北京地铁隧道盾构技术培训知名企业二

中铁xx盾构技术培训1、总体技术介绍

2、主要部件及系统介绍

主要培训内容第一部分总体技术介绍1.1盾构机适用性介绍

1.1.1地质条件

1.1.2隧道条件

1.1.3隧道衬砌1.2盾构机的组成及设备布置介绍1.3盾构机的技术参数介绍卵石圆砾层粉质粘土层粉质粘土层粉细砂层星火路站青年路站1.1.1地质条件

本盾构机为北京地区地铁隧道施工而设计和制造，适用于北京地区的软土地质。主要土质（1）卵石圆砾（2）黏土（3）粉质黏土（4）砂质粉土（5）粉细砂土覆土深度在5-30m。1.1盾构机适用性介绍1.1.2隧道条件⑴隧道坡度：Max±4.0％⑵平面轴线的曲线半径：Min250m⑶垂直轴线的曲线半径：Min1000m1.1.3

隧道衬砌⑴管片类型：预制钢筋混凝土管片⑵管片外径：Φ6000mm⑶管片环宽：1200mm⑷管片厚度：300mm⑸分块形式：6块，单块最大重量：约4.2T。1.1盾构机适用性介绍

盾构机主要由主机、液压系统、盾尾密封系统、集中润滑系统、同步注浆系统、加泥加水系统、泡沫系统、聚合物系统、冷却系统、车架系统、PLC自动控制和数据采集系统、供配电系统等几大部份组成。盾构掘进机总图1.2盾构机组成及设备布置介绍盾构机主机图

盾构机主机主要由壳体、刀盘及驱动系统、拼装机、螺旋输送机、推进系统、铰接系统等几大部份组成。1.2盾构机组成及设备布置介绍1号车架（右）——操作室1号车架(右)1.2盾构机组成及设备布置介绍1号车架（左）——同步注浆系统，包括注浆泵、A液注浆搅拌桶。1号车架(左)2号车架（右）：（1）集中润滑系统，包括补脂泵和注脂泵；（2）盾尾油脂系统，包括盾尾油脂压注泵和空压机；（3）液压蓄能器。2号车架(右)2号车架（左）——泡沫系统：包括2台泡沫发生器；B液泵、B液箱；污水箱。2号车架(左)3号车架（右）——液压泵站3号车架(右)3号车架（左）——加泥系统，包括三台泥浆泵3号车架(左)4号车架（右）——变频器柜；4号车架(右)4号车架（左）——加泥箱。4号车架(左)5号车架（右）——控制柜；5号车架(右)1.2盾构机组成及设备备布置介绍5号车架（左）——水箱，聚合物箱。。5号车架(左)6号车架（右）——功率补偿器，高压压变压器；6号车架(右)1.2盾构机组成及设备备布置介绍6号车架（左）——空压机，储气罐，，空气过滤器。6号车架(左)7号车架（右）——备用空压机；7号车架(右)1.2盾构机组成及设备备布置介绍7号车架（左）——高压电缆存放车架架。7号车架(左)1.3.1盾构机主机外型尺尺寸:盾尾外径：理论：：Ø6150mm（0~+16mm）实际际：6164mm盾尾内径：理论：：Ø6060mm（0~+16mm）实际际：6074mm盾壳厚度：45mm盾尾间隙：30mm主机全长(刀盘中心刀刀头到到盾尾)：8250mm刀盘盘体长度（不不含刀具）：350mm前盾长度：1540mm中盾长度：2775mm盾尾长度：3560mm土仓长度：850mm灵敏度：1.3主机重量：约约250T1.3盾构技术参数介绍绍1.3.2刀盘装置:1套类型：带带胸板辐条式刀盘开口率：44.2%切削直径：6180mm切削齿刀：90把边缘刮刀：12把先行刀（A)：36把先行刀（B)：6把中心刀：1把仿形刀：2把（1备1用）1.3.3刀盘驱动系统:1套类型：中中间间支承式、内齿啮啮合、变频电机驱驱动电机组：10组刀盘额定扭矩：562x104Nm刀盘最大扭矩：730x104Nm刀盘转速：0~1.42r/min1.3盾构技术参数介绍绍1.3.4盾构推进系统:1套最大总推力：38500KN单位面积推力：1296KN/M2推进千斤顶1750KN×2150st×33Mpa×22根最大工作压力：33MPa推进速度:0~10cm/min1.3.5盾尾密封装置:3道钢丝刷1.3.6人行闸：1套类型：2室外型尺寸：φ950/φ1500/2700mm人孔尺寸：φ600mm1.3盾构技术参数介介绍1.3.7管片拼装机：1套类型：液液压马达+油缸驱动回转速度:0.3/1.5rpm回转角度：±210°回转扭矩：13.8×104N·M回转工作压力：：12Mpa最大管片重量（（单块）:4200kg提升千斤顶：(105KN××650s×21MPa)2只平移千斤顶：(105KN××850s×21MPa)1只支撑千斤顶：(35KN×150s×10MPa)4只回转液压马达：：(5.42KN.m×12MPa)2台1.3盾构技术参数介介绍1.3.8螺旋输送机：1套类型：芯芯轴轴式螺旋输送机机螺杆驱动：液液压马达驱动动闸门驱动：液液压缸驱驱动螺杆转速：0～21r/min最大出土能力：：300m3/h螺旋有效长度：：8838mm1.3.9皮带输送机：1套类型:内置电机电滚筒筒驱动最大输送量：450m3/h带速：2.3m/s带宽：800mm输送长度：47m功率：37kw1.3盾构技术参数介介绍1.3.10双梁系统:1套类型：环环链葫芦+自行机构起重重量：3.2+3.2T提升速度：1m/min（慢速）/4m/min（快速）移动速度：10m/min电机功率：3.5x2kw1.3盾构技术参数介介绍1.3.11.集中润滑系统:1套类型:双线油脂润滑系系统、自动补油油加注量：0.24L/min最大工作压力：：21Mpa补油电机功率：：0.37kw电动干油润滑泵泵电机功率：0.55kw1.3.12盾尾油脂压注装装置：1套类型:气动泵压注加注量：5.6L/min最大工作压力：：21Mpa压注点设置：12点1.3.13注浆系统:1套类型:卧式搅拌桶+注浆泵注浆量：12m3/h最大工作压力：：3Mpa搅拌桶容量：6m3搅拌桶电机功率率：7.5kw注浆泵组电机功功率：18.5kw××2台注浆点设置：4点（沿盾壳周边边）1.3盾构技术参数介介绍1.3.14加泥加水系统:1套类型:立式搅拌桶+挤压泵流量：720L/min最大工作压力：：1.2MPa挤压泵电机功率率：11X3Kw搅拌桶容量：14m3搅拌桶电机功率率：1.5X5kw加泥点设置：3（刀盘）×4（土仓）1.3.15冷却系统:1套流量：161L/min进水温度小小于25度1.3盾构技术参数介介绍第二部分主要要部件及系统介介绍2.1盾构壳体结构2.2刀盘及驱动系统统2.3螺旋机输送系统统2.4拼装机系统2.5推进铰接系统2.6人行闸2.7液压系统2.8同步注浆系统2.9盾尾密封系统2.10加泥加水系统2.11集中润滑系统2.12冷却系统2.13车架系统2.14皮带输送机2.15双梁系统盾构机结构与功能概要(盾构各主要部件和系统结构)

盾构壳体由切口环前盾、中盾和盾尾组成。盾构壳体具有足够的强度以承受土压力、水压力、盾构千斤顶推进反力和掘进反力。由密封舱隔板将盾构分隔成开挖区和工作区，刀盘驱动装置安装在前盾上，螺旋机安装在前盾下部预留法兰座上。中盾内部焊有加强环圈和“H”型梁，以保证足够的强度和刚度。“H”梁上安装工作平台，盾构机的推进千斤顶沿圆周方向均布于中盾的千斤顶安装孔座上，拼装机安装在盾尾的前部。盾尾具有足够的长度满足开挖和衬砌管片安装的工作空间。盾尾密封由三道钢丝刷组成。2.1盾构壳体结构刀盘系统结构图刀盘盘体

刀盘驱动中心回转接头2.2刀盘及驱动系统统驱动结构局部放大图密封圈小齿轮大轴承刀盘驱动装置为为刀盘开挖掘进进提供所需的转转动扭矩，是整整个盾构的核心心部件。它是由10组东芝变频电机机和1套从德国公司进进口的重型三排排圆柱组合轴承承（带外齿）等等组成。系统按下列路线线传输转矩：变变频电机→小齿齿轮→大轴承的的齿轮→主受力力环→刀盘，推推力、径向负荷荷和倾覆力矩同同时由大轴承承承受。2.2刀盘及驱动系统统2.2刀盘及驱动系统统刀盘驱动系统刀盘驱动共设有有8道土砂组合密封封圈、内外圈密密封均配有集中中润滑系统，以以确保大型土砂砂组合密封圈始始终处于良好的的润滑状态。大轴承中的滚柱柱，及大轴承大大齿轮和与其啮啮合的小齿轮设设有润滑系统，，以确保部件始始终处于良好的的工作状态。变频电机大轴承采用具有高可靠靠性的机械配件件2.2刀盘及驱动系统统盾构刀盘盘体刀盘采用中间支支承形式，盘体开口率44.2%。切削刀按切线方方向布置在盘体体的主梁上。刀盘盘体采用6幅条式焊接结构构，采用可拆式式刀具，刀盘面板上布置置有开挖刀、中中心刀、周边刀刀先行刀等刀具具。刀具采用嵌入式式结构镶嵌在刀刀柄内，刀头与与刀柄采用铜焊焊连接，更好地地防止脱落。为为改善刀具与泥泥砂的磨损，在在刀柄和刀座上上都堆有一定高高度的耐磨层。。共有90把开挖刀、1把中心刀、12把周边刀、2把仿形刀，42把先行刀。螺旋输送机的功功能主要是有以以下三点：1、运送在切削密密封舱中切削下下来的土；2、在螺旋输送机机内充满形成螺螺旋状连续体的切削土，，提高止水效果果；3、保证土压平衡衡功能。2.3螺旋输送机系统统

螺旋输送机位于开挖室下部，其作用是有效地排除弃土和更好地控制土压力。螺旋机驱动采用两台液压马达直接驱动,同时配置液压比例控制系统，转速能实现无级调节，实现了盾构机土压平衡功能。螺旋机的壳体上设有2个加水口，用来改善土体流动性。另外还配备了1对闸门紧急开关装置，用于紧急状态时及时关闭螺闸门。螺旋输送机

螺旋输送机驱动螺杆桶体螺旋机驱动结构构图闸门装置轴承测速编码器液压马达2.4管片拼装机系统统

管片拼装机采用挡轮、托轮将拼装机盘体支承于盾构盾尾上，具有回转、提升、平移和支撑调整夹紧四个动作，以满足管片拼装的动作要求，并配有电缆卷筒和软管卷筒，以改善拼装机的工况条件。拼装机的回转动作是由两台伊顿公司（带制动）液压马达驱动的；提升动作由2只提升油缸来完成；平移动作由1只平移油缸来完成；支撑调节夹紧动作由4只支撑油缸来完成。拼装机回转有快慢速度，采用了遥控拼装机技术。管片拼装机遥控式拼装机拼装机回转采用用盘体周边支撑撑形式，利用两两台带制动器的的低速大扭矩液液压马达驱动，，回转角度为210度。盘体提升横梁悬臂梁配重挡托轮利用遥控技术进行管片拼装电缆卷卷筒2.5推进进铰铰接系系统统盾构的的推进进系统提供盾盾构向向前推推进的的动力力。推推进系统包括22个推进进油缸缸和推推进液液压泵泵站。。推进进千斤斤顶行行程为为2150mm。其中4只油缸缸（1#，6#，12#，17#）设有有行程程传感感器。。盾构的的铰接接系统统主要要是盾盾构转转弯时时用。。铰接接系统统包括括20个铰接接油缸缸和铰铰接液液压泵泵站。。铰接接千斤斤顶行行程为为220mm。其中中4只油缸缸（1#，6#，12#，17#）设有有行程程传感感器。。铰接接系统统油缸缸的分分区如如下图图所示示，分分为八八个压压力区区域，，其中中4只油缸缸设有有行程程传感感器。。特点：：1、油缸缸单独独推进进结构构，使使用灵灵活2、油缸缸分区区控制制，无无级调调速，，提高高施工工效率率2.6人行闸闸人行闸闸由主主舱和和预备备舱组组成，，两舱舱被压压力门门分隔隔开。。在检检查和和维护护作业业的过过程中中，负负责作作业的的人员员可携携带工工具进进入开开挖舱舱。人行闸闸配有有在压压缩空空气下下操作作所必必需的的电路路和标标准装装置，，包括括：压压缩空空气阀阀连通通气闸闸室、、调节节器、、压力力计、、电话话、照照明(包括紧紧急照照明)等。人行闸闸及承承压隔隔板上上有1个直径径为600mm圆形闸闸门以以进入入开挖挖室。。液压系系统组组成：：推进液液压系系统铰接液液压系系统螺旋机机回转转/拼装回回转液液压系系统仿形刀刀/同步注注浆清清洗液液压系系统拼装油油缸/螺旋机机油缸缸/牵引油油缸液液压系系统盾尾注注浆液液压系系统2.7液压压系系统统推进液液压原原理图图2.7液压压系系统统（1）推进进液压压系统统:采用开开式系系统。。由伊伊顿公公司的的液压压泵分分别供供油给给22根推进进油缸缸。由由22个电液液换向向阀分分别控控制22只推进进油缸缸的伸伸缩动动作。。22根推进进油缸缸分上上、下下、左左、右右四区区，各各由4个减压压阀控控制各各区的的压力力。与与换向向阀叠叠加的的单向向阀和和液压压锁分分别起起到安安全保保护和和防止止盾构构后退退的作作用，，由切切换总总阀和和2组溢流流阀组组提供供了2种系统统压力力，高高压用用于盾盾构的的推进进模式式；低低压用用于在在拼装装状态态千斤斤顶的的伸和回缩缩。（2）铰接接液压压系统统:采用开开式系系统。。由1台液压压泵供供油驱驱动供供给8组（20根）铰铰接油油缸，，由8组电磁磁换向向阀控控制8组（20根）铰铰接油油缸伸伸缩动动作，，与换换向阀阀叠加加的液液压锁锁和单单向阀阀分别别起锁锁紧和和保护护作用用，由由电磁磁换向向阀和和2个溢流流阀提提供两两种系系统压压力，，高压压用于于铰接接油缸缸伸缩缩，低低压用用于保保压作作用；；2组电磁磁开关关阀（（8个）铰铰接油油缸释释放作作用。。（3）螺旋旋机旋旋转和和拼装装机旋旋转液液压系系统:采用开开式系系统。。螺旋旋机回回转由由1台伊顿顿公司司生产产的液液压泵泵驱动动2台伊顿顿公司司生产产的马马达回回转，，由1组电业业换向向阀控控制螺螺旋机机回转转方向向；拼拼装机机回转转由同同1台液压压泵供供油驱驱动2台径向向大扭扭矩液液压马马达回回转，，由2组由电电磁换换向阀阀-节流阀阀-平衡阀阀组成成的控控制阀阀组控控制液液压马马达的的回转转方向向和转转速，，平衡衡阀对对液压压马达达起平平衡和和安全全保护护作用用；电电磁换换向阀阀和三三个溢溢流阀阀控制制3种压力力，高高压用用于螺螺旋机机旋转转用，，中压压用于于拼装装机旋旋转用用，低低压用用于启启动前前管路路充油油用。。（4）仿形形刀/同步注注浆清清洗液液压系系统：：采用开开式系系统。。由1台液压压泵分分别向向仿形形刀和和同步步注浆浆清洗洗液压压系统统供油油，分分别由由6组电磁磁换向向阀控控制油油缸的的伸缩缩。（5）拼装装油缸缸/螺旋机机油缸缸/牵引油油缸液液压系系统：：采用开开式系系统。。由1台液压压泵供供油给给1只牵引引油缸缸、1只前闸闸门油油缸、、1只后闸闸门油油缸、、由电电磁换换向阀阀控制制闸门门开闭闭，由由手操操换向向阀-单向阀阀-电极点点压力力表构构成自自动补补油和和紧急急关闭闭控制制系统统。拼装机机提升升、平平移液液压系系统:采用开开式系系统，，1只平移移油缸缸、2只提伸伸油缸缸、4只支撑撑油缸缸的动动力油油由柱柱塞泵泵提供供；4组由电电磁换换向阀阀-液压锁锁-节流阀阀-溢流阀阀-单向阀阀组成成的支支撑控控制阀阀组控控制4个支撑撑油缸缸的伸伸缩动动作；；由电电磁换换向阀阀-液压锁锁-节流阀阀-单向阀阀组成成的平平移控控制阀阀组控控制平平移油油缸的的伸缩缩动作作；由由电磁磁换向向阀-液压锁锁-节流阀阀-单向阀阀组成成的控控制阀阀组控控制2只提升升油缸缸的伸伸缩动动作，，电磁磁阀起起换向向作用用，液液压锁锁起锁锁定作作用，，节流流阀起起调速速作用用，溢溢流阀阀起保保护作作用，，单向向阀起起防止止油液液倒流流作用用。注浆系系统为为独立立液压压控制制系统统的注注浆系系统，，它由由搅拌拌桶和和泥浆浆泵组组成，，注浆浆的流流量和和压力力可通通过调调节变变频电电机转转速和和液压压系统统压力力的大大小来来进行行控制制和调调节。。作用：：同步步注浆浆浆液液是盾盾构机机在推推进的的同时时保证证能充充裕地地填满满,随着盾盾构机机推进进而出出现的的盾尾尾空间间，从从而控控制地地层的的沉降降。2.8同步注注浆系系统该系统统主要要设备备采用用德国国施维维英泥泥浆泵泵：德国施施维英英泥浆泵泵盾尾密密封系系统图图盾尾油油脂的的压注注由气气动压压注泵泵完成成，系系统由由一台台空压压机提提供动动力。。它主主要用用于对对盾尾尾密封封装置置进行行补充充充填填盾尾尾密封封油脂脂。盾尾油油脂系系统的的开启启在驾驾驶室室操作作完成成。盾盾尾油油脂的的控制制有自自动和和手动动2种模式式。作用：：盾尾密密封确确保盾盾构壳壳体的的内表表面和和管片片的外外表面面之间间的密密封，，防止地地下水水、外外层土土和支支承液液体或或灰浆浆的侵侵入。。2.9盾尾密密封系系统盾尾密封刷2.9盾尾密密封系系统盾尾密密封装装置结结构图图盾尾密密封装装置中中设有有盾尾尾密封封油脂脂压注注系统统，盾盾壳上上的加加脂管管道为为外置置式加加脂管管道，，通过过加脂脂控制制系统统对盾盾尾密密封处处进行行加脂脂操作作。盾盾尾尾密封封设三三道，，呈钝钝角形形。采采用焊焊接式式钢丝丝密封封刷三三道，，更好好的保保证密密封性性能。。加泥加加水系系统图图加泥加加水系系统主主要由由三台台泥