饱满后再向前推进。26.对盾构机刀具磨损情况地分析尤为必要：土压平衡盾构机的刀盘根据地质条件的不同一般分软土和硬岩两种刀盘布置形式,软土区刀盘的布置形式是以齿刀为主辅以边缘滚刀和刮刀，硬岩刀盘的布置形式是以滚刀为主辅以刮刀。刀具是盾构机的一个非常重要的组成部分，对刀具地合理选择、使用 、维护和更换，直接决定盾构掘进工程的质量、进度和工程成本。所以27.刀盘布局：中心区、正面区和边缘区。 28.刮刀用来切削各种砂土、粘土等较松散的地层及全风化岩层等其它未固结的土体，刮刀上装有碳化钨刀刃，目的是为了更好的防止掘

27、进过程中产生的磨损。29.齿刀：用来先行松散各种砂砾层、粘土层及全风化层，使其固结性能变差，然后由刮刀将其刮掉。30.滚刀在推力的作用下贯入岩层，同时在开挖面岩石阻力的作用下随刀盘做同心圆滚动，岩石被挤压，形成挤压切槽，并在小半径范围内将挤压裂纹延伸到周围的岩石，最终在刀盘推力作用下挤压切槽两边的岩石呈片状破碎。滚刀于对各种强、中、微风化岩进行挤压破碎，滚刀安装在刀盘的刀座上，这些刀座也可以安装焊接在特殊支架上的齿刀。滚刀设计最大破岩能力为80Mpa，广州地铁三号线客大区间岩石的最大单轴抗压强度为62.3Mpa。31.边缘刮刀用来校准盾构的开挖直径32.超挖刀及仿型刀用于盾构曲线施工时的超挖及

28、盾构姿态的调整，由液压油缸操纵伸缩，其行程33.双刃滚刀刀具的磨损及原因：正常磨损：刀具的正常磨损是指刀圈的磨损量超过了规定值，磨损量可用专用的量具进行测量。刀圈偏磨：如果滚刀在掘进工作面不转动，由于刀圈和掘进工作面的相对运动就会形成刀圈的偏磨。由于中心区滚刀线速度较小，承受载荷较大，中心区滚刀容易出现此现象。刀圈断裂：推力过大或刀圈在比较硬的岩石上滚动就有可能使刀圈断裂，若一个刀圈有两处断裂，断裂的部分刀圈就有可能掉到土舱。边缘滚刀和正面区滚刀经常有此现象。表面缺陷：如果有金属或其它坚硬物损坏了刀圈的局部表面，刀圈局部表面就会形成表面缺陷。环幅式磨损：如果刀圈的工作面和掘进工作面充分接触摩擦

29、，就会形成环幅式磨损。刀圈挡圈磨损或脱落：挡圈是由两个半圆的钢环安装在滚刀轴的卡槽里焊接成一个完整的圆环，其作用是防止刀圈从滚刀轴上脱落，一旦刀圈挡圈脱落或焊接处磨损严重，就应该更换刀具滚刀漏油：由于密封件的损坏，就可能使密封油泄漏，从而导致油封座和轮毂的损坏。轮毂磨损：刀盘和渣土不间断的摩擦，使得滚刀轮毂也发生严重磨损。油封座损坏：由于漏油使得油封座损坏。轮毂或油封座损坏：刀圈如果在金属物（掉了的刀圈或螺帽）上滚动，轮毂或油封座有可能被卡住，就会妨碍刀圈绕着滚刀中心轴自由转动。滚刀的多边形磨损：在掘进时滚刀时转时不转，或者在某个点转动时间长在其它点转动时间短，就会产生这样的磨损。34.齿刀磨

30、损：正常磨损：齿刀切削土层和砂砾层所形成的磨损。异常磨损：由于换刀不及时在硬岩区的磨损。35.正面区刮刀磨损：正常磨损：刮刀刮削土层、砂砾层和被滚刀挤碎的岩层时所形成的磨损。 异常磨损：由于滚刀刀圈掉落，在刀盘同一圆周上的刮刀就直接承受掘进工作面的载荷，刮刀和掘进工作面的相对摩擦，就导致刮刀严重偏磨。3. 边缘区刮刀：正常磨损： 刮削土层、砂砾层和边缘滚刀挤压后的岩层时所形成的磨损。 异常磨损：由于边缘滚刀刀圈掉落或者边缘滚刀磨损量严重超限，边缘滚刀开挖掘进工作面的径向尺寸小于边缘刮刀的径向尺寸，边缘刮刀被迫直接挤压在掘进工作面上运动，导致刀具磨损。36.预防刀具异常磨损的措施：择择合理的掘进

31、参数根据不同的地层选择不同的刀具定期对刀具进行检查37.刀具磨损量检查及更换原则：盾构机姿态应保持正常姿态; 在硬岩地层如果不断的调整盾构机姿态就会使滚刀受力不均匀，在某个方向上过大的推力有可能导致滚刀变形。 在硬岩地层绝不可只片面追求进度，应该在保证刀盘和刀具不被严重磨损的前提下安排生产进度，必要时应该进行限产。为了一时的进度而忽视刀具的例行检查是得不偿失。更换刀圈后的刀具要进行扭矩试验，根据不同的地质条件和岩石强度进行扭矩调整。在硬岩地层注意观察螺旋输送机出渣情况，如果出渣不是均匀的碎片石，而是伴有大块的石头出现，就可能有滚刀刀圈掉落，要立即停机检查。 在硬岩区，边缘滚刀磨损量推荐值为10

32、15mm，正面区为15mm20mm，中心区为25mm。刀具正常磨损量超过规定值就应进行更换，如果有条件最好整盘刀具全部更换； 检查中如发现个别刀具有异常磨损或损坏，应优先将原来换下的没有超过规定磨损量且已经进行过维护的旧刀具换上，而不要换上新刀具。 一定要确保整个刀盘所换刀具的磨损量尽可能达到最大值，使得刀具能够掘进尽可能多的环数。<8><9>地层正面区双刃滚刀正常磨损情况下可掘进100环左右。刀具要勤检查，少更换；更要避免长时间停机换刀。38.壁后注浆的作用:防止盾尾空隙坍塌、土体松散和地表沉降尽快稳定管片环的形状防止隧道出现蛇形、摆动抑制管片漏水39.同步注浆系统浆

33、液分类:（1）惰性注浆，浆液由惰性材料细沙，粉煤灰等组成，具有价格低的优点。 缺点：因固结时间较长，且固结时有游离水和体积收缩等特点，不能很好控制沉降，隧道出现漂浮现象。（2）盾尾同步注浆为单液浆：盾尾同步注浆为单液浆：双液浆优点：高压下不会流向开挖面，不会劈裂40.A、B液浆混合特性:A，B液混合正常使用不低于8h、 凝胶时间可控制在10-30S内、 单轴抗压强度，1h为0.035-0.08Mpa， 28d一般为3.38-8.24Mpa，抗渗性压力大于0.5Mpa。41.注浆泵的选型：因单双液的注浆材料不同造成泵的选择也不相同。单液型必须为活塞泵（高压型）浆液搅拌为卧式双液型可使用如莫诺泵、

34、挤压泵等诸多选择。最少要大小2台。通过单位输出量与注浆位置数量关系决定泵台数。单液型因填充流动性问题需多点均匀注入，故注入泵台数，压出口较多，同时优化注浆材料配比。双液注浆系统中，如需均衡注浆，则应控制每点流量，不宜过大。42.井下注浆设备 ：单液型通常使用矿车输送浆液，在井下设置注浆设备。即运液车箱，一般由施工单位自行配备。双液型即可井下输入也可管道输入（管道压送式可以在100%以下），但井下均应配备满足1环管片注浆量的120%以上的搅拌混合设备。设置在后方台车上的井下注浆设备由泵，搅拌罐，切换阀门，自动注浆控制系统构成。单液罐适应可以搅拌高密度、高浓度的砂浆双液型只需达到防止砂浆沉淀的程度

35、即可。43.盾尾注脂系统的作用：盾尾密封系统是采用三道钢丝刷，双室中注入油脂起到盾尾管片处与外界浆液层隔绝及润滑的作用。盾尾密封要求能承受0.3-0.4Mpa的泥水压力而不漏。盾尾密封脂都是采用机泵加入,因此盾构机密封脂中最重要的性能即是泵送性和抗水密封性,另外还应具有较好的粘附性。盾尾密封在压注油脂后，能耐水压0.3-0.5Mpa，实际应用中应根据工况压力而定。44.中亿博安新型盾尾密封脂优点： 高耐水压性。4.5MPa，24小时无漏水；超强粘附性；在金属、混凝土表面，处于干燥、湿润、追中状态下都具有良好的粘附性；特有的遇水微胀性；有效阻隔地下水浸入； 良好的泵送性；适应温度范围广，管内无滞

36、留、堵塞；产品稳定性好。4000转/分的离心机上5分钟无分层沉降；抗氧化、老化。环保型。无毒、无味、无腐蚀；性价比最优。进口产品的性能，国内产品的价格；不同地质情况不同配比。45.加注油脂的方式一般分手动模式和自动模式两种： 手动模式是手动选择油脂管路进行压注油脂，当注脂点的压力达到预设压力值后，压注操作自动停止。 自动模式是以压力传感器监测压力为标准，自动循环强制定量注入，达到既定压力自行停止。46.自动模式下又可分为推进、静止模式：a）推进模式：推进模式下一般采用自动压力注入和自动定量注入模式：自动压力注入：采用压力优先原则，当注入点压力降至设定压力P以下时自动开启，对该点强制注入a秒，若

37、a秒后压力升至设定Pmax则停止注入。若仍低于P继续压注，若连续N次a秒仍低于P，则停机检修，检查管路及气动阀组。反之则循环致下一点，本模式也可多点注入。b)静止模式： 盾构机静止状态下，注入方式等同于自动定量注入模式，区别：循环间隔较长。47.集中润滑系统说明：刀盘驱动密封由一道机械式迷宫密封、一道唇型密封（四唇型）三道MY型密封组成。 在螺旋输送机驱动密封处，中心回转接头处，搅拌桶等部分也充填具有一定压力的EPO润滑油脂。 集中润滑系统采用自动间断给脂式，用泵经过分配器间断的向刀盘驱动密封之间加注润滑脂，加油脂采用压力和时间控制，压力优先原则。集中润滑系统在给油脂回路中设置了发生异常高压时

38、刀盘旋转停止的报警系统。单线、双线油脂诸如系统均配有时间继电器和循环次数计数器或PLC可编成控制器进行自动监控。刀盘驱动密封腔内压力一般维持在0.5-0.7Mpa，单排主密封的水密性最高可达1Mpa,本系统不仅可以起到密封作用，而且还润滑刀盘主密封的摩擦表面，防止水和泥砂进入轴承腔。48.土压平衡式盾构的冷却系统主要包括以下几部分：盾构机液压系统冷却。主驱动、大轴承系统的冷却。电变频器等系统冷却系统。49.盾构中部分冷却系统是为满足施工环境温度不高于30 °而设置，施工单位可选择性配置。此系统主要是对盾构机整个液压系统部分用油进行冷却降温,即对盾构机车架配套油箱内油进行冷却。冷却系统

39、包括：液压回路油由热交换器和水回路进行冷却 、配置有液压油箱冷却器、冷却泵、压力表、过滤器、管路等1.后配套系统的组成TB880E型掘进机后配套主要由连接桥和2号胶带输送机、装碴输送机（3号胶带机）、17辆平台拖车及前后斜轨坡道组成，总长约210m。担负着配合轨道运输系统进行装碴及进料吊运的作业任务，同时还利用其支架安装TBM操作控制台、机电动力、通风除尘及隧道支护施工等有关设备。50.后配套的作业顺序a连接桥用来将TBM主机与平台拖车连接，平台拖车摆放在仰拱上的轨道上面。TBM前进时，用设置在连接桥后面的牵引液压缸牵引平台拖车前移。b在连接桥与部分前部平台拖车上，分别安装着TBM的液压动力站

40、组件、配电盘、变压器、主断电开关、电缆槽、集尘器、通风集尘管、操纵台与输送带等。此外，也为喷射混凝土、注浆装置与灰浆泵提供了空间。c平台拖车的结构与运碴系统的型式有关。每一台门架式平台拖车长约10m，在仰拱上的轨距为2980mm，下层是运输列车的双线轨道系统；上层为设备安装空间，也是石碴转载输送带、翻料输送带运行空间和通风、除尘设备及供应材料放置空间。 d,TBM掘进时，破碎下来的石碴，通过连接桥处的输送带桥（皮带桥）转载到翻料输送带上。然后，由翻料输送带卸到平台拖车下层出碴列车的石碴车内，由列车送进的材料如仰拱砌块、钢轨等，通过平架拖车下层的单轨梁上的起重机，运送刭TBM主机后的连接桥处，进

41、行安装。e,双线出碴系统可以充分利用隧道水平方向空间，容纳两列车辆。每一列车辆由一台牵引机车、10台石碴车、2台搅拌罐车和3台材料车组成。石碴列车驶离平台拖车时是经由一斜面轨线引向轨道。平台拖车底部铺设有四轨二线的轨道及加利福尼亚道岔等轨道装置。f,在碴车装碴的同时，前面的材料车脱开，连接到拖拉装置上，并向前移动。在3号拖车处停下用砂浆罐吊机从砂浆罐车上卸下。材料车继续沿2号拖车前行到达前部坡道，拖车上的仰拱块和钢架等备件由连接桥上的吊机吊运。在材料车移动期间，材料车所在运行的轨道由4号双线拖车转为3号单线拖车。g,在机器掘进过程中，各种其它设备正在工作，如风管储存筒、所有的软管和电缆卷筒可随

42、机延伸。51.后配套平台车后配套拖车组由前部坡道、1号至17号拖车和后部坡道组成。所有拖车都有长10 m的滚动平台，在轨距为2980 mm的隧道轨道上运行，彼此用直径为100mm螺栓连接器相互连接。后配套拖车的前区是单线轨道，装碴区为双线轨道。利用后部坡道，列车从双线轨道进入和离开。前部坡道是分段钢结构件，铺设在后配套1号拖车正前方的仰拱块上，其上一直延伸后配套系统的单线轨道段至连接桥下面。在安装于7号拖车和坡道之间的车辆拖拉装置的帮助下，材料车可以移到到连接桥下面的卸料点。52.前区（1至4号）拖车1、3和4号有两层，平台(下层)和门架层(上层)，两层都用于材料供应系统。材料车在平台中央行走

43、，并用车辆拖拉装置将其移动。3号输送机装在门架层的中央。2号拖车与上述设计有差别，这里没有门架层。混凝土喷射系统在平台层的长度内移动，它含两个独立操作喷射混凝土的装置，可覆盖隧道断面300º范围。混凝土喷射泵装在3号拖车上。在2号拖车的前后两边装有铲斗系统用于石碴清理。53.装碴区（5至14号）从5号拖车开始，平台层是双线轨道的。5和6号拖车的门架层用于安装有关设备。碴车装碴区从6号拖车开始一直到14号拖车。3号输送机安装在门架层上面，卸碴机在6至14号拖车之间水平移动，并带动上部胶带伸缩和转换其方向。卸碴机有一个可左右摆动的漏斗，以便将石碴卸到停在左、右轨道上的碴车上。碴车总的运载

44、能力是每列车达200 m3 (10辆碴车，每辆20m3)。54.道岔区14号拖车以后，门架层用于不同系统的部件和设备，后部坡道上面的拖车尾部有风管储存筒。后配套系统尾部的拖车平台上有双交叉道岔，可使机车从右侧轨道转向左侧轨道，或从左转向右。利用后部坡道可使列车进入或离开隧道轨道。55.后配套系统的工作过程进洞列车由机车尾推进入后配套系统。机车停下，使最前面一辆空碴车处于7号拖车的下面。输送机的卸碴机停于14号拖车或7号拖车上层。此时隧道掘进开始。石碴由1号和2号胶带输送机运到3号输送机的卸碴机上。转动升降舵对准碴车，打开排碴门卸碴。卸碴机边卸碴边通过移动马达缓慢移动，直至将所有碴车装满为止。在

45、装碴过程中，机车从列车上脱开，并通过道岔转到相邻轨道上，牵引等在那里已装完石碴的列车出洞（1） 全圆钢架安装系统钢架安装系统位于TBM护盾尾部，可将各钢架节段装配成全圆闭合的钢架支撑。一榀完整的钢架由5节连接而成，质量600。该系统由装在刀盘护盾后部的拼装轮、沿内机架纵向移动的运输小车、举升装置和扩张油缸所组成。采用液压驱动，并由安装在刀盘护盾后面的操作台进行控制。拼装轮安装在刀盘护盾上，含有1个由两液压马达驱动的转动圈、带有双凸缘的4个径向和轴向导引轮、9个钢架支承托架（其中4个装的折叠夹，防止拱片跌落）。（2） 底部清理设备掘进机装备有清理隧道底部的设备。包括一个电动吊链(链式吊机)，该吊

46、机有一个翻斗，可以在内机架下面走行，在刀盘护盾处有一个输送机。被清理起来的物料用输送机通过刀盘后隔板上的开孔送到刀盘上。刀盘用专门的刮碴器将其带到石碴输送系统上。（3） 仰拱块吊机、下部材料吊机和运输系统在连接桥承载架下面安装有两个独立的吊机系统。前面的吊机用于13000重的钢筋混凝土仰拱块的吊运和铺设。第二台吊机提升能力为3000，用于材料吊运和铺设仰拱块上面的双线轨道。两台吊机都在型号为I140EHB、间距为2300毫米的平行吊机轨道上运行。两台吊机用悬挂式控制盒手动操作，控制盒电缆的长度足以使操作人员站在危险区之外进行操纵。利用液压马达和齿条驱动吊机行走。采用反射光障避免在同一轨道上行走

47、的两台吊机发生碰撞。前端部用端开关进行限位。通过启动反向运动可解除互锁。还有一个升降平台用来提升隧道安装材料，最大提升能力达1500。仰拱块在平板车(材料车)上纵向放置运输，并支承在一个转动台上。在转运区松开锁紧装置，手动转动仰拱块使其与隧道轴线成90º。驱动仰拱块上面的运输吊机，并用三个吊链将其从车上吊起，然后向前运输到铺设位置。（4） 超前钻机安装在前外机架上的撑靴之间，不带套管的钻孔直径为51 mm，孔深为30m；带套管的钻孔直径为102mm，孔深为20m，超前钻机作业时，TBM必须停止掘进，并在刀盘护盾的相应位置上卸下一根栅杆，以便安装钻钎导管。（5） 锚杆钻机TBM前后各装

48、有2台HE300型钻机，用于岩石锚固时钻孔，直径38mm，深度3.5 m。前部2台钻机位于刀盘后面内机架左右侧的滑板上，滑板通过液压缸与外机架相联。每台钻机可单独纵向水平移动1800mm，与掘进同时，在顶部180º的区域施钻锚杆孔。 （6） 压力注浆和灌浆系统该系统安装在连接桥的下层，用于仰拱灌浆和围岩加固压力注浆。由于灌浆和压力注浆使用同一台注浆泵，因此这两种作业不能在同一时间内进行。仰拱底部灌注水泥砂浆：砂浆干料先在螺杆式连续搅拌机中拌合，拌合料进入搅拌机中加水搅拌后，由注浆泵通过注浆管和仰拱块的预留孔将其灌入仰拱块与隧道间隙。围岩加固压力注浆：围岩加固采用的注浆材料为水泥水玻璃

49、双液浆，浆液含30的水泥悬浮液和50的硅酸钠。水泥悬浮液在涡轮拌合机中拌合，经叶片式搅拌机二次搅拌后，与水玻璃溶液分别由注浆泵泵入到注浆杆中混合，并注入围岩注浆孔内。（7）混凝土喷射系统混凝土喷射系统主要由喷射机、机械手、喷嘴、控制操作台、输送管、液体计量泵和遥控器等组成。喷射设备适用于在TBM刀盘后面或在后配套系统的平台上直接喷射混凝土。为了避免污染TBM部件应于防护。系统采用湿式喷射机。混合料通过搅拌罐车运到隧道内，搅拌罐吊离平板车，对准喷射机漏斗加料。喷射机将混凝土通过管路输送至机械手喷嘴或手持式喷嘴。液态速凝剂由计量泵从速凝剂箱泵到喷嘴，并与混凝土混合后喷到工作面。（8）管线贮存卷筒高

50、压电缆卷筒平行于隧道轴线安装在后配套后端，能贮存400m电缆，电缆由导向轮支承。通风管卷筒,通讯电缆卷筒,空气管卷筒,水管卷筒（9）应急发电机在电网停电情况下，柴油发电机启动为以下设备提供动力：1、机器和后配套最低的照明；2、操作室仪表板和配电盘；3、排水泵(112kW)4、后配套通风(44kW)5、PLC(程序逻辑控制器)和其它控制电路6、电缆卷筒电机(5kW)以上设备采用手动开关接通应急发电机主导线进行启动。为了防止电机超载，用户必须依次起动。（10）空压机作为混凝土喷射机作业及风动工具使用的风源，空压机采用风冷式螺杆泵。n 型号 D180n 供风量 20m3minn 风压 8barn 驱

51、动功率 132 kWn 通风机功率 5 kW（11） 供排水系统TBM施工用水必须是经沉淀过的冷水，由洞口沿后配套边上安装的水管供应。洞内配有两个水箱，一个是供水水箱，供刀盘与钻机冷却和除尘用。另一个是20m3的污水箱，用来收集冷却系统排出的水及反坡地段掘进工作面底部的积水。离心泵把水从污水箱中泵出，经管子排到后配套系统后的隧道仰拱水沟或II线平导排水沟内。（12）除尘系统刀具破岩产生大量岩粉，洞内清除岩粉是个非常突出的问题，关系到人身、设备的安全。除尘装置如下：(1)挡尘板。一般在掘进机刀盘后，支承壳体上装有一圈挡尘板，挡尘板是由钢板及贴一圈橡胶板组成，把岩粉挡在掌子面与挡尘板之间，与洞内隔

52、离。(2)刀盘内水管与喷嘴。刀盘中心通过回转接头引进橡胶水管，刀盘内一组水管并分布若干喷嘴，破岩时，喷嘴喷出雾状水灭尘并冷却刀具。(3)除尘器。 (4)出碴皮带机进料口一批水管和喷嘴。岩碴经铲斗、溜槽和皮带机出碴，经皮带机运出的岩碴，基本上已无粉尘污染。除尘器由布置在挡尘板上方的吸尘管经真空泵吸出尚未被喷雾沉淀的粉尘至除尘器。除尘器有干式与湿式两种。干式除尘器，一般岩粉进入若干袋筒(毛织袋)过滤，袋由一套打击机构震动集尘，粉尘靠自重从袋筒内降落到集尘室，干净的空气经袋筒过滤后排人洞内；湿式除尘器，岩粉由吸尘管进入直径扩大的集尘室，集尘室内设若干水管和喷嘴及格栅滤网，粉尘经集尘室流速骤然降低，大

53、颗粒粉尘由此自重降落，又喷嘴喷出雾状水灭尘，再经滤网除尘，干净的空气排人洞内。TBM的除尘，采用能力为600m3min的湿式除尘装置，由湿式除尘器、带隔声板的降噪系统、噪音防护罩、水箱、带电动机的水循环泵和离心泵以及离心式除尘器等部分组成。面向掘进工作面看，除尘装置装在连接桥的右边。（13） 通风降温系统通风降温系统由洞口3台串联的主通风机、风管、位于洞内后配套系统区的1台接力通风机和两套能独立工作的降温装置组成。每套降温装置各包括1台辅助风机和1台制冷器，都安装在后配套3号拖车上降温装置将通过接力风机从隧通主风管出口吸人的新鲜风降温冷却，并吹向TBM的后端。两套设备可根据掘进作业面温度情况，

54、安排单独或同时运行。制冷器中的水来自洞外的低温水。（14） 监测报警系统气体监测报警系统 ,火情报警系统,视频监视系统 气体监测报警系统掘进机装备有气体监测报警系统，可对掘进作业区进行大气中甲烷的相对浓度、含氧量及空气流速的监测。用于预报警的极限值I和全报警停机的极限值，按照有关施工规定来确定。（15）掘进数据记录系统所有操作数据在操纵室内加以显示。更进一步的参数，如刀盘扭矩、刀盘转速、切深、掘进速度、推力以及其它用于控制和分析的通道可被传输到界面上，连同掘进性能，可在监视器上显示，并同时加以记录。这些数据可由现场管理人员打印出来，作文件或分析之用。停机原因也可以记录，如机械、液压、电气、钢架

55、安装机构、输送机、后配套系统等故障，以及刀具检查和更换、支护作业、超前钻孔、通风系统、无空车、休息，换班、电缆延伸、水管延伸、气体或火情报警、机械维护、液压维护、电气维护等等。（16）通讯系统掘进机装备有独立的电话通讯系统，主要包括：8个全天侯的电话机及其一个自动专用交换机PX。在有害气体危及到的区域安装的所有电话时，将根据气体报警极限值(停机)，由PX自动断开。一个独立的公共电话（各种电缆线已经安装好）。隧道无线通信包括3个转发器和7个无线移动手机。（17） 导向系统TBM装备有导向系统，型号为ZED260。此系统由相对固定基准位置发出激光束，射向TBM前部的靶上。根据机器的位置和走向可计算

56、出TBM与预定隧道轴线的偏差量。这一偏差信息在主控制台E板一个控制单元上显示给操作人员，以便操作人员根据这一信息调整机器走向。利用激光指示和测斜器组合，通过测量激光束在光靶上的入射点和入射角度，进而得知当前掘进机的横向偏斜角和滚动角。TBM选型：TBM属于典型的非标定制产品，其机型、系统设备配置和主要技术参数均需要承包商与制造商根据具体的工程设计、地质条件和施工工艺共同研究确定。 TBM及其后配套系统的选型及集成设计是否合理是工程能否顺利完成的首要问题。 主要问题为工程情况，TBM制造商，TBM类型，TBM系统配置净掘进速率是TBM的主要性能参数，它是刀盘转速与刀具切深的线性函数。 （1）TB

57、M状态监测制度TBM状态监测，分六种：1）仪表监测2）常规感观诊断检查,3）WDAS监测,4）油样分析监测5）电涡流及内窥镜检查6）振动分析（2）油样分析强制定期油样分析用以判断各类油的理化指标及污染情况，及时按需要更换各类滤心，等以确保油、液的清洁度56. 喷涌定义：螺旋输送器出现喷涌现象时，大量的高压泥浆会从螺旋输送器的出土口中喷射出来，严重地污染盾构机中、后体及隧道内工作人员的施工环境，以至于不得不停机处理。更有甚者，由于大量喷涌造成密封土舱的突然卸压而引起地面的严重沉降。 造成喷涌的原因多种多样，但无论什么原因，喷涌的发生都有一个共同点，即必定有一个补给充足、迅速在密封土舱螺旋输送机出

58、口形成水头压力的水源。因此，要防止喷涌，其主要方法就是“治水”。 （1）富水砂土地层引发喷涌 （2）富水断裂引发喷涌（3）江河下隔水层被击穿引发喷涌（4）已成隧道渗流汇水到开挖面引发喷涌（5）泥饼引发喷涌喷涌防治措施：a在富水的砂层中，其处理方法是加入适量的添加剂。b在自立性好的地层中止水，如果管片同步注浆不充分，应该再通过管片进行双液注浆，以尽快封堵隧道背后的汇水通道。c在黏性土中防喷涌的办法是先防止结泥饼。 57. 泥饼是盾构刀盘切削下来的细小颗粒、碎屑在密封土舱内和刀盘区重新聚集而成半固结或固结的块状体。次生岩 泥饼造成的危害：（1）泥饼引发地表塌陷（2）泥饼引发地表隆起（3）泥饼引发江底喷涌和塌陷（4）泥饼引发盾构机主轴承损坏58. 泥饼的成因，应从地质条件、盾构机选型及施工条件等方面着手，其中，地质条件是客观自然的，是形成“泥饼”的基础。 地质条