南昌地铁盾构选型汇报材料

1、热烈欢迎各位专家审核指导南昌轨道交通1号线一期工程土建三标盾构机选型方案汇报材料南昌轨道交通1号线一期工程土建三标项目经理部目 录盾构区间工程地质及水文地质工程地理位置及周边环境盾构机选型依据盾构机主要部件描述及技术特征主要设计计算书区间施工重难点及应对措施盾构区间工程地质及水文地质珠江路站八一桥西站区间工程地质： 盾构掘进主要涉及1-2 层粉质粘土、3-2 层细砂、4 层中砂、5 层粗砂、6-1 层砾砂、7-1 层圆砾、1-1 强风化泥质粉砂岩、1-2 中风化泥质粉砂岩、2-1 层强风化砂砾岩和2-2 层中风化砂砾岩。水文地质： 工程区浅部孔隙性潜水，主要赋存于填土以及3-1 层含粘性土粉砂

2、、3-2 层细砂、4 层中砂、5 层粗砂、6-1 层砾砂和7-1 层圆砾中，本次详勘阶段在钻孔内测得地下水位埋深，高程，初勘在钻孔内测得地下水位埋深，高程。地下水主要接受大气降水垂直补给和赣江水体的侧向补给，受人为开采影响较小，水量较丰富。另根据类似工程经验及场地环境，拟建场地地下水流速较小。 珠江路站八一桥西站区间地质纵剖面图八一桥西站绿茵路站区间工程地质 区间隧道位于赣江冲积平原区，沿凤凰中大道展布。对隧道掘进影响范围内的土层主要为1-1层粉质粘土、3-1层含粘性土粉砂、3-2层细砂、4层中砂、4j层砾砂、5层粗砂、6-2层砾砂夹圆砾、j层淤泥质粉质粘土、2-1层强风化砂砾岩、2-2层中风

3、化砂砾岩。水文地质 工程区浅部孔隙性潜水，主要赋存于填土以及3-1层含粘性土粉砂、3-2层细砂、4层中砂、4j层砾砂、5层粗砂、6-2层砾砂夹圆砾中，本次详勘阶段水位埋深，高程。场区微承压水分布于3-1层含粘性土粉砂、3-2层细砂、4层中砂、4j层砾砂、5层粗砂、6-2层砾砂夹圆砾中，压力不大。初勘阶段，微承压水位埋深，高程，水头压力。 八一桥西站绿茵路站区间地质纵剖面图绿茵路站会展路站区间工程地质 区间隧道位于赣江冲积平原区，沿凤凰中大道展布。对隧道掘进影响范围内的土层主要为3-1层含粘性土粉砂、3-2层细砂、4层中砂、5层粗砂、6-1层砾砂、6-2层砾砂夹圆砾、7层圆砾夹砾砂、2-1层强风

4、化砂砾岩、2-2层中风化砂砾岩。水文地质 工程区浅部孔隙性潜水，主要赋存于填土以及3-1层含粘性土粉砂、3-2层细砂、4层中砂、5层粗砂、6-1层砾砂、6-2层砾砂夹圆砾、7层圆砾夹砾砂中，本次详勘阶段水位埋深，高程；初勘阶段水位埋深，高程。场区微承压水分布于3-1层含粘性土粉砂、3-2层细砂、4层中砂、5层粗砂、6-1层砾砂、6-2层砾砂夹圆砾、7层圆砾夹砾砂中，压力不大。微承压水位埋深，高程；本次详勘，微承压水位埋深，高程。绿茵路站会展路站区间地质纵剖面图工程地理位置及周边环境珠江路站八一桥西站区间 江路的一端，桩号CK5+833CK6+550，主要穿越城市道路及城市绿化，地下管线众多，两

5、侧多为在建商住楼及耕地；在靠近庐山南大道一端，桩号CK6+550CK6+986 主要穿越耕地和水塘。八一桥西站绿茵路站区间 八一桥西站绿茵路站区间位于南昌市红谷滩新区庐山南大道与绿茵路之间，近南北走向，沿凤凰中大道地下展布。主要穿越城市道路及城市绿化，地下管线众多，车站两侧多为住宅和办公楼。拟建场地属赣江冲积平原区，地势较平坦。绿茵路站会展路站区间 绿茵路站会展路站区间位于南昌市红谷滩新区绿茵路与会展路之间，近南北走向，沿凤凰中大道地下展布。主要穿越城市道路及城市绿化，地下管线众多，车站两侧多为住宅、办公楼和商业商铺区。 盾构机选型依据选型原则与方法 选择盾构机应在深入研究分析工程对象的具体地

6、质条件、隧道施工条件、环境条件的基础上，特别是同一地区盾构隧道工程的经验，遵循安全可靠、适用、经济、先进、环保的原则来选型。 用于地下工程的 TBM 选型依据有很多标准，但主要还是取决于工程中所要遇到的地质状况。在本项目中，工程地质与水文地质的变化很大。这种含有不稳定的地质状况下，建议选择全新的、未曾使用过的复合式土压平衡式盾构机，目的是为了减少工作面前方沉降的风险。盾构机选型的比较复合式液压平衡盾构机 复合式液压平衡技术（EPB 盾构）适合在含有足够的细颗粒软土地层里开挖，比较理想的颗粒尺寸的地层包括粘土、淤泥、砂以及砾石等，并且含有 25-30%的水分。 复合式液压平衡盾构机的工作原理是通

7、过控制土仓内已开挖渣土的压力（土仓压力），使之与刀盘前方的水土压力相平衡（水压土压），达到控制地表沉降的目的（控制地表隆、陷值不超过+10/-10mm），通过控制，隧道轴线可以控制在上、下、左、右 30mm 的范围内。同时通过渣土改良使得渣土具有所要求的止水性、流动性与塑性，以便于土仓压力的控制以及排土的目的。尤其是在富含水的砂卵石地层中掘进时，土仓压力的控制以及渣土改良效果尤为重要。 本标段盾构区间经过的地层为：砂层、砾石、含砾石的强风化及部分中风化地层。强风化及中风化地层强度均不大于10MPa,适宜液压平衡式盾构机作业。区间上方有不用管径的雨污管、煤气管，且区间顶部离污水管底部最近处米左右

8、，采用复合式液压平衡盾构机可控制地表的沉降，同时通过渣土改良使得渣土具有所要求的止水性、流动性与塑性，以便于土仓压力的控制以及排土的目的。 综上述，本标段区间的水文地质比较适合选用复合式液压平衡盾构机，且复合式液压平衡盾构机有利于对地面管线的保护。普通土压平衡式盾构机 普通土压平衡盾构机仅适合于在砂层、软土层作业，在砾石、强风化及中风化岩中普通土压平衡盾构机推进速度较慢，不能满足本标段区间地质条件的需求，也不能满足业主的区间施工计划节点要求。 综上述，本标段不选用用普通土压平衡盾构机。土压平衡盾构设计 土压平衡技术（EPB 盾构）适合在含有足够的细颗粒软土地层里开挖隧道。开挖室和螺旋输送机里的

9、混合土应呈现塑性。比较理想的颗粒尺寸的地层包括粘土、淤泥、砂以及砾石等，并且含有 25-30%的水分（如下图）。然而，根据实际的地质状况，采用土压平衡盾构，并配备必要的渣土改良系统，充分改良渣土特性，以满足土压平衡盾构施工的需要。 盾构所穿越的地层中有各种不同直径及材质的管线，所以控制地表隆、陷值及隧道方向不超标尤为重要。土压平衡盾构机的工作原理是通过控制土仓内已开挖渣土的压力（土仓压力），使之与刀盘前方的水土压力相平衡（水压土压），达到控制地表沉降的目的（控制地表隆、陷值不超过+10/-10mm），通过控制，隧道轴线可以控制在上、下、左、右 30mm 的范围内。同时通过渣土改良使得渣土具有所

10、要求的止水性、流动性与塑性，以便于土仓压力的控制以及排土的目的。尤其是在富含水的砂卵石地层中掘进时，土仓压力的控制以及渣土改良效果尤为重要。粒径分布参数与盾构选型关系示意图 利用被开挖的渣土作为支承的方式可以更好地控制地表的沉降。开挖室里固体混合物（约占容积 70%以上）的巨大惯性可以阻止渣土量异常变化引起的压力变化。这种惯性能起到稳定压力变化的效果。盾构机主要参数序号位置项目名称参 数备注1适应工作条件地层土质种类复合地质最小转弯曲线半径250m最大坡度352盾构整体主机总长12.5m主机总重约320t开挖直径6280mm前盾外径6250mm中盾外径6240mm尾盾外径6230mm前盾盾壳厚

11、度50mm中盾盾壳厚度40mm尾盾盾壳厚度40mm盾尾间隙30mm最大掘进速度80mm/min最大推力39914kN350bar盾尾密封3道土压传感器7个（5个位于隔板上，2个位于螺旋输送机上）数量和位置液压传感器5个（4个推进，1个铰接）数量和位置最大工作压力（bar）4最大设计压力（bar）4.5包括后配套总长约80m包括后配套总重约450t3刀 盘型式复合式开挖、超挖直径mm6280mm、6380mm周边耐磨设计有面板耐磨设计有刀盘开口率35%超挖刀型式超挖滚刀最大超挖量半径方向50mm超挖刀数量1把刀盘对复合地层的适应性适应刀间距的布置90mm中心刀的类型中心滚刀滚刀的数量及刀圈转动力

12、矩滚刀数量39把，刀具转动力矩25NM周边刮刀32把刮刀64把其它刀具配备保径刀8把各种刀具高差设置滚刀高出面板175mm，刮刀140mm装备总功率1700kW4主驱动驱动形式液压驱动主驱动最大承压能力（bar）4减速机厂家德国卓轮驱动马达数量9个装备总功率3315kW主轴承设计寿命10000h最大转速2.3r/min扭矩5000kNm脱困扭矩6000kNm扭矩系数205铰接装置型式被动铰接最大行程差垂直、水平额定130mm，最大150mm最大转角垂直、水平1.3铰接油缸数量14个铰接油缸规格180mm/80mm行程150mm回缩力1,0000kN行程传感器4个内置传感器压力300bar6砂浆

13、搅拌器叶片外径870mm转速12r/min搅拌容量7m37润滑系统供脂距离约45m油脂泵供脂流量110mL/次供脂压力260bar8管片安装器类型6自由度，齿圈式，机械抓取转速01.3rpm （速度可调）提升能力100kN径向行程1000mm轴向行程2000mm旋转角度2209推进油缸额定推力34212kN300bar最大推力39914kN350bar行程 mm2100mm数量 台30根/台额定工作压力300bar行程传感器4个内置传感器10人 闸容纳人数5直径1600mm工作压力3bar设计压力3.5bar11螺旋输送机型式有轴式直径（800mm）800mm出碴量380m3/h功率200kW

14、最大扭矩220kNm转速21rpm保压泵碴装置接口1个维保口3个闸门配置1个防涌门，1个出渣门12皮带运输机运输量450 m3/h运送速度2.5m/s皮带宽带800mm驱动型式电机驱动13同步注浆系统盾尾上管路布置形式内置式注浆管路数量24根注浆泵数量2台双柱塞泵注浆泵型号施维英 KSP12能力210m3/h储浆罐容量7m3储浆罐两端轴承润滑方式集中自动润滑压力传感器数量4只14二次双液注浆系统二次注浆方式单独配置一套双液注浆泵放置在拖车后部15聚合物注入系统预留接口16泡沫系统管路数量刀盘8个螺旋输送机2个+隔板2个刀盘面板上布置7个泡沫口，中心1个泡沫发生器数量6个最大泡沫注入量7m3/h

15、控制模式自动/手动17冷却系统冷却系统形式内外循环独立冷却水管挂架有效延伸长度24m延伸水管数量3路水管卷筒无18膨润土注入系统刀盘上的注入点和泡沫注入点一致挤压软管泵流量10m3/h，可调膨润土罐容积5m3膨润土泵数量2台挤压泵膨润土泵安装功率7.52kW19导向系统型式VMT-SLS-SL测量精度2秒倾角传感器1个自动全站仪LeicaTCA1202-S20数据采集系统操作系统WinXP professional sp2存储介质HDD min. 160GB内存2GB插件扩展性2PCI21电气系统变压器容量1250+800kVA初次电压10KV（-10%+10%） / 50 Hz二次电压400

16、V变压器数量箱式变压器1台电缆卷筒无电气系统防护等级IP55功率因数Cos=0.9配备功率因数补偿器高压电缆托架1个含400米进口软电缆，带高压接头一对22压缩空气系统空压机数量2台每台空压机排量9.3m3/min额定压力8bar储气罐1 m3供气分配网后配套每节拖车上配工业用气接口初次过滤器有23二次通风系统风管直径600mm通风管储存装置2个DN1000风管,100m储量，电动更换储风筒二次风机15kw要求配置二次风机24台车拖车数量1节设备桥5节拖车连接桥长度12.5m允许列车宽度1500mm后配套拖车行走方式轨行式25超前注浆系统超前注浆管数量6个超前注浆管直径DN10026盾尾油脂系

17、统泵站形式气动式管路数量26线路压力传感器数量26个注入点分布6处28通讯系统可编程控制器PLC西门子S7-400显示器2个数据采集系统1套语音通讯6部电话远程通讯方式光纤传输29管片吊机型式双梁式 数量2行走驱动链条驱动起吊能力23.2t行走速度10m/min控制方式摇控+线控喂片机存放3块管片30功率配置刀盘驱动系统945kW刀盘补油泵30kW盾构推进系统90kW管片拼装机55kW辅助系统0kW推进系统串联注浆系统0kW管片拼装系统串联液压油过滤系统15kW膨润土泵15kW主驱动润滑系统4kW螺旋输送机200kW螺旋输送机补油泵15kW泡沫系统18kW同步注浆8kW皮带输送机37kW二次通

18、风15kW空压机110kW电源插座及工地用电75kW其他60kW31有害气体检测系统便携式和固定式各一套便携式进舱使用检测氧气、一氧化碳、甲烷、硫化氢气体盾构设备的主要部件生产厂家序号部位配件名称生产厂家备注1刀盘部分滚刀庞万力（意大利）2开挖刀山东聊城天工3撕裂刀山东聊城天工4刮刀山东聊城天工5驱动部分主轴承德国罗特艾德6齿轮箱布雷韦尼、卓伦7液压马达/变频电机德国力士乐8液压泵站德国力士乐9电动机ABB10液压阀组德国力士乐、哈威11变频器ABB12润滑油脂泵林肯13主轴承密封JM14螺旋输送机驱动马达德国力士乐15变速箱布雷韦尼、卓伦16耐磨材料等级Hardox50017耐磨材料厂家瑞典

19、SSAB18土压传感器德国WIKA19液压传感器德国WIKA20推进系统铰接油缸力士达/恒立21推进油缸力士达/恒立22液压钢管上海天阳23液压软管Alfagma（阿法伽玛）24盾尾刷北京庆安赛德25电气部分变压器许继、施耐德26功率补偿器许继、施耐德27配电柜元器件西门子、施奈德、ABB、威图28PLC元器件西门子29注浆系统注浆泵德国施维英30管片拼装机齿圈洛轴31驱动装置布雷韦尼、卓伦32液压件德国力士乐33激光导向系统全站仪德国徕卡34VMT-SLS-SL德国海瑞克35集成和软件中铁轨道36计算机台湾研祥37操作系统主操作计算机西门子38空调机格力39皮带输送机驱动德国诺德40托辊中铁

20、轨道41皮带山东安能42人闸空压机优耐特斯43压缩空气调节装置萨姆森44通风风机无45风管中铁轨道46储风筒中铁轨道47泡沫系统泡沫泵德国ALLWEILER48膨润土系统膨润土泵郑州瑞申49刀盘材料钢板舞阳钢铁50盾体及其他结构件中铁轨道51台车架中铁轨道52连接桥中铁轨道盾构主要部件描述及技术特征总述 盾构是一个具备多种功能于一体的综合性设备，它集合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。不同形式的盾构其主机结构特点及配套设施也是不同的，对盾构来说，盾构施工的过程也就是这些功能合理运用的过程。 复合式盾构在结构上包括刀盘、盾体、人舱、螺旋输送机、管片安装机、管片小车、皮带

21、机和后配套拖车等；在功能上包括开挖系统、主驱动系统、推进系统、出碴系统、注浆系统、油脂系统、液压系统、电气控制系统、激光导向系统及通风、供水、供电系统等。下面根据这些部件或系统在盾构施工中的不同功能特点来分别进行说明。刀盘 刀盘根据南昌地铁指定标段地质条件针对设计，复合式结构，而且刀盘开口率大，达到了35%，有利于渣土的流动及防止中心泥饼的产生。刀具布置与土碴开挖量对应，布置了中心滚刀8把，正滚刀24把，边缘滚刀7把，滚刀刀间距90mm，高度175mm，另安装了64把切刀及32把边缘刮刀及1把超挖刀，另外为了保证刀盘的开挖直径，还在刀盘周边布置了8把保径刀。刀盘面板上有泡沫、膨润土、水注入管路

22、，可有效调节粗砂至泥土不同地层情况下的流塑性，确保开挖舱内的土压力可调及螺旋输送机的土压力调节性；刀盘表面采用耐磨材料或堆焊耐磨材料，确保刀盘耐磨性。同时对刀盘结构进行计算，确保刀盘强度和刚度。 刀盘前布置有6路碴土改良的注入孔。 刀盘具有正反转功能，切削性能相同；周边还设有1把行程为50mm液压驱动的超挖刀，超挖刀可用于曲径开挖。盾构盾体 盾壳包括三个主要组件：前盾（切口环）、中盾（支承环）和盾尾。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。 在前盾的隔板上安装有土压传感器用以监测土舱内的土压，以便在土压平衡模式下及时对土舱内的土压进行反馈和调节。中盾和盾尾 中盾又称支承

23、环，前盾和中盾用螺栓联接，便于拆卸。 在中盾内布置了推进缸支座和管片安装机架。在中盾的盾壳圆周布置了带球阀的可在需要时实施超前钻孔的预留孔，预留孔注入膨润土等用以减小盾壳与土层的磨擦，或实施临时止水。 中盾和盾尾之间通过铰接油缸连接，两者之间可以有一定的夹角，从而使盾构在掘进时可以方便的转向。 盾尾安装了三道密封钢丝刷及八个油 脂注入管道，在密封刷中注入密封油脂以防 止盾壳外面的水或砂浆进入盾构。另外还安 装了八根内置的同步注浆管道，正常使用其 中四根，四根注浆管为备用。铰接系统 为了减少盾构的长径比，使盾构在掘进时能够灵活的进行姿态调整，特别是为了能够顺利通过较小的线路弯道，盾尾通过铰接系统

24、和中盾相连接。铰接系统包括十四个铰接油缸和铰接密封。刀盘驱动 主驱动机构包括主轴承、九个液压马达、九个减速器和安装在后配套拖车上的主驱动液压泵站。刀盘通过螺栓与主轴承的内齿圈联接在一起，刀盘驱动系统通过液压马达驱动主轴承的内齿圈来带动刀盘旋转。推进系统 盾构的推进系统是提供盾构向前推进的动力。推进机构包括30个推进油缸和1套推进液压泵站。通过调整每组油缸的不同推进压力和速度来对盾构进行纠偏和调向。其中4个位置的油缸安装有位移传感器，通过油缸的位移传感器可以知道油缸的伸出长度和盾构的掘进状态。管片拼装机 管片安装机由一对举重油缸、大回转机构、抓取机构和平移机构等组成。管片安装机的安装头共有6个自

25、由度可以控制，管片安装机的控制方式有遥控和线控两种方式。 管片安装机由单独的液压系统供应动力。管片安装机的泵站安装在后配套台车上。 管片吊机及喂片机：管片吊机运送管片到喂片机上，喂片机送到管片安装机能够抓到的位置。螺旋输送机系统 螺旋输送机采用带式螺旋，后出碴门，安装于前盾的底部，螺旋输送机倾角为23。螺旋输送机的螺旋片能够在碴土中伸缩，易于处理螺旋被卡。 螺旋输送机通过二个液压马达带二个减速机周边驱动，其转速范围可以在021rpm内无级调速，从而也可以很好的控制出土量。 为了提高碴土的流动性，可以向螺旋输送机周边的孔注入膨润土或泡沫。皮带输送机 皮带机用于将螺旋输送机输出的碴土传送到盾构后配

26、套的碴车上。皮带机布置在后配套拖车的上面。皮带机的两侧高度可以调节，以适应不同的曲线段掘进。人员舱 人员舱是人员出入土舱进行维修和检查的转换通道，出入土舱的工具和材料也由此通过。人员舱有两种状态：无压模式（非工作状态）；加压模式（工作状态）。 人员舱包括主舱和材料舱，它们由压力门隔开。根据舱的大小，主舱可以进3人，材料舱可以进2人。主舱和材料舱都是分开操作的，内部都配有以下设备： 通讯系统 排气阀和通风阀 消防喷头 气压表、温度计、时钟 供暖设备 人员舱内外共配备了两套通讯系统，一套常规 和一套气路 。 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，进出人员舱都有舱门负责人

27、来操作。 舱外控制设备： 两舱的排气阀和通气阀 通讯系统 带式录入系统-记录两舱和土舱的压力变化情况 气压表-控制调节人员舱和开挖舱的压力 人员舱通风用的流量表 自动保压系统设置在人员舱外 排气阀和通气阀与舱外内的阀门连通，以备在特殊情况下紧急排气 使用。 人舱外的通讯系统也配备了两套，气路 可直接与人员舱内的工作人员进行通话。常规 即可与人员舱通话也可与盾构内其他 或直接与洞外取得联系。 带式记录仪是用来监视并记录人员舱内压力变化曲线的设备，当使用人员舱时，一定要为两个带式记录器上足发条并装上足够的打印纸和检查记录器工作正常。 气压表、通风流量表等辅助设备有助于人员舱外的操作人员掌握和控制舱

28、内的压力环境。 自动保压系统与通风流量表及土舱保压系统组合使用，通过人工设定压力的初始值，就可依靠设备本身的压力平衡功能自动调整送入人员舱的压缩空气的流量。同步注浆系统 盾构采用同步注浆系统，可以使管片外面的空隙及时得到充填。盾构配有两台液压驱动的注浆泵，通过盾尾的注浆管道将砂浆注入到开挖直径和管片外径之间的环形间隙。注浆压力可以通过调节，注浆泵泵送频率在可调范围内实现连续调整，并通过注浆监测系 统监测其压力变化。单个注浆点的注入量和注浆压力 信息可以在主控室看到。随时可以储存和检索砂浆注入的操作数据。碴土改良系统 盾构配有两套碴土改良系统：泡沫系统和膨润土系统。两者在注入口共用一套输送管路。

29、泡沫系统 盾构配有一套泡沫发生系统，6路泡沫发生器，单路单泵。用于对碴土进行改良。泡沫系统主要由泡沫泵、高压水泵、电磁流量阀、泡沫发生器、压力传感器、管路组成膨润土系统 盾构还配有一套膨润土注入系统。在确定不使用泡沫剂的情况下，关闭泡沫输送管道，同时将膨润土输送管道打开，通过输送泵将膨润土压入刀盘、碴舱和螺旋输送机内，达到改良碴土地目的。 根据实际需要，可以在膨润土箱内装入泥浆注入土舱内。 注脂系统 注脂系统包括三大部分：主轴承密封系统，盾尾密封系统和主机润滑系统。三部分都以压缩空气为动力源，靠油脂泵油缸的往复运动将油脂输送到各个部位。 主轴承密封通过控制系统设定油脂的注入量，盾尾密封通过PL

30、C系统按照压力模式或行程模式进行自动控制和手动控制，对盾尾密封的注脂次数及注脂压力均可以在控制面板上进行监控。 膨润土系统接口M回转机构刀盘刀盘注入口M盾壳压缩空气螺旋输送机水泵泡沫剂泵泡沫发生器盾构后配套泡沫剂箱水箱 自动导向系统 本系统能够对盾构在掘进中的各种姿态、以及盾构的线路和位置关系进行精确的测量和显示。操作人员可以及时的根据导向系统提供的信息，快速、实时地对盾构的掘进方向及姿态进行调整。 自动导向系统特点： 真正的无线缆作业模式：采用专业设计的R型控制箱进行全站仪的通讯和电源管理，真正的无线缆作业。 先进的设计理念：科学的数学建模方法，模块化设计软件设计理 念；基于Geocom指令

31、的人机对话，基于数据库的数据管理模式，人性化的界面设计。 先进的硬件基础：系统采用由瑞士徕卡生产的TCA1202/TCP1202S型全站仪，更稳定的自动功能，更宽阔的工作温度。 全面的信息显示：盾构的位置和偏差以数字和图形的形式实时显示在工业电脑上，并且盾构司机还可以实时了解系统运行的工作状态。基于数据库的管理模式，对所有测量和计算数据都进行了备份，便于后继数据查询和分析。后配套系统 后配套拖车用以安装液压泵站、注浆泵、砂浆罐及电气设备等。拖车行走在专用轨道上，拖车之间用拉杆相连。每节拖车上的安装设备如下表：液压系统 液压系统是盾构为各主要执行元件提供动力并执行的关键系统，主要包括主驱动、推进

32、（铰接）、螺旋输送机、管片安装机、辅助系统、循环过滤冷却系统等，采用通用成熟进口液压元件，性能稳定，配件通用，配置内循环冷却。 主驱动系统和螺旋输送机液压系统共用一个泵站，主驱动系统和螺旋输送机液压系统各自为一个独立的闭式循环系统。 盾构的液压系统元器件全部采用国际知名品牌的产品，泵和马达绝大部分采用力士乐的产品，阀主要采用力士乐、哈威等国际知名公司的产品。合理的设计系统及可靠的元器件质量，充分保证了液压系统的可靠性。拖车号主要安装设备设备桥皮带机、管片吊机、管路、泡沫发生器1控制室、注浆泵、砂浆罐、小配电柜、泡沫发生装置2主驱动系统泵站、膨润土罐及膨润土泵3主配电柜、泡沫箱及泡沫泵、油脂站4

33、两台空压机、储气罐、主变压器5水管卷筒、储风筒、污水箱、电缆存放区电气系统 供电：10KV 3P 50HZ、电源：400V、控制电源：230VAC/24VDC 、照明：230VAC。 箱式变压器：干式2台，IP55，温度监测报警和保护；主配电：无功补偿，短路、接地及二级漏保； 电机启动方式：30kW及以上配置电机软启动器，程序防止大功率电机同时启动； 安全回路：独立于PLC的专用安全回路，在控制室、各现场操作台、管片安装机遥控器、拖车上均配置紧急式按钮。 PLC控制系统：PLC的基本架构采用SIEMENS S7-400加PROFIBUS总线扩展的方式设计。对设备现场信号进行采集、管理操作员指令

34、、故障诊断、控制设备的运行及实施保护，生成各类人机交互信息。 人机交互及数据采集系统系统：系统配置有15吋工业计算机、15吋触摸屏和吋触摸屏各一台，与PLC连接，完成生产信息的显示、参数设置、故障信息的显示，基础数据的存储等功能，工业计算机和触摸屏可互为热备份状态。数据采集的基本单元是工业计算机，它存储设备飞基本工作信息，包含实时运行参数（每分钟）、每环数据及错误信息等。 地面监控系统： 用光端机及光纤（用户提供）将信息传输到地面，地面计算机（用户提供）通过专用软件读取盾构机工业计算机的数据，实现状态显示，数据查询，报表打印及数据导出等功能。超前加固系统 在中部盾壳圆周上设有6个预留管道供超前

35、钻机钻孔及注浆用，超前注浆系统示意图。根据地质情况和需要，可在管片安装机头部安装超前钻机，对盾构前方进行钻孔和注浆作业，加固地层。气体检测系统 盾构机配备两套气体检测系统，一套便携式和一套固定式气体检测系统。主要设计计算书 刀盘扭矩的计算 刀盘装备扭矩与地层条件、盾构机的种类、构造、直径等有关。 设计扭矩 Td 定义如下： Td = T1 + T2 + T3 + T4 + T5 + T6，T1 由土体抗剪力产生的扭矩，T2 刀盘切入地层时地层抗力扭矩，T3 与土体之间摩擦阻力扭矩，T4 轴向载荷扭矩，T5 径向载荷扭矩，T6 刀盘和搅拌棒的搅拌扭矩。 Td = T1 + T2 + T3 + T

36、4 + T5 + T6 = 2079.26kN m 取扭矩系数 = 2.3 ，盾构机装备扭矩： T = Td = 2.3 2079.26 = 4782.29kN m 盾构刀盘设计额定扭矩为 5000kN，大于计算的扭矩 4782.29 kN。主轴寿命的计算 推力的计算 盾构机推力由壳体外周摩擦力，隔板所受的土压与水压、后续设备的过牵引力、管片与盾尾密封的摩擦阻力等组成。 F0 = F1 + F2 + F3 + F4； F1 壳体外周摩擦阻力； F2 隔板受到的水压与土压阻力； F3 后续设备牵引力； F4 管片与盾尾密封摩擦阻力。 F1 = dLC 取安全系数为 ，盾构机装备推力为： 盾构机的

37、设计推力为 39914kN，大于计算出的装备推力 36312.91 kN。盾构相关参数的计算 南昌地铁土压平衡盾构参数计算表 基本参数： 刀盘直径D0 =6280 mm； 盾体直径D1=6250 mm； 管片长度B =1200 mm； 开挖面积p*(6280mm)=30.97m. 每环开挖量=30.97 m*1.2 m=37.17m； 每环碴土运输量松散系数V =37.17m*1.5=55.75m 出渣车16m，建议出渣车数量4节； 设计最大掘进速度/性能vmax =80 mm/mina. 设计掘进速度1200 mm= 15 min80 mm/minb. 管环拼装时间经验值tR = 30 minc； 每环的平均值（掘进+ 拼环）tZ =45 min； 螺旋输送机： 需要运输量223.0 m/h充满系数100%计算能力386.0 m/h 最大转速：nF =21.0 rpm； 节距p =0.63 m； 内芯直径Dc =0.22 m螺旋叶片直径= 800 mm 刀盘直径D0 =6280 mm；管片外径D1 =6000 mm；管片长度B=1200 mm；环向间隙AR =2.7m；砂浆罐填充率；提供的砂浆罐容积6.0 m3区间施工重难点及应对措施 区间施工重难点 在本合同段盾构区间进行盾构掘进施工的难点表现在以下几点： a盾构在软硬不均地层中掘进难以全天候进行动态平衡控制，如何保持