盾構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介演示文稿

盾構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介演示文稿目前一頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)盾構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介目前二頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)

盾構(gòu)是一個(gè)具備多種功能于一體的綜合性隧洞開(kāi)挖設(shè)備,它集和了盾構(gòu)施工過(guò)程中的開(kāi)挖、出土、支護(hù)、注漿、導(dǎo)向等全部的功能，目前，盾構(gòu)機(jī)已成為地下交通工程及隧道建設(shè)施工的首選設(shè)備被廣泛使用優(yōu)點(diǎn)①不受地面交通、河道、航運(yùn)、季節(jié)、氣候等條件的影響。

②能夠經(jīng)濟(jì)合理地保證隧道安全施工。

③盾構(gòu)的掘進(jìn)、出土、襯砌、拼裝等可實(shí)行自動(dòng)化、智能化和施工運(yùn)輸控

制信息化。

④掘進(jìn)速度較快，效率較高，施工勞動(dòng)強(qiáng)度較低。

⑤地面環(huán)境不受盾構(gòu)施工的干擾。缺點(diǎn)①盾構(gòu)機(jī)械造價(jià)較高。

②在飽和含水的松軟地層中施工地表沉陷風(fēng)險(xiǎn)大。

③隧道曲線半徑過(guò)小或埋深較淺時(shí)難度較大。

④設(shè)備的轉(zhuǎn)移、運(yùn)輸、安裝及場(chǎng)地布置等較復(fù)雜。目前三頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)

為適應(yīng)各種不同類型土質(zhì)及盾構(gòu)機(jī)工作方式的不同，盾構(gòu)機(jī)可分為三種類型、四種模式：三種類型：

①軟土盾構(gòu)機(jī)；

②硬巖盾構(gòu)機(jī)；

③混合型盾構(gòu)機(jī)。四種模式：圖2-1盾構(gòu)機(jī)總圖

①開(kāi)胸式；

②半開(kāi)胸式（半閉胸式、欠土壓

平衡式）；

③閉胸式（土壓平衡式）；

④氣壓式。

圖2-1盾構(gòu)機(jī)總圖目前四頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)圖2-2盾構(gòu)機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)圖目前五頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)（一）刀盤(pán)

刀盤(pán)是盾構(gòu)機(jī)的核心部件，其結(jié)構(gòu)形式、強(qiáng)度和整體剛度都直接影響到施工掘進(jìn)的速度和成本，并且出了故障維修處理困難。常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)有：平面圓角刀盤(pán)、平面斜角刀盤(pán)、平面直角刀盤(pán)。盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)應(yīng)滿足以下要求：①刀盤(pán)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。②刀盤(pán)應(yīng)有較大的開(kāi)口率。③針對(duì)地層的變化，能夠方便地更換硬巖滾刀和軟巖齒刀。④刀盤(pán)結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的耐磨強(qiáng)度。⑤刀盤(pán)上應(yīng)配置足夠的渣土攪拌裝置。⑥刀盤(pán)上應(yīng)配置足夠的注入口，各口并裝有單向閥。以滿足刀具的冷卻、潤(rùn)滑和渣土改良。目前六頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)硬巖盤(pán)口部分開(kāi)挖直徑6280mm圖2-3刀盤(pán)目前七頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)

（1）下面是海瑞克公司的刀盤(pán)結(jié)構(gòu)和參數(shù)：結(jié)構(gòu)形狀：平面圓角形刀盤(pán)。鑄造和焊接混合型。外形尺寸：F6280mmF6130mm（刀圈外經(jīng)）Ｘ1410mm總厚（刀盤(pán)厚580mm）刀盤(pán)質(zhì)量：57000kg開(kāi)口率：28%

超挖刀行程：50mm刀盤(pán)轉(zhuǎn)0-6.1r/min最大扭矩：I-4500KN.mmII-1970KN.mm脫困扭：5300KN.mm結(jié)構(gòu)：刀盤(pán)前端面有8條輻板（開(kāi)有8個(gè)對(duì)稱的長(zhǎng)條孔），其上配有滾刀（齒刀）座、刮刀座和2根攪拌棒，刀盤(pán)與驅(qū)動(dòng)裝置是用法蘭連接，法蘭與刀盤(pán)之間是靠四根粗大的輻條相連。為保證刀盤(pán)的抗扭強(qiáng)度和整體剛度，刀盤(pán)中心部分、輻條和法蘭是采用整體鑄造，周邊部分和中心部分采用先拴接后焊結(jié)的方式連接。（以前該件需從國(guó)外進(jìn)口，現(xiàn)在已國(guó)產(chǎn)化）。為保證刀盤(pán)在硬巖掘進(jìn)時(shí)的耐磨性，刀盤(pán)的周邊焊有耐磨條，面板上焊有柵格狀的Hardox耐磨材料。刀盤(pán)上裝有4路泡沫管并分8個(gè)出口，各口都裝有單向閥。裝有塔形滾刀超挖刀一套，配油管2根,其行程為：50mm。刀盤(pán)上可裝雙刃滾刀4把，單刃滾刀31把，正面齒刀64把。邊緣齒刀16把。目前八頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)

（2）刀具的配置：

刀具的結(jié)構(gòu)、材料及其在刀盤(pán)上的數(shù)量和位置關(guān)系直接影響到掘

進(jìn)速度和使用壽命。不同的地層條件對(duì)刀具的結(jié)構(gòu)和配置是不相同的。①刀具種類

圖2-4單刃滾刀結(jié)構(gòu)圖

圖2-5雙刃滾刀結(jié)構(gòu)圖目前九頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)

雙刃中心刀單刃滾刀中心齒刀窄齒刀切刀弧形刮刀仿形刀目前十頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)②刀具的破巖機(jī)理：

分軟巖切削機(jī)理和硬巖破巖機(jī)理。軟巖切削機(jī)理是刀具對(duì)土層的擠壓所產(chǎn)生的剪切力來(lái)破壞土層而達(dá)到切削效果。

圖2-6軟土刀具切削機(jī)理示意圖目前十一頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)

滾刀破巖要想達(dá)到滿意效果，必須滿足兩個(gè)條件：a.工作面的巖層要有一定強(qiáng)度；b.滾刀的啟動(dòng)扭矩要小。因?yàn)橐韵乱蛩睾茈y滿足以上條件：a.地質(zhì)因素；b.滾刀的制造質(zhì)量及工藝；c.滾刀質(zhì)量一致性；d.開(kāi)挖模式問(wèn)題。目前十二頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)③刀具配置的差異性

刀具配置的差異性表現(xiàn)在滾刀和刮刀的配置數(shù)量和高等級(jí)組合高度差等方面。

刀具的高度差及組合高度差對(duì)開(kāi)挖的影響：

a.刀具高對(duì)防結(jié)泥餅有利。b.刀具的高度差大有利于破巖。制造商/參數(shù)海瑞克公司維爾特公司三菱公司滾刀啟動(dòng)扭矩/mm20-5050-8030-50滾刀直徑/in171713或17滾刀磨損量限制/mm20（刀圈厚70）30（刀圈厚80）20邊緣滾刀高度/mm高出盾殼15-20高出盾殼15-20高出盾殼15-20中心滾刀高度/mm/把數(shù)175/8110/10110/8正面滾刀高度/mm/把數(shù)175/30110/25110/30切刀高度/mm/把數(shù)140/（32X2）70（37X2）70/（30X2）刮刀高度/mm/把數(shù)140/16---70/42刀盤(pán)先行刮刀無(wú)，滾動(dòng)與刮刀互換無(wú)，滾動(dòng)與刮刀互換90,滾動(dòng)與刮刀互換表2-2配置差異表目前十三頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)④滾刀與滾刀之間的刀間距圖2-8刀間距示意圖

滾刀的刀間距也是影響破巖能力的關(guān)鍵因素。刀間距過(guò)大會(huì)在兩刀之間出現(xiàn)破巖的盲區(qū)而形成“巖脊”。刀間距過(guò)小會(huì)將巖體碾成小碎塊，降低破巖功效。刀盤(pán)邊緣部分的刀間距一般都小于90mm,正面刀具的刀間距一般在100mm,有的在115-120mm。目前十四頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)（二）前體

前體又叫切口環(huán)，是開(kāi)挖土倉(cāng)和擋土部分，位于盾構(gòu)的最前端，結(jié)構(gòu)為圓筒形，前端設(shè)有刃口，以減少對(duì)底層的擾動(dòng)圖2-9前體結(jié)構(gòu)示意圖在圓筒垂直于軸線、約在其中段處焊有壓力隔板，隔板上焊有安裝主驅(qū)動(dòng)、螺旋輸送機(jī)及人員艙的法蘭支座和四個(gè)攪拌棒，還設(shè)有螺旋機(jī)閘門(mén)機(jī)構(gòu)及氣壓艙（根據(jù)需要），此外，隔板上還開(kāi)有安裝5個(gè)土壓傳感器、通氣通水等的孔口。不同開(kāi)挖形式的盾構(gòu)機(jī)前體結(jié)構(gòu)也不相同。舉例參數(shù)：F6250mm（直徑）X1700mm（長(zhǎng)度）X60mm（板厚）X57t（質(zhì)量）目前十五頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)（1）主驅(qū)動(dòng)裝置

主驅(qū)動(dòng)裝置由主軸承、八個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、八個(gè)減速器及主軸承密封組成，軸承外圈通過(guò)連接法蘭用螺絲與前體固定，內(nèi)（齒）圈用螺絲和刀盤(pán)連接，借助液壓動(dòng)力帶動(dòng)液壓馬達(dá)、減速器、軸承內(nèi)齒圈直接驅(qū)動(dòng)刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)。舉例參數(shù)：最大扭矩：I-4500KN.mII-1970KN.m脫困扭矩：5300KN.m輸出轉(zhuǎn)速：0-6.1r/min主軸承外徑：F2600mm質(zhì)量：6.64t壽命：10000h圖2-10主驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)圖目前十六頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)（三）中體圖2-11中體結(jié)構(gòu)示意圖

中體又叫支承環(huán)是盾構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)，承受作用于盾構(gòu)上的全部載荷。是一個(gè)強(qiáng)度和剛性都很好的圓形結(jié)構(gòu)，地層力、所有千斤頂?shù)姆醋饔昧?、刀盤(pán)正面阻力、盾尾鉸接拉力及管片拼裝時(shí)的施工載荷均由中體來(lái)承受。中體內(nèi)圈周邊布置有盾構(gòu)千斤頂和鉸接油缸，中間有管片拼裝機(jī)和部分液壓設(shè)備、動(dòng)力設(shè)備、螺旋輸送機(jī)支承及操作控制臺(tái)。????舉例參數(shù)：F6240mm（直徑）X2580mm（長(zhǎng)度）X40mm（板厚）X31.4t（質(zhì)量）目前十七頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)（1）人員艙

人員艙是在需要壓縮空氣以平衡盾構(gòu)圍巖的水土壓力，以保持作業(yè)面的穩(wěn)定作業(yè)時(shí)使用。圖2-12人員艙結(jié)構(gòu)示意舉例參數(shù)：結(jié)構(gòu)雙艙型、1800mm（長(zhǎng)）X2550mm（寬）X1600mm（高）；

工作壓力：0.3Mpa

實(shí)驗(yàn)壓力：0.45Mpa

容納人數(shù)：普通艙3人、緊急艙2人。目前十八頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)

圖2-13推進(jìn)油缸分區(qū)圖2-14推進(jìn)系統(tǒng)油缸分組圖（2）推進(jìn)油缸盾構(gòu)的推進(jìn)機(jī)構(gòu)提供盾構(gòu)向前推進(jìn)的動(dòng)力。推進(jìn)機(jī)構(gòu)包括30個(gè)推進(jìn)油缸和推進(jìn)液壓泵站。推進(jìn)油缸按照在圓周上的區(qū)域分為四組，每組7~8個(gè)油缸。目前十九頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)（3）鉸接油缸為了使盾構(gòu)在掘進(jìn)時(shí)能夠靈活的進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整及小曲線半徑掘進(jìn)時(shí)能夠順利通過(guò)，必須減少盾構(gòu)的長(zhǎng)徑比。它是通過(guò)鉸接油缸把盾構(gòu)的中體和盾尾相連接來(lái)實(shí)現(xiàn)的。鉸接系統(tǒng)包括十四個(gè)鉸接油缸和預(yù)緊式鉸接密封。鉸接油缸一般處于保持位置，盾尾在主機(jī)的拖動(dòng)下被動(dòng)前進(jìn)。當(dāng)盾構(gòu)轉(zhuǎn)彎時(shí)，油缸也應(yīng)處于保持位置，盾尾可以根據(jù)調(diào)向的需要自動(dòng)調(diào)整位置。舉例參數(shù)油缸數(shù)量：14

]油缸尺寸：F180mmXF80mmX150mm

工作壓力：30Mpa牽引力：7340KN目前二十頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)（四）盾尾及盾尾密封圖2-16盾尾密封示意圖圖2-15盾尾結(jié)構(gòu)示意圖

盾尾主要用于掩護(hù)隧道管片拼裝工作及盾體尾部的密封，通過(guò)交接油缸與中體相連，并裝有預(yù)緊式鉸接密封。鉸接密封和盾尾密封裝置都是為防止水、土及壓注材料從盾尾進(jìn)入盾構(gòu)內(nèi)。為減小土層與管片之間的空隙，從而減少注漿量及對(duì)地層的擾動(dòng)，盾尾做成一圓筒形薄殼體，但又要能同時(shí)承受土壓和糾偏、轉(zhuǎn)彎時(shí)所產(chǎn)生的外力。盾位的長(zhǎng)度必須根據(jù)管片的寬度和形狀及盾尾密封的結(jié)構(gòu)和道數(shù)來(lái)決定。

由于施工中糾偏的頻率較高，盾尾密封要求彈性好，耐磨、防撕裂，能充分適應(yīng)盾尾與管片間的空隙，盾尾結(jié)構(gòu)示意圖一般采用效果較好鋼絲刷加鋼片壓板結(jié)構(gòu)。鋼絲刷中充滿油脂，既有彈性又有塑性。目前二十一頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)（五）螺旋輸送機(jī)圖2-18螺旋輸送機(jī)葉片圖2-17螺旋輸送機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

螺旋輸送機(jī)是土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的重要部件。其作用是：①掘進(jìn)渣土排出的唯一通道；②掘進(jìn)時(shí)通過(guò)螺旋機(jī)內(nèi)形成的土塞建立密封前方土倉(cāng)內(nèi)的壓力，有效地抵御地下水。目前二十二頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)

螺旋輸送機(jī)由液壓馬達(dá)減速裝置驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)裝置與螺旋輸送機(jī)采用球形鉸接，以適應(yīng)螺旋軸的自由擺動(dòng)。為防止渣土的侵入，其輸出端采用了與主軸承外密封相同的結(jié)構(gòu)，并自動(dòng)注脂。螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速范圍可以在0~22rpm內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)速，控制出土量很方便。調(diào)節(jié)螺旋輸送機(jī)的出土速度是控制土倉(cāng)壓力的重要方法之一。圖2-19螺旋輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)舉例參數(shù)：形式：一端懸浮中心軸式、外徑：F900mm、導(dǎo)程：600mm、驅(qū)動(dòng)功率：315KW、最大扭矩：215kN.m、轉(zhuǎn)速：0-22.4r/min（無(wú)級(jí)調(diào)速）、最大出土能力：300m3/h、最大通過(guò)塊度：300mm、閘門(mén)耐壓：0.3MPa（液壓式）。目前二十三頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)（六）管片安裝機(jī)構(gòu)

管片安裝機(jī)由：大梁、支承架、旋轉(zhuǎn)架及拼裝頭組成。大梁以懸臂梁的形式安裝在盾構(gòu)中體的支承架上，支承架通過(guò)行走輪可縱向移動(dòng)，旋轉(zhuǎn)架通過(guò)大齒圈繞支承架回轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)架上裝有兩個(gè)提升油缸用以實(shí)現(xiàn)對(duì)拼裝頭的提升和橫向擺動(dòng)，拼裝頭與鉸接的方式安裝在旋轉(zhuǎn)架的提升架上，安裝頭上裝有兩個(gè)油缸，用以控制安裝頭的水平和縱向兩個(gè)方向上的擺動(dòng)。其結(jié)構(gòu)如圖所示。

圖2-20管片安裝機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖目前二十四頁(yè)\總數(shù)二十六頁(yè)\編于十七點(diǎn)拖車(chē)號(hào)主要安裝設(shè)備連接橋皮帶機(jī)隨動(dòng)輪及接渣支架裝置、管片吊機(jī)、1控制室、注漿泵、砂漿罐、小配電柜、泡沫發(fā)生裝置2主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)泵站、膨潤(rùn)土罐及膨潤(rùn)土泵3主配電柜、泡沫箱及泡沫泵、油脂站4兩臺(tái)空壓機(jī)、風(fēng)包、主變壓器、電纜卷筒5內(nèi)然空壓機(jī)、水管卷筒、通風(fēng)機(jī)、皮帶機(jī)出料裝置（七）皮帶輸送機(jī)

皮帶機(jī)用于將螺旋輸送機(jī)輸出的碴土傳送到盾構(gòu)后配套的碴車(chē)?yán)?。皮帶機(jī)由皮帶機(jī)支架、前隨動(dòng)輪、后主動(dòng)輪、上下托輪、皮帶、皮帶張緊裝置、皮帶刮泥裝置、和帶減速器的驅(qū)動(dòng)電機(jī)等組成。安裝布置在后配套連接橋和拖車(chē)的上面。為安全起見(jiàn)，其上設(shè)有3處急停開(kāi)關(guān)。舉例參數(shù)：驅(qū)動(dòng)形式：