盾构流体知识培训

1、 三、流体系统：1、概述；2、原理简图；3、关键部件；4、操作流程；5、注意事项；三、流体系统其中，流体系统在盾构正常工作中起着非常重要的作用，包括：1、水循环系统；2、压缩空气系统；3、集中润滑系统；4、HBW密封系统；5、盾尾油脂密封系统；6、主驱动润滑系统；7、泡沫系统和膨润土系统；8、保压系统；9、自动保压系统1、水循环系统作用：水循环系统主要用于带走盾构机各个系统正常工作时产生的热量，保证各系统在正常的温度范围内工作；并给盾构机工作时土仓加水和泡沫、冲洗盾构机机身、隧道内消防、打扫隧道内卫生等提供水源。a、原理简图外循环水过滤器内外循环水冷却器液压站冷却器外循环水内循环出水罐内循环水

2、泵主驱动减速机、螺旋机减速机、主驱动齿轮油冷却器、空压机、配电柜内循环水增压水泵桥架、盾体、土仓用水泡沫、膨润土、注浆系统皮带冲洗隔膜泵污水污水污水罐污水泵去洞外b、关键部件内循环水泵： 卧式离心泵流量：50m3/h；扬程：50m；功率：15KW；进口：DN65/PN16:出口：DN50/PN16；电机旋转方向：顺时针（从电机尾端看）；增压水泵：多级立式离心泵流量：15m3/h；扬程：85m；功率：7.5KW；进口：DN50/PN25:出口：DN50/PN25；电机方向：尾端观察顺时针；液压油散热器：板式换热器散热功率：373.2kW；散热面积：37.53m2；额定压力：16bar片数：141

3、；热交换系数655W/m2；S3/M3:DN100；M2/S2:DN100； 内外循环水散热器：板式换热器散热功率：310KW；散热面积：26.84m2；额定压力：16bar片数：63；热交换系数3668W/m2；S1/S3:DN100；S2/S4:DN100； 齿轮油冷却器：钎焊式换热器额定压力：31bar片数：100；S1/S3:DN50；S2/S4:DN50； 污水泵：渣浆泵（也是离心泵）扬程：48m流量：20m/h；进口:DN50；出口:DN40； 最大允许通过粒径:10mm;注意：渣浆泵开启时需要通密注意：渣浆泵开启时需要通密封水（封水（3-5bar3-5bar），否则可能），否则可

4、能会导致轴封损坏。会导致轴封损坏。密封水加注口d、操作流程1、参照原理图，确认所有工作管路球阀打开，预留球阀关闭；2、启动外循环水泵；3、启动内循环水泵；从电机尾端观察，叶片顺时针转动；4、当土仓泡沫注入量不够，渣土较干时，可启动增压水泵往土仓注水；从电机尾端观察，叶片顺时针转动；5、可从预留口接出水管，以清洗隧道管片、台车；e、注意事项1、外循环水池必须保持干净，以保证外循环水的清洁；2、外循环水过滤器进口前压力达到10bar时，应停机更换更换滤网，清洗金属滤芯；3、内循环用水应严格控制清洁度，用量1m3左右；4、北方施工，如遇天冷情况，应往内循环按配比加注一定量的防冻液，以免冻坏相关元器件

5、；5、掘进一段时间后，由于外循环水泵扬程有限，需在掘进途中增设水泵，以保证盾构进水压力达至3-5bar；排污泵亦需增设中继泵，保证污水顺利排出洞外；6、管路延长时，应保证外循环进水管、回水管对接的正确性；7、停机检修时，应拍下急停按钮，待修复正常后，将急停复位。2、泡沫系统和膨润土系统1、早期土压平衡盾构机适宜开挖的土壤范围较窄，开挖土层环境恶劣，含砂量较高时，土体与土舱面板的摩擦力较大，造成刀盘扭矩增大，刀具磨损较严重，螺旋输送机排土困难,扭矩大；2、同时因施工土体自立性差，造成开挖面土舱压力波动大，较难建立平衡，开挖面稳定性差，容易造成坍塌；3、施工土体粘性大土体较多时，土体流塑性差，容易

6、粘附于刀盘和土舱壁，产生堵舱现象，形成泥饼；4、施工选址在经过开挖湖泊，或腹水丰富地层时，因土壤止水型差，经常出现涌舱现象；加注泡沫和膨润土的作用1）润滑作用，气泡包围土体，减小土体与土仓面板的摩擦力，降低刀盘扭矩。（2）稳定土舱压力。因泡沫中的气泡具有可压缩性，能减 少土舱压力的波动性。（3）改善土体流塑性，可降低或增大土体粘性，增加土体流动性。（4）阻水性，因气泡填充了土体颗粒间隙，使其渗透性减小，止水性增强。 使用泡沫和膨润土后，土压平衡式盾构对土质的适应范围得以扩大，其设备造价降低、控制操作容易、使用场地减小、弃土处理方便等优点有了更大的发挥余地。a、原理简图泡沫剂罐泡沫泵（变频调节）

7、泡沫过渡罐泡沫发生器膨润土罐膨润土泵高压水泵外循环水混合液压缩空气高压水泵混合液高压水泵混合液高压水泵混合液高压水泵混合液泡沫发生器泡沫发生器泡沫发生器泡沫发生器刀盘、土仓、螺旋输送机气动球阀膨润土b、关键部件泡沫原液泵：单螺杆泵流量：Qmax=300L/h；压力：Pmax=8bar；电机功率：0.37KW；变频控制，频率使用范围：13-50Hz；混合液泵：高压柱塞泵 最大流量：20L/min工作压力：8bar电机功率：1.5KW工作电压：380V交流电可变频控制流量。膨润土泵：一、挤压软管泵流量：10m/h压力：8bar电机功率：7.5KW可变频控制二、螺杆泵流量：10m/h压力：8bar电

8、机功率：7.5KW可变频控制泡沫混合液，膨胀率，注入率是泡沫使用的3个主要参数：1、膨胀率E=泡沫量/混合液量，0-25之间，一般取8-15；2、注入率I=泡沫注入量/开挖土方量，一般取5%-65%；3、所需混合液流量为： Ql=AVI/E， A-开挖面积， V-推进速度，4、压缩空气流量为： Qa=（E-1）Ql(P+1) P-空气支持压力(相对压力)，一般取0.3Mpad、操作流程1、参照原理图，确保工作管路球阀手柄打开，预留口球阀手柄关闭；2、开启泡沫存储罐前方气动球阀，启动泡沫原液泵，按预定配比往泡沫罐生成泡沫混合液；从泡沫泵电机尾端观察，叶片转动方向为逆时针转动；3、开启气调节器，控

9、制气体流量，于泡沫发生器内生成泡沫；4、根据施工具体条件，合理选取全自动、半自动、手动三种模式；e、注意事项1、开机前注意检查泵上的减速机内有无加润滑油。2、开机前将进气压力调至5bar。3、开膨润土泵前，必须先将与泡沫系统管路连接的球阀打开。4、对刀盘面板上泡沫路数进行标记，以达到泡沫注入路线的准确控制；5、根据地质控制泡沫注入量，以改善渣土的和易性，防止刀盘结泥饼；3、同步注浆系统盾构施工中，随着盾构的向前推进，因盾构盾尾外径与管片外径之间的差值将会在管片背后产生空隙（盾尾建筑空隙）。这一空隙若不及时充填则管片周围的土体将会松动甚至发生坍塌，从而导致地表沉降等不良后果。为此必须采用注浆手段

10、及时将盾尾建筑空隙加以充填。同时，背衬注浆还可提高隧道的止水性能，使管片所受外力能均匀分布，确保管片衬砌的早期稳定性。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、摆动抑制管片漏水鉴于注浆工作的特殊重要性，注浆系统十分重要。砂浆在用户自备设备的制浆站生产完成，通过电瓶车运至隧道内，再将浆液输入盾构机配备的带有搅拌器的贮浆罐中。跟随盾构机的掘进，由两台注浆泵经注浆管路使浆液通过盾构机尾部的暗置注浆管注入管片衬砌背后的空隙中，达到填充盾尾建筑空隙的目的。原理简图：注浆泵砂浆罐盾尾注浆泵关键部件：注浆泵：排量：10m/h；出口压力：3MPa；每台泵的两个活塞可

11、以单独控制。动作快慢可通过调节液压系统的调速阀来控制。4、压缩空气系统作用：1、为保压系统供气，以保证人舱压力的稳定；2、为EP2、HBW、盾尾密封油脂泵、污水泵、气动球阀提供动力源；3、对膨润土进行搅拌，以防其凝固；4、搅拌水罐内添加剂，以防凝固；5、为泡沫系统供气，以产生泡沫，改善渣土性能；6、为铰接密封紧急气囊供气，以防砂浆、切削水土等倒灌；7、预留用气；各个系统所需气体的区别：注脂泵驱动用气，气动球阀用气，盾尾气囊用气等，均为工业用气，要求保障一定的压力和流量。同时要通过分水滤气器，压力控制阀，油雾器等设备的调定。人仓，土仓平衡供气系统，则为压缩空气，经初步滤水，滤油等处理后储存于储气

12、罐内。同时在气罐出口，安装可供人呼吸使用的高级滤芯二次净化空气后供给到使用处。中途只进行调压处理。发泡系统可提供工业用气，中途只进行滤水，调压，调流量处理。a、原理简图人仓及保压系统泡沫系统气动油脂泵、气动球阀、各节拖车预留维修用气口、铰接紧急密封气囊空压机储气罐1m过滤器空压机过滤器过滤器b、关键部件空压机：UD37W-D流量：6.4m3/min；出口压力：6.5-8bar；（自动加载压力6.5bar，自动卸载压力8bar）电机功率：37KW；出口两级过滤：粗过滤精度3m，精过滤精度为1m。通往保压系统的过滤器为活性炭过滤器，除水、除油、除异味。d、操作流程1、参照原理图，确保工作管路球阀手

13、柄打开，预留口球阀手柄关闭；2、启动内循环水泵，以保证空压机冷却供水；3、启动任意一台空压机，如有特殊需要，可以同时启动两台空压机；空压机出口压力为6.5-8bar；4、所有气动三联件供气压力调至3-5bar，如需提高执行机构动作，可顺时针调节旋钮，增加供气压力，反之降低；5、可从预留口引出气，以供隧道使用；e、注意事项1、每次空压机启动时，要打开储气罐底部球阀，将储气罐内底部积水排出，打开频率为4次/天；2、掘进时，2台空压机交替使用，建议两台空压机平均使用，以同时达到空压机保养时间，避免浪费；3、空压机第一次使用时间为500h，一次保养后，使用时间为2000h；4、气动三联件的油雾器内应保

14、持一定量的润滑油，润滑油选用液压油即可，油位在1/5左右；5、停机检修时，应拍下急停按钮，待修复正常后，将急停复位。5、集中润滑系统a、原理简图气动油脂泵压缩空气电动油脂泵（多头泵）主驱动内外密封螺旋输送机铰接密封递进式分配器递进式分配器递进式分配器回转中心接头手动注脂砂浆管搅拌轴润滑密封b、关键部件气动油脂泵：电动油脂泵（多头泵）：c、作用1、润滑、密封主驱动轴承；2、润滑螺旋输送机轴承；3、润滑铰接密封；d、操作流程1、参照原理图，确保工作管路球阀手柄打开，预留口球阀手柄关闭；2、启动内循环水泵，确保其正常工作；3、启动空压机、确保其正常工作；4、启动多头泵电机；从电机尾端观察，叶片转动方

15、向为顺时针；5、确认各油脂分配器工作次数是否满足使用要求，即：主驱动外密封最少为13次/分、主驱动内密封最少为10次/分、螺旋最少为4次/分、铰接密封最少为1次/分；e、注意事项1、更换油脂桶时，必须保证油脂桶外形完整，防止变形难以更换；2、保证更换油脂的清洁，不可将异物带入到系统中；3、油脂需使用我司规定的型号，若更换型号，需由我方技术人员确认；4、保证多头泵电机的工作环境清洁，以防止电机过早损坏；5、定时、定量完成手动注入油脂；6、HBW密封系统a、原理简图气动油脂泵压缩空气同步马达主驱动密封腔气动球阀b、关键部件气动油脂泵：同步马达：c、功用密封主驱动轴承，为主驱动提供最外层的保护，以防

16、土仓中水、砂土等进入到主驱动造成损坏；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，加油脂采用计量控制；d、操作流程1、参照原理图，确保工作管路球阀手柄打开，预留口球阀手柄关闭；2、启动内循环水泵，确保其正常工作；3、启动空压机、确保其正常工作；4、保证同步马达前气动球阀打开；5、调节气动泵供气压力，保证同步马达每个出口至少为20ml/min；e、注意事项1、更换油脂桶时，必须保证油脂桶外形完整，防止变形难以更换；2、保证更换油脂的清洁，不可将异物带入到系统中；3、油脂需使用我司要求的型号，若更换型号，需由我方技术人员确认；7、盾尾油脂密封系统a、原理气动油

17、脂泵压缩空气气动球阀气动球阀气动球阀气动球阀气动球阀气动球阀气动球阀气动球阀盾尾关键部件：气动泵：气动球阀：c、功用盾尾油脂注入系统通过PLC程序控制，压力传感器检测压力，气动球阀控制高压管路来实现其功能。1、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。2、盾尾密封要求能承受0.3-0.4Mpa的泥水压力而不漏。3、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。 4、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。d、操作流程1、参照原理图，确保工作管路球

18、阀手柄打开，预留口球阀手柄关闭；2、启动内循环水泵，确保其正常工作；3、启动空压机、确保其正常工作；4、手动模式：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；5、自动模式：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。e、注意事项1、更换油脂桶时，必须保证油脂桶外形完整，防止变形难以更换；2、保证更换油脂的清洁，不可将异物带入到系统中；3、油脂需使用我司要求的型号，若更换型号，需由我方技术人员确认；4、气动控制球阀紧固螺丝需涂抹螺纹紧固胶，以防止其振动松掉；8、主驱动润滑系统a、原理主驱动齿轮油输送泵过滤器齿轮油冷却器齿轮油经冷却的齿轮油冷内循环水热内循环水b、关键部件齿轮油输送泵：SEFR/B20R56Q9-W20流量：Qmax=24L/min；出口压力：60bar；电机功率：4KW；c、功用轴承箱侧壁设有油面指示计，透明胶管可观察油液液面，液面过低可进行添加油液；同时，底部设有油温检测传感器，设定油温界限温度；1、冷却齿轮油；2、润滑主轴承及减速机轴承，增加轴承寿命；d、操作流程1、参照原理图，确保工作管路球阀手柄打开，预留口球阀手柄关闭；2、气动齿