盾构技术培训讲义

1、相关概念及结构原理

2、主要部件及系统介绍3、主机装配4、下井吊装

主要培训内容盾构，是一种用于软土隧道暗挖施工，具有金属外壳，壳内装有整机及辅助设备，在其掩护下进行土体开挖、土碴排运、整机推进和管片安装等作业，而使隧道一次成形的机械。1.1盾构的概念1.1盾构的分类盾构按开挖面与作业室之间隔板构造可分为全敞开式、半敞开式及闭胸式三种。具体划分见下图。手掘式半机械式机械式全敞开式半敞开式挤压式泥水式土压式闭胸式盾构土压平衡式加泥式土压平衡式、土压平衡盾构的概念土压平衡盾构是在机械式盾构的前部设置隔板，在刀盘的旋转作用下，刀具切削开挖面的泥土，破碎的泥土通过刀盘开口进入土仓，使土仓和排土用的螺旋输送机内充满切削下来的泥土，依靠盾构千斤顶的推力通过隔板给土仓内的土碴加压，使土压作用于开挖面以平衡开挖面的水土压力。1.2结构原理土压平衡盾构主要由刀盘及刀盘驱动、盾壳、螺旋输送机、皮带输送机、管片安装机、推进油缸、同步注浆系统等组成。刀盘旋转切削开挖面的泥土，破碎的泥土通过刀盘开口进入土仓，泥土落到土仓底部后，通过螺旋输送机运到皮带输送机上，然后输送到停在轨道上的碴车上。盾构在推进油缸的推力作用下向前推进。盾壳对挖掘出的还未衬砌的隧道起着临时支护作用，承受周围土层的土压、承受地下水的水压以及将地下水挡在盾壳外面。掘进、排土、衬砌等作业在盾壳的掩护下进行。1.3盾构类型与颗粒级配的关系

一般来说，细颗粒含量多，碴土易形成不透水的塑流体，容易充满土仓，在土仓中可以建立压力，平衡开挖面的土体。粗颗粒含量高的碴土塑流性差，实现土压平衡困难

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1.4盾构机组成盾构机主机图

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。1.4盾构机组成1号车架（右）——操作室1号车架(右)1.6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)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，高压变压器；6号车架(右)6号车蜡架（蜓左）——空压机驼，储气蒜罐，空哀气过滤芒器。6号车架(左)7号车架诉（右）——备用空躬压机；7号车架(右)7号车架棋（左）——高压沙电缆尺存放叙车架抹。7号车史架(左)第二部休分主芽要部件谢及系统艇介绍2.颠1盾构光壳体柱结构2.2刀盘毒及驱安动系悬统2.售3螺旋机混输送系谨统2.4拼装机民系统2.倒5推进铰栗接系统2.籍6人行闸2.足7皮带输界送机2.8双梁系兴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.窄2刀盘赖及驱茧动系修统2.2刀盘唯及驱液动系异统刀盘西驱动炼系统刀盘驱晨动共设忌有8道土砂讽组合密牲封圈、刮内外圈库密封均联配有集金中润滑漏系统，然以确保妖大型土革砂组合绳密封圈耕始终处浇于良好纷的润滑支状态。大轴承令中的滚搁柱，及绸大轴承畏大齿轮袍和与其寨啮合的经小齿轮裁设有润它滑系统大，以确作保部件虫始终处歪于良好箱的工作混状态。驱动结构局部放大图密封圈小齿轮大轴承刀盘驱亮动装置堵为刀盘著开挖掘双进提供袋所需的秤转动扭枕矩，是惰整个盾情构的核鲁心部件铸。它是由10组变夜频电挽机和1套重绢型三计排圆杠柱组店合轴但承（悬带外唐齿）逗等组概成。系统按趴下列路宣线传输钟转矩：谨变频电有机→小唐齿轮→算大轴承毅的齿轮院→主受舱力环→逃刀盘，宵推力、超径向负怎荷和倾窑覆力矩穗同时由彩大轴承狮承受。2.2刀盘廉及驱到动系珠统变频电伍机大轴毁承采用倚具有倦高可亏靠性优的机瘦械配舒件2.2刀盘及巩驱动系鼻统螺旋公输送扫机的浑功能血主要捧是有岁以下爪三点沙：1、运陆送在品切削此密封眠舱中监切削瓣下来往的土绣；2、在络螺旋庙输送四机内斥充满禾形成协螺旋穿状连续体安的切亿削土虚，提挣高止按水效代果；3、保证贷土压平生衡功能酬。2.3螺旋针输送锈机系遮统

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签驱动结诞构图闸门装置轴承测速编码器液压马达2.4管片拼虽装机系猛统

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昆回转采异用盘体隐周边支异撑形式也，利用果两台带栏制动器切的低速弟大扭矩兴液压马辽达驱动砍，回转植角度为21逃0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夕筒2.利5推忠进腿铰接梢系交统盾构淋的推致进系统提供盾胡构向前绵推进的规动力。芒推进系统包括22个推右进油锤缸和喝推进丛液压庙泵站矩。推同进千印斤顶赛行程消为215驻0m朴m。其中4只油缸牙（1#，6#，12扭#，17司#）设有度行程传爱感器。盾构的脚铰接系俊统主要厉是盾构伤转弯时跑用。铰筝接系统植包括20个铰接龟油缸和肤铰接液霉压泵站段。铰接突千斤顶毕行程为220利mm。其饲中4只油驶缸（1#，6#，12#，17#）设室有行洞程传习感器题。铰病接系蒜统油档缸的姑分区笋如下铅图所右示，恰分为商八个叼压力乎区域矮，其剖中4只油背缸设值有行偿程传绘感器遍。特点谁：1、油源缸单沉独推映进结嫌构，宁使用结灵活2、油缸割分区控仇制，无丙级调速对，提高菌施工效仔率2.6人行闸人行闸钞由主舱乱和预备荷舱组成看，两舱欣被压力赤门分隔文开。在拳检查和寻维护作架业的过毙程中，堆负责作耳业的人坦员可携斧带工具赛进入开脑挖舱。人行赢闸配校有在险压缩塘空气担下操芒作所孕必需节的电林路和青标准薄装置蚂，包料括：枕压缩艳空气晚阀连睬通气攀闸室膊、调多节器逗、压钩力计草、电桃话、稻照明(包括厉紧急扔照明)等。人行予闸及需承压犹隔板脊上有1个直径面为60前0m醒m圆形满闸门顿以进于入开砌挖室寄。2.脱7皮带灭输送罪机皮带输患送机的因作用是朽把螺旋愈机卸料炸口的出岭土运送络到土箱摸车。皮带输鄙送机主聚要由以而下部件娘组成：罢皮带、离卸料部倡件、张好紧装置乱。全长召采用挡飞板结构朵，皮带禁输送机况的头部菌采用螺散旋拉紧掩装置，抖尾部设厌有清扫怨器，头软部设有容喷淋水遗管，用哪以清扫颤。整机氧能够欺在水条平曲良线25鬼0m的弯万道上康使用精。2.侦8双梁系婆统双梁系统主要由梁结构件、行走小车、5T电动起吊葫芦及起吊横梁组成。用于管片运输。3、主过机装倡配3.档1前盾用50陡t副钩牙挂两20拌t钢丝绳贵，连接洪吊耳，氏用10粮0t主钩挂液两根40T钢丝喘绳连门接40T吊耳，痒挂两个30T手拉冬葫芦育连接20T吊耳肥，水邻平吊宵起，假在空轧中升耍主钩约，放隔副钩绵，使榨主钩40波t钢丝亩绳受姑力，爷用手扶拉葫醉芦调动节长仿度，佩将盾害体调解整至眉竖直阶状态,缓慢筐放置四在托弄架上李，前爆部用10块t手拉宋葫芦稿锚固鹊上3.2中盾勾装配用两个30犹t手拉帐葫芦责连接30袍t吊耳，将两根30t钢丝冶绳连象接30t吊耳，短用100吧t主钩起虽吊，调俘整至水需平，中王盾法兰耗面缓慢苦接近前牢盾法兰愿面，如熔需要微现调，用状手拉葫趋芦调整茎，对正堆就位后汗，定位面销固定草，拧紧M36乓*11债5螺栓3.3螺旋凭机安咸装先将螺角旋机拉患杆放入构盾体内拿，使用20况t手拉葫软芦两点盗吊装螺刑旋机，皆安装螺记旋机，渗使螺旋庸机在井粪字梁中佣间，螺意旋机到皮井字梁够两侧（筑或者机埋加工法烟兰面刻拣画圆）给一样，窑调整螺惰旋机角词度，利现用水平衣尺检测劳出料口屋水平，氧连接拉某杆机构干，调节生拉杆长尤度，点饿焊上耳璃座；螺运栓连接幕螺旋机敞壳体与岛机闸门蜡，螺旋嘴机调整均后固定件，点焊温上，出级料口用酬垫墩支武撑焊接粱机闸压门上载壳体衫三；鬼拉杆轿耳座嗽、拉梨杆3.4工作平待台前部伞安装水平吊府装安装虑工作平衡台前部撤,拧紧萍螺栓3.5盾尾装永配用50导t副钩醋挂两严根20T钢丝绳盼，连接20治T吊耳肆，用100骑t主钩据挂两似个30T手拉筋葫芦咽连接40澡T吊耳好，挂协两根20T钢丝沈绳连存接20T吊耳，椒水平吊触起，在卖空中升播主钩，蓝放副钩掌，使主晌钩30T葫芦欣受力叉，用役手拉舌葫芦既调节呢长度幻玉，将款盾体宾调整伤至竖逆直状奶态，与缓慢胆接近笔中折弃盾法则兰，接两盾违体法递兰对妄正就宾位后卫，定俭位销织规定剩，拧统紧M3幼6*屋10俗0螺栓3.6工作平隶台后部水平询吊装足安装龄工作箩平台素后部违,与乳前部巡寿连接辅，拧齿紧螺质栓3.7刀盘谈装配用两烧个等倘长2仿0t际钢丝篮绳挂射与主轧钩上风，竖症直吊绞起刀饮盘与透前盾珠连接腹，如锦角度睁需要脉微调股，用想副钩眉挂钢井丝绳却吊刀逮盘下安部吊喜耳调除整，昆对正遇就位护后，呜用M手24季*7貌5螺庄栓拧同紧4.1下井盛准备米工作1）始通发基橡座的税安装2）始昏发井筛隧道饱内按脏台车谜行走讽范围姨中心暑线和锐盾体茶位置蜜铺设社符合雷要求奖的两柱对钢智轨。晌并在舅始发基座本上铺设玻临时平垮台，将德钢轨按着固定轨棒距前后屑水平延疲伸至始衡发洞门暴口；3）各种砍工具、皆使用材策料、安梢装用辅吨助设备麦下井就娘位；4）地面弦把各节洲台车装鄙好车轮从，并在啊车轮附程近用14b槽钢焊工接支撑倾左右，困防止台碌车在吊帽装过程克中变形萄；5）各傅号台她车相届连接背的管六线做谷好编活码记础号，架整齐慕堆码盯在将龄要布姐置的明相应谱台车绒走道谜板上散，连商同