TBM设备技术与施工方案

TBM设备技术与施工方案1TBM本标段TBM施工区间分四个区段，左右线隧洞全长23911.41TBM～XX～西镇站～XX站轨排井区间，TBM45361TBM3号TBM3XX西镇站，至西青区间轨排井处吊出，然后返场至海底隧道团岛端3号风井二次始发，完成区间施工后，最最终西青区间轨排井吊出。区段为XX站～中山路站～XX路站～XX路站～台东站～XX桥站区间，区段TBM99342TBM45TBMXXXXXXXX路后将施工场地转至XX路站，XXXX区段为XX桥站～小村庄站～北岭站～TBM60092TBM67号TBM先后从XXXX完成双线区间掘进后于水清沟站内拆解，拖回XX桥站吊出。4区段为安青区间TBM始发井～安顺路站～成功桥站区间，TBM34301TBM8TBM安青区间始发井始发，空推通过安顺路站，从成功桥站大里程端吊出，返场至安青区间始发井二次始发，最终完成双线施工于成功桥站拆解并吊出。TBM5.1-1。表5.1-1TBM区段区段施工区间施工长度〔米〕备注1TBM～XX站～西镇站～XX45361井2XX～中山路站～XX站～XX～台东站～99342XXTBM由团岛始发后掘进至轨排井TBM由团岛始发后掘进至轨排井2TBMXX拆解3XX～小村庄站～北岭站～水清沟站600922TBMXX站后洞内拆解，运回XX解吊出4成功桥站～安顺路站～TBM34301TBM吊出运输至始发井二次始发设备选型工程地质条件概述TBM于强风化岩层内，局部发育有块状构造碎裂带及节理密集带，隧道围岩大多为II～IV2级围岩，局部为V级围岩。本区间隧道途径市南区、市北区、李沧区，地表房屋密集、建筑构造简单，区间隧道下穿德国警察署旧址、劈柴院风貌XXXX河、人防工程及胶济铁路等重要建筑，局部区间需下穿军事区。本工程对TBM型式的重点要求本工程TBM测量误差、沉降掌握以及圆形预制钢筋混凝土管片衬砌的要求，最终确定TBM的直径为6280毫米，即隧洞开挖洞径在TBM刀具磨损极限时不小于6280的刀盘〔安装刀具〕开挖直径要略大于6280面不影响隧洞的限界、土建施工构造变形、施工误差、测量误差、沉降掌握以及圆形管片衬砌的要求，同时削减管片背后回填和回填灌浆的数量。从而更好的保证隧洞的成洞质量。本工程承受TBM施工的区间隧道，承受预制管片衬砌〔贵西区间有331TBM依据招标图纸显示，围岩稳定，无需系统支护，仅在需要时人工随机支护，如掘进揭露围岩与设计变化较大，需要系统支护，则安装管片，预制管片构造为掌握TBM开挖直径的构造形式，该种构造形式其内直径5.40最小曲线半径350米，线路最小竖曲线半径3000米，最大27‰。TBM依据本工程的地质条件，TBM掘进地段大局部为微风化地层，局部为中风化及强风化地层，局部微风化岩层最大单轴抗压强度极高。要求选用的TBM应对此地层有足够的适应性〔如刀盘及刀具配置、动力配置、机械配置、掘进参数选择等。针对设计文件相关要求，TBM〔超前钻探等〕及超前预支护〔超前注浆加固地层及止水等〕力量；应具备在掘进过程中同步安装管片的力量。要求选择的TBM应能满足设计文件中供给的土建预留条件、施投资、工期掌握等其他要求。选型的原则与依据TBM施工成败的关键。本工程的TBM选型依据性能牢靠、技术先进、经济适用相统一的原则，依据招标文件、招标文件供给的地质资料，并参考国内外已有TBM工程实例及相关的技术XX2TBMTBM依据XX地铁2号线一期工程TBM的前期专题争论报告、全线初步设计及专家审查意见，本工程TBM施工地段承受能适应软硬岩地层掘进的双护盾TBM进展施工。TBM主机局部如5.2-1图5.2-1双护盾TBM拟选用的TBM对本工程的适应性刀盘及刀具配置的适应性本工程TBM掘进区间围岩强度变化大，要求TBM刀盘设计和刀具配置既能适应微风化花岗岩及变质岩等饱和单轴抗压强度极大的硬岩掘进，又能适应强风化区段及裂开带饱和单轴抗压强度偏小的软岩掘进要求。拟选的TBM在刀盘设计和刀具配置时有很强的针对性，主要表现在：承受19英寸背装式滚刀以及合理的刀间距布置，使TBM在硬岩条件下破岩效率更高，换刀频次大为削减；铲斗斗齿承受承受大块合金设计，大大提高了斗齿的耐磨性能以及耐冲击性，并使其在软岩中作业中也具有高效性和较5.2-2大容量的铲斗设计能处理高速掘进时产生的大量岩渣刀盘面板和外周加焊耐磨钢板，其余易磨损部位有耐磨堆焊层保护；通过添加垫块，可以利用边刀增大开挖直径，以利于在围岩收敛较大的地段防止卡盾。刀盘面板上设置液压磨损检测装置，能自动监控重要区域的刀具磨损程度。驱动功率配置的适应性7台防护等级为IP67的315满足本工程硬岩掘进的需要;超前地质预报及超前注浆的适应性支撑护盾周边布置DN100导向套管，便利钻机打超前孔、排5.2-3前盾和刀盘设置预留孔，液压钻机可以通过预留孔在掌子面5.2-4管片衬砌的适应性耐磨板图5.2-2斗齿断面图 图5.2-3导向套管示意图耐磨板图5.2-4 预留孔示意图在管片衬砌区间以典型双护盾TBM的理念来掘进，配置了管片拼装机和两套推动系统，使掘进和管片拼装工序能同时进行，提高了掘进效率，保障了管片拼装质量。如图5.2-5所示。5.2-5管片拼装示意图在操作性方面的适应性TBM提高劳动效率，降低了人身损害的风险。在不同地质条件下，TBMTBM的掘进参数，以使TBM安全、高效地通过本标段不同的地质地段。TBM〔推动速度、推力、扭矩、刀盘转速和撑靴支撑力〕会随围岩变化而产生波动，皮带输送机的渣量、渣粒也会随围岩变化而消灭明显的变化。据此变化可大致推断TBM刀盘工作面的围岩状况并承受人工手动调整操作模式，准时调整掘进参数，或准时实行针对性的应对措施。出渣方面的适应性综合考虑工期、投资额、环境掌握、施工安全、施工效率和本钱掌握等方面的因素，在TBM出渣方面选用通用的洞内有轨运输与洞外龙门吊垂直运输相结合的出渣方式。TBM拟选TBM主要部件功能描述TBMTBMTBM主轴承及驱动组件、前盾、伸缩盾、支撑盾、盾尾及其关心5.2-6刀盘前盾稳定器驱动电机关心推动油超前钻管片安装机刀盘主轴承支撑盾撑靴前盾稳定器驱动电机关心推动油超前钻管片安装机刀盘主轴承支撑盾撑靴伸缩护盾盾尾管片安装梁5.2-6TBM刀盘上设计有用于喷水降尘的喷嘴，高压水喷出形成水雾对刀具降温顺降尘。15开挖尺寸，为TBM快速通过围岩变形区预留了变形量。刀盘设计液压式刀具磨损自动检测系统，使刀具磨损量能被监控，以保证刀盘不因刀具超量磨损、损坏而遭到严峻磨损或损坏。刀盘上的溜渣槽承受耐磨设计，将渣料导流到主机皮带机上，在刀盘肋板及出溜渣槽上，留有用于漏水的孔使渣水分5.2-75.2-7刀盘构造示意图刀盘驱动系统7台315千瓦的变频电机，9/2220〔9/分钟，脱困扭矩为5700千牛米。刀盘可以双向旋转，顺时针旋转为掘进出渣方向，在换刀和脱困时反向旋转。刀盘转速可以依据不同的地质条件和掘进状态而相应转变。在检查刀盘或更换刀具的时候，刀盘驱动的操作模式需转换为由刀盘后的控此时TBM主机的其制止。每个主电机都安了设备及零部件主轴承

他任何操作都会被主轴承承受大直 径、高承载力长寿命的三轴式设计。双轴承支座驱动小齿轮与齿圈啮合，支承稳固的驱动齿轮可最大限度地减小齿轮的磨损，主轴承与大齿圈设计寿命均超过15000小时。驱动小齿轮和减速器、变频电机连于一体，构造紧凑。驱动构造见图5.2-8所示。5.2-8驱动构造示意图主轴承密封包括外密封和内密封两套密封系统。内外密封系统均由带有迷宫环的三道唇形密封组成，前两道密封防止杂物进入主轴承和齿轮腔内〔第一道密封为油脂润滑密封，第二道密封用来掌握泄漏润滑油的流失。这种高牢靠度主驱动唇形密封设计，以及可移动的密封耐磨环，确保了主轴承齿轮油润滑系统的正常工5.2-9。5.2-9主轴承外密封示意图主轴承和驱动装置承受强制式循环系统进展润滑，润滑系统与主驱动连锁，并先于主驱动启动，当润滑系统消灭故障不能启动或停顿运行时，刀盘将无法转动。主轴承润滑油与齿轮箱润滑油的循环管路相互隔离，以防止齿轮磨损的颗粒进入主轴承。全部润滑油液均流入驱动部件的油槽底部，过滤后回到循环系统中。循环系统中设置有传感器以监测润滑油的压力、流量和温度。前盾前盾支撑刀盘和刀盘驱动装置，通过主推动油缸与支撑盾相连，主要部件有：用于安装主驱动的法兰盘、出渣区域的防尘装置及链条、稳定器支撑装置、推动油缸接头、除尘风管的接头装置等。在前护盾顶部1/4的地方有两个液压操纵的稳定器，在硬岩中掘进换步时供给拖拉所需的撑紧力。前盾底部120度范围内长距离掘进所需的耐磨设计。前盾构造示意图见5.2-10。伸缩护盾伸缩护盾连接前盾和支撑盾，外伸缩盾与前盾相连接，内伸缩盾与支撑盾相连接。伸缩内盾与伸缩外盾之间留的间隙方便它们的相对运动，其功能是使TBM的掘进与管片的安装能同时进展。伸缩护盾区域布置两个反扭矩油缸，将掘进时产生的扭矩从前盾传递给支撑盾，同时当前盾与支撑盾之间发生滚动时，反扭矩油缸可以赐予调整。图5.2-10 前盾构造示意图TBM设计时，4支撑盾支撑盾内设有关心推动油缸和TBM支撑装置。撑靴布置的外形使得支撑力作用到两侧围岩上，供给掘进反推力，在换刀时也可将前盾向后收回。撑靴面积大，对围岩的接地比压只3bar。沿支撑盾圆周布置了贯穿盾壳的DN100圆孔，使TBM能实现360支撑盾底部设有耐磨栅条，满足耐磨要求。主推动系统主推动油缸连接前盾和支撑盾，承受铰接式，既传递推力又传递拉力。油缸分成上下左右四组，通过有选择地对各组油缸进展加压来使TBM实现转向。每组作用油缸的行程及压力能同步在TBM10根推动油缸，最大总推力为33965千牛，能保证TBM在双护盾模式掘进时给刀盘供给足够的推力。关心推动系统关心推动油缸分成上下左右四组作用在四个压力区，以利于TBM在脆弱围岩中掘进不能用支撑时TBM进展转向。关心推动TBM主司机独立操作，在承受双护盾模式掘进时，四组推动油缸可以同步操作。每一组油缸装有行程传感器，使TBM主司机12总推力为32813TBM在单护盾模式掘进时给刀盘供给足够的掘进推力。盾尾盾尾与支撑盾刚性相连，全圆桶形设计。双护盾TBM模式掘进时，为防止管片背后回填材料在TBM向前移动时流到TBM前方，在盾尾尾部外侧安装弹簧钢片；为防止回填材料从盾尾间隙处流入隧洞，在盾壳尾部内侧安装1管片安装机管片安装机为单体回转式，其移动可以准确地进展掌握，以保证管片安装位置的准确性。管片安装机掌握分有线掌握和无线掌握两种，施工中主要承受无线遥控器安装管片，有线掌握器作为其消灭故障时的备件使用。安装机在两个方向都可旋转220度，其支撑和驱动装置由一个单座球轴承、内齿圈、两个小齿圈、行星齿轮减速箱与液压马达组成。驱动为无级变速，能产生足够的扭矩以安装沉重的管片。管片通过一个机械式锁定系统连接到安装机机头，安装机机头共有6个自由度，管片安装机机头用两个液压缸使它沿径向伸出，两液压缸能分别伸出。安装机机头上装有球面轴承，能向三个平面转动，保证管片正确定位。管片安装机具有紧急状况的自锁力量，确保施工中的安全。管片吊机2号皮带机下部轨道梁上，通过齿轮齿条系统前后移动，管片吊机将管片运输平板车上的管片起吊后运输至管片拼装工位，有管片安装机抓取后进展拼装。管片运输平板车由列车编组每次运输一整环管片至吊装位置。出渣皮带机本TBM包含主机皮带机、后配套皮带机和布料皮带机共3条皮带机，皮带宽度均为800毫米；主机皮带机能够在滑槽的作用下前后伸缩，主机皮带机先将石渣运送到后配套皮带机上，然后通过布料皮带机将石渣分布于4节矿车内，矿车由内燃机车牵引至洞外，通过龙门吊吊运至地面弃渣场。TBM超前钻机TBMTBM配置超前钻机用于地质超前探测和不良地质的处理。当钻探孔时，钻机固定安装在管片拼装机后面的支座上；当钻灌浆14贯穿盾壳的预留孔实现360度钻孔作业。超前钻机由独立的多功能钻机超前钻机液压装置操作，额定功率为18千瓦，钻孔直径为64-76毫米，钻孔深度可达80米。超前钻机工作示意图见图多功能钻机超前钻机图5.2-11 超前钻机工作示意图液压系统除刀盘驱动以外，全部主机的关心功能部件均为液压操作。全部功能部件运行所需的液压动力装置都置于后配套的平台车上。动力装置包括泵、马达、滤清器、冷却器和油箱并带有全部检测设备，动力装置与相应机械设备之间通过钢管或软管连接，考虑到围岩的高温以及对隧洞中温度的影响，冷却器的尺寸设计留有较大的充裕量。液压系统设有便于测量压力的快速接头，全部软管都要安装得很结实以承受恶劣的地下工作条件。液压泵站设机械式压力表，同时设置压力传感器、温度传感器将液压油压力和温度等信号传递给PLC，并在主控室显示。主油箱设循环过滤回路，滤清器的过滤精度为5纳米。为便于添加液压油，配置1台气动加油泵。注脂及润滑系统注脂及润滑系统包括主轴承密封系统、主轴承润滑系统和其它局部。润滑及密封系统以压缩空气为动力源，靠油脂泵油缸将油脂输送到各个部位。主轴承密封可以通过掌握系统设定油脂的注入量〔次／分并可以从外面检查密封系统是否正常。当油脂泵站的油脂用完后油脂掌握系统可以向操作室发出指示信号，并锁定操作系统，直到重换上油脂，这样可以充分保证油脂系统的正常工作。主轴承润滑承受强制润滑，润滑油通过循环过滤后，对主轴承和齿轮进展强制润滑，PLC系统对润滑状况进展监控。其它局部主要包括各系统油缸、管片安装机、管片输送器等局部的注脂及润滑，主要承受集中的自动或半自动润滑方式。为减轻工作强度，配置1台便携式气动油脂泵，对需要手动润滑的地方进展润滑。电气系统TBM配置2台变压器，容量为1600×2+1500＝4700高压电缆经隧洞接入TBM，供电电压为10690伏，掌握和照明电压为230伏。同时TBM1TBM电气掌握系统的核心局部为PLC系统，对TBM进展掌握。它安装在带有远程接口的操作台上，并接入位于操作台的工业计算机。全部软件都可以防止未授权的登陆，全部系统都有失效保护功能，包括在错误状况下的错误操作引起的电路互锁保护和断路保护以防设备启动。全部的主要设备假设需要均设置预先报警系统及远程的悬垂或拉线、按钮以供给人身安全保障。紧急的安全电路用硬线独立接到PLC上，PLC系统上安装的USV功能能够保护其数据。电气0.9以上。TBM+10％～-15％，满足供电稳定的需要。气体监测系统TBM上安装有气体监测系统，共设置5个探测点，分别布置在主机皮带机进渣口、伸缩盾顶部、除尘系统出口处、主机皮带机卸渣口以及后配套皮带机的卸渣口。后配套台车上安装1个箱式气体报警装置，气体报警装置由一个外部配电柜供给电源，负责收集全部传感器检测的数PLC检测系统测得的数值会实时地在屏幕上显示，到达一级浓度时，警报将通过无电势接触点在喇叭及闪耀灯上公布信号。同时将警报传递给TBM操作人员。到达二级浓度时，TBM将〔通讯系统和排水系统〕仍处于工作状态。电视监视系统电视监视系统由摄像机和显示器组成。摄像机设计为防尘、防水和防震惊，显示器为彩色电视显示器，具有多视窗显示功能，安设在主控室内，监控系统可通过光缆通讯系统接引至洞外监控设备上。为满足监控整个TBM施工区域的需要，TBMTBM主机皮带机尾部卸渣处后配套台车尾部的轨道系统数据采集处理系统数据采集系统可采集、处理、储存、显示、评估与TBM有关的数据。全部测量数据都通过被时钟脉冲掌握的测量传感器连续的采集和显示。全部必需记录的测量值都以图形的形式显示在PDV的监测器上。屏幕上的内容均按功能分页显示，主要包括内容：掘进的相关参数：主推动油缸与关心推动油缸推动力、刀盘扭矩、超挖装置超挖量等参数显示与记录各关键部位、系统的温度显示与记录，如：液压系统、主轴承润滑系统等错误信息显示与记录操作员可在这些屏幕页之间切换并从中猎取需要的数据。通过数据采集处理系统收集到的信息，可以实现对TBM状态的实时信息化治理。通过互联网、拔号网以及数据采集系统的计算机可以将当前的TBM掘进状态数据传送至建设单位、监理、设计及施工等相关部门，为整个工程的信息化管理供给重要信息来源。导向系统TBM配置了一套VMT导向系统，该系统能够对TBM在掘进中的各种姿势、以及TBM掘进的方向和位置关系进展准确的测量和显示。操作人员可以依据导向系统供给的信息，快速、实时地对TBM的掘进方向及姿势进展调整，减小掘进偏差。VMT导向系统和隧道掘进软件连续不断地供给TBM的三维坐标和定向的、连续的动态信息。导向系统附带的通信装置能够接收数据，由隧道掘进软件计算TBM的方位和坐标，并以TBMTBM主控室位于第2节后配套台车上。主司机在主控室内可以进展大局部TBM设备的启动、停顿操作，通过主控室内各个显示屏，主司机能随时把握TBM的状态，并能依据需要做出调整。主控室具有良好的隔音效果，并安装空调以保护PLC掌握系统和保证主司机有良好的工作环境。安全和掌握系统TBM安全掌握系统包括人员安全保护和TBM设备安全保护。人员安全保护包括以下几项：紧急停机开关安装在司机掌握台和靠近刀盘的前盾处，紧急TBM在主电气线路开关上安装有接地保护装置。在照明及输出线路开关上安装有接地保护装置。瓦斯监测及报警装置。全部移动的设备涂有醒目的标记。设备启动时能看到或听到自动警报。TBMTBMTBM相关参数的显示两个方面：数据同步显示能保证主司机随时把握TBMTBM备安全使用条件时不因误操作而动作，从而避开导致设备严重损坏的可能性。TBM连接桥连接桥位于TBM主机后面。连接桥下留有足够的空间用于管片吊机运输管片和储存、铺设铁轨，连接桥上安有皮带输送机、颖空气的通风管道、管片吊机、安装工作平台运行的轨道。连接桥的长度满足延长轨道的要求。后配套台车后配套台车共10节，每节的长度在10米左右。台车承受开2200在中间布置轨距为900毫米的运输轨道，轨道两旁以及台车上方平台两侧合理布置皮带输送机、通风管、集中油脂润滑系液压动力装置、变压器、空压机、人员休息室与卫生间、水系TBM后配套皮带机后配套皮带机宽800毫米，驱动方式为液压驱动。皮带机沿后配套台车上方布置，将从TBM主机皮带机转载的岩渣转运至布料皮带机上。吊机及材料运输系统依据施工需要，TBM配置以下起重和提升设备：运输管片的管片吊机豆砾石罐用吊机除尘系统TBM的空气送回到后配套后部，以保持后配套区和隧洞的空气质量良好，吸入风管位于前盾，将主机皮带机进料口区域的空气抽走形成负压，使局部颖空气流向TBM前端，同时防止含粉尘的空气逸入隧洞内。除尘系统配置有消声和排尘装置。空气压缩系统豆砾石泵、除尘器的灰尘收集器、风开工具的风源及油脂润滑系统的动力由空气压缩系统供给。压缩空气系统设备配置111020/分钟,8118.53/分钟,8风冷空压机。豆砾石填充系统后配套台车上布置豆砾石回填系统，通过压缩空气将豆砾石吹入预先在管片上预置的开口进展豆砾石充填。豆砾石泵具有遥控操作功能，可以遥控操作。TBM系统包括：2〔117.5立方米的豆砾石储存罐。水泥浆搅拌及注入系统水泥浆现场搅拌及注入系统设置在后配套台车上，利用有列车编组运输的水泥浆罐车将水泥浆导入搅拌机中，砂浆泵将搅拌好的水泥浆液通过注入口注入管片背后的空隙中。高压电缆卷筒在TBM400应急发电机TBM配置150千瓦应急发电机，在电力供给发生中断时，柴油发电机组自动启动。为避开瓦斯影响，应急发电机按防爆设计。应急发电机主要用于以下工程的供电：主机和后配套的照明操作站内的仪表盘和配电盘后配套通风系统和除尘器PLC〔可编程规律掌握器〕及其它掌握回路各级供排水泵供水系统隧洞内合理布置水泵从隧洞洞口向TBM水箱供水，最大供水量为60/TBM后配套台车设置储存力量为30的水管卷筒，颖水经过水管卷筒补充到一个带有流量掌握器的5立方米水箱，全部冷却装置的用水以及现场用水都从这个水箱提取。冷却系统25各冷却装置后，变热的冷却水由设置在TBM后配套台车上5立方米的热水箱收集，除尘系统、刀盘喷水和以及钻机、冲洗等用水都从热水箱抽取。排水系统TBM主机区域设置1台30水抽至TBM后配套配置的5立方米的污水箱内，沉淀后的污水经污水箱内排污泵通过直径120的管道排放至隧洞外的三级沉淀池，经处理后排放于城市污水系统。紧急排水TBM伸缩盾区域与支撑盾区域各设置1台潜水泵，在涌水量大的状况下将水抽至污水箱。后配套设置2台〔备用1台〕水泵。消防系统在TBM共安装了5变压器、主控室、支撑盾和伸缩护盾区域。假设消灭火情，TBM在TBM烟雾传感器及接近区域布置了手持式灭火器，总共有15台。二次通风系统TBM配置风管从1号台车延长直至整个后配套系统用来排解撑靴区域及液压泵使用过的热空气。隧洞外的颖空气经过轴流风机输送到TBM后配套区域，通过二次通风机和风管可以保证清洁空气不断供给给整个掘进系统。二次通风系统主要由以下部件组成：1200台二次通风机〔力量：900立方米/分钟；功率：55千瓦〕根连接到连接桥的通风风管21通讯系统TBMTBMTBM干固定位置进展通讯。TBM共配置5部，主要分布于：TBM与外界的联系，TBM使用。1.1.1.1.3.15依据需要，TBM生间。出渣系统矿车编组布料皮带机将石渣分布于4节矿车内，每节矿车20立方米，45运输至洞外龙门吊起吊区域。垂直提升龙门吊在隧道外地面上设置2台55吨龙门吊，利用龙门吊将装满石渣的矿车起吊至地面并倾倒到临时弃渣场，再利用渣土车将渣土二次倒运至永久弃渣场。刀盘型式/材质1Q345C刀盘型式/材质1Q345C分块形式整体式刀盘正滚刀数量24中心滚刀数量8边滚刀数量10换刀方式背装式刀盘偏心量15mm刀盘驱动驱动型式无级变速变频电机〔7X315kW〕驱动5.2-1XX地铁改进型双护盾TBM名称各部件名称TBM参数主机长12.5m整机整机长度开挖直径135m6300mm最小转弯半径300m名称 各部件名称最高转速：2220kNm@9rpm脱困扭矩5700kNm主轴承寿命最高转速：2220kNm@9rpm脱困扭矩5700kNm主轴承寿命>15000小时〔密封〕工作压力3Bar主轴承密封形式/数量2x3前护盾外径、材质6240mm/Q345B护盾伸缩盾外径、材质支撑盾外径、材质6240mm/Q345B6150mm/Q345B尾盾外径、材质6150mm/Q345B稳定器数量2稳定器油缸行程110mm单个油缸的最大撑紧力2500kN防扭油缸油缸数量油缸型号2Ф240/Ф180最大总推力24150N@320bar油缸数量10Ф320/Ф240)主推动系统推动行程1650mm最大推动速度120mm/min最大回缩速度500mm/min撑靴油缸数量2Ф580/Ф420)撑靴油缸油缸行程最大撑紧力500mm38000kN最大接地比压3MPa油缸数量12〔Ф260/Ф220)关心推动系统油缸行程最大推力255032813N@340bar高压脱困推力43429kN@450bar

TBM参数0～9rpm额定扭矩：2940kNm@8rpm名称 各部件名称最大推动速度皮带类型

TBM参数500mm/min阻燃主机皮带机输送系统后配套皮带机输送系统穿梭皮带机提升皮带机回填灌浆

皮带机运行速度皮带输送力量皮带宽度皮带类型皮带机运行速度皮带输送力量皮带宽度皮带类型皮带机运行速度皮带输送力量皮带宽度皮带类型皮带机运行速度皮带输送力量皮带宽度灌浆泵规格型号灌浆泵数量

0～2.5m/s〔液压马达〕600m3/h800mm阻燃0～2.5m/s〔液压马达〕600m3/h800mm阻燃0～2.5m/s〔电机驱动〕600m3/h800mm不阻燃0～3m/s〔电机驱动〕1000m3/h1600mm双活塞泵1系统力量8m3/h储浆罐容量2.5m3豆砾石泵数量2豆砾石注入系统额定压力0.5MPa力量2×15m3/h额定抓举力量100kN抓取方式机械式管片拼装机驱动方式液压马达自由度6移动行程2023mm名称各部件名称TBM参数旋转角度+/-220°掌握方式有线无线两种掌握模式旋转速度0～2rpm抓取方式机械式起吊力量100kN管片吊机工作范围掌握方式从效劳列车管片车到管片喂片机有线/无线掌握型式液压自动喂送管片小车长度10m最大支撑力100kN钻孔深度40m超前地质钻机钻孔直径76mm角度0°8°卫生间1后配套关心装置混凝土罐吊机1风管存储装置1型式棱镜式导向系统精度2有效距离200m摄像头数量4监视系统水系统

显示屏数量水管卷筒规格水管卷存储长度空压机数量排量

1〔单画面和多画面切换功能〕进水管卷筒DN10034m220m3/min空气压缩机 额定压力储气罐数量储气罐容量

8bar21m3消防系统消防设备灭火器功率补偿0.95变压器防护等级IP55初次电压10kV/50Hz供电系统二次电压400V/690V变压器容量1600*2kVA+1500kVA电缆托盘容量270m可编程掌握器PLCAB-Logix5571显示器2掌握与通讯数据采集系统1语音通讯6远程通讯方式光纤传输规格型号柴油发电机应急发电机功率150kVA监测气体种类CHCOCO、OHS、HCN有毒有害气体监测报警系统422、2探测器数量8刀盘驱动系统7X315=2205kW名称排水系统除尘系统名称排水系统除尘系统各部件名称力量力量过滤精度TBM参数21.6m3/h10m3/s0.5m除尘风管600mm二次通风系统二次通风机流量风管直径720m3/min600mm功率 注浆系统冷却水系统通风除尘系统排水系统

386kW39.5kW8.6kW61kW114kW48.5kW名称 各部件名称空压机豆砾石吊机其他备用装机功率TBM主要技术参数复合计算

TBM参数110kW14kW200kW3186kW由于隧洞通过的地质状况简单，为便于计算，假设地层为连续均匀的，依据TBM阅历计算公式对TBM推力、刀盘转速、刀盘扭矩、刀盘功率和主轴承使用寿命进展复核计算。推动系统推力主推动系统推力F1在硬岩地段，TBMTBM下：F1＝FN×NF1＝315×42＝13230其中：N－TBM配置滚刀数量：N=42把〔双刃中心刀4把共834〕FN－滚刀额定承载力量，19英寸盘形滚刀额定承载力量350千牛考虑软岩对护盾包裹等因素的影响，预留50％的力量储藏，则主推动系统所需总推力为：13230×1.5＝19845千牛。TBM设计主推动系统最大总推力为24150千牛，满足施工需要。关心推动系统推力F2在围岩较裂开地段，TBMTBMFt与双护盾模式一样，为13230千牛。地层摩擦阻力Ff依据厂家提出的阅历数据，地层摩擦阻力按下式计算：F2＝Wμ＝4500×0.3＝1350其中：W－TBM主机重量μ－摩擦系数，0.1～0.3，取0.3拖拉后配套的力FlTBM承受单护盾模式或盾构模式掘进时，后配套随TBM主机一起前移，依据阅历，后配套所需牵引力一般为1200千牛。关心系统所需推力F2＝Ft＋Ff＋Fl＝13230＋1350＋1200＝15780考虑工程高地应力可能引起的软岩塑性变形对施工的影响，预留50％15780×1.5＝23670TBM设计关心推动系统最大总推力为37165千牛，满足施工需要。刀盘转速N依据阅历公式，刀盘转速按下式计算N＝V/πD＝120/〔π×31〕＝05/分钟其中：V－选用滚刀额定线速度，取120米/分钟D－TBM31TBM9/分钟，能满足施工需要。刀盘扭矩M依据阅历公式，刀盘扭矩按下式计算M＝αD2＝60×32＝2381其中：α—扭矩系数45～60，取60D－TBM3当刀盘转速为额定转速8转/分钟时，TBM刀盘的设计扭矩为2940刀盘驱动功率W3W3＝M×N/9.55/η＝1588千瓦其中：η—传动效率，变频电机驱动取0.95TBM刀盘驱动共配置31572205千瓦，满足施工需要。主轴承使用寿命依据全球最知名的TBM主轴承生产厂商德国罗特爱德的计算与承诺，TBM主轴承设计寿命大于15000小时，满足施工要求。TBM双护盾模式掘进时，TBM主推动系统推力为19845千牛，考虑摩擦系数0.3，需供给的支撑力为：19845÷0.3＝37500千牛TBM配置的支撑系统的最大支撑力为38000千牛，能满足施工需要。皮带机出渣力量依据TBM150毫米TBM理论上的最快掘进速度为1环/10分钟，每掘进循环进尺1.5米,渣土的松散系数取1.779.76立方米/10分钟，皮带机每小时出渣量为6×79.76＝478.6立方米。TBM600/小时设计，满足施工需要。矿车编组为4节矿车，每节20立方米，总计80立方米，满足施工需要。3TBM〔含组装、始发、掘进、到达〕方法本标段TBM施工区间分四个区段，左右线隧洞全长23911.46TBM区段为团岛TBM～XX～西镇站～XX，TBM45361TBM3TBM底隧道团岛端3号风井始发，依次通过XX西青区间轨排井处吊出，然后返场至海底隧道团岛端3号风井二次始发，完成区间施工后，最最终西青区间轨排井吊出。区段为XX站～中山路站～XX路站～XX路站～台东站～XX桥站区间，区段TBM99342TBM45TBMXXXXXXXX路后将施工场地转至XX路站，XXXX区段为XX桥站～小村庄站～北岭站～TBM60092TBM67号TBM先后从XXXX完成双线区间掘进后于水清沟站内拆解，拖回XX桥站吊出。4区段为安青区间TBM始发井～安顺路站～成功桥站区间，TBM34301TBM8TBM安青区间始发井始发，空推通过安顺路站，从成功桥站大里程端吊出，返场至安青区间始发井二次始发，最终完成双线施工于成功桥站拆解并吊出。TBMTBM组装前的预备人员预备10按主机区、后配套区进展划分，以构造件和设备的组装为主线，工班内的液压组、电气组同时进展相关局部的安装。单TBM5.3-1。5.3-1班次班次人员组织总人数〔10〕〔10〕10后勤保障技术预备依据TBM组装需要配置人员，并对人员进展分组，组装前分别进展技术培训和安全培训。依据工期进度安排，合理制定组装打算。场地布置为保证TBM后配套安装及TBM快速始发，结合TBM长度及出渣需求，需在组装前承受钻爆法开挖始发洞段，满足TBM首环出渣长度要求。由于各始发车站出渣井位置不同，始发洞长度也不同。其中，团岛TBM始发井由于双线隧道已满足出渣需求，始发洞只需要开挖15米用于TBM撑靴撑紧洞壁及XX桥站两端需要开挖80TBM前期TBM出渣，需在始发洞掌子面后135米处设置临时出渣〔或能够利用吊装井TBM始发井需要开挖130米始发洞。15始发洞室直径为直径6300毫米，始发洞最终15米因需要撑62005.3-1。5.3-1导台断面图组装前依据现场状况对组装场地进展回填、加固、平坦、硬化处理，主机、后配套等主要设备进展分区分块规划。组装设备预备依据TBM的构造和部件的重量，现场投入500吨、300吨汽车吊进展现场吊装，以满足现场所需求的TBM各部件吊装能力。组装工具和材料见表5.3-2。名称规格数量备注名称规格数量备注500TLTM1500台1300t台1液压千斤顶套4拉拔器1000kg把1敲击梅花扳手32、36、42、45、50、55、60、65、70、75套1敲击扳手32、36、42、45、50、55、60、65、70、75套1内六角扳手1.5-10套2内六角扳手12、14、17、19套26-78-910-1112-1314-1516-1718-19、开口扳手 套26-78-910-1112-1314-1516-1718-19、梅花扳手 套217-19、19-22、24-27、30-32、活动扳手250、375把2平口螺丝刀4.5、5.5、7.0、10把2梅花螺丝刀0、1、2、3把2棘轮扳手1/4、1/2、3/4、1把2套筒11、12、13、14、15、17、19、22、24、27、30个1重型套筒32-65套1内六角套筒12、14、17、19个1变接头1-1/21/2-11/2-3/43/4-1/23/4-11-3/4个1尖嘴钳把2修边钳把2尖嘴弯钳把2卡簧钳套1压线钳1．5-4、4-16、16-95、95-240套1断线钳把1数显万用表个1兆欧表500个117-19、19-22、24-27、30-32、36-41名称规格数量备注兆欧表2500个1回路校准器个1榔头2kg/6kg把1卷尺25m把1卷尺5m把5冲击钻CP796台1手电钻BE720/2S台1电动扳手台1便携式电焊机台1塑料筒65L个1气动加油泵台1平口钳把2剥线钳把1皮带链钳把1管钳3“、2“、1“套1链条管钳500把1钢丝绳8/10/16/20/25*6000mm根2卸扣2、3、5、10、16T个4撬棍根8角磨机把4黄油枪把4插线板套3活动人梯架2环形吊带5T*8000mm条2扁平吊带5T*5000mm条2手拉倒链1.5T、3T、5T、10T、20T个2手摇倒链5T、10T个2钢板200mm×2.5m×200mm块4枕木20×30×200假设干名称吊装工具规格数量 备注一批风动扳手5000KN.M1氧气割枪等设备2电焊机400A,500A1套木箱1500×800×500个5标示牌块依据实际状况需要堵头与管径相配个依据实际状况需要支架个6支墩1100×300个12枕木2500×220×160根钢板50mmm210钢轨m钢枕m120工字钢175am50组装要求制定具体、可行的主机、后配套组装打算。组装前对各元件进展具体的标识。提前做好技术培训和安全培训，使参与组装人员了解TBM的构造性能和组装过程中安全留意事项。组装时与TBM厂家人员严密协作，依据需要配备专职翻译人员。制定合理的组装材料、机具、配件打算。严格掌握组装质量，做好组装记录。设置专职的质量掌握组和安全掌握组，全程监控TBM的组装工作。组装流程依据TBM现场组装条件，为保障TBM快速组装及掘进，承受TBM，即后配套局部在井上分节组装完成后先下井，后移并连接，主机局部后下井，在吊装井位置组装，组装完成后，连接主机与后配套，向前步进至掌子面。TBM5.3-2。电缆下井铺设待安装电缆下井铺设待安装后配套下井组装主机局部下井步进系统整体调试连接风、水、电、液压系统后配套组装

5.3-2TBM为加快组装进度，应提前对TBM后配套台车在井上进展各节组装，当完成TBMTBM主机吊装下井并向后拖拉至指定位置，将全部后配套台车连接并安装后配套皮带机及管线，完成后配套台车的组装。台车组装步骤：首先吊装10号台车，每节台车使用四根一样长度的钢丝绳，利用300车缓慢下钩，使台车下方到井下组装位置。台车吊装示意图5.3-3。台车下方就位后，利用机车将台车拖拉至后配套组装位置。9—812桥架，并拖拉至指定位置。台车吊装示意图见图5.3-4。将全部后配套台车连接并安装后配套皮带机及管线，完成后配套台车的组装。图5.3-3台车吊装示意图主机组装

5.3-4后配套台车吊装示意图主