盾构机工作原理幻灯(使用)

盾构机工作原理1．盾构机的发展历史盾构机作为修建地下隧道的一种设备，最早出现在1818年，当时是在修建泰晤士河横断隧道，是由托勒维克斯提出了盾构方案，并取得了专利。1896年由莱普斯设计出近似于现在的机械式盾构。现在盾构机广泛使用于地下铁道、公路、电力通信、上下水道等城市技术设施的建设。根据有关资料记载，1964至1984年的20年间，日本就制造了大概5000台盾构机。日本的很多厂家都可以制造盾构机象三菱重工、川崎重工、小松、日立等公司。2．盾构机的分类1)人工挖掘式2)封闭式3)半机械挖掘式4)敞开式机械挖掘式5)泥水式6)土压式7）叶片式3.土压平衡盾构机的构造1、盾构机壳体（前壳体、中壳体、盾尾）2、推进油缸3、切削刀盘4、铰接装置5、螺旋输送机6、管片拼装机7、皮带输送机8、整圆器9、单、双轨梁10、盾尾密封11、同步注浆系统12、加泥系统13、加注泡沫装置14、超挖刀装置15、人行闸16、集中润滑17、盾尾密封油脂注入系统18、后续台车19、动力源20、液压控制设备21、电气设备22、检测装置及资料收集系统23、管路系统4.1、抵挡周围土体压力的功能抵挡周围土体压力的功能是由盾构机前壳体、中壳体和盾尾壳体完成。盾构机主机壳体是用钢板焊接而成的园型筒体，在内部焊有筋板、环板等一些加强板，具有足够的耐土压、水压的强度和刚度。参数（1）盾构机外径6340mm（2）盾构机内径6260mm（3）盾尾间隙30mm（单侧）（4）壳体钢板厚切口环40mm（材质Q235）支撑环40mm（材质Q235）盾尾环40mm（材质Q235）（5）盾构机主机长8105mm（6）盾构机主机壳体分块数4分块4.2、掘进、挖掘土壤功能这一功能是由大刀盘（带有切削刀具）、刀盘驱动和确保盾构前进的推进系统（推进油缸、撑靴）完成。参数(1)开挖直径：6360mm(单侧高出壳体10mm)(2)辐条数：6条(3)刀具种类：切削刀78个(120mm宽)边刀(单刃)12个(140mm宽)边刀(双刃)4个先行刀（刀盘外周）12个中心刀（箭型刀）1个(4)面板缝隙开口宽度：550mm(5)开口率：40%(6)仿型刀：数量2把伸出推力294kN{30tf}行程0~135mm最大超挖量125mm（高出盾构机壳体）刀盘驱动参数(1)装备扭矩：100%时5151kN–m{526tf-m}（α=20.2）120%时6181kN–m{631tf-m}（α=24.3）(2)转速：无级调速最大转速1.3rpm(刀盘最外周线速度25.1m/min)最小转速0.25rpm(刀盘最外周线速度4.8m/min)(3)驱动方式：变频电机驱动(4)驱动电机：功率55kW台数8台输出扭矩77.2kN{7872kgf-m}/台在50Hz时主轴承结构图推进系统参数(1)装备总推力37730kN{3850tf}(2)单位面积推力1195kN/cm2{122tf/m2}(3)装备推进油缸数22只(4)推进油缸22只长行程油缸1715kN×2150st×φ260×32.4Mpa{175tf×2150st×φ260×330kgf/cm2}(5)最大推进速度(油缸全数动作)6.0cm/min盾尾密封规格形式钢丝刷型钢丝材质硬钢丝钢丝长度200mm数量3道油脂注入管1英寸×12根油脂注入泵排量0.9L/min额定压力8.8MPa4.4、掘削土的排出和转运至弃土车上的功能：

由螺旋输送机和皮带输送机完成。螺旋机参数壳体外径Ф711.2mm螺旋输送机直径×螺距Ф650mm×P600mm旋转速度最大18rpm回转扭矩最大37.7kNm×19.1MPa(3800kgfm×195kgf/cm2)排土量最大191m3/h(100%时)皮带机参数数量一套皮带宽650mm速度130m/min长驱动电机18.5kw排土量280m3/h4.5、管片的装卸、运输、拼装功能通过单、双轨梁上的起吊管片的电动环链葫芦将管片从运输车上吊起运送至拼装机处，管片拼装由拼装机完成。4.6、管片衬砌背后环状空隙注浆功能（同步注浆）：

通过盾构机同步注浆管路、注浆泵及控制系统来实现。注浆机参数能力（m3/h）MAX18.5Set16.5压力（Mpa）9.0输出（KW）30电压×频率V×Hz400x50泵台数1箱容量（m3）5.44.7、盾构机的导向控制功能盾构机的导向控制（如：轴线纠偏、曲线掘进等轴线控制）由均布在盾构机上的22只推进油缸装置、仿形刀、铰接油缸装置、测量系统及操作台上的显示操作屏完成。4.8、土压自动控制系统：合理管理刀盘土仓内的土压对土压平衡式盾构机是非常重要的，它要求合理配置土压传感器、实现实时监控。因此，我们在土仓内的上、下、左、右位置配置土压传感器，实现连续测量控制管理。。4.9、检测装置及资料收集系统：由各种传动器（用以测定工作面土压力、千斤顶推力、出土速度、盾构姿态等）、资料传送、测定处理、计算机操作控制系统完成。4.10.1、加泥注入系统加泥注入设备安装在后续台车上。规格：泵形式：橡胶管挤压式泵规格：①加泥注入泵15kW×2只②气泡注入泵1.5kW×1只泥箱容量：6.8m3×1只4.10.2、密封隔仓为了提高土仓中土体的流动性，在密封隔仓胸板部位设置了4根固定注入管向土仓中注入添加材料。密封隔仓上安装有土压力传感器，人行闸及固定搅拌棒。并且设有气体管路，可在需要排出土仓中较大障碍物或者更换刀具时向切削土仓中压入具有一定压力的气体，用以稳定开挖面。4.10.3、人行闸：为了防备意外事态发生，在密封隔仓的胸板中央部位安装了人行闸，人员可以通过人行闸出入土仓人行闸额定使用压力为0.5Mpa，最大压力为0.75Mpa以上。长度为2.315m，直径为φ1.518m，能保证二人的空间。4.10.4、滑材注入口在靠近密封隔仓的壳体外周部位安装了11根注入管（在管路上有手动球阀），可以向壳体和周围土体之间注入减磨润滑材料。4.10.5、实现盾构机施工的各种装置由各电气、液压设备