盾構總體概述

1、第一章盾構總體概述目 錄1 盾構 1-41.1渣土開挖/掘進 1.2控制1.3管片循環(huán)1.4盾構機技術說明及技術參數(shù)2盾殼1-122.1前盾2.1.1穩(wěn)定器2.1.2土壓傳感器2.1.3保養(yǎng)/檢查2.2中盾2.2.1 綜述2.2.2 推進油缸2.2.3 管片安裝2.2.4 盾殼鉸接油缸2.3盾尾2.3.1 盾尾密封2.3.2盾尾密封主示意圖2.3.3保養(yǎng)/控制3 刀盤 1-153.1技術說明3.1.1構思3.1.2設計3.1.3旋轉(zhuǎn)接頭3.1.4刀具3.2保養(yǎng)/控制 4 刀盤驅(qū)動 1-174.1主軸承旋轉(zhuǎn)工作原理4.2密封系統(tǒng)4.2.1外密封4.2.2內(nèi)密封4.3齒輪潤滑5 管片安裝機 1-1

2、95.1綜述5.2管片安裝機的設計5.3安全設施6 螺旋輸送機 1-216.1綜述6.2前門6.3后門6.4驅(qū)動/密封系統(tǒng)6.5保養(yǎng)/控制6.6安全設施7 人員艙1-227.1綜述7.2保養(yǎng)/控制7.3安全設施8 后配套1-248.1綜述8.2皮帶機8.3連接橋8.4拖車18.5拖車28.6拖車38.7拖車48.8拖車59.管線和線路網(wǎng)1-279.1注漿、回填注漿9.2液壓濾清器和冷卻管線9.3工業(yè)水和冷卻水9.4壓縮空氣供應9.5泡沫處理設備附表:盾構主要設備及設備供貨商1-311. 盾構土壓平衡盾構是由土壓支撐隧道掌子面并用液壓驅(qū)動方式進行開挖掘進的盾構機，開挖后的隧道用預制管片襯砌。土壓

3、平衡式盾構機特別適用于具有低滲水性的軟土或軟硬混合土質(zhì)的地層中進行施工。為避免發(fā)生地表隆陷，刀盤挖出的渣土支撐著隧道掌子面。為使盾構能正常掘進，刀盤挖出的渣土應具有以下特點： 高可塑性 較好的連續(xù)流體性 低內(nèi)磨擦性 低滲水性正常情況下，渣土在在開挖前不可能具有這些特點，這樣，渣土就必須加入膨潤土和泡沫之類的添加劑從而使其具有這些特性。但是，在加入必要的填加劑的同時必須要考慮土壓的變化對開挖地層的影響。1.1. 渣土開挖/掘進盾構通過刀盤的旋轉(zhuǎn)進行渣土開挖，渣土通過刀盤上的開口被壓進開挖艙，在開挖艙它和泡沫等添加劑進行混合而形成“土膠”。通過壓力隔板，推進油缸的力傳遞給刀盤和土膠，這樣可以避免渣

4、土由隧道掌子面進入開挖艙，從而形成土壓平衡狀態(tài)。隧道掌子面的當前土壓大致符合靜止時的土壓。渣倉土膠的支撐壓力進一步增加超過平衡時，會導致開挖艙和隧道掌子面的渣土進一步密實，這會導致盾殼前方區(qū)域的地表隆起。如減小土壓，渣土會進入開挖艙并導致地表沉陷。挖出的渣土通過螺旋輸送機由開挖艙輸送到盾構機后面，為了保證螺旋輸送機的正常出渣，渣土的滲水性應很低，這樣可以避免渣土通過螺旋輸送機時發(fā)生噴涌。土壓主要由下列因素影響： 掘進速度 挖出渣土的數(shù)量 改良渣土所用的添加劑介質(zhì)掘進時，如給定掘進速度，土壓通?？扛淖兟菪斔蜋C的速度來控制。螺旋輸送機的速度快，渣土排出的就快，土壓就相應地降低。渣土排出的慢，土壓

5、就相應地上升。一般來說，通過改變掘進速度也可以控制土壓。減慢掘進速度，土壓就降低；加快掘進速度，土壓就增加。掘進時，要保持土壓的連續(xù)。開挖艙中的壓力要平衡刀盤前面的壓力，目的是為了避免地表沉陷和漏漿。通過安裝在壓力隔板上的不同水平高度的土壓傳感器，在主控室的屏幕上就可以顯示土壓和推進壓力。掘進時，為了攪拌、改良渣土和減少盾構機的滾動，可以改變刀盤的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)方向。1.2. 控制所有盾構機操作必需的數(shù)據(jù)和控制設備都在主控室內(nèi)。掘進速度、刀盤速度和螺旋輸送機的速度都可以在主控室進行設定。掘進方向也要在主控室內(nèi)調(diào)整。通過調(diào)整推進油缸組的壓力，就可以根據(jù)導向系統(tǒng)給出的方向來控制盾構機。1.3. 管

6、片循環(huán)隨著盾構機的進一步前移，已裝好的上一管片外表面和刀盤開挖直徑之間的間隙要通過注漿填起來。否則，周圍的泥土會填充這一間隙，這樣會導致地表沉陷。掘進時，下一管片要放在管片輸送小車上。在完成一個進循環(huán)后，部分推進油缸收回，以便安裝第一塊管片。其他推進油缸仍保持和裝好管片接觸，以防止盾構機由于掌子面的土壓而后移。管片安裝機抓起管片并將其放在應放的位置，在此位置將它和上一管片用螺栓連接起來。在管片安裝機抓取頭松開管片以前，一定要保證首先用推進油缸頂緊管片以防管片移動。其余管片的安裝方法和此相同。1.4. 盾構機技術說明及技術參數(shù)盾構機的鋼結構是根據(jù)所提供的水文地質(zhì)、地面交通量和目前的工作量而設計的

7、。盾構機主要包括下列組件： 盾殼 刀盤 刀盤驅(qū)動 管片安裝機 螺旋輸送機 人員艙 后配套系統(tǒng) 管線和網(wǎng)絡下表給出了此臺盾構各組件的主要技術參數(shù)：隧道隧道長度：最小水平半徑曲線最大坡度1.950km250m0,35%隧道內(nèi)徑隧道外徑隧道壁厚度管片長度每環(huán)管片的最大重量管片數(shù)量5.400mm6.000mm300mm1.500mmca. 4,5to5+1盾構機最大工作壓力盾構機的標稱直徑總長度（包括拖車）總重量最大掘進速度最大掘進力3bar6.280mmca. 60m5.200kN80mm/min30.100kN盾殼除刀盤外的盾殼總長度鋼結構的鋼材型號盾殼總重量（鋼結構）預注漿注入口7.565mmS

8、355J2G3ca. 2.050kN6St.前盾除耐磨層以外的外徑而磨層前盾長度盾殼鋼厚度 隔板鋼厚度 土壓負載單元/盾殼隔板門數(shù)量隔板門尺寸支撐臂數(shù)量6.250mm25mmca. 1.700mm60mm80mm5St.1St.600mm4St.中部盾殼外徑長度盾殼鋼厚度（鋼結構）重量6.240mmca. 2.580mm40mm314kN盾尾外徑長度重量盾殼鋼厚度刷形密封數(shù)量油脂注入點數(shù)量注漿口數(shù)量注漿口直徑6.230mmca. 3.665 mmca. 260kN40mm3排24St.4St.DN50人員艙主艙可容納人數(shù)主艙標稱直徑主艙長度主艙容積主艙門前艙可容納人數(shù)前艙標稱直徑前艙長度前艙容

9、積前艙門前艙和主艙之間的門最大容許工作壓力超壓試驗重量3人DN1600ca. 1.800 mm3,8m3600mm2人DN1600ca. 1.400 mm2,1m3950600mm800600mm3bar4,5bar55kN推進油缸油缸油缸行程推進油缸數(shù)量（10雙油缸，10單油缸）每個油缸的最大推力全部油缸的最大推力推進油缸方向控制行程測量系統(tǒng)數(shù)量5個油缸的回收速度220/180mm2.000mm30St.1.140kN34.200kN5組5St.1.600mm/min前部穩(wěn)定裝置油缸油缸行程油缸數(shù)量推力140/80mm100mm2St.600kN后部穩(wěn)定裝置油缸油缸行程油缸數(shù)量推力140/8

10、0mm100mm2St.600kN盾殼鉸接油缸油缸數(shù)量油缸油缸行程行程測量油缸數(shù)量系統(tǒng)總拉力14St.180/80mm150mm4St.7.340kN盾殼附加油缸-拖車油缸數(shù)量油缸油缸行程2St.130/70mm250mm刀盤整個刀盤標稱直徑重量旋轉(zhuǎn)方向中心進渣管道外部進渣口攪拌臂數(shù)量旋轉(zhuǎn)接頭管道刀盤上的注入口6.280mmca. 519kN右/左4St.8St.2St.4St./DN508St./DN50鋼結構單片鋼結構鋼材型號開口率耐磨層格柵條S355J2G328hardox400刀具切刀切刀數(shù)量除刀盤前部外的刀具硬巖用盤形刀雙刃盤刀數(shù)量（可和在巖石疏松條件下的齒刀互換）除刀盤前部外的刀具

11、盤形刀直徑用于巖石疏松條件下的齒刀雙刃齒刀數(shù)量（可和硬巖條件下的盤形刀互換）除刀盤前部外的刀具刮刀雙向旋轉(zhuǎn)刮刀刮刀數(shù)量仿形刀仿形盤刀（5環(huán)）行程64St.140mm14St.175mm17”14St.140mm8+8St.2St.1St.80mm旋轉(zhuǎn)接頭泡沫和膨潤土注入管道液壓管道4St./DN504St./DN50刀盤驅(qū)動功率（3315kW）旋轉(zhuǎn)速度范圍標稱扭矩第一檔第二檔脫捆扭矩945kN0-6,1U/min4.377kNm1.970kNm5.350kNm主軸承旋轉(zhuǎn)驅(qū)動帶雙軸承的小齒輪數(shù)量主軸承直徑水冷卻行星齒輪數(shù)量內(nèi)唇形密封系統(tǒng)外唇形密封系統(tǒng)8St.2.600mm8St.3 times2

12、 times管片安裝機型號：管片安裝機液壓伸縮臂帶機械鎖緊系統(tǒng)的全液壓比例自由度數(shù)量縱向移動伸縮長度旋轉(zhuǎn)區(qū)域旋轉(zhuǎn)安裝機頭傾斜安裝機頭傾斜工作力縱向驅(qū)動吊起/擠壓最大扭矩功率盾尾間隙測量distomats數(shù)量重量伸縮油缸油缸行程傾斜移動油缸油缸行程 旋轉(zhuǎn)移動油缸油缸行程抓取油缸油缸行程.6St2.000mm1000mm+/- 200+/- 2,5+/- 2+/- 2,550kN120kN150kNm55kN5St.186kN130/80mm1.200mm63/36mm40mm63/36mm40mm130/70mm50mm螺旋輸送機功率螺旋輸送機標稱寬度可連續(xù)調(diào)節(jié)最大轉(zhuǎn)速范圍最大扭矩螺旋管道上的注

13、入口可控制開關門出渣能力容許工作壓力測試壓力旋轉(zhuǎn)方向螺旋出渣口伸縮油缸數(shù)量油缸尺寸伸縮長度工作壓力后門開關油缸數(shù)量油缸尺寸油缸行程工作壓力前部螺旋門數(shù)量油缸尺寸油缸行程315kW900mm22,4rpm225kNm6St.1St.300m3/h3bar4.5bar左/右500600mm2St.160/90mm1.000mm160bar2St.80/45mm800mm300bar2St.130/70mm400mm齒輪油供應齒輪油流量主驅(qū)動齒輪油注入（注入一半）行星齒輪驅(qū)動齒輪油注入ca.12ltr./min220ltr.812ltr.液壓油供應油箱容量刀盤驅(qū)動流量補油泵流量推進缸流量螺旋輸送機馬

14、達流量管片安裝機流量輔助設施流量砂漿注入泵流量盾殼內(nèi)油箱過濾/冷卻回路流量主驅(qū)動油箱過濾/冷卻回路流量3.000ltr.31088ltr./min1213ltr./min180ltr./min1088ltr./min200ltr./min63ltr./min145ltr./min190ltr./min900ltr./min管片輸送小車負載管片能力管片運輸小車拖動缸油缸行程縱向移動缸油缸行程抬升油缸油缸沖程總長度總寬度高度滑動行程3St.100/56mm150mm100/70mm1.860mm65/57mm50mm5.220mm1.660mm481mm1.860mm管片吊機軌道安裝吊機上升功率下

15、降功率負載能力驅(qū)動速度V1驅(qū)動速度V2起吊速度定位速度4kW0,5kW45kN10m/min40m/min6,3m/min1,5m/min皮帶機功率運輸速度運輸能力皮帶寬度皮帶長度30kW2,5m/s750to/h800mm45m油脂供應密封油脂驅(qū)動油脂供應/HBW Condat密封油脂量驅(qū)動刀盤和螺旋輸送機的油脂消耗量驅(qū)動油脂量盾尾油脂消耗量盾尾油脂量ca.ltr./h60ltr.ca.1,6ltr./h200ltr.ca.36kg/Ring200ltr.注漿砂漿運輸注漿泵數(shù)量功率注漿口數(shù)量輸送泵數(shù)量功率砂漿罐容量攪拌器功率2St.30kW4St.1St.11kW6m311kW膨潤土供應功率

16、運輸能力工作壓力膨潤土管路數(shù)量膨潤土罐容量30kW30m3/h8bar9St.4m3工業(yè)空氣壓縮機功率空氣壓力壓縮機能力壓縮空氣罐255kW7,5bar210m3/min1m3土質(zhì)調(diào)整用的泡沫、水或膨潤土注漿點數(shù)量/刀盤注漿點數(shù)量/開挖艙注漿點數(shù)量/螺旋輸送機8St.4St.6St.泡沫生產(chǎn)泡沫噴槍數(shù)量泡沫儲存罐泡沫劑注入泵運輸量/tenside泡沫劑注入泵功率水泵運輸量水泵功率4St.1m35-300l/h0,5kW133l/min11kW工業(yè)供水系統(tǒng)工地工業(yè)水供應管路斷面最大初始溫度氣動泵盾殼區(qū)域抽水ca.50m3/hDN80250C通風風管儲存箱風管儲存箱數(shù)量每箱儲存能力風管標稱直徑2S

17、t.100mDN1000二次通風功率消音器數(shù)量管路斷面11kW2St.600mm供電初級電壓二級電壓驅(qū)動電壓照明應急燈閥電壓保護設施（電機）補償裝置變壓器能力電流高壓電纜長度高壓電纜斷面10.000V380V24/230V230V24V24VIP55cos 0,92.000kVA50Hz200m350mm2設備功率刀盤液壓驅(qū)動3315kW液壓輸送泵刀盤液壓轉(zhuǎn)向泵拖車液壓過濾泵罐盾殼液壓過濾泵罐液壓螺旋輸送機液壓推進液壓注漿1液壓復形刀液壓管片安裝機液壓輔助設施油脂泵齒輪油砂漿罐攪拌器砂漿輸送泵皮帶機液體泵液體泵分立扇泡沫站離心泵膨潤土泵壓縮機1壓縮機2二次通風總功率945kW75kW5,5kW

18、18,5kW4kW315kW75kW30kW7,5kW55kW22kW0,25kW4kW7,5kW11kW30kW0,4kW0,02kW7,5kW30kW55kW55kW11kWca. 1.764kW2. 盾殼綜述盾殼鋼結構是根據(jù)水文地質(zhì)情況、交通載荷、當前工作荷載和3bar的工作壓力而設計的。盾殼是一個用螺栓連接起來的整體鋼結構，包括幾個帶有焊接上的吊裝刀具的部件，材料為S355J2G3.盾殼包括三個主要組件： 前盾 中盾 盾尾2.1. 前盾前盾又稱切口環(huán)，它里面裝有支撐主驅(qū)動和螺旋輸送機的鋼結構。螺旋輸送機從盾尾斜向連接著皮帶機。前盾前沿呈鍥形，以防止渣土粘結和促進渣土流到底部的螺旋輸送機

19、。壓力隔板將前盾的開挖艙和主艙分離開來。隔板上面的門可以讓人進入開挖艙進行保養(yǎng)和檢查工作。此外，隔板有幾個開口，可以控制渣土改良的程度和以及作為修理時輸電線的接線盒接頭。通過安裝的隔板上的四個攪拌器，水、膨潤土或泡沫被運輸至開挖艙。攪拌器均勻分布使土倉內(nèi)的渣土可以被充分攪拌。通過前盾上液壓閉合裝置，在保養(yǎng)和修理時，螺旋輸送機的套筒回收后，可以關閉螺旋輸送機的進渣口。另外，在前盾和中盾的盾殼上布置了幾個可以超前鉆孔，當需要時可以注入膨潤土等用以減小盾殼與土層的磨擦。2.1.1. 穩(wěn)定器前盾頂部的兩個穩(wěn)定器可以幫助減小盾殼的振動和滾動。此穩(wěn)定器可用于軟土或硬巖。2.1.2. 土壓傳感器在開挖艙的壓

20、力隔板上裝有土壓傳感器以測量不同水平高度的土壓，這些壓力值在主控室顯示出來。2.1.3. 保養(yǎng)/檢查土壓傳感器顯示值超過設定范圍是可能的，在這種情況下就必須更換新的傳感器。這時候要目測檢查傳感器的前邊是否損壞。如出現(xiàn)故障，應作一壓力輸出圖來分析。如果通過分析此圖表明土壓傳感器沒能出現(xiàn)故障，則較大的顯示值很可能是由于開挖艙內(nèi)的渣土擠壓著傳感器的某一部分所引起的。這種情況下傳感器可繼續(xù)使用。當測量結果顯示傳感器出現(xiàn)故障時，要將其送到生產(chǎn)廠家進行修理。2.2. 中盾2.2.1. 綜述中盾又稱支撐環(huán)，前盾和中盾是用螺栓上緊并焊接在一起的。在中盾內(nèi)布置了推進缸支座和管片安裝機架。管片安裝機支架通過相應的

21、法蘭面和管片安裝機梁連接起來。推進缸和連接盾尾的鉸接油缸布置在中盾。為穩(wěn)定巖石和用掘進設備進行試掘進，在中盾的盾殼上焊接了帶球閥的超前鉆機孔。中盾和盾尾之間使用的是預緊密封。如果密封出現(xiàn)問題，雖然有脂潤滑，水還是能夠進入盾殼；那么鉸接密封有一個可膨脹的應急氣囊密封臨時保護，防止水的進入。氣囊最大膨脹壓力為10bar。注意：如用氣囊應急密封時，則不允許掘進。另外兩個液壓裝置安裝在中盾內(nèi)用來為超挖刀、推進缸、管片安裝機提供液壓動力。2.2.2. 推進缸、控制缸、鉸接油缸推進油缸和鉸接油缸裝有行程測量系統(tǒng)和用于控制的壓力測量系統(tǒng)，推進缸和鉸接缸是通過盾殼內(nèi)的液壓系統(tǒng)來驅(qū)動的。2.2.2.1. 推進油

22、缸盾構總共采用30個推進缸。在活塞桿端，推進缸懸掛在一個允許手動調(diào)節(jié)的裝置上，如果需要，可以進行手動調(diào)節(jié)推進缸的方向和位置。推進缸主要用于推進和安裝管片。2.2.2.2. 推進在推進模式下，推進缸總共分為5組，每組都有行程測量系統(tǒng)用以輔助推進系統(tǒng)的控制。司機可以單獨控制每組油缸的壓力（電位計AE組）和所有油缸的總流量（速度電位計）。2.2.2.3. 管片安裝安裝管片時，首先要停止掘進，然后通過按紐“ring build”將操作狀態(tài)變?yōu)楣芷惭b，這樣可以將控制權轉(zhuǎn)到便攜遙控板上。當此模式激活時，所有的油缸（單獨或成對）可以獨立移動。在管片安裝模式時，安裝一個管片所需的油缸相應地后撤，而其它油缸必

23、須頂緊管片，這樣做一方面是為了避免由于土壓所造成的盾殼后移，另一方面是為了保護已經(jīng)安裝的管片。2.2.2.4. 盾殼鉸接油缸盾殼鉸接油缸以鉸接方式連接著機器的中盾和盾尾，正常情況下掘進的時候被置于中心位置，并處在中心位置前就調(diào)整好了的壓力下。通過四個位置傳感器可以知道鉸接缸的位置，需要時可以將盾尾拉過來；鉸接裝置是為了便于盾構的彎道施工。此操作可以在主控室通過觀察顯示屏來進行操作。2.3. 盾尾盾尾通過14個鉸接油缸和中盾相連。在盾尾的保護下用管片安裝機安管片；而在盾尾尾部和已裝好的管片之間用三排刷形密封密封。盾尾殼體上的整體注漿管路提供環(huán)形間隙注漿。2.3.1. 盾尾密封盾尾密封的氣動油脂泵

24、位于后配套系統(tǒng)，并直接把油脂從油脂桶里運送到注脂點。盾尾上裝有8條油脂管路，通過它們可以根據(jù)行程和壓力來供應油脂。盾尾密封潤滑系統(tǒng)可以通過自動和手動操作兩方式控制進行潤滑和密封。2.3.2. 盾尾密封主示意圖2.3.3. 保養(yǎng)/控制在進行每次掘進時，都要給盾尾密封進行潤滑。如果密封不經(jīng)常定期潤滑，注入的漿液材料經(jīng)過密封時會填滿密封的間隙。即使很小的控制角度也會導致管片的移動，從而使密封失去作用并可能使管片遭到破壞。3. 刀盤3.1. 技術說明3.1.1. 構思刀盤安裝在主軸承的內(nèi)環(huán)上，通過8個液壓馬達驅(qū)動。刀盤設計為雙向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速可無級調(diào)節(jié)。3.1.2. 設計刀盤包括焊接結構件和刀架。刀盤表面

25、焊接有耐磨層，圓周區(qū)域有耐磨格柵構成的鑲邊。通過旋轉(zhuǎn)，挖出的渣土被運到刀盤的8個開口。刀盤的后部開口向內(nèi)傾斜，這樣的結構使渣土易于流動而容易流向螺旋輸送機。焊接的攪拌臂可以使土質(zhì)改良添加劑和挖出的渣土在刀盤后面進行攪拌。3.1.3. 旋轉(zhuǎn)接頭通過刀盤的旋轉(zhuǎn)接頭，土質(zhì)改良用的泡沫、膨潤土或水被送到土倉內(nèi)。另外，仿形刀的液壓供應也是通過旋轉(zhuǎn)接頭來連接的。回轉(zhuǎn)中心通過刀盤中心的法蘭和刀盤連接。3.1.4. 刀具刀具根據(jù)地質(zhì)的不同按兩種不同方式來組合使用：用于硬巖的：64 把切刀14把雙刃盤刀8 把雙刃刮刀/右向旋轉(zhuǎn)8 把雙刃刮刀/左向旋轉(zhuǎn)用于疏松巖石的：64 把切刀14 把雙刃齒刀8 把雙刃刮刀/右

26、向旋轉(zhuǎn)8 把雙刃刮刀/左向旋轉(zhuǎn)為了安全和易于操作，大部分刀具可在刀盤后面進行更換。切刀關于切刀的情況，選擇了很多其它工程成功使用的刀具，并經(jīng)過進一步的發(fā)展。這種類型的切刀有不同的材料、高度和形狀。刀具根據(jù)類型配有包含硬金屬的刀、齒和耐磨的硬表面。刀具由一個方形刀柄固定著，用一螺栓固定以防止松動，而螺栓不承擔任何工作荷載。固定螺栓的固定螺紋在刀具中，這樣在每次換刀時就有一個新螺紋可以使用。為了保證用楔形塊可以容易拆卸，刀具在法蘭上配有兩個槽口。刮刀在從刀盤表面前側到圓周（鎳鉻合金刮刀）的開口區(qū)域，刀盤的每個臂上用的都是左右向削切的復合式刮刀。通過大量的刮刀，掘進直徑長期保持在一個恒定的水平。合金

27、刮刀可用替換螺塞和鋼結構固定在一起，并可相互替換。雙刃盤刀盤刀裝在一個焊接在刀盤鋼結構的刀座上。因為重量的原因，在更換盤刀時需要輔助工具和吊鏈。雙刃齒刀雙刃齒刀是替換除刀盤圓周邊緣區(qū)域之外的刀盤前部的雙刃盤刀，用于疏松巖石條件下掘進的刀具。其安裝及驗收和雙刃盤刀相同。仿形刀通過液壓缸調(diào)整仿形刀的伸縮，可以改變刀盤的開挖尺寸。因為仿形刀承受的荷載較高，并且只有一把仿形刀進行周圈的開挖，所以它易于磨損，應該僅在短期內(nèi)使用。3.2. 保養(yǎng)/控制 在安裝刀盤時檢查盤刀上的緊固扭矩 檢查刮刀、齒刀和切刀的磨損 檢查盤刀的功能和切削圈的磨損 每次更換過刀具后，都要檢查固定螺栓的扭矩4. 刀盤驅(qū)動刀盤驅(qū)動設

28、計為環(huán)狀驅(qū)動并緊湊地布置在盾殼結構的中心。4.1. 主軸承旋轉(zhuǎn)工作原理主軸承分為內(nèi)齒圈、外圈和中間的三排圓柱滾柱，外圈通過法蘭和盾殼聯(lián)接，內(nèi)齒圈和刀盤通過螺栓聯(lián)接。八個液壓馬達通過行星齒輪驅(qū)動小齒輪，八個小齒輪共同驅(qū)動內(nèi)齒圈進行旋轉(zhuǎn)。軸承則通過唇形密封和小齒輪區(qū)分離開來，外密封系統(tǒng)的供應管路是通過軸承的外環(huán)進行的。4.2. 密封系統(tǒng)主軸承有兩套密封系統(tǒng)密：外密封系統(tǒng)負責開挖艙內(nèi)的密封，而內(nèi)密封系統(tǒng)則負責盾構后部的大氣密封。4.2.1. 外密封：外密封系統(tǒng)是通過帶有永久性失脂潤滑（permanent grease loss lubrication）、油脂潤滑和滲漏控制三重唇形密封系統(tǒng)進行來實現(xiàn)的

29、。密封支撐直接和軸承通過螺紋連接固定在一起，并且作為主軸承結構的一部分從而充分保證同心度。因為密封的移動表面每次都作為一個整體的、表面硬化的滾珠座圈，此座圈可以橫移約10mm內(nèi)以補償表面磨損，尤其是第一個唇形密封的表面磨損。因為密封較硬，所以使用了盤根（織物）唇形密封。到齒輪區(qū)的密封是一個特殊的軸形密封，它可以在需要的時候使齒輪區(qū)在壓力下工作。在很大程度上，為了防止掘進時刀盤驅(qū)動的前部密封里進入臟物，也為了防止密封以及密封滾珠座圈的過度磨損，另外使用Condat-HBW密封油脂以保證正常的油脂潤滑。刀盤驅(qū)動前一個迷宮密封就使用了油脂密封。油脂直接用氣動油脂泵從拖車的油脂桶里輸送到注脂點。油脂艙

30、位于第一道和第二道唇形密封之間。油脂通過圓周的幾個孔進行供應，另外通過環(huán)區(qū)的定距環(huán)不停地將油脂分配出去。這種布置導致油脂艙內(nèi)壓力的不停分配。油脂被氣動油脂泵從拖車的油脂桶里泵送到盾殼內(nèi)的油脂潤滑泵裝置里。油脂潤滑泵裝置另外又配備了液面控制油脂罐，并通過帶有恒量油脂的單獨的泵供應外密封的每條輸脂線油脂。在第二和第三個唇形密封之間是滲漏艙。滲漏區(qū)通過分布在圓周的幾個控制孔和空氣區(qū)相連，這樣可以對滲漏進行控制。齒輪區(qū)到開挖艙的這種密封設計在很多困難條件下已經(jīng)得到證明。4.2.2. 內(nèi)密封：內(nèi)密封系統(tǒng)將小齒輪區(qū)和空氣之間進行密封。它包括一個帶有硬密封滾珠座圈的X形結構內(nèi)的雙唇形密封系統(tǒng)。注意：內(nèi)密封系

31、統(tǒng)中的所有元件都必須遠離灰塵、水、膨潤土等。內(nèi)密封必須定期手動加注潤滑脂。三重唇形密封主示意圖4.3. 齒輪潤滑小齒輪區(qū)配有齒輪油分量注入裝置。主軸承的驅(qū)動小齒輪軸承、小齒輪齒和三維滾子旋轉(zhuǎn)接頭通過濺噴潤滑和壓力循環(huán)潤滑來供應油脂。為了進行控制，也安裝了液面、流量和溫度的監(jiān)控裝置。5. 管片安裝機5.1. 綜述管片安裝機用法蘭連接安裝在盾尾保護下的支架上。管片安裝機主要用于安裝管片，如果需要進行超前鉆探時可在管片安裝機的適配器板上安裝超前鉆機設備。管片安裝機的運動情況是根據(jù)現(xiàn)有的條件而特別設計的，它可以對管片進行精確定位。伸縮、旋轉(zhuǎn)和移動等功能都是比例控制的，所有這些移動功能的設定壓力可以使其

32、對各元件進行精確定位。在掘進停止且切換為管片構建模式時，管片安裝機可以通過便攜式控制臺進行工作。管片安裝機通過安裝在拖架梁上的伸縮油在盾尾和管片輸送小車之間移動。在用手將起吊螺桿擰進管片后，管片由管片輸送機抓起并運到盾尾。對于管片的定位，管片安裝機總共有6個自由度。 拖架梁上的移動功能（平行移動到中心線） 垂直中心線的旋轉(zhuǎn)/2000的功能 垂直中心線的伸縮臂的伸縮功能 夾緊頭的傾斜功能 夾緊頭的翻轉(zhuǎn)功能 夾緊頭的旋轉(zhuǎn)功能5.2. 管片安裝機的設計管片安裝機包括下列組件： 拖架梁 移動架 旋轉(zhuǎn)架 帶夾緊系統(tǒng)的十字梁拖架梁管片安裝機的拖架梁是縱向驅(qū)動的基礎，它是通過法蘭連接在管片安裝機支架上的。在

33、盾殼和拖車之間的所有連接都通過管片安裝機中間的空間。在拖架梁的后部有兩個接頭和后配套拖車連接在一起?？v向移動架移動架布置在拖架梁的上面以便它可以縱向移動?？v向移動是通過兩側的液壓缸驅(qū)動，在兩側布置的上下四個導向軌道上移動來實現(xiàn)的。一個帶有內(nèi)齒球軸承的回轉(zhuǎn)框架和移動架通過法蘭連接在一起。旋轉(zhuǎn)裝置通過兩個帶剎車的液壓齒達驅(qū)動。其齒圈有油脂潤滑且有外殼保護?；剞D(zhuǎn)框架回轉(zhuǎn)框架和縱向移動架通過法蘭相連，是側面布置的伸縮油缸的基礎。伸縮油缸可以彼此獨立伸展。帶夾緊系統(tǒng)的十字梁以適當角度彎曲的伸縮油缸的兩端都用十字梁連接著。十字梁起著支撐管片安裝機頭或夾緊系統(tǒng)的作用。當兩側伸縮油缸獨立伸縮時，其行程變化由左

34、聯(lián)接處的伸縮套補償。繞半徑軸線旋轉(zhuǎn)和繞橫向軸線旋轉(zhuǎn)都被整體并入安裝機頭里面。管片安裝機頭的夾緊系統(tǒng)包括一個支撐板和一個伸展油缸，以拉緊并固定裝在管片上的螺桿。5.3. 安全設施 安裝機控制板上有一個緊急停止按鈕。當按下緊急停止按鈕時，安裝機立即停止工作，并且只能用開動啟動開關來重新起動。 只能通過移動安裝機板上的兩個卡鉗來松開管片。 如果管片安裝機轉(zhuǎn)動時抓取頭松開的話，就會有聲音報警信號發(fā)出。6. 螺旋輸送機6.1. 綜述對于渣土的運輸，前盾的底部安裝有螺旋輸送機，螺旋輸送機從隔板到拖車沿中心線上的仰角為230。為了提高渣土的流動性，可以向螺旋輸送機圓周的孔注入膨潤土或泡沫。在底部，螺旋輸送機

35、伸往渣艙的一段為可更換的耐磨管。螺旋輸送機包括一個帶軸的螺桿。為了檢查或是為了使螺旋輸送機遇到木頭或大石塊時也能自由通過。螺旋輸送機能夠在渣王中伸縮。6.2. 前門為了保養(yǎng)和檢查工作，可以用裝在前部閥門關閉螺管。只有在螺桿和伸縮套筒一起縮回時才能關閉前門。螺旋閥門包括兩個門板，此門板通過連接桿和液壓油缸在壓力隔板后移動。螺旋門并不加壓密封而只是阻止大量泥土侵入螺管。6.3. 后門螺旋輸送機后端安裝了一個由兩個油缸控制的門。此門是防水和密封的，并由控制臺操作。如果出現(xiàn)斷電故障時，后門可在液壓蓄能器的作用下自動關閉。后門必須定期清理沉淀物和固結物以保證其正常工作。6.4. 驅(qū)動/密封系統(tǒng)螺旋輸送機

36、通過液壓馬達和行星齒輪來驅(qū)動。球形軸承的使用使螺桿的振動保持平衡。螺紋軸承由迷宮密封保護，幾個徑向波紋墊圈也防止塵土進入螺紋軸承。為了保護和潤滑軸承，在軸承工作期間，通過軸承圓周上的幾個孔用油脂潤滑泵將油脂永久性注入。油脂潤滑泵由拖車上的油脂桶泵供應油脂，同時也用于刀盤驅(qū)動的潤滑（見刀盤驅(qū)動技術說明）。齒形圈的潤滑必須根據(jù)保養(yǎng)手冊手動操作來進行。6.5. 保養(yǎng)/控制保養(yǎng)工作和間隔期見保養(yǎng)計劃。6.6. 安全設施 液壓馬達和泵由壓力中斷保護防止超載。 當滑動閥關閉時，限制開關防止對螺旋輸送機的操作。 在電力故障期間，后門可以自動關閉，以防止來自開挖艙的渣土、水和空氣的涌出。7. 人員艙7.1.

37、綜述在保養(yǎng)和檢查工作期間，負責人員和材料通過人員艙進入壓力平衡中的開挖艙。人員艙包括主艙和準備艙，它們由壓力門隔開。主艙和中間艙之間有法蘭連接，而中間艙直接焊接在壓力隔板上。通過隔板上的門就可以進入開挖艙。準備艙和主艙橫向連接，這樣從準備艙出來必須要經(jīng)過主艙。準備艙的作用是在壓縮空氣工作時和出現(xiàn)緊急情況時的出入。根據(jù)艙的大小，主艙最多可以進3人行而準備艙可以進2人。主艙和準備艙都是分開操作的，內(nèi)部都配有以下設備： 通訊系統(tǒng) 排氣閥和通風閥 時鐘 氣壓計 溫度計 供暖設備排氣閥和通風閥只在意外情況發(fā)生后人員被堵在里面時使用。正常情況下，出入人員艙都有人倉負責人來操作。下列設備是為人倉負責人操作而

38、安裝的： 兩艙的排氣閥和通風閥 通訊系統(tǒng) 帶式錄入系統(tǒng)-為了記錄兩艙和開挖艙內(nèi)的壓力情況 氣壓計-為了控制人員艙和開挖艙的壓力 人員艙通風用的流量表人員艙壓縮空氣的供應是通過安裝在拖車上的空壓機站和工地供應的管道來進行的，供應管路配有相應的濾清器和安全閥。當使用人員艙的時候，一定要嚴格注意為兩個帶式記錄器上足發(fā)條，并保證他們在工作并裝了足夠的紙和記錄器工作正常。進入人員艙并在壓縮空氣下工作是有害于健康的。如果非專業(yè)人員操作人員艙，出來后會因為壓縮空氣導致惡心，嚴重的話傷害健康甚至死亡。必須保證每時每刻都有合格人員控制，且從人員艙出來的時間要堅持符合適當?shù)囊?guī)則。7.2. 保養(yǎng)/控制 每次關門前檢

39、查每一個密封，如有必要進行清洗或更換。 門的連接部位一月潤滑一次 在操作人員艙前進行檢查，看是否所有的氣壓計工作正常和所有的接頭都沒有損壞。 根據(jù)規(guī)范檢查帶式記錄器的功能。保養(yǎng)和間隔期見相應保養(yǎng)計劃。7.3. 安全設施 每個艙都有限制最大壓力為3bar的安全閥 電話和應急電話設備8. 后配套系統(tǒng)8.1. 綜述后配套系統(tǒng)總共包括6個獨立的拖車，每個拖車上都裝有盾殼前進所需要的輔助裝置。另外，盾構機工作所需的冷卻水、新鮮空氣、壓縮空氣和高壓電纜都通過拖車管線輸送進去，而升溫后的冷卻水和臟水從盾構機的盾殼底部被運送出去。拖車連接在管片安裝機的托架梁上，隨著盾構機的掘進沿掘進方向運動。拖車在鋪設的軌道

40、上行走。拖車的結構可以使運輸車進入第二臺拖車，運輸車運輸管片、砂漿、備件和其它油料。另外，拖車1和2之間的軌道可以用龍門架進行延伸。人員進出的行走平臺位于拖車2-6的左右兩側。8.2. 皮帶機渣土是通過拖車用皮帶機從螺旋輸送機后門運輸?shù)皆嚿系摹ＦC的夾緊裝置和驅(qū)動裝置安裝在6號拖車上。8.3. 連接橋連接橋僅包括隧道上部的托架結構，它起著連接拖車1上管片吊機的作用。管片安裝機的移動架和拖車1用一對液壓缸連接，并且同時牽引著后面的拖車。管片輸送小車管片輸送機起著管片的中間儲備和運輸?shù)淖饔?。它通過鋪設在隧道襯砌上的載重輪和硬木塊，由盾構通過一個牽引鏈向前移動。在1號拖車的右邊安裝了一個操作板可

41、以控制管片輸送小車，也可以通過管片安裝機的遙控操作臺來控制。8.4. 拖車1管片吊機管片吊機起著從運輸車上到管片輸送小車上的管片運輸?shù)淖饔茫袃蓚€電動吊鏈和移動裝置，此移動裝置在連接橋和拖車1之間。 電動吊鏈/MANNESMANN DEMATIC公司主控室/配電盤主控室作為拖車左邊上的箱式結構，包括所有相關的導向、調(diào)整和控制元件，后面有一個電氣室。主控室的操作板的操作見第三章使用說明。砂漿罐、注漿泵、砂漿運輸泵通過右邊的一個離心螺旋泵，砂漿從運輸車上轉(zhuǎn)移到砂漿罐內(nèi)，在砂漿罐的上面裝有攪拌器。通過兩個注漿泵進行注漿。注漿操作面板直接安裝在砂漿罐附近。 離心螺旋泵/WANGEN公司 注漿泵/SC

42、HWING公司 齒輪馬達攪拌器/MANNESMANN DEMATIC公司8.5. 拖車2膨潤土罐和膨潤土泵拖車的左邊是進行渣土改良用的膨潤土罐。膨潤土罐安裝有液位傳感器，罐內(nèi)膨潤土漿液用壓縮空氣進行攪拌。膨潤土輸送是由裝在罐下的輸送泵來完成的。 輸送泵/WARMAN公司液壓裝置液壓裝置包括供給下列液壓油缸和馬達用的電機和泵、油箱、熱交換器、濾清器和閥： 刀盤驅(qū)動、螺旋輸送機驅(qū)動 輔助泵（管片輸送小車、穩(wěn)定器、夾緊器、拖車油缸） 控制泵 注漿泵 過濾泵/ALLWEILER公司 液壓泵和馬達/MANNESMANN REXROTH公司 電機/VEM公司 熱交換器/SWEP公司管片安裝機、推進系統(tǒng)以及

43、超挖刀都由安裝在盾殼內(nèi)的單獨的液壓裝置來提供動力。8.6. 拖車3罐/泡沫材料泡沫材料裝在運輸罐內(nèi)用運輸車運送的。帶有兩個吊鏈的擺動吊機能夠吊裝這個泡沫罐。罐的下方有一個水泵，旁邊有一個泡沫產(chǎn)品使用的離心泵。 偏心螺桿泵/PUMATEC公司 離心泵/ALLWEILER公司 起吊吊機/HADEF公司油脂泵裝置拖車3的左邊裝有3個油脂泵以供應下列組件： 密封油脂HBW Condat/刀盤驅(qū)動迷宮環(huán) 潤滑油脂GR 130 Condat/刀盤驅(qū)動軸承 盾尾油脂WR89 Condat/盾尾密封帶吊鏈的擺動吊機用來吊裝油脂罐。 油脂泵/IST公司主配電盤/次配電盤拖車的右邊裝有主配電盤和次配電盤的電氣柜，

44、它配有冷卻水熱交換器。8.7. 拖車4壓縮空氣裝置安裝在拖車左邊的空氣壓縮機為下列結構組件供應所需的壓縮空氣： 開挖艙和人員艙設備區(qū)的壓縮空氣調(diào)整裝置 泡沫生產(chǎn) 膨潤土攪拌 油脂泵 盾殼和拖車上用于保養(yǎng)工作的壓縮空氣接頭緊挨著空氣壓縮機放置了一個壓縮空氣罐。 空氣壓縮機/ALUP公司變壓器/中壓配電盤設備在拖車4右邊一個帶有2000KVA的液體冷卻變壓器負責將中壓轉(zhuǎn)換到主配電盤器上。 變壓器/ABB公司二次通風另外二次通風設備安裝在拖車4上，二次通風包括一個風機和一個消音器。一次通風的新鮮空氣通過拖車尾部的風管吹進來，然后就是二次通風，它負責從5號拖車到盾構之間的空氣交換。 二次通風/KORF

45、MANN公司水管卷筒在拖車4和5的通道上裝有一個用于工業(yè)水供應和清潔衛(wèi)生的雙軟管卷筒。軟管卷在一起，同步隨盾構的掘進展開以便在隧道壁上安裝硬管。8.8. 拖車5電纜卷筒一個高壓電纜卷筒裝置安裝在拖車5上負責對掘進期間的能量供給。風管儲存箱用于延伸新鮮風管的儲存箱安裝在拖車5上。在手動提升裝置的幫助下，風管可以進行互換。 風管儲存箱/KORFMANN公司 絞盤/HADEF公司9. 管線和線路網(wǎng)9.1. 注漿、回填注漿注漿任務盾構機開挖時所造成的開挖直徑和管片之間形成的環(huán)形間隙必須填充，這樣做主要是為了以下幾個原因：l 管片必須在松動土中放密實，這樣他們才能在驅(qū)動時承受不同的荷載（驅(qū)動力、后配套系

46、統(tǒng)行走輪的壓力）l 隧道管片外表面和巖石之間形成的一體，而使地表沉降保持在最小。l 注漿層保護著管片防止其受混凝土腐蝕材料的影響。它起著保護層的作用。l 提高防水性。注漿材料對砂漿的主要要求如下： 固體成分較高 高流動性 低滲水性 良好的可注入性 如有錯誤，應可以延遲配置 長時間不用也不會堵管。系統(tǒng)功能砂漿在隧道外攪拌后，用砂漿車運到隧道內(nèi)后配套系統(tǒng)。用輸送泵運輸罐內(nèi)的砂漿，并防止注漿前的凝固。液壓驅(qū)動的注漿泵將砂漿泵入相應的注漿點，通過盾尾注入到開挖直徑和管片外徑之間的環(huán)形間隙。為了保證注漿工作的正常進行，總共安裝了兩個注漿泵。壓力傳感器在盾尾注漿點的前面，以記錄單個注漿線路的壓力。注入的砂

47、漿量可以通過測量砂漿容器的液面或稱量砂漿車的重量來確定。通過正確地使用系統(tǒng)，注漿壓力在可以通過注漿同步監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測，并通過對注漿泵的關閉在可調(diào)范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)整，。單個注漿點的注入量和注漿壓力信息可以在主控室看到。在數(shù)據(jù)采集和顯示程序的幫助下，隨時可以儲存和檢索砂漿注入的操作數(shù)據(jù)。注漿的可能操作模式注漿操作是用現(xiàn)場或主控室內(nèi)的控制板來控制的。注漿可用兩種模式進行： 手動模式 自動模式（壓力、砂漿量）注入的當前狀態(tài)可以在顯示設備上檢查。砂漿注入?yún)?shù)可以在顯示設備上進行改變。手動模式手動模式下，注漿泵可以在控制板上單獨進行控制。而泵速是由比例控制的電位計的位置決定的。這種情況下1/2位置意味著半速。當

48、管片間隙注滿并達到一定的壓力時，各個注漿口關閉。自動模式自動模式下，注漿泵都由控制板打開和關閉。注漿口的起動和手動模式下相同。所不同的就是起始注漿壓力點和手動模式下是不同的。當開始新一輪注漿時，首先要將注入點用手動方式打開，在正常工作期間，用調(diào)節(jié)注漿壓力的方式自動打開和關閉注入點。9.2. 液壓濾清器和冷卻管線在盾殼內(nèi)和拖車上，裝有一個配有濾清器和冷卻管線的液壓儲存罐。工作時，液壓油通過熱交換器被冷卻，并通過過濾系統(tǒng)進行凈化。盾殼內(nèi)的液壓罐供給下列組件： 液壓管片安裝機 推進缸和盾殼鉸接油缸后配套系統(tǒng)上安裝的一個罐供給下列液壓組件： 刀盤驅(qū)動、螺旋輸送機驅(qū)動 輔助站（管片輸送機、穩(wěn)定器、夾緊器

49、、拖車附加設備及螺旋輸送機門等） 注漿系統(tǒng) 控制系統(tǒng)9.3. 工業(yè)水和冷卻水工作時，盾構機供應的是工業(yè)水，工業(yè)水以規(guī)定的水質(zhì)和最高溫度250C的狀態(tài)一直送到后配套系統(tǒng)水質(zhì)一定要嚴格按照要求，以保持冷卻管線的正常運轉(zhuǎn)和避免損壞動力單元工業(yè)水是用于冷卻下列組件的。 減速器 壓縮機 變頻器（二級配電盤） 液壓油和傳動油冷卻器 主控室 刀盤驅(qū)動傳動裝置 主配電盤另外，工業(yè)水從支線中取出用于下列區(qū)域： 盾殼內(nèi)的工業(yè)用水 人員艙 泡沫系統(tǒng)9.4. 壓縮空氣供應壓縮空氣是通過兩個安裝在后配套系統(tǒng)上的空氣壓縮機來供應的。此系統(tǒng)包括空氣壓縮機、壓縮空氣罐、濾清器和保養(yǎng)裝置。工業(yè)空氣工業(yè)空氣用于操作下列組件： 驅(qū)

50、動氣動油脂回轉(zhuǎn)泵/盾尾密封油脂 驅(qū)動氣動油脂回轉(zhuǎn)泵/Condat HBW密封系統(tǒng)迷宮密封 驅(qū)動氣動驅(qū)動油脂回轉(zhuǎn)泵/油脂潤滑 供應空氣保壓系統(tǒng) 供應泡沫系統(tǒng) 盾尾注脂裝置的氣動球閥 軟管和電纜卷筒的制動閘 盾尾可膨脹應急密封 排污泵 膨潤土閥和膨潤土注入另外，壓縮空氣接頭安裝在整個盾殼區(qū)和后配套系統(tǒng)。壓縮空氣調(diào)節(jié)空氣保壓系統(tǒng)安裝在盾殼上，用來調(diào)節(jié)渣倉內(nèi)的壓力和人員艙的空氣壓力。系統(tǒng)包括： 空氣處理器 空氣調(diào)節(jié)器 壓力傳感器 控制閥裝在渣倉內(nèi)的土壓傳感器決定土壓的實際值。壓力調(diào)節(jié)器將實際值和預設參考值進行對比，然后啟動空氣供應閥來調(diào)整支撐壓力。壓縮空氣系統(tǒng)只調(diào)節(jié)空氣供應，開挖艙內(nèi)壓力過高可以用溢流閥排出。9.5. 泡沫處理設備泡沫調(diào)節(jié)特別適用于混合土層、高硬度土壤的土壓平衡式掘進。泡沫調(diào)節(jié)土壤過程的要求： 支撐壓力轉(zhuǎn)向隧道