盾构总体概述VIP

1、第一章盾构总体概述目 录1 盾构 1-41.1渣土开挖/掘进 1.2控制1.3管片循环1.4盾构机技术说明及技术参数2盾壳1-122.1前盾2.1.1稳定器2.1.2土压传感器2.1.3保养/检查2.2中盾2.2.1 综述2.2.2 推进油缸2.2.3 管片安装2.2.4 盾壳铰接油缸2.3盾尾2.3.1 盾尾密封2.3.2盾尾密封主示意图2.3.3保养/控制3 刀盘 1-153.1技术说明3.1.1构思3.1.2设计3.1.3旋转接头3.1.4刀具3.2保养/控制 4 刀盘驱动 1-174.1主轴承旋转工作原理4.2密封系统4.2.1外密封4.2.2内密封4.3齿轮润滑5 管片安装机 1-1

2、95.1综述5.2管片安装机的设计5.3安全设施6 螺旋输送机 1-216.1综述6.2前门6.3后门6.4驱动/密封系统6.5保养/控制6.6安全设施7 人员舱1-227.1综述7.2保养/控制7.3安全设施8 后配套1-248.1综述8.2皮带机8.3连接桥8.4拖车18.5拖车28.6拖车38.7拖车48.8拖车59.管线和线路网1-279.1注浆、回填注浆9.2液压滤清器和冷却管线9.3工业水和冷却水9.4压缩空气供应9.5泡沫处理设备附表:盾构主要设备及设备供货商1-311. 盾构土压平衡盾构是由土压支撑隧道掌子面并用液压驱动方式进行开挖掘进的盾构机，开挖后的隧道用预制管片衬砌。土压

3、平衡式盾构机特别适用于具有低渗水性的软土或软硬混合土质的地层中进行施工。为避免发生地表隆陷，刀盘挖出的渣土支撑着隧道掌子面。为使盾构能正常掘进，刀盘挖出的渣土应具有以下特点： 高可塑性 较好的连续流体性 低内磨擦性 低渗水性正常情况下，渣土在在开挖前不可能具有这些特点，这样，渣土就必须加入膨润土和泡沫之类的添加剂从而使其具有这些特性。但是，在加入必要的填加剂的同时必须要考虑土压的变化对开挖地层的影响。1.1. 渣土开挖/掘进盾构通过刀盘的旋转进行渣土开挖，渣土通过刀盘上的开口被压进开挖舱，在开挖舱它和泡沫等添加剂进行混合而形成“土胶”。通过压力隔板，推进油缸的力传递给刀盘和土胶，这样可以避免渣

4、土由隧道掌子面进入开挖舱，从而形成土压平衡状态。隧道掌子面的当前土压大致符合静止时的土压。渣仓土胶的支撑压力进一步增加超过平衡时，会导致开挖舱和隧道掌子面的渣土进一步密实，这会导致盾壳前方区域的地表隆起。如减小土压，渣土会进入开挖舱并导致地表沉陷。挖出的渣土通过螺旋输送机由开挖舱输送到盾构机后面，为了保证螺旋输送机的正常出渣，渣土的渗水性应很低，这样可以避免渣土通过螺旋输送机时发生喷涌。土压主要由下列因素影响： 掘进速度 挖出渣土的数量 改良渣土所用的添加剂介质掘进时，如给定掘进速度，土压通常靠改变螺旋输送机的速度来控制。螺旋输送机的速度快，渣土排出的就快，土压就相应地降低。渣土排出的慢，土压

5、就相应地上升。一般来说，通过改变掘进速度也可以控制土压。减慢掘进速度，土压就降低；加快掘进速度，土压就增加。掘进时，要保持土压的连续。开挖舱中的压力要平衡刀盘前面的压力，目的是为了避免地表沉陷和漏浆。通过安装在压力隔板上的不同水平高度的土压传感器，在主控室的屏幕上就可以显示土压和推进压力。掘进时，为了搅拌、改良渣土和减少盾构机的滚动，可以改变刀盘的旋转速度和旋转方向。1.2. 控制所有盾构机操作必需的数据和控制设备都在主控室内。掘进速度、刀盘速度和螺旋输送机的速度都可以在主控室进行设定。掘进方向也要在主控室内调整。通过调整推进油缸组的压力，就可以根据导向系统给出的方向来控制盾构机。1.3. 管

6、片循环随着盾构机的进一步前移，已装好的上一管片外表面和刀盘开挖直径之间的间隙要通过注浆填起来。否则，周围的泥土会填充这一间隙，这样会导致地表沉陷。掘进时，下一管片要放在管片输送小车上。在完成一个进循环后，部分推进油缸收回，以便安装第一块管片。其他推进油缸仍保持和装好管片接触，以防止盾构机由于掌子面的土压而后移。管片安装机抓起管片并将其放在应放的位置，在此位置将它和上一管片用螺栓连接起来。在管片安装机抓取头松开管片以前，一定要保证首先用推进油缸顶紧管片以防管片移动。其余管片的安装方法和此相同。1.4. 盾构机技术说明及技术参数盾构机的钢结构是根据所提供的水文地质、地面交通量和目前的工作量而设计的

7、。盾构机主要包括下列组件： 盾壳 刀盘 刀盘驱动 管片安装机 螺旋输送机 人员舱 后配套系统 管线和网络下表给出了此台盾构各组件的主要技术参数：隧道隧道长度：最小水平半径曲线最大坡度1.950km250m0,35%隧道内径隧道外径隧道壁厚度管片长度每环管片的最大重量管片数量5.400mm6.000mm300mm1.500mmca. 4,5to5+1盾构机最大工作压力盾构机的标称直径总长度（包括拖车）总重量最大掘进速度最大掘进力3bar6.280mmca. 60m5.200kN80mm/min30.100kN盾壳除刀盘外的盾壳总长度钢结构的钢材型号盾壳总重量（钢结构）预注浆注入口7.565mmS

8、355J2G3ca. 2.050kN6St.前盾除耐磨层以外的外径而磨层前盾长度盾壳钢厚度 隔板钢厚度 土压负载单元/盾壳隔板门数量隔板门尺寸支撑臂数量6.250mm25mmca. 1.700mm60mm80mm5St.1St.600mm4St.中部盾壳外径长度盾壳钢厚度（钢结构）重量6.240mmca. 2.580mm40mm314kN盾尾外径长度重量盾壳钢厚度刷形密封数量油脂注入点数量注浆口数量注浆口直径6.230mmca. 3.665 mmca. 260kN40mm3排24St.4St.DN50人员舱主舱可容纳人数主舱标称直径主舱长度主舱容积主舱门前舱可容纳人数前舱标称直径前舱长度前舱容

9、积前舱门前舱和主舱之间的门最大容许工作压力超压试验重量3人DN1600ca. 1.800 mm3,8m3600mm2人DN1600ca. 1.400 mm2,1m3950600mm800600mm3bar4,5bar55kN推进油缸油缸油缸行程推进油缸数量（10双油缸，10单油缸）每个油缸的最大推力全部油缸的最大推力推进油缸方向控制行程测量系统数量5个油缸的回收速度220/180mm2.000mm30St.1.140kN34.200kN5组5St.1.600mm/min前部稳定装置油缸油缸行程油缸数量推力140/80mm100mm2St.600kN后部稳定装置油缸油缸行程油缸数量推力140/8

10、0mm100mm2St.600kN盾壳铰接油缸油缸数量油缸油缸行程行程测量油缸数量系统总拉力14St.180/80mm150mm4St.7.340kN盾壳附加油缸-拖车油缸数量油缸油缸行程2St.130/70mm250mm刀盘整个刀盘标称直径重量旋转方向中心进渣管道外部进渣口搅拌臂数量旋转接头管道刀盘上的注入口6.280mmca. 519kN右/左4St.8St.2St.4St./DN508St./DN50钢结构单片钢结构钢材型号开口率耐磨层格栅条S355J2G328hardox400刀具切刀切刀数量除刀盘前部外的刀具硬岩用盘形刀双刃盘刀数量（可和在岩石疏松条件下的齿刀互换）除刀盘前部外的刀具

11、盘形刀直径用于岩石疏松条件下的齿刀双刃齿刀数量（可和硬岩条件下的盘形刀互换）除刀盘前部外的刀具刮刀双向旋转刮刀刮刀数量仿形刀仿形盘刀（5环）行程64St.140mm14St.175mm17”14St.140mm8+8St.2St.1St.80mm旋转接头泡沫和膨润土注入管道液压管道4St./DN504St./DN50刀盘驱动功率（3315kW）旋转速度范围标称扭矩第一档第二档脱捆扭矩945kN0-6,1U/min4.377kNm1.970kNm5.350kNm主轴承旋转驱动带双轴承的小齿轮数量主轴承直径水冷却行星齿轮数量内唇形密封系统外唇形密封系统8St.2.600mm8St.3 times2

12、 times管片安装机型号：管片安装机液压伸缩臂带机械锁紧系统的全液压比例自由度数量纵向移动伸缩长度旋转区域旋转安装机头倾斜安装机头倾斜工作力纵向驱动吊起/挤压最大扭矩功率盾尾间隙测量distomats数量重量伸缩油缸油缸行程倾斜移动油缸油缸行程 旋转移动油缸油缸行程抓取油缸油缸行程.6St2.000mm1000mm+/- 200+/- 2,5+/- 2+/- 2,550kN120kN150kNm55kN5St.186kN130/80mm1.200mm63/36mm40mm63/36mm40mm130/70mm50mm螺旋输送机功率螺旋输送机标称宽度可连续调节最大转速范围最大扭矩螺旋管道上的注

13、入口可控制开关门出渣能力容许工作压力测试压力旋转方向螺旋出渣口伸缩油缸数量油缸尺寸伸缩长度工作压力后门开关油缸数量油缸尺寸油缸行程工作压力前部螺旋门数量油缸尺寸油缸行程315kW900mm22,4rpm225kNm6St.1St.300m3/h3bar4.5bar左/右500600mm2St.160/90mm1.000mm160bar2St.80/45mm800mm300bar2St.130/70mm400mm齿轮油供应齿轮油流量主驱动齿轮油注入（注入一半）行星齿轮驱动齿轮油注入ca.12ltr./min220ltr.812ltr.液压油供应油箱容量刀盘驱动流量补油泵流量推进缸流量螺旋输送机马

14、达流量管片安装机流量辅助设施流量砂浆注入泵流量盾壳内油箱过滤/冷却回路流量主驱动油箱过滤/冷却回路流量3.000ltr.31088ltr./min1213ltr./min180ltr./min1088ltr./min200ltr./min63ltr./min145ltr./min190ltr./min900ltr./min管片输送小车负载管片能力管片运输小车拖动缸油缸行程纵向移动缸油缸行程抬升油缸油缸冲程总长度总宽度高度滑动行程3St.100/56mm150mm100/70mm1.860mm65/57mm50mm5.220mm1.660mm481mm1.860mm管片吊机轨道安装吊机上升功率下

15、降功率负载能力驱动速度V1驱动速度V2起吊速度定位速度4kW0,5kW45kN10m/min40m/min6,3m/min1,5m/min皮带机功率运输速度运输能力皮带宽度皮带长度30kW2,5m/s750to/h800mm45m油脂供应密封油脂驱动油脂供应/HBW Condat密封油脂量驱动刀盘和螺旋输送机的油脂消耗量驱动油脂量盾尾油脂消耗量盾尾油脂量ca.ltr./h60ltr.ca.1,6ltr./h200ltr.ca.36kg/Ring200ltr.注浆砂浆运输注浆泵数量功率注浆口数量输送泵数量功率砂浆罐容量搅拌器功率2St.30kW4St.1St.11kW6m311kW膨润土供应功率

16、运输能力工作压力膨润土管路数量膨润土罐容量30kW30m3/h8bar9St.4m3工业空气压缩机功率空气压力压缩机能力压缩空气罐255kW7,5bar210m3/min1m3土质调整用的泡沫、水或膨润土注浆点数量/刀盘注浆点数量/开挖舱注浆点数量/螺旋输送机8St.4St.6St.泡沫生产泡沫喷枪数量泡沫储存罐泡沫剂注入泵运输量/tenside泡沫剂注入泵功率水泵运输量水泵功率4St.1m35-300l/h0,5kW133l/min11kW工业供水系统工地工业水供应管路断面最大初始温度气动泵盾壳区域抽水ca.50m3/hDN80250C通风风管储存箱风管储存箱数量每箱储存能力风管标称直径2S

17、t.100mDN1000二次通风功率消音器数量管路断面11kW2St.600mm供电初级电压二级电压驱动电压照明应急灯阀电压保护设施（电机）补偿装置变压器能力电流高压电缆长度高压电缆断面10.000V380V24/230V230V24V24VIP55cos 0,92.000kVA50Hz200m350mm2设备功率刀盘液压驱动3315kW液压输送泵刀盘液压转向泵拖车液压过滤泵罐盾壳液压过滤泵罐液压螺旋输送机液压推进液压注浆1液压复形刀液压管片安装机液压辅助设施油脂泵齿轮油砂浆罐搅拌器砂浆输送泵皮带机液体泵液体泵分立扇泡沫站离心泵膨润土泵压缩机1压缩机2二次通风总功率945kW75kW5,5kW

18、18,5kW4kW315kW75kW30kW7,5kW55kW22kW0,25kW4kW7,5kW11kW30kW0,4kW0,02kW7,5kW30kW55kW55kW11kWca. 1.764kW2. 盾壳综述盾壳钢结构是根据水文地质情况、交通载荷、当前工作荷载和3bar的工作压力而设计的。盾壳是一个用螺栓连接起来的整体钢结构，包括几个带有焊接上的吊装刀具的部件，材料为S355J2G3.盾壳包括三个主要组件： 前盾 中盾 盾尾2.1. 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的钢结构。螺旋输送机从盾尾斜向连接着皮带机。前盾前沿呈锲形，以防止渣土粘结和促进渣土流到底部的螺旋输送机

19、。压力隔板将前盾的开挖舱和主舱分离开来。隔板上面的门可以让人进入开挖舱进行保养和检查工作。此外，隔板有几个开口，可以控制渣土改良的程度和以及作为修理时输电线的接线盒接头。通过安装的隔板上的四个搅拌器，水、膨润土或泡沫被运输至开挖舱。搅拌器均匀分布使土仓内的渣土可以被充分搅拌。通过前盾上液压闭合装置，在保养和修理时，螺旋输送机的套筒回收后，可以关闭螺旋输送机的进渣口。另外，在前盾和中盾的盾壳上布置了几个可以超前钻孔，当需要时可以注入膨润土等用以减小盾壳与土层的磨擦。2.1.1. 稳定器前盾顶部的两个稳定器可以帮助减小盾壳的振动和滚动。此稳定器可用于软土或硬岩。2.1.2. 土压传感器在开挖舱的压

20、力隔板上装有土压传感器以测量不同水平高度的土压，这些压力值在主控室显示出来。2.1.3. 保养/检查土压传感器显示值超过设定范围是可能的，在这种情况下就必须更换新的传感器。这时候要目测检查传感器的前边是否损坏。如出现故障，应作一压力输出图来分析。如果通过分析此图表明土压传感器没能出现故障，则较大的显示值很可能是由于开挖舱内的渣土挤压着传感器的某一部分所引起的。这种情况下传感器可继续使用。当测量结果显示传感器出现故障时，要将其送到生产厂家进行修理。2.2. 中盾2.2.1. 综述中盾又称支撑环，前盾和中盾是用螺栓上紧并焊接在一起的。在中盾内布置了推进缸支座和管片安装机架。管片安装机支架通过相应的

21、法兰面和管片安装机梁连接起来。推进缸和连接盾尾的铰接油缸布置在中盾。为稳定岩石和用掘进设备进行试掘进，在中盾的盾壳上焊接了带球阀的超前钻机孔。中盾和盾尾之间使用的是预紧密封。如果密封出现问题，虽然有脂润滑，水还是能够进入盾壳；那么铰接密封有一个可膨胀的应急气囊密封临时保护，防止水的进入。气囊最大膨胀压力为10bar。注意：如用气囊应急密封时，则不允许掘进。另外两个液压装置安装在中盾内用来为超挖刀、推进缸、管片安装机提供液压动力。2.2.2. 推进缸、控制缸、铰接油缸推进油缸和铰接油缸装有行程测量系统和用于控制的压力测量系统，推进缸和铰接缸是通过盾壳内的液压系统来驱动的。2.2.2.1. 推进油

22、缸盾构总共采用30个推进缸。在活塞杆端，推进缸悬挂在一个允许手动调节的装置上，如果需要，可以进行手动调节推进缸的方向和位置。推进缸主要用于推进和安装管片。2.2.2.2. 推进在推进模式下，推进缸总共分为5组，每组都有行程测量系统用以辅助推进系统的控制。司机可以单独控制每组油缸的压力（电位计AE组）和所有油缸的总流量（速度电位计）。2.2.2.3. 管片安装安装管片时，首先要停止掘进，然后通过按纽“ring build”将操作状态变为管片安装，这样可以将控制权转到便携遥控板上。当此模式激活时，所有的油缸（单独或成对）可以独立移动。在管片安装模式时，安装一个管片所需的油缸相应地后撤，而其它油缸必

23、须顶紧管片，这样做一方面是为了避免由于土压所造成的盾壳后移，另一方面是为了保护已经安装的管片。2.2.2.4. 盾壳铰接油缸盾壳铰接油缸以铰接方式连接着机器的中盾和盾尾，正常情况下掘进的时候被置于中心位置，并处在中心位置前就调整好了的压力下。通过四个位置传感器可以知道铰接缸的位置，需要时可以将盾尾拉过来；铰接装置是为了便于盾构的弯道施工。此操作可以在主控室通过观察显示屏来进行操作。2.3. 盾尾盾尾通过14个铰接油缸和中盾相连。在盾尾的保护下用管片安装机安管片；而在盾尾尾部和已装好的管片之间用三排刷形密封密封。盾尾壳体上的整体注浆管路提供环形间隙注浆。2.3.1. 盾尾密封盾尾密封的气动油脂泵

24、位于后配套系统，并直接把油脂从油脂桶里运送到注脂点。盾尾上装有8条油脂管路，通过它们可以根据行程和压力来供应油脂。盾尾密封润滑系统可以通过自动和手动操作两方式控制进行润滑和密封。2.3.2. 盾尾密封主示意图2.3.3. 保养/控制在进行每次掘进时，都要给盾尾密封进行润滑。如果密封不经常定期润滑，注入的浆液材料经过密封时会填满密封的间隙。即使很小的控制角度也会导致管片的移动，从而使密封失去作用并可能使管片遭到破坏。3. 刀盘3.1. 技术说明3.1.1. 构思刀盘安装在主轴承的内环上，通过8个液压马达驱动。刀盘设计为双向旋转，转速可无级调节。3.1.2. 设计刀盘包括焊接结构件和刀架。刀盘表面

25、焊接有耐磨层，圆周区域有耐磨格栅构成的镶边。通过旋转，挖出的渣土被运到刀盘的8个开口。刀盘的后部开口向内倾斜，这样的结构使渣土易于流动而容易流向螺旋输送机。焊接的搅拌臂可以使土质改良添加剂和挖出的渣土在刀盘后面进行搅拌。3.1.3. 旋转接头通过刀盘的旋转接头，土质改良用的泡沫、膨润土或水被送到土仓内。另外，仿形刀的液压供应也是通过旋转接头来连接的。回转中心通过刀盘中心的法兰和刀盘连接。3.1.4. 刀具刀具根据地质的不同按两种不同方式来组合使用：用于硬岩的：64 把切刀14把双刃盘刀8 把双刃刮刀/右向旋转8 把双刃刮刀/左向旋转用于疏松岩石的：64 把切刀14 把双刃齿刀8 把双刃刮刀/右

26、向旋转8 把双刃刮刀/左向旋转为了安全和易于操作，大部分刀具可在刀盘后面进行更换。切刀关于切刀的情况，选择了很多其它工程成功使用的刀具，并经过进一步的发展。这种类型的切刀有不同的材料、高度和形状。刀具根据类型配有包含硬金属的刀、齿和耐磨的硬表面。刀具由一个方形刀柄固定着，用一螺栓固定以防止松动，而螺栓不承担任何工作荷载。固定螺栓的固定螺纹在刀具中，这样在每次换刀时就有一个新螺纹可以使用。为了保证用楔形块可以容易拆卸，刀具在法兰上配有两个槽口。刮刀在从刀盘表面前侧到圆周（镍铬合金刮刀）的开口区域，刀盘的每个臂上用的都是左右向削切的复合式刮刀。通过大量的刮刀，掘进直径长期保持在一个恒定的水平。合金

27、刮刀可用替换螺塞和钢结构固定在一起，并可相互替换。双刃盘刀盘刀装在一个焊接在刀盘钢结构的刀座上。因为重量的原因，在更换盘刀时需要辅助工具和吊链。双刃齿刀双刃齿刀是替换除刀盘圆周边缘区域之外的刀盘前部的双刃盘刀，用于疏松岩石条件下掘进的刀具。其安装及验收和双刃盘刀相同。仿形刀通过液压缸调整仿形刀的伸缩，可以改变刀盘的开挖尺寸。因为仿形刀承受的荷载较高，并且只有一把仿形刀进行周圈的开挖，所以它易于磨损，应该仅在短期内使用。3.2. 保养/控制 在安装刀盘时检查盘刀上的紧固扭矩 检查刮刀、齿刀和切刀的磨损 检查盘刀的功能和切削圈的磨损 每次更换过刀具后，都要检查固定螺栓的扭矩4. 刀盘驱动刀盘驱动设

28、计为环状驱动并紧凑地布置在盾壳结构的中心。4.1. 主轴承旋转工作原理主轴承分为内齿圈、外圈和中间的三排圆柱滚柱，外圈通过法兰和盾壳联接，内齿圈和刀盘通过螺栓联接。八个液压马达通过行星齿轮驱动小齿轮，八个小齿轮共同驱动内齿圈进行旋转。轴承则通过唇形密封和小齿轮区分离开来，外密封系统的供应管路是通过轴承的外环进行的。4.2. 密封系统主轴承有两套密封系统密：外密封系统负责开挖舱内的密封，而内密封系统则负责盾构后部的大气密封。4.2.1. 外密封：外密封系统是通过带有永久性失脂润滑（permanent grease loss lubrication）、油脂润滑和渗漏控制三重唇形密封系统进行来实现的

29、。密封支撑直接和轴承通过螺纹连接固定在一起，并且作为主轴承结构的一部分从而充分保证同心度。因为密封的移动表面每次都作为一个整体的、表面硬化的滚珠座圈，此座圈可以横移约10mm内以补偿表面磨损，尤其是第一个唇形密封的表面磨损。因为密封较硬，所以使用了盘根（织物）唇形密封。到齿轮区的密封是一个特殊的轴形密封，它可以在需要的时候使齿轮区在压力下工作。在很大程度上，为了防止掘进时刀盘驱动的前部密封里进入脏物，也为了防止密封以及密封滚珠座圈的过度磨损，另外使用Condat-HBW密封油脂以保证正常的油脂润滑。刀盘驱动前一个迷宫密封就使用了油脂密封。油脂直接用气动油脂泵从拖车的油脂桶里输送到注脂点。油脂舱

30、位于第一道和第二道唇形密封之间。油脂通过圆周的几个孔进行供应，另外通过环区的定距环不停地将油脂分配出去。这种布置导致油脂舱内压力的不停分配。油脂被气动油脂泵从拖车的油脂桶里泵送到盾壳内的油脂润滑泵装置里。油脂润滑泵装置另外又配备了液面控制油脂罐，并通过带有恒量油脂的单独的泵供应外密封的每条输脂线油脂。在第二和第三个唇形密封之间是渗漏舱。渗漏区通过分布在圆周的几个控制孔和空气区相连，这样可以对渗漏进行控制。齿轮区到开挖舱的这种密封设计在很多困难条件下已经得到证明。4.2.2. 内密封：内密封系统将小齿轮区和空气之间进行密封。它包括一个带有硬密封滚珠座圈的X形结构内的双唇形密封系统。注意：内密封系

31、统中的所有元件都必须远离灰尘、水、膨润土等。内密封必须定期手动加注润滑脂。三重唇形密封主示意图4.3. 齿轮润滑小齿轮区配有齿轮油分量注入装置。主轴承的驱动小齿轮轴承、小齿轮齿和三维滚子旋转接头通过溅喷润滑和压力循环润滑来供应油脂。为了进行控制，也安装了液面、流量和温度的监控装置。5. 管片安装机5.1. 综述管片安装机用法兰连接安装在盾尾保护下的支架上。管片安装机主要用于安装管片，如果需要进行超前钻探时可在管片安装机的适配器板上安装超前钻机设备。管片安装机的运动情况是根据现有的条件而特别设计的，它可以对管片进行精确定位。伸缩、旋转和移动等功能都是比例控制的，所有这些移动功能的设定压力可以使其

32、对各元件进行精确定位。在掘进停止且切换为管片构建模式时，管片安装机可以通过便携式控制台进行工作。管片安装机通过安装在拖架梁上的伸缩油在盾尾和管片输送小车之间移动。在用手将起吊螺杆拧进管片后，管片由管片输送机抓起并运到盾尾。对于管片的定位，管片安装机总共有6个自由度。 拖架梁上的移动功能（平行移动到中心线） 垂直中心线的旋转/2000的功能 垂直中心线的伸缩臂的伸缩功能 夹紧头的倾斜功能 夹紧头的翻转功能 夹紧头的旋转功能5.2. 管片安装机的设计管片安装机包括下列组件： 拖架梁 移动架 旋转架 带夹紧系统的十字梁拖架梁管片安装机的拖架梁是纵向驱动的基础，它是通过法兰连接在管片安装机支架上的。在

33、盾壳和拖车之间的所有连接都通过管片安装机中间的空间。在拖架梁的后部有两个接头和后配套拖车连接在一起。纵向移动架移动架布置在拖架梁的上面以便它可以纵向移动。纵向移动是通过两侧的液压缸驱动，在两侧布置的上下四个导向轨道上移动来实现的。一个带有内齿球轴承的回转框架和移动架通过法兰连接在一起。旋转装置通过两个带刹车的液压齿达驱动。其齿圈有油脂润滑且有外壳保护。回转框架回转框架和纵向移动架通过法兰相连，是侧面布置的伸缩油缸的基础。伸缩油缸可以彼此独立伸展。带夹紧系统的十字梁以适当角度弯曲的伸缩油缸的两端都用十字梁连接着。十字梁起着支撑管片安装机头或夹紧系统的作用。当两侧伸缩油缸独立伸缩时，其行程变化由左

34、联接处的伸缩套补偿。绕半径轴线旋转和绕横向轴线旋转都被整体并入安装机头里面。管片安装机头的夹紧系统包括一个支撑板和一个伸展油缸，以拉紧并固定装在管片上的螺杆。5.3. 安全设施 安装机控制板上有一个紧急停止按钮。当按下紧急停止按钮时，安装机立即停止工作，并且只能用开动启动开关来重新起动。 只能通过移动安装机板上的两个卡钳来松开管片。 如果管片安装机转动时抓取头松开的话，就会有声音报警信号发出。6. 螺旋输送机6.1. 综述对于渣土的运输，前盾的底部安装有螺旋输送机，螺旋输送机从隔板到拖车沿中心线上的仰角为230。为了提高渣土的流动性，可以向螺旋输送机圆周的孔注入膨润土或泡沫。在底部，螺旋输送机

35、伸往渣舱的一段为可更换的耐磨管。螺旋输送机包括一个带轴的螺杆。为了检查或是为了使螺旋输送机遇到木头或大石块时也能自由通过。螺旋输送机能够在渣王中伸缩。6.2. 前门为了保养和检查工作，可以用装在前部阀门关闭螺管。只有在螺杆和伸缩套筒一起缩回时才能关闭前门。螺旋阀门包括两个门板，此门板通过连接杆和液压油缸在压力隔板后移动。螺旋门并不加压密封而只是阻止大量泥土侵入螺管。6.3. 后门螺旋输送机后端安装了一个由两个油缸控制的门。此门是防水和密封的，并由控制台操作。如果出现断电故障时，后门可在液压蓄能器的作用下自动关闭。后门必须定期清理沉淀物和固结物以保证其正常工作。6.4. 驱动/密封系统螺旋输送机

36、通过液压马达和行星齿轮来驱动。球形轴承的使用使螺杆的振动保持平衡。螺纹轴承由迷宫密封保护，几个径向波纹垫圈也防止尘土进入螺纹轴承。为了保护和润滑轴承，在轴承工作期间，通过轴承圆周上的几个孔用油脂润滑泵将油脂永久性注入。油脂润滑泵由拖车上的油脂桶泵供应油脂，同时也用于刀盘驱动的润滑（见刀盘驱动技术说明）。齿形圈的润滑必须根据保养手册手动操作来进行。6.5. 保养/控制保养工作和间隔期见保养计划。6.6. 安全设施 液压马达和泵由压力中断保护防止超载。 当滑动阀关闭时，限制开关防止对螺旋输送机的操作。 在电力故障期间，后门可以自动关闭，以防止来自开挖舱的渣土、水和空气的涌出。7. 人员舱7.1.

37、综述在保养和检查工作期间，负责人员和材料通过人员舱进入压力平衡中的开挖舱。人员舱包括主舱和准备舱，它们由压力门隔开。主舱和中间舱之间有法兰连接，而中间舱直接焊接在压力隔板上。通过隔板上的门就可以进入开挖舱。准备舱和主舱横向连接，这样从准备舱出来必须要经过主舱。准备舱的作用是在压缩空气工作时和出现紧急情况时的出入。根据舱的大小，主舱最多可以进3人行而准备舱可以进2人。主舱和准备舱都是分开操作的，内部都配有以下设备： 通讯系统 排气阀和通风阀 时钟 气压计 温度计 供暖设备排气阀和通风阀只在意外情况发生后人员被堵在里面时使用。正常情况下，出入人员舱都有人仓负责人来操作。下列设备是为人仓负责人操作而

38、安装的： 两舱的排气阀和通风阀 通讯系统 带式录入系统-为了记录两舱和开挖舱内的压力情况 气压计-为了控制人员舱和开挖舱的压力 人员舱通风用的流量表人员舱压缩空气的供应是通过安装在拖车上的空压机站和工地供应的管道来进行的，供应管路配有相应的滤清器和安全阀。当使用人员舱的时候，一定要严格注意为两个带式记录器上足发条，并保证他们在工作并装了足够的纸和记录器工作正常。进入人员舱并在压缩空气下工作是有害于健康的。如果非专业人员操作人员舱，出来后会因为压缩空气导致恶心，严重的话伤害健康甚至死亡。必须保证每时每刻都有合格人员控制，且从人员舱出来的时间要坚持符合适当的规则。7.2. 保养/控制 每次关门前检

39、查每一个密封，如有必要进行清洗或更换。 门的连接部位一月润滑一次 在操作人员舱前进行检查，看是否所有的气压计工作正常和所有的接头都没有损坏。 根据规范检查带式记录器的功能。保养和间隔期见相应保养计划。7.3. 安全设施 每个舱都有限制最大压力为3bar的安全阀 电话和应急电话设备8. 后配套系统8.1. 综述后配套系统总共包括6个独立的拖车，每个拖车上都装有盾壳前进所需要的辅助装置。另外，盾构机工作所需的冷却水、新鲜空气、压缩空气和高压电缆都通过拖车管线输送进去，而升温后的冷却水和脏水从盾构机的盾壳底部被运送出去。拖车连接在管片安装机的托架梁上，随着盾构机的掘进沿掘进方向运动。拖车在铺设的轨道

40、上行走。拖车的结构可以使运输车进入第二台拖车，运输车运输管片、砂浆、备件和其它油料。另外，拖车1和2之间的轨道可以用龙门架进行延伸。人员进出的行走平台位于拖车2-6的左右两侧。8.2. 皮带机渣土是通过拖车用皮带机从螺旋输送机后门运输到渣车上的。皮带机的夹紧装置和驱动装置安装在6号拖车上。8.3. 连接桥连接桥仅包括隧道上部的托架结构，它起着连接拖车1上管片吊机的作用。管片安装机的移动架和拖车1用一对液压缸连接，并且同时牵引着后面的拖车。管片输送小车管片输送机起着管片的中间储备和运输的作用。它通过铺设在隧道衬砌上的载重轮和硬木块，由盾构通过一个牵引链向前移动。在1号拖车的右边安装了一个操作板可

41、以控制管片输送小车，也可以通过管片安装机的遥控操作台来控制。8.4. 拖车1管片吊机管片吊机起着从运输车上到管片输送小车上的管片运输的作用，它有两个电动吊链和移动装置，此移动装置在连接桥和拖车1之间。 电动吊链/MANNESMANN DEMATIC公司主控室/配电盘主控室作为拖车左边上的箱式结构，包括所有相关的导向、调整和控制元件，后面有一个电气室。主控室的操作板的操作见第三章使用说明。砂浆罐、注浆泵、砂浆运输泵通过右边的一个离心螺旋泵，砂浆从运输车上转移到砂浆罐内，在砂浆罐的上面装有搅拌器。通过两个注浆泵进行注浆。注浆操作面板直接安装在砂浆罐附近。 离心螺旋泵/WANGEN公司 注浆泵/SC

42、HWING公司 齿轮马达搅拌器/MANNESMANN DEMATIC公司8.5. 拖车2膨润土罐和膨润土泵拖车的左边是进行渣土改良用的膨润土罐。膨润土罐安装有液位传感器，罐内膨润土浆液用压缩空气进行搅拌。膨润土输送是由装在罐下的输送泵来完成的。 输送泵/WARMAN公司液压装置液压装置包括供给下列液压油缸和马达用的电机和泵、油箱、热交换器、滤清器和阀： 刀盘驱动、螺旋输送机驱动 辅助泵（管片输送小车、稳定器、夹紧器、拖车油缸） 控制泵 注浆泵 过滤泵/ALLWEILER公司 液压泵和马达/MANNESMANN REXROTH公司 电机/VEM公司 热交换器/SWEP公司管片安装机、推进系统以及

43、超挖刀都由安装在盾壳内的单独的液压装置来提供动力。8.6. 拖车3罐/泡沫材料泡沫材料装在运输罐内用运输车运送的。带有两个吊链的摆动吊机能够吊装这个泡沫罐。罐的下方有一个水泵，旁边有一个泡沫产品使用的离心泵。 偏心螺杆泵/PUMATEC公司 离心泵/ALLWEILER公司 起吊吊机/HADEF公司油脂泵装置拖车3的左边装有3个油脂泵以供应下列组件： 密封油脂HBW Condat/刀盘驱动迷宫环 润滑油脂GR 130 Condat/刀盘驱动轴承 盾尾油脂WR89 Condat/盾尾密封带吊链的摆动吊机用来吊装油脂罐。 油脂泵/IST公司主配电盘/次配电盘拖车的右边装有主配电盘和次配电盘的电气柜，

44、它配有冷却水热交换器。8.7. 拖车4压缩空气装置安装在拖车左边的空气压缩机为下列结构组件供应所需的压缩空气： 开挖舱和人员舱设备区的压缩空气调整装置 泡沫生产 膨润土搅拌 油脂泵 盾壳和拖车上用于保养工作的压缩空气接头紧挨着空气压缩机放置了一个压缩空气罐。 空气压缩机/ALUP公司变压器/中压配电盘设备在拖车4右边一个带有2000KVA的液体冷却变压器负责将中压转换到主配电盘器上。 变压器/ABB公司二次通风另外二次通风设备安装在拖车4上，二次通风包括一个风机和一个消音器。一次通风的新鲜空气通过拖车尾部的风管吹进来，然后就是二次通风，它负责从5号拖车到盾构之间的空气交换。 二次通风/KORF

45、MANN公司水管卷筒在拖车4和5的通道上装有一个用于工业水供应和清洁卫生的双软管卷筒。软管卷在一起，同步随盾构的掘进展开以便在隧道壁上安装硬管。8.8. 拖车5电缆卷筒一个高压电缆卷筒装置安装在拖车5上负责对掘进期间的能量供给。风管储存箱用于延伸新鲜风管的储存箱安装在拖车5上。在手动提升装置的帮助下，风管可以进行互换。 风管储存箱/KORFMANN公司 绞盘/HADEF公司9. 管线和线路网9.1. 注浆、回填注浆注浆任务盾构机开挖时所造成的开挖直径和管片之间形成的环形间隙必须填充，这样做主要是为了以下几个原因：l 管片必须在松动土中放密实，这样他们才能在驱动时承受不同的荷载（驱动力、后配套系

46、统行走轮的压力）l 隧道管片外表面和岩石之间形成的一体，而使地表沉降保持在最小。l 注浆层保护着管片防止其受混凝土腐蚀材料的影响。它起着保护层的作用。l 提高防水性。注浆材料对砂浆的主要要求如下： 固体成分较高 高流动性 低渗水性 良好的可注入性 如有错误，应可以延迟配置 长时间不用也不会堵管。系统功能砂浆在隧道外搅拌后，用砂浆车运到隧道内后配套系统。用输送泵运输罐内的砂浆，并防止注浆前的凝固。液压驱动的注浆泵将砂浆泵入相应的注浆点，通过盾尾注入到开挖直径和管片外径之间的环形间隙。为了保证注浆工作的正常进行，总共安装了两个注浆泵。压力传感器在盾尾注浆点的前面，以记录单个注浆线路的压力。注入的砂

47、浆量可以通过测量砂浆容器的液面或称量砂浆车的重量来确定。通过正确地使用系统，注浆压力在可以通过注浆同步监测系统监测，并通过对注浆泵的关闭在可调范围内连续调整，。单个注浆点的注入量和注浆压力信息可以在主控室看到。在数据采集和显示程序的帮助下，随时可以储存和检索砂浆注入的操作数据。注浆的可能操作模式注浆操作是用现场或主控室内的控制板来控制的。注浆可用两种模式进行： 手动模式 自动模式（压力、砂浆量）注入的当前状态可以在显示设备上检查。砂浆注入参数可以在显示设备上进行改变。手动模式手动模式下，注浆泵可以在控制板上单独进行控制。而泵速是由比例控制的电位计的位置决定的。这种情况下1/2位置意味着半速。当

48、管片间隙注满并达到一定的压力时，各个注浆口关闭。自动模式自动模式下，注浆泵都由控制板打开和关闭。注浆口的起动和手动模式下相同。所不同的就是起始注浆压力点和手动模式下是不同的。当开始新一轮注浆时，首先要将注入点用手动方式打开，在正常工作期间，用调节注浆压力的方式自动打开和关闭注入点。9.2. 液压滤清器和冷却管线在盾壳内和拖车上，装有一个配有滤清器和冷却管线的液压储存罐。工作时，液压油通过热交换器被冷却，并通过过滤系统进行净化。盾壳内的液压罐供给下列组件： 液压管片安装机 推进缸和盾壳铰接油缸后配套系统上安装的一个罐供给下列液压组件： 刀盘驱动、螺旋输送机驱动 辅助站（管片输送机、稳定器、夹紧器

49、、拖车附加设备及螺旋输送机门等） 注浆系统 控制系统9.3. 工业水和冷却水工作时，盾构机供应的是工业水，工业水以规定的水质和最高温度250C的状态一直送到后配套系统水质一定要严格按照要求，以保持冷却管线的正常运转和避免损坏动力单元工业水是用于冷却下列组件的。 减速器 压缩机 变频器（二级配电盘） 液压油和传动油冷却器 主控室 刀盘驱动传动装置 主配电盘另外，工业水从支线中取出用于下列区域： 盾壳内的工业用水 人员舱 泡沫系统9.4. 压缩空气供应压缩空气是通过两个安装在后配套系统上的空气压缩机来供应的。此系统包括空气压缩机、压缩空气罐、滤清器和保养装置。工业空气工业空气用于操作下列组件： 驱

50、动气动油脂回转泵/盾尾密封油脂 驱动气动油脂回转泵/Condat HBW密封系统迷宫密封 驱动气动驱动油脂回转泵/油脂润滑 供应空气保压系统 供应泡沫系统 盾尾注脂装置的气动球阀 软管和电缆卷筒的制动闸 盾尾可膨胀应急密封 排污泵 膨润土阀和膨润土注入另外，压缩空气接头安装在整个盾壳区和后配套系统。压缩空气调节空气保压系统安装在盾壳上，用来调节渣仓内的压力和人员舱的空气压力。系统包括： 空气处理器 空气调节器 压力传感器 控制阀装在渣仓内的土压传感器决定土压的实际值。压力调节器将实际值和预设参考值进行对比，然后启动空气供应阀来调整支撑压力。压缩空气系统只调节空气供应，开挖舱内压力过高可以用溢流阀排出。9.5. 泡沫处理设备泡沫调节特别适用于混合土层、高硬度土壤的土压平衡式掘进。泡沫调节土壤过程的要求： 支撑压力转向隧道