《土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)原理》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、本文主要介紹的是海瑞克公司生產(chǎn)的土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的工作原理，組成部分及各組成部分在施工中的應(yīng)用。0引言我單位承擔(dān)修建深圳地鐵—期工程第七標(biāo)段華強(qiáng)至崗廈區(qū)間內(nèi)徑為5．4m的雙線隧道的施工任務(wù)，根據(jù)施工地段地層自立條件差，地下水較豐富的特點(diǎn)，購(gòu)進(jìn)了兩臺(tái)德國(guó)海瑞克公司生產(chǎn)的世界上最先進(jìn)的土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)。這兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)都由西門子公司的S7-PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)控制，配備了機(jī)電一體化的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、同步注漿設(shè)備、泡沫設(shè)備、膨潤(rùn)土設(shè)備及SLS-T隧道激光導(dǎo)向設(shè)備，并可在地面監(jiān)控室對(duì)盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。本文將就盾構(gòu)機(jī)的工作原理、盾構(gòu)機(jī)的組成、及各組成部分的功能結(jié)合實(shí)際施工情況做一

2、簡(jiǎn)要闡述。1盾構(gòu)機(jī)的工作原理1．1盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)刀盤旋轉(zhuǎn)，同時(shí)開啟盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸，將盾構(gòu)機(jī)向前推進(jìn)，隨著推進(jìn)油缸的向前推進(jìn)，刀盤持續(xù)旋轉(zhuǎn)，被切削下來的碴土充滿泥土倉(cāng)，此時(shí)開動(dòng)螺旋輸送機(jī)將切削下來的渣土排送到皮帶輸送機(jī)上，后由皮帶輸送機(jī)運(yùn)輸至渣土車的土箱中，再通過豎井運(yùn)至地面。1．2掘進(jìn)中控制排土量與排土速度當(dāng)泥土倉(cāng)和螺旋輸送機(jī)中的碴土積累到一定數(shù)量時(shí)，開挖面被切下的渣土經(jīng)刀槽進(jìn)入泥土倉(cāng)的阻力增大，當(dāng)泥土倉(cāng)的土壓與開挖面的土壓力和地下水的水壓力相平衡時(shí)，開挖面就能保持穩(wěn)定，開挖面對(duì)應(yīng)的地面部分也不致坍坍或隆起，這時(shí)只要保持從螺旋輸送機(jī)和泥土倉(cāng)中輸送出去的渣土量與

3、切削下來的流人泥土倉(cāng)中的渣土量相平衡時(shí)，開挖工作就能順利進(jìn)行。1．3管片拼裝盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)一環(huán)的距離后，拼裝機(jī)操作手操作拼裝機(jī)拼裝單層襯砌管片，使隧道—次成型。2盾構(gòu)機(jī)的組成及各組成部分在施工中的作用盾構(gòu)機(jī)的最大直徑為6．28m，總長(zhǎng)65m，其中盾體長(zhǎng)8．5m，后配套設(shè)備長(zhǎng)56．5m，總重量約406t，總配置功率1577kW，最大掘進(jìn)扭矩5300kN·m，最大推進(jìn)力為36400kN，最陜掘進(jìn)速度可達(dá)8cm／min。盾構(gòu)機(jī)主要由9大部分組成，他們分別是盾休、刀盤驅(qū)動(dòng)、雙室氣閘、管片拼裝機(jī)、排土機(jī)構(gòu)、后配套裝置、電氣系統(tǒng)和輔助設(shè)備。2.1盾體盾體主要包括前盾、中盾和尾盾三部分，

4、這三部分都是管狀簡(jiǎn)體，其外徑是6．25m。前盾和與之焊在一起的承壓隔板用來支撐刀盤驅(qū)動(dòng)，同時(shí)使泥土倉(cāng)與后面的工作空間相隔離，推力油缸的壓力可通過承壓隔板作用到開挖面上，以起到支撐和穩(wěn)定開挖面的作用。承壓隔板上在不同高度處安裝有五個(gè)土壓傳感器，可以用來探測(cè)泥土倉(cāng)中不同高度的土壓力。前盾的后邊是中盾，中盾和前盾通過法蘭以螺栓連接，中盾內(nèi)側(cè)的周邊位置裝有30個(gè)推進(jìn)油缸，推進(jìn)油缸桿上安有塑料撐靴，撐靴頂推在后面已安裝好的管片上，通過控制油缸桿向后伸出可以提供給盾構(gòu)機(jī)向前的掘進(jìn)力，這30個(gè)千斤頂按上下左右被分成A、B、c、D四組，掘進(jìn)過程中，在操作室中可單獨(dú)控制每一組油缸的壓力，

5、這樣盾構(gòu)機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、抬頭、低頭或直行，從而可以使掘進(jìn)中盾構(gòu)機(jī)的軸線盡量擬合隧道設(shè)計(jì)軸線。中盾的后邊是尾盾，尾盾通過14個(gè)被動(dòng)跟隨的鉸接油缸和中盾相連。這種鉸接連接可以使盾構(gòu)機(jī)易于轉(zhuǎn)向。2．2刀盤刀盤是一個(gè)帶有多個(gè)進(jìn)料槽的切削盤體，位于盾構(gòu)機(jī)的最前部，用于切削土體，刀盤的開口率約為28％，刀盤直徑6．28m，也是盾構(gòu)機(jī)上直徑最大的部分，一個(gè)帶四根支撐條幅的法蘭板用來連接刀盤和刀盤驅(qū)動(dòng)部分，刀盤上可根據(jù)被切削土質(zhì)的軟硬而選擇安裝硬巖刀具或軟土刀具，刀盤的外側(cè)還裝有一把超挖刀，盾構(gòu)機(jī)在轉(zhuǎn)向掘進(jìn)時(shí)，可操作超挖刀油缸使超挖刀沿刀盤的徑向方向向外伸出，從而擴(kuò)大開挖直徑，

6、這樣易于實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)的轉(zhuǎn)向。超挖刀油缸桿的行程為50mm。刀盤上安裝的所有類型的刀具都由螺栓連接，都可以從刀盤后面的泥土倉(cāng)中進(jìn)行更換。法蘭板的后部安裝有一個(gè)回轉(zhuǎn)接頭，其作用是向刀盤的面板上輸入泡沫或膨潤(rùn)土及向超挖刀液壓油缸輸送液壓油。2．3刀盤驅(qū)動(dòng)刀盤驅(qū)動(dòng)由螺栓牢固地連接在前盾承壓隔板上的法蘭上，它可以使刀盤在順時(shí)針和逆時(shí)針兩個(gè)方向上實(shí)現(xiàn)0-6．1rpm的無級(jí)變速。刀盤驅(qū)動(dòng)主要由8組傳動(dòng)副和主齒輪箱組成，每組傳動(dòng)副由一個(gè)斜軸式變量軸向柱塞馬達(dá)和水冷式變速齒輪箱組成，其中一組傳動(dòng)副的變速齒輪箱中帶有制動(dòng)裝置，用于制動(dòng)刀盤。安裝在前盾右側(cè)承壓隔板上的一臺(tái)定量螺旋式液壓泵驅(qū)動(dòng)主

7、齒輪箱中的齒輪油，用來潤(rùn)滑主齒輪箱，該油路中一個(gè)水冷式的齒輪油冷卻器用來冷卻齒輪油。2．4雙室氣閘雙室氣閘裝在前盾上，包括前室和主室兩部分，當(dāng)掘進(jìn)過程中刀具磨損工作人員進(jìn)入到泥土倉(cāng)檢察及更換刀具時(shí)，要使用雙室氣閘。在進(jìn)入泥土倉(cāng)時(shí)，為了避免開挖面的坍坍，要在泥土倉(cāng)中建立并保持與該地層深度土壓力與水壓力相適應(yīng)的氣壓，這樣工作人員要進(jìn)出泥土倉(cāng)時(shí)，就存在一個(gè)適應(yīng)泥土倉(cāng)中壓力的問題，通過調(diào)整氣閘前室和主室的壓力，就可以使工作人員可以適應(yīng)常壓和開挖倉(cāng)壓力之間的變化。但要注意，只有通過高壓空氣檢查和受到相應(yīng)培訓(xùn)有資質(zhì)的人員，才可以通過氣閘進(jìn)出有壓力的泥