大型施工机械盾构机的分类及选型

第十四讲《大型施工机械》——盾构机部分盾构机的分类及选型主讲：xx教授5/18/2023主要内容1盾构机分类2盾构机选型3盾构机选型举例5/18/20231盾构机分类

(1)按掘削地层分类硬岩盾构（TBM）软岩盾构软土盾构硬岩软土盾构双护盾TBM5/18/2023软土盾构复合盾构5/18/2023(2)按盾构机横截面形状分类半圆形圆形椭圆形马蹄形双圆搭接形三圆搭接形矩形5/18/20235/18/2023(3)按盾构机横截面的形状分类超小型盾构φ<1m小型盾构3.5m≥φ≥1m中型盾构6m≥φ≥3.5m大型盾构14m≥φ≥6m超大型盾构18m≥φ≥14m特大型盾构φ>18m5/18/2023(4)按掘削面的敞开程度分类全部敞开式：无盖敞开式、有盖敞开式部分敞开式：网格式封闭式：中心支承式、中间支承式、周边支承式

5/18/2023(5)按掘土出土器械的机械化程度程度分类

人工挖掘式、半机械掘削式、机械掘削式◆手掘式盾构◆半机械式盾构◆网格式盾构

5/18/2023(6)按掘削面的加压平衡方式分类外加支承式气压式泥水式土压式5/18/2023(7)按刀盘运动形式分类

5/18/2023(8)按盾构机特殊构造分类中折盾构球体盾构异径母子盾构重心靠前盾构特殊构造的盾构现场换刀盾构可直接掘削前障碍物盾构机体可分可合盾构固体回收盾构倾斜中空轴全断面机内注浆盾构倾斜中空轴全断面机内注浆+活动前檐盾构5/18/2023(9)按盾构机的功能、用途分类

5/18/2023(10)按盾构隧道衬砌施工方法分类5/18/2023(11)综合分类5/18/20232盾构机选型

盾构掘进机选型依据

(1)

土质条件、岩性（抗压、抗拉、粒径、成分等个参数）(2)

开挖面稳定（自立性能）(3)

隧道埋深、地下水位(4)

设计隧道的断面(5)

环境条件、沿线场地（附近管线和建筑物及其结构特性）(6)

衬砌类型(7)

工期(8)

造价(9)

宜用的辅助工法(10)设计路线、线形、坡度（11）电气等其他设备条件5/18/2023盾构掘进机选型的一般程序

5/18/2023不同地质条件下全断面掘进机选型SlurryEPB粒径分布曲线400,006颗粒直径

d单位mm筛分通过率<d%00,0011030200,0020,020,060,2泥土粒径7060508090100600,62,06,060,020,010090807050403020100筛分粒径砂粉质土粘土细中粗砾石粗细中粗粗细中粗粗Foam5/18/2023不同地质条件下全断面掘进机选型

泡沫EPB盾构泥水盾构弃土容重粘土粉土粘稠度系数IC柔软软硬0,25坚硬0,501,000,75EPB模式

EPB敞开模式添加剂防止堵塞添加剂增加塑性高渗透性砂砾石渗透系数k[m/s]很高渗透性一般渗透性10-210-310-410-5复合式盾构EPB+添加剂高浓度膨润土工作舱内土体容重[t/m³]1,401,051,502,002,205/18/2023盾构戚掘进心机选逐型的伍其他雀条件（1夹）工晓期条粗件的傍制约（2初）造舅价因萌素的庄制约（3笔）环道境因篇素的泛制约（4某）基虎地条甜件的卧制约（5霉）设便计路养线、橡平面偷竖向辈曲线单形状速的制屈约5/涨12拘/2寄02如3二号唯线穿疯越汉穗口和怨武昌逝，隧思道穿谱越地闲质种统类比营较全定面：粘土导、粉价质粘宽土、报淤室泥质便粉质密粘土村、粉细沸砂、碌中粗掘砂、红砂诱岩、贤粉砂龙岩、石英肿砂岩出、炭响质灰芹岩、污钙叫质泥烛岩、独强风机化泥王岩、压强爹风化扑含碳尤硅质规页岩等。3.１武扑汉地急铁的腰路线垮与地潜质3扰盾构蜂机选些型举猎例5/翻12杆/2碌02佛3偏软穗地层屿导致移的地棒表沉膊降由于排硬质蔽附着凡性粘嫂土导环致的偿刀盘昆与土拿仓的我堵塞丰富究的地妹下水鞠与水瓦压的碑问题软质较风化引岩\砂岩\泥岩\半固标结粘徐土\淤泥贸的掘遍进膨胀期性陈也旧粘送土导锁致的绩盾构改机推岩力增情加附着旋性粘善土与圈基岩拖的掘估进掘进践途中袜的刀省具更相换3.盆2本工碌程重全点/难点5/百12砌/2厘02畅33.顷3隧道题管片宾参数项目参数备注管片类型普通预制增强水泥管片安装衬砌，包括纵向封顶块分块形式5+1个封顶块外径(O.D.)6.00m内径(I.D.)5.40m厚度300mm管片宽度1.5m单片管片最大重量约4t

5/丸12穿/2尤02类33.４盾构凝机总枪体参妻数（方创案）盾构奋机总娃体设庄计范启围及袍主要乒尺寸开挖洽直径：62锅80价m齿m前护鄙盾直闯径：62枕50昌m尿m主机于长度扮：约9.油0m（含录刀盘适）总长塌度包绵括后川配套亩：约82m总重匙量包枪括后专配套翁：42杰0摔t最小宏曲线粮半径语：25盘0m盾构柜机总慰体设村计范颗围最大勇掘进壁速率8侵cm棵/m斑in平均挥掘进捷速率3.副5蹦cm废/m光in管片森平均呜安装潮时间30mi鄙n/环管片朱宽度15驼00绒m馒m根据云上述构计算剪每班洋次掘蓄进速祸率6环/院8双ho宁ur西s每日答双班每工作姥时掘真进速击率12环/熊16薪h感ou相rs5/健12车/2废02虑33.５主龄要机肺械性默能（米方案故）刀盘吉驱动驱动伏形式电驱删动饲2级禽调速生式（装啄备动车力：60婆0k踪蝶w）刀盘脸转速高速右转动：2.厅0废rp矩m色低速安转动：1.催0准rp歼m刀盘框扭矩默常用邀最大失：5,遮84尽4泰kN筛-m限高纯速转来动：2,藏92奥2棵kN爪-m脱困城扭矩7,凶00暴0糟kN胜-m盾构底机千株斤顶总推怒力38蓝,5顽00套k杰N单位朱面积朽推力乘：1,杆25护5描kN井/图㎡数量1,约75酱0k训N×舅22架根最大顿伸长熄速度8.煤0酷cm某/m压in铰接吵装置总推份力24岭,0芹00歪k笑N数量2,宇00算0k捐N×强12伍根铰接粘操作全方盏向（哈上下问、左厚右、肾倾斜赞方向毫）5/炼12岔/2缸02胖33.６主季要机青械性唱能（赖方案条）螺旋萌出渣民机驱魔动驱动棉形式液压乱驱动掉方式（装晒备动款力：11袖0蛛kw）排土泻量28版0岁m3冶/般h（最腥大排搞出粒庸径：φ2裙50宴mm炎×5叼00筹mm妖L）直径70拍0m旋m（带字轴式绸螺旋扎机）转速1.讨0～24脆r纲pm驱动抵扭矩常用扒最大去：55劳.7团k轧N-唱m均脱努困时杀最大：65史,0朵k虚N-酸m管片御拼装捕装置形忌式Ｌ型拒方式晌（贫管片碰拼装栗作业拖空间各大）操作花方式无线匆遥控婆操作转动杠速度高速：1.底5r琴pm低速主：0.予3r值pm两级剪调速（高卸速・诸低速岂无敞线遥魂控切扁换）调畏节可实凑现微核调、散微动演操作5/众12乘/2惕02榴3防止乒粘土巾附着常对策（１览）在刀搂盘进涂土口稼位置鲁装备稿高压雕水喷纹射管5/勉12茎/2调02粱3防止愚粘土见附着楼对策（２爹）扩大络刀盘拿中央认部分绣的开易口，正重视劈燕泥土腹从刀厌盘中暖心部山进入良土仓5/易12星/2还02腰3防止确粘土图附着趁对策（３死）在土冷仓内挖隔壁倡上装水备前管后滑赴动式遣固定饼搅拌纽奉翼，缎并可趣从其揉前端吧添加跨泥浆5/亡12园/2组02继3防止屈粘土潮附着卸对策（４直）装备叼在刀探盘内茂侧可买以覆炸盖整蜘个区弦域的闭搅拌筐翼5/冷12捏/2煎02件3防止徒粘土堵附着禾对策（５后）固定临土仓滴隔壁杏中心瓦部分纱，防万止转浪动脚渡中心颂部分笔泥土限堵塞5/挨12得/2签02拒3泥浆隙注入袍口的省配置・刀柿盘面湖板前隙面肾：斩3庭处・固聋定隔皱板一危侧纽奉：摸4防处・固刮定搅缸拌翼疗前端枣：屠1处・螺嚷旋出需渣机故：碌3疲处可选匆择泥怒浆、脱泡沫郊和聚抄合物愧3种唐类型喷出胀口阀拴门构技造照植片5/蠢12境/2白02路3对应矿复合醉地层下的刀认具配诊置5/鹊12王/2接02栽3复合丽地层醒的刀虚具装哨备与毫对策・可更仓换滚修刀与始强化吧先行滨刮刀・如岩毙石强摘度在30盼Mp娇a以下孙可使若用强尿化先担行刮预刀进吼行掘仰进・如岩盐石强饥度为30～250载Mp尝a则应笼适用陈滚刀脂进行坏掘进5/雹12壁/2削02齿3滚刀接的形冤状与烦特点尺寸：17英寸允许衡磨损通量：20客m船m允许葬负荷：25括0慕kN允许腿线速五度：15凝0侧m哪/撕mi械n材质：特殊牵工具晃钢转动彼力：70厘Nーm5/遵12狠/2册02乓3刀盘慌耐磨夜损对奸策刀盘幸外周娱堆焊科钉状壶耐磨熄物外周肉进行杜硬化注耐磨累层堆准焊耐磨ＩＮ似Ｇ板5/盖12毫/2职02躲3刀盘剂驱动袄部土疑砂密午封特点土砂丝式密封：3条唇皆形密疮封1滥段V型密呜封：3段迷路裹密封：拉比响利斯圆（迷坝宫）扑式检测：温度罩检测陵传感瞎器供油状脂：自动湿供脂其他：密封院接触骗面采亦用硬熔质至材料5/堆12纺/2捐02顽3铰接斥构造铰接凝装置总推薄力24拦,0临00酷k鸽N数量2,露00舍0k缘瑞N×塘12根铰接班方向全方朵向（上下、左右、倾斜皇方向）5/俊12剪/2乡丰02减3铰接值密封形式：躬Ｖ型密图封2段、灰尘挤密封1段耐压：1.圾0射Mp磨a润滑：自动忙供脂5/两12聋/2血02拿3盾尾反密封形式：3段金值属刷浆液淹逆流：注浆循液逆常流防馋止板润蜻滑：盾尾际油脂忽自动申注入供脂氧位置：每列誓6处（共计炕12虑处）耐水饮压：0.缠4旅Mp妄a5/吊12符/2