盾构机操作及参数控制

盾构机操作及参数控制

目前，住总集团大多采用德国海瑞克盾构机、日本小松及日立盾构机，现就其小松盾构机操作情况及参数控制作如下总结：

1 开机前准备

1) 检查延伸水管、电缆连接是否正常；

2) 检查供电是否正常；

3) 检查循环水压力是否正常；

4) 检查滤清器是否正常；

5) 检查皮带输送机、皮带是否正常；

6) 检查空压机运行是否正常；

7) 检查油箱油位是否正常；

8) 检查脂系统油位是否正常；

9) 检查泡沫原液液位是否正常；

10)检查注浆系统是否已准备好并运行正常；

11)检查后配套轨道是否正常；

12)检查出碴系统是否已准备就绪；

13)检查盾构操作面板状态：开机前应使螺旋输送机前门应处于开启状态，螺旋输送机的螺杆应伸出，管片安装模式应无效，无其它报警指示；

14)检查测量导向系统是否工作正常；

若以上检查存在问题，首先处理或解决问题，然后再准备开机。

15)请示技术负责人并记录有关盾构掘进所需要的相关参数，如掘进模式，土仓保持压力，线路数据，注浆压力等；

16)请示设备机修负责人并记录有关盾构掘进的设备参数；

17)若需要则根据技术负责人和设备机修负责人的指令修改盾构参数；

2 开机

1)确认外循环水已供应，启动内循环水泵；

2)确认空压机冷却水阀门处于打开状态，启动空压机；

3)根据工程要求选择盾尾油脂密封的控制模式，即选择采用行程控制还是采用压力控制模式；

4)在“报警系统”界面，检查是否存在当前错误报警，若有，首先处理；

5)将面版的螺旋输送机转速调节旋扭、刀盘转速调节旋扭、推进油缸压力调节旋扭、盾构推进速度旋扭等调至最小位；

6)启动前后液压泵站冷却循环泵，并注意泵启动是否正常，包括其启动声音及振动情况等。以下每一个泵启动情况均需注意其启动情况；

7)依次启动润滑脂泵（EP2）、齿轮油泵、HBW 泵、内循环水泵；

8)依次启动推进泵及辅助泵；

9)选择手动或半自动或自动方式启动泡沫系统；

10)启动盾尾油脂密封泵，并选择自动位；至此，盾构的动力部分已启动完毕，下面根据不同的工序进一步进行说明。

3掘进

1)启动皮带输送机

2)启动刀盘

根据测量系统面版上显示的盾构目前旋转状态选择盾构旋向按钮，一般选择能够纠正盾构转向的旋转方向；

选择刀盘启动按扭，当启动绿色按钮常亮后。并慢慢右旋刀盘转速控制旋钮，使刀盘转速逐渐稳定在 2rpm 左右。严禁旋转旋钮过快，以免造成过大机械冲击，损机械设备。此时注意主驱动扭矩变化，若因扭矩过高而使刀盘启动停止，则先把电位器旋钮左旋至最小再重新启动；

3)启动螺旋输送机

慢慢开启螺旋输送机的后门；

启动螺旋输送机按钮，并逐渐增大螺旋输送机的转速；

4)按下推进按钮，并根据 ZED 屏幕上指示的盾构姿态调整四组油缸的压力至适当的值，并逐渐增大推进系统的整体推进速度；

5)至此盾构开始掘进；

4土仓压力调整

1)如果开挖地层自稳定性较好采用敞开式掘进，则不用调正压力，以较大开挖速度为原则；

2) 如果开挖地层有一定的自稳性而采用半敞开式掘进，则注意调节螺旋输送机的转速，使土仓内保持一定的渣土量，一般约保持 2/3左右的渣土。

3)如果开挖地层稳定性不好或有较大的地下水时，需采用土压平衡模式（即 EPB 模式）。此时需根据前面地层的不同来保持不同的渣仓压力，具体压力值应由土木工程师决定。但最大土仓压力值一般不能大于 3bar，否则有可能损坏主轴承密封；

4)若压力大时可以采取以下几个措施来降低压力：a.加快螺旋输送机的转速，增加出渣速度，降低渣仓内渣土的高度；b.适当降低推进油缸的推力；c.降低泡沫和空气的注入量d.适当的排出一定量的空气或水。

5)若压力小时可以采取以下几个措施来增大压力：a.降低螺旋输送机的转速，降低出渣速度，增加渣仓内渣土的高度；b.适当增大推进油缸的推力；c 增大泡沫和空气的注入量；

6)增大或降低土仓内的压力是能过几种办法的综合运用来调整的，调节时要综合考虑几种方法对盾构施工的影响，如考虑到堀进的速度、对管片的保护以及是否能发生喷涌等因素是必须考虑的。

一般情况下有以下几种影响：

A.长时间降低螺旋输送机的转速可能会使开挖速度下降；

B.过量注入泡沫来保压及空气不但不够经济，而且有可能发生喷涌；过少则可能造成刀

盘扭矩增加；

C.推进系统推力过大有可能破坏管片，造成裂纹或变形；推进系统推力太小则无法掘进；5推进方向的调整

1) 盾构方向的调节是通过推进系统几组油缸的不同压力来进行调节的。一般的调节的原则是：使盾构的掘进方向趋向隧道的理论中心线方向。

2) 调节盾构推进油缸每组压力对盾构掘进方向的影响一般是：当盾构油缸左侧压力大于右侧时，盾构姿态自左向右摆；当上侧压力大于下侧压力时，盾构姿态自上向下摆；依次类推即可调整盾构的姿态；

3) 为了保证盾构的铰接密封、盾尾密封工作良好，同时也为了保证隧道管片不受破坏，盾构在调向的过程中不能有太大的趋势，一般在 ZED 上显示的任一趋势值不应大于 10。

4) 当盾构处于水平线路掘进时，应使盾构保持稍向上的掘进姿态，以纠正盾构因自重而产生的低头现象。

5) 通常盾尾位置每循环调节量不大于 10mm。

6盾构自转的调整

为了保证盾构在推进过程中正确的受力状态，盾构不能有太大的自转，一般不能大于测量导向系统上显示的转动值。通过调整盾构刀盘的转向可以调整盾构的自转。改变盾构刀盘

转向按以下操作：按停止按钮停止掘进，将刀盘转速旋钮调至最小，重新选择刀盘转向，按开始按钮，并逐渐增大刀盘转速即可。

7参数控制

当刀盘扭矩过大时可以采取以下措施：适当加大泡沫注入量，适当降低推进油缸推力，适当降低刀盘的转速等；

8铰接油缸操作

铰接缸的作用是为了盾构能够很好的适应盾构的蛇行前进，特别是为了盾构更好的适应曲线掘进。当旋扭在拖拉位时盾尾缩回，当处于保持位时铰接油缸处于锁定位，当处于释放位时，铰接油缸处于浮动位，此时盾尾能根据前盾和管片的位置自动调整姿态。

9其它辅助措施的操作

1) 泡沫系统的操作：泡沫系统一般有三种操作模式，即自动、半自动、手动，当种条件都比较理想时可以采用自动模式，否则就要采用半自动或手动模式。根据实际情况，一般采用半自动或手动模式。此时操作司机根据盾构综合参数如刀盘扭矩、土仓压力及出渣情况等，依据个人的经验对泡沫剂或空气的流量进行手动调节，一般按“+”按钮增大流量，按“-”按钮减小流量。当掘进结束时按停止按钮停止泡沫系统。

2) 膨润土系统的操作：膨润土的作用也是为了改善渣土的特性，使其更利于掘进和出渣。当需要使用膨润土时，首先要在洞外将膨润土搅拌好并输送取洞内的膨润土罐内，然后启动搅拌泵和输送泵，并调整膨润土的泵送流量即可。停止输送时直接停止输送泵，但当罐内还有膨润土时一般不要停止搅拌泵。

3) 盾尾油脂密封阀的手动操作：当盾尾油脂密封在手动位时，可以按下每个位置的注脂按钮来进行手动注脂，这个功能主要用于对盾尾油脂密封阀检修或自动功能暂时出现故障时应用。

10掘进过程中

1) 在盾构的掘进过程中，应有一名司机随时注意巡检盾构的各种设备状态，如泵站噪声情况，液压系统管路连接有否松动及是否有渗漏油，油脂及泡沫系统原料是否充足，轨道是否畅通，注浆是否正常等。操作室内主司机应时刻监视螺旋输送机出口的出渣情况，根据 ZED 调整盾构的姿态。发现问题立即采用相应的措施。

2) 掘进过程中主司机必须严格按照要求记录相关部门规定的各种数据表格，以及详细的故障及故障处理办法。

11掘进结束时

当掘进结束时，按以下顺序停止掘进：

1) 停止推进系统

2) 逐步降低螺旋输送机的转速至零，停止螺旋输送机

3) 关闭螺旋输送机后渣门

4) 停止皮带输送机

5) 若刀盘驱动压力较大，则可持续转动刀盘适当的搅拌土仓内渣土，当驱动压力降低至一定程度时减小刀盘转速至零，并停止刀盘转动。这样利于下次刀盘启动时扭矩不至于太大。

6) 若马上准备安装管片，则按下管片安装按钮；

7) 依次停止主驱动泵、补油泵、螺旋输送机泵、控制泵、油脂密封系统、齿轮油泵、泡沫系统；

8) 若马上安装管片，可以暂不关闭推进系统油泵和辅助油泵，否则关闭之。

9) 通知有关人员进行下一工序的工作。

12盾构操作要求

1) 盾构操作必须一切从保证工程质量的要求为出发点，充分保证隧道的衬砌质量，保证线路方向的正确性，并且尽量减小因盾构施工而引起的地面下沉。所以必须做到：注浆不能保证时不能掘进；没有方向量测时不能掘进；严格执行土木工程师提出的土压指令，对掘进中的出土量突现异常时要马上报告。有问题及时提出。特别当盾构处于土压平衡或半敞开式掘进时要严格控制盾构的出土量。

2) 盾构操作要充分合理的应用盾构的各种功能，严禁为了赶进度而拚设备；要严格执行盾构说明书上的各种安全操作要求，严格遵守机械工程师提出的参数指令。

3) 操作人员操作期间必须集中精力，不得与他人嬉戏、聊天，非操作人员严禁操作盾构；13掘进报告填写

为了积累盾构施工经验，更好地进行盾构施工的总结，以及留下必要的施工考证依据，在盾构施工的过程中必须严格按照要求填写掘进报告。对于简单的停机可以在掘进报告的给定位置简单说明，对于长时间影响掘进的故障或事故，必须另外记录清楚。对于在掘进过程中发生的任何设备故障都应该有详细的记录。

盾构施工是一个多部门协作，多工序交错，多因素制约的施工技术。在施工工程中，盾构司机需要按照土木工程师的指令控制好掘进参数，严格控制合理的油缸行程差及盾尾间隙便于盾构机姿态的调整，尽量跟随隧道设计轴线前进；管片选型人员要根据隧道设计轴线、

盾构机姿态、油缸行程差、盾尾间隙等选择管片；管片拼装手要精心操作，严格控制管片拼装质量，在盾构机姿态较差时适当照顾盾尾间隙。总之，盾构机掘进参数选择、掘进控制、管片选型、管片拼装等是相互联系的，在施工过程中切忌单独控制。只要如上各因素之间协调配合，在盾构机性能优良的情况下隧道质量将得到保证。

2018年10月

盾构主要参数的计算和确定

盾构主要参数的计算和确定 1、盾构外径： 盾构外径D=管片外径D S+2(盾尾间隙δ+盾尾壳体厚度t) 盾尾间隙δ--为保证管片安装和修复蛇行,以及其他因素的最小富余量，一般取25—40mm; 结合五标地质取多少? 2、刀盘开挖直径： 软土地层，一般大于前盾0—10mm,砂卵石地层或硬岩地层，一般大于前顿外径30mm,五标刀盘开挖直径如何确定的? 3、盾壳长度 盾壳长度L=盾构灵敏度ξx盾构外径D 小型盾构D≤3.5M，ξ=1.2—1.5；中型3.5M＜D≤9M，ξ=0.8—1.2； 大型盾构D＞9M；ξ=0.7—0.8； 4、盾构重量 泥水盾构重量=（45---65）D2，由于本线路存在线下溶土洞的可能，再掘进中能否通过此核算，盾构主机是否沉陷？ 5、盾构推力 盾构总推力F e=安全储备系数AX盾构推进总阻力F d 安全储备系数A---一般取1.5---2.0。 盾构推进总阻力F d=盾壳与周边地层间阻力F1+刀盘面板推进阻力F2+管片与盾尾间摩擦力F3+ 切口环贯入地层阻力F4+转向阻力F5+牵引后配套拖车阻力F6 盾壳与周边地层间阻力F1计算中，静止土压力系数或土的粘聚力取盾体范围内的何点的？ 刀盘面板推进阻力F2，对于泥水盾构或土压盾构土仓压力如何确定的？ 管片与盾尾间摩擦力F3中，盾尾刷与管片的摩擦系数取偏大好吗？盾尾刷内的油脂压力如何定？ 计算中土压力计算是按郎肯土压公式或库仑土压计算？ 6、刀盘扭矩 刀盘设计扭矩T=刀盘切削扭矩T1+刀盘自重形成的轴承旋转反力矩T2+刀盘轴向推力形成的旋 转反力矩T3+主轴承密封装置摩擦力矩T4+刀盘前面摩擦扭矩T5+刀盘圆周摩擦反力矩T6+刀盘 背面摩擦力矩T7+刀盘开口槽的剪切力矩T8 刀盘切削扭矩T1中的切削土的抗压强度q u如何确定？ 刀盘轴向推力形成的旋转反力矩T3 计算中土压力计算是按郎肯土压公式或库仑土压计算？ ， 刀盘圆周摩擦反力矩T6计算中，土压力计算是按郎肯土压公式或库仑土压计算？ 刀盘背面摩擦力矩T7中土仓压力P W如何确定？ 7、主驱动功率 主驱动工率储备系数一般为1.2---1.5，主驱动系统的效率η如何确定？ 8、推进系统功率 推进系统功率W f=功率储备系数A W X最大推力FX最大推进速度VX推进系统功率ηW 功率储备系数A W一般取1.2---1.5, 最大推力F、最大推进速度V如何定？ 推进系统功率ηW=推进泵的机械效率X推进泵的容积率X连轴器的效率 9、同步注浆能力 每环管片理论注浆量Q=0.25X(刀盘开挖直径D2—管片外径D S2)X管片长度L 推进一环的最短时间t=管片长度L/最大推进速度v 理论注浆能力q=每环管片理论注浆量Q/推进一环的最短时间t 额定注浆能力q p=地层的注浆系数λX理论注浆能力q/注浆泵效率η 地层的注浆系数λ因地层而变一般取1.5---1.8。

盾构机安全操作规程1

盾构机安全操作规程 盾构机生产厂家：日本小松 盾构机型号：TM634PMX 1、操作要求 1)盾构机必须由经过操作培训的人员进行操作。 2)盾构机操作人员必须了解盾构机各系统功能、结构、系统相关 知识。 2、操作前准备 盾构机司机操作前需检查以下系统状况： 1)延伸水管、电缆正常 2)供电正常 3)循环水压力，滤清器是否正常 4)皮带机、皮带是否正常 5)空压机运行是否正常 6)油箱油位是否正常 7)润滑脂系统油位正常 8)泡沫剂液位正常 9)沙浆系统保障运行 10)后配套轨道正常 3、操作注意事项 1)方向调节 a)显示盾构机姿态与设计隧道线路间关系调节盾构机方向、

姿态。 b)调节盾构机推进油缸的压力，形成其行程差，达到调向目 的，盾构机轴线与设计轴线基本吻合时应时盾构机有轻微 向上趋势，以适应盾构机因自重产生的下沉趋势。 c)盾构机调向不能调节幅度过大，以免卡住盾壳或造成管片 难以适应，应以缓慢调节方式进行。 2)设定值 a)盾构机上大量保护性质设定值在调试结束时已设定，故对 于保护性质设定值不能随意改动，特别是油温的设定，主 油箱停机温度不能高于60度。 泡沫系统设定值应在大量实验后才能进行更改，不能随意 改动。 b)检查 由于盾构机上部分保护、观测设置不完善，故盾构机操作 人员应定时观察设备状况。 c)注浆 任何情况下，没有注浆都不能进行掘进操作。 4、安全操作规定 1)盾构机操作员必须集中精力，不与非操作人员聊天、嬉戏。 2)严格遵守指令土压要求。 3)严格进行土量管理，发现异常，立即上报并及时采取措施，土 量过大时，立即调小仓门开启度，或降低掘进速度，增加土压

盾构掘进主要参数计算方式

目录 1、纵坡 (1) 2、土压平衡盾构施工土压力的设置方法 (1) 2.1深埋隧道土压计算 (3) 2.2浅埋隧道的土压计算 (3) 2.2.1主动土压力与被动土压力 (3) 2.2.2主动土压力与被动土压力计算： (4) 2.3地下水压力计算 (4) 2.4案例题 (5) 2.4.1施工实例1 (5) 2.4.2施工实例2 (7) 3、盾构推力计算 (9) 4、盾构的扭矩计算 (9) 1、纵坡 隧道纵坡：隧道底板两点间数值距离除以水平距离 如图所示：隧道纵坡=（200-100）/500=2‰ 注：规范要求长达隧道最小纵坡>=0.3%,最大纵坡=<3.0% 2、土压平衡盾构施工土压力的设置方法 根据上述对地层土压力、水压力的计算原理分析，笔者总结出在土压平衡盾构的施工过程中，土仓内的土压力设置方法为：

a、根据隧道所处的位置以及隧道的埋深情况，对隧道进行分类，判断出隧道是属于深埋隧道还是浅埋隧道（一般来说埋深在2倍洞径以下时，算作是浅埋段，2倍以上算深埋)； b、根据判断的隧道类型初步计算出地层的竖向压力； c、根据隧道所处的地层以及隧道周边地地表环境状况的复杂程度，计算水平侧向力； d、根据隧道所处的地层以及施工状态，确定地层水压力； e、根据不同的施工环境、施工条件及施工经验，考虑0.010～0.020Mpa 的压力值作为调整值来修正施工土压力； f、根据确定的水平侧向力、地层的水压力以及施工土压力调整值得出初步的盾构施工土仓压力设定值为： σ初步设定=σ水平侧向力＋σ水压力＋σ调整 式中， σ初步设定－初步确定的盾构土仓土压力； σ水平侧向力－水平侧向力； σ水压力－地层水压力； σ调整－－修正施工土压力。 g、根据经验值和半经验公式进一步对初步设定的土压进行验证比较，无误时应用施工之中； h、根据地表的沉降监测结果，对施工土压力进行及时调整，得出比较合理的施工土压力值。

盾构操作及控制面板

盾构操作及控制面板 一.盾构机操作系统参数的设定 以下各种参数为既定基本参数，在非特殊情况下请勿随意修改 (一)泡沫系统参数设定 1. 应根据工程地质的具体情况设定泡沫的比例 2. 泡沫剂的发生率等参数应根据泡沫剂供货商的要求设定，若泡沫参数在调试时设定完成后不经同意不能更改。 3. 半自动模式下，设定泡沫发生率、泡沫流量 4. 自动模式下，设定百分比 (二)报警温度设定 1. 各液压系统的报警温度调试时已经设定好，严禁随意更改报警温度 (三)盾构状态参数设定 1. 刀盘最小转速，当刀盘小于此转速时推进系统不能工作； 2. 主驱动最大工作压力，当达到此压力时刀盘自动停止转动； 3. 超挖刀伸出和缩回长度，由土木工程师确定； 4. 铰接油缸最小和最大行程，当达到最小行程时盾构掘进自动停止，铰接油缸应放松，当达到最小行程时，铰接油缸应收回； 5. 螺旋输送机后门的最小开度； 6. 螺旋输送机的最大工作压力，当达到此压力时螺旋输送机停止工作。 (四)盾尾密封油脂参数设定 1. 行程控制模式下的冲程数； 2. 压力控制模式下的最大压力，阀工作等待时间，最大动作等待时间。 (五)注浆压力值设定 在土木工程师的要求下设定注浆系统的起始压力及终止压力 二.盾构机的掘进操作 (一)开机前的准备工作 开机前主要检查风、水、电、液、出碴系统以及盾构的状态和参数。

1. 检查空压机运行是否正常，压缩空气管路是否泄漏； 2. 检查隧道通风是否正常； 3. 检查延伸水管、电缆是否正常，拖行区域是否畅通； 4. 检查循环水压力、温度是否正常； 5. 检查电压是否正常； 6. 检查滤清器是否正常(PLC中是否有报警)； 7. 检查油箱油位是否正常； 8. 检查皮带机、皮带是否正常； 9. 检查碴车是否已准备就绪； 10. 检查油脂准备是否充足； 11. 检查泡沫剂准备是否充足； 12. 检查注浆系统是否已准备好并运行正常； 13. 检查后配套轨道是否正常； 14. 检查盾构操作面板状态：螺旋输送机前门开启、螺杆伸出，管片安装按钮应无效，无其它报警指示； 15. 检查VMT导向系统工作是否正常； 16. 盾构掘进所需要的相关参数，如掘进模式，土仓压力，线路数据，注浆压力等； 17. 记录有关盾构掘进的参数； 18. 若需要则根据土木工程师和机械工程师的指令修改盾构机参数； 19. 根据工程要求选择盾尾油脂密封的控制模式，即选择采用行程控制还是采用压力控制模式。 (二)掘进操作 1. 检查是否存在当前错误报警，若有，首先处理； 2. 将面版的螺旋输送机转速调节旋扭、刀盘转速调节旋扭、盾构机推进速度旋扭等调至最小位； 3. 启动冷却水泵(cooling water)、循环泵(filter circuit)，并注意泵启动时声音及振动等是否正常，以下各个泵启动时均需注意其启动情况； 4. 启动润滑脂泵(lubrication pump)、齿轮油泵(gear oil pump)； 5. 启动补油泵(feed pump)、控制油泵(steering pump)； 6. 启动三个主驱动泵及螺旋输送机驱动泵(cutter drive 1,2,3 & screw conveyor)； 7. 启动推进泵(push pump)及辅助泵(auxiliary pump)； 8. 启动主轴承密封油脂泵；

盾构机操作规程

盾构机操作规程 1、启动前首先检查盾构机各系统是否运转正常，并确认油脂、泡 沫剂是否需要更换，冷却水及液压油温度是否正常，轨道、管路延伸、同步注浆工作是否到位。 2、依次启动冷却水泵、齿轮油泵、推进油泵、辅助油泵、螺旋输 送机油泵、注浆泵、空压机、齿轮油泵、黄油泵、盾尾油脂泵等动力装置。 3、启动皮带输送系统和刀盘驱动电机，根据扭矩情况适当调整各 项参数。 4、各系统参数调节正常后，点击盾构机推进按钮，当土仓压力达 到设定压力时启动螺旋输送机进行排土，推进过程中根据地质情况向土仓内注入膨润土或泡沫剂，并适当调整后闸门的开度，。 5、使VMT进入掘进状态，推进过程中根据盾构机姿态的变化，适 当调整各组千斤顶的压力差，推进过程中密切关注刀盘的扭矩情况，根据刀盘扭矩情况对推进速度做适当的调整。 6、更换渣土车时，主司机接到信号员的满载信号时，盾构机进入 停机模式并关闭螺旋输送机和后闸门，皮带机继续运转，空渣土车就位后，根据信号指令依次开启各系统。 7、当一环推进结束后，使盾构机进入拼装模式，按照与启动时相 反的顺序关闭各系统，为拼装管片的需要使冷却、拼装系统处于工作状态 8、测量盾尾间隙，利用VMT计算出拼装点位，进入管片拼装作业。

1、管片拼装点位计算完成后，盾构机便进入拼装模式。 2、管片拼装机只能由拼装手操作，其他人未经允许不得进行操作。 3、管片拼装手在开动管片拼装机前必须看清楚管片拼装机周围的情 况，油缸底部若有油脂、污水，要及时进行清理。 4、根据拼装点位，依次缩回对应管片的千斤顶，一次最多缩回的数 量不宜超过5组。 5、管片在吊起前，拼装手必须检查拼装头是否上紧，看清该管片的 型号及顺序，然后再用管片运输机把管片运到合适位置。 6、管片被吊装起后，拼装手必须控制好旋转速度，把管片平稳的旋 转到将要拼装的位置，然后进行拼装。 7、拼装过程中，拼装手要站在有利位置看清管片的主要位置，看不 到的位置要与其他拼装人员配合，拼装K块时，为防止止水条撕裂，可在止水条上涂抹润滑剂，每环管片的拼装错台保证在5mm 以内。 8、管片被推进油缸顶住后，如果要对管片进行微调必须把推进油缸 收回后方可进行下一步的工作。 9、每块管片定位完成后，对螺栓进行紧固，下一环推进快结束时进 行二次紧固。 10、在拼装过程中如遇到紧急情况必须及时向领班工程师或盾构机主司机汇报，进行紧急处理。

盾构姿态控制

土压平衡盾构机困难状况下的操纵及纠偏 董宇 摘要：为了能使操纵手更熟练的操纵盾构机，本文根据自身工作实践对盾构困难状况下操纵及纠偏的理解与广大技术工作者探讨。 关键字：轴线；纠偏；趋势 1 前言 盾构机是一种很笨重的机具，操纵及纠偏是受很多技术参数制约的，怎样合理地把这些参数科学的统一起来，是影响盾构机操纵及纠偏的关键，下面就这些参数的调节及注意事项通过具体情况进行阐述。 2 盾构操纵及各影响参数 推力对掘进的影响 ⑴如果推进过程中出现一侧推力比另一侧推力大，但推进油缸的行程显示却是推力小的一侧变化快，这种现象多出现在小半径施工，增加推力，使得压差变大，以满足转弯的需要，用降低掘进速度的办法来保证掘进的连续性，同时也避免刀盘被卡死。 ⑵管片拼装的好坏会影响推进油缸的有效推力，所以要充分挖掘盾构机的有效推力，要避免不必要的推力损失，这也解释了为什么有时加大推力而速度依然无法获得提升。 铰接对掘进的影响 在纠偏过程中一侧的铰接拉得太长是件很头痛的事情，收铰接会加大不利的趋势，严重时这环的纠偏可能前功尽弃，一定要做到收铰接时间不可太长，压力不要太高，尽量把趋势从正值纠到负值（或负值到正值），并使之过2个趋势点再收铰接，这样就会把姿态调到了有利的一侧，这时收铰接才会对姿态纠偏起到事半功倍的效果。 速度对掘进的影响 ⑴如果掌子面裂隙水丰富，或是在通过含水丰富地层时，要全速前进，在出土量有保证的前提下，尽可能提高掘进速度，这样做的好处是快速通过含水层，避免过多的水涌出。

⑵在掘进过程中脱顶现象是时有发生的事情，可通过增大速度的方法把脱顶的油缸伸出来，以达到所有推进油缸都顶在管片上，一次不行，可多次重复此方法，一定会见效的。这种情况多出现速度不是很快，扭距忽大忽小的硬岩状况中。速度不宜过快也不宜过慢，更不要走走停停，可以在扭距大的情况下减小速度达到减小扭距的办法，不要停机等扭距降下来在掘进。 刀盘转速及扭距对掘进的影响 刀盘的转速要满足的条件便是与掌子面的充分切削，基本操作原则是黏土层用低转速，硬岩用高转速，同时注意推力的调整，以提高或降低刀盘对土体的惯入度。扭距不可太大，超过200bar不但应该提高泡沫剂等的用量，也要通过降低掘进速度的措施，来保证刀具不被严重磨损。 3 盾构纠偏 管片点位的选择对纠偏的影响 根据盾构机的走向，即满足的关键点为管片的轴线要与盾构机的轴线重合，在考虑纠偏调整的时候应考虑几点注意事项，首先要根据推进油缸的行程分析，封顶块要拼装在行程最短的一侧，其次要看盾构机的姿态，例如盾构机向右，而右侧的行程又最大，那就得要看第三个考虑的因素--铰接，这个因素也是最容易让人忽略的一个，如果右侧铰接最小，那么拼装时所要优先考虑的是拼装在行程最短处的两侧，使得管片有向右的趋势，减小管片与盾构机轴线之间的夹角，如果左侧的铰接最小，那么拼在行程最短处也是可以的，因为盾构机已经有向左的趋势了。 当盾构机转弯方向与姿态方向相反时，如果趋势过大，超过±8，从施工过程来看，急纠的危害是巨大的，如果从开始就调大推力压差，产生的结果是后点还是向外侧偏移，掘进过程中发现初始阶段大概推进400mm的时候，把压差调得适当，即保证的状态为维持前后点，使得后点有向内侧移动的趋势，然后再调大压差，就会容易使前点向外侧移动，顺利完成纠偏，同时这样也避免了过多的超挖。 盾构机的纠偏 实践发现，如果水平纠偏，最好先把垂直姿态稳住，再水平纠偏，也就是说要一个方向纠完，再纠另一方向，而实际的情况多是水平、垂直同时出现的，

盾构机姿态控制与纠偏

土压平衡盾构机姿态控制与纠偏

目录 一、姿态控制 (3) 1 、姿态控制基本原则 (3) 2、盾构方向控制 (3) 3、影响盾构机姿态及隧道轴线的主要因素 (6) 二、姿态控制技术 (10) 1 、滚动控制 (10) 2 、盾构上下倾斜与水平倾斜 (11) 三、具体情况下的姿态控制 (12) 1 、直线段的姿态控制 (12) 2 、圆曲线段的姿态控制 (13) 3 、竖曲线上的姿态控制 (14) 4 、均一地质情况下的姿态控制 (15) 5 、上下软硬不均的地质且存在园曲线段的线路 (15) 6 、左右软硬不均且存在园曲线段的线路 (15) 7 、始发段掘进调向 (16) 8 、掘进100m 至贯通前50m 的调向 (16) 9 、贯通前50米的调向 (17) 10 、盾构机的纠偏 (17) 11 、纠偏的方法 (18) 四、异常情况下的纠偏 (19) 1 、绞接力增大，行程增大 (19) 2、油缸行程差过大 (20) 3、特殊质中推力增加仍无法调向 (20) 4 、蛇形纠偏 (22) 5 、管片上浮与旋转对方向的影响 (22) 五、大方位偏移情况下的纠偏 (23)

一、姿态控制 1 、姿态控制基本原则 盾构机的姿态控制简言之就是，通过调整推进油缸的几个分组区的推进油压的差值，并结合绞接油缸的调整，使盾构机形成向着轴线方向的趋势，使盾构机三个关键节，是（切口、绞接、盾尾）尽量保持在轴线附近。以隧道轴线为目标，根据自动测量系统显示的轴线偏差和偏差趋势把偏差控制在设计范围内，同时在掘进过程中进行盾构姿态调整，确保管片不破损及错台量较小。通常的说就是保头护尾。测量系统主要的几个参数：盾首（刀盘切口）偏差：刀盘中心与设计轴线间的垂足距离。盾尾偏差：盾尾中心与设计轴线间的垂足距离。趋势：指按照当前盾构偏差掘进，每掘进1m产生的偏差，单位mm/m 。滚动角：指盾构绕其轴线发生的转动角度。仰俯角：盾构轴线与水平面间的夫角。 2、盾构方向控制 通过调节分组油缸的推进力与油缸行程从而实现盾构的水平调向和垂 直调向。不同的盾构油缸分组不同，分组的数量越多越利于调向。所有的油缸均自由的方式对调向最为有利。 方向控制要点： ( 1 ）控制要点：以盾尾位置为控制点

(完整版)海瑞克盾构机液压系统说明(附电路图)

一、液压系统元件 1液压泵 液压泵是液压系统的动力元件，按结构可以分为柱塞泵、齿轮泵、叶片泵，按排量可以分为定量泵、变量 泵，按输出出口方向又可以分为单向泵、双向泵。 泵都是由电动机或其他原动机带动旋转，通过这种往复的旋转将油不断地输送到管路中，通过各种阀的作 用，控制着执行元件的运行。 在大连地铁盾构机中，螺旋输送机使用一个双向变量泵和一个定量泵，推进系统中使用一个大排量的单向 变量泵，管片安装机种使用两个单向变量泵，注浆系统 中使用一个单向变量泵，辅助系统使用一个单向变量泵。

a.定量齿轮泵 注：右侧油液进入泵内，齿轮旋转带动油液从左侧出口流出，排量是一定的

c.定量叶片泵 注：转子转动，带动叶片推动油液1、2进油，3、4出油，排量一定 d.斜盘式柱塞泵 注：斜盘由联轴器带动转动，往复吸油、压油，斜盘角度是可以调控的

2液压阀 液压阀根据作用可以分为压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀。 压力控制阀可以控制液压回路的压力，如当液压回路中压力过大时，溢流阀或卸荷阀打开泄压。 流量控制阀可以控制液压回路中的流量大小，根据流量的不同可以控制执行元件的速度。 方向控制阀主要控制液压回路中液压油的流动方向，由此可以改变液压油缸的伸缩。 各种阀一般安装在靠近泵的油液管路中，相对来说比较集中，便于检查和维修。 a.单向阀 注：油液从P1口进入，克服弹簧力推开单向阀的阀芯，经孔隙从p2 口流出，油液只能从p1流向p2

b.溢流阀 注：油从压力口进入，通过阻尼孔进入后腔，克服弹簧压力，推开阀芯，油液 从溢流口

c.液控单向阀 注：x口接压力油时，阀芯将a与b口堵死，当x口接油箱时，若Pa大于Pb，则从a口进油，打开阀芯，流向b口，若Pb大于Pa时，则油液从b 口流向a口，

盾构姿态控制

复合地层长距离小半径曲线隧道盾构姿态控制 一、工程概况 大连市地铁二号线西安路站～交通大学站区间，本区间隧道起讫里程为DK16+803.630～CK18+462.893。本区间主要采用盾构法施工，在靠近交通大学站一端采用矿山法。本盾构区间隧道起讫里程为DK16+803.630～DK18+130.000，右线全长1326.370m，区间在DK16+796.63处设盾构始发井，在DK18+135.5处设盾构接收井。 西安路站至交通大学站区间平面线路出西安路站后沿南北向向南，通过半径为300m的曲线转入偏东西方向，再通过半径450m曲线接入黄河路，到达交通大学站。区间纵断布置形式呈“V”字形，最大纵坡为25‰。区间为双线地下隧道，左右线路为上下重叠至区间终点左右线逐渐分离并行。盾构段隧道开挖断面直径为6m，盾构隧道衬砌的管片采用厚300mm，宽1200mm，每环由6片管片拼装而成，拼装方式采用错缝拼装。 图1-1 西安路站至交通大学站区间平面

二、工程重、难点 2.1小半径（300m半径）曲线始发 由于受线路和现场条件限制，盾构机设计在线路为300m小半径曲线段上的竖井始发进洞，保证开挖隧道轴线在规范允许范围内是一项技术难题。 2.2复合地层长距离小半径R300曲线掘进 在硬岩地层或岩土复合地层小半径曲线掘进，对盾构掘进姿态的控制提出极高的要求。主要问题有: （1）风化岩地层基本无压缩性，在风化岩中刀具磨损较快，当边缘滚刀磨损5-8mm后盾构即出现卡盾及转向困难趋势；在曲线外侧超差时盾构需要以更小的转弯半径才能回正； （2）掘进中对盾构姿态控制的要求高，操作者对超差趋势需极其敏感。边缘滚刀的磨损检查及更换频率高。 (3) 推进油缸的推力方向为线路的切线方向，因此对管片有1个向外的分力，导致管片发生偏移，故油缸推力要合理设置 (4) 转弯过程中，盾尾和管片有一定的夹角，导致盾尾密封刷局部防水效果不理想，易发生盾尾漏浆。 (5)盾尾密封刷局部受压容易使盾尾密封损坏，同时管片外边缘易受损，铰接油缸及纠偏强度需合理设置 2.3长距离硬岩段掘进施工 相比上软下硬、砂层推进中可能导致的地面环境灾害，在长距离硬岩段中掘进主要的困难在于盾构穿越硬层时会出现刀具磨损快、掘进效率低下以及管片上浮等问题。硬岩段地层推进时管片脱出盾尾后上浮现象明显，下坡变坡段时尤盛。出现管片上浮的原因在于赋存与岩层中的地下水、壁后注浆浆液以及向工作面注入的改良性液体等汇集到盾尾处，这些带有一定压力的液体会使脱出盾尾的管片悬浮。在此过程中，应根据管片测量成果，对盾构姿态进行预压，保证在管片浮动后，成型隧道轴线与设计轴线偏差保持在规范允许范围内。

盾构管片拼装和姿态控制的要点

盾构管片拼装和姿态控制的要点盾构管片拼装质量和姿态控制是相互关联，密不不可分的。为保证拼装质量和姿态，我们可以从人、机、物、法、环几个方面进行控制。 1、人的控制首先人是控制工程质量的第一因素，在这里我认为主要是责任心和技能素质。责任心与自身所受的教育，家庭责任感和社会责任感及公司的管理制度有很大的关系。你的用心操作和一丝不苟的作风，将直接影响到拼装质量。所以拼装 负责人和机械操作手要掌握质量标准，以质量求进度，质量不达标准不进行下一环的拼装。 在技能方面，你们公司是第一次在上海做盾构，盾构机又是新购进的，人员也是新配备的，机械性能等方面都需要调试和一个熟悉的过程。这里固然有有利的因素，那就是机械性能先进，自动化程度高。但我们也要看到不利的因素，就是新的人员要驾御这匹性能还不完全熟悉的盾构机。一是需要专家的现场指导，二是在干中学学中干。并要结合实际，积累经验，达到熟练操作的程度。 2、管片拼装 1）、管片拼装的前期准备盾构推进的后座应与后壁密实贴紧，后座的环面应与推进轴线垂直，同时开口段的上半部应设有稳固的后座支撑体系。 盾构在基座导轨上推进时应同步垫实管片脱出盾尾后与导轨之间的空隙，不使管片下沉，垫实材料宜用木楔。 盾构的出洞施工由于后座条件的限制，一般盾构的上部千斤顶在一定期间内不能使用，为此要精心调整盾构正面土体反力以少用或不用底部范围千斤顶，防止盾构上飘以及后座因受力不均而遭破坏。当上飘较大而开口副环又没到位时，要临时在上部加支撑和使用上部千斤顶。. 盾构管片的第一环（包括副环），管片的横向轴线一定要垂直于隧道设计的纵向轴线。这一环致关重要，首次拼装一定要千万注意。 施工人员要加强对前一环管片环面进行质量检查和确认，及时通知地面管片进行调整接缝弹性密封垫厚度的调整。同时本环的第一块管片定位前，应观察管片与盾构四周的空隙情况及上环管片的成果报表来决定本环的纠偏方法和纠偏量，然后确定本环第一块的拼装位置。 送到盾构后续车架内的管片，要按先后顺序——由下而上，待拱底块管片就位

海瑞克盾构机基本参数

海瑞克土压6.3m盾构基本参数 名称技术参数备注 管片设计 外径6米 内径5．4米 管片宽度1．5米 数量5+1 盾体 前体 6.25x6.25x2.9米86.5吨 中体 6.24x6.24x2.58米80吨 前盾数量1个 中盾数量1个 直径6．25米不计耐磨堆焊层 长度(前体和中体) 4．68米螺栓连接并带密封盾构类型土压平衡 300米 盾构最小水平转弯 半径 最大工作压力3BAR 土压传感器(数量) 5个 气闸连接法兰1个 1个 螺旋输送机连接法 兰 盾尾 6.23x6.23x3.61米30吨 盾尾数量1个 型式绞接 长度3．61米 密封3排钢丝刷 注浆口4个DN50,单管 推进油缸液压 数量30个10组双缸+10组单缸分组数量4组 推力34 210KN 最大300BAR 行程2米 工作压力300BAR 伸出速度80mm/min 所有油缸 绞接油缸 类型被动式 数量14个 行程150 mm 刀盘 6.28x6.25x2.6米65吨 数量1个 形式装配有滚刀式 直径6．28米

旋转方向左/右 刀具配置4把17寸中心双刃滚刀，32把17寸单刃滚刀，28把齿刀（250 mm 宽），8组边刮刀（1组两把）。 8个 刀盘上泡沫喷嘴数 量 中心回转体1个 刀盘驱动 数量1个 形式液压驱动 液压马达数量9个 额定转矩6000KNm 最大脱困扭矩7150KNm 转速0~4.5转/分 功率945KW 3x315KW 主轴承形式固定式 人闸 数量1个 形式双仓 直径1．6米 工作压力3BAR 测试压力4．5BAR 额定人数（容纳）3+2 主仓/副仓 管片安装器 管片安装器及行走 5．0x4.0x3.8米22吨 梁 数量1个 形式中心回转式 抓紧系统机械式 自由度6个 旋转角度+/—200度比例控制 管片宽度1．2/1．5米 纵向移动行程2米比例控制 控制装置无线、有线控制 螺旋输送机 形式双螺旋转、有轴式 1号螺旋输送机13.4x1.2x1.4米23吨 长度13．4米 直径800mm 功率160KW 最大扭矩198 KNm 拖困扭矩225 KNm 转速1~22转/分无级调速 285方/时100%充满时 最大出土量（理论 值）

盾构机操作手册

盾构机操作手册 一掘进参数定义 1，土压2，温度3，泡沫参数4，注浆压力5，推力6，扭矩7，推进速度8，螺旋机速度9，铰接行程差10，推进油缸行程差11，姿态趋势12，滚动角 1，土压 A，计算工作土压由土体水压以及土体压力组成，掘进中一般按照土体埋深考虑静水压力以及适当考虑土体压力，但都应根据具体地质考虑计算土压 B，实际掘进中的土压除考虑静水压力以及理论的土体压力外，应根据计算土压以及实际除土量以及地面沉降综合考虑 C，实际各种地层土压还应考虑地面建筑物状况以及隧道上方管线布置，通常，对于各种含水或富含水砂层并且地面有建筑物状况，土压应考虑高于隧道埋深静水压力并能够产生地面约2～3mm隆起以应对后期沉降；对于需要进行半仓气压掘进地层，土压也需高于隧道埋深的静水压力0.2~0.3bar 以保证正常出土量；对于弱含水地层，土压不必完全按照埋深静水压力考

虑，可以根据出土量及地面沉降进行适当增减；对于富含粘粒质地层，不建议采用完全土压掘进，即考虑半仓气压掘进但并非欠土压，以免刀盘粘结。 2，温度 A，此处所及温度指土仓温度以及渣土温度 B，不论富含粘粒质地层或砂岩地层，如果土仓内出现渣土粘结于刀盘都会出现渣土温度高于正常出土温度；如果粘结进一步发育，会出现土仓壁温度升高。 C，随时关注渣土或土仓壁温度，可以防止通常所说的土仓结饼，尤其可以预防在软弱地层无妨开仓除饼而产生的施工停止状况。 D，渣土温度的监控应持续监控，尤其是螺旋机出土的块状渣土应作为温度检查的重要依据。 3，泡沫参数 A，关于泡沫剂浓度，及泡沫剂原液与水的比例，泡沫剂浓度首先应该依据泡沫剂生产厂家提供的泡沫剂浓度进行调价，实际施工中的浓度状况应该依据最终泡沫发生状况调节。 B，关于膨胀率，及空气与泡沫剂溶液的比例，通常在15～25，实际参数也应该根据泡沫最终发生效果调节。 C，关于泡沫注入率，即掘进速度与泡沫剂注入速度的比例，最好按照渣土实际改良状况进行调节，不建议完全按照厂家提供注入参数注入，因为实验室内渣土搅拌与刀盘内渣土搅拌的情形有差别。

盾构隧道施工中盾构机的姿态控制

盾构隧道施工中盾构机的姿态控制 盾构隧道施工中盾构机的姿态控制包括机体滚转控制和前进方 向的控制, 在掘进过程中, 盾构机操作人员根据激光自动导向系统 在电脑屏幕上显示的数据, 通过合理选择各分区千斤顶及刀盘转向 等来调整盾构机的姿态。盾构机姿态控制操作原则有两条: (1)机体滚角值应适宜, 盾构机滚角值太大, 盾构机不能保持 正确的姿态, 影响管片的拼装质量, 此时, 可以通过反转刀盘来减 少滚角值。 (2) 盾构机的前进方向水平向右偏, 则需要提高右侧千斤顶分 区的推力; 反之, 则需要提高左侧千斤顶分区的推力。如果盾构机机头向下偏, 则需要提高下部千斤顶分区的推力; 反之亦然。 盾构机姿态控制的一般细则 一般情况下, 盾构机的方向纠偏应控制在±20mm 以内, 在缓和 曲线及圆曲线段, 盾构机的方向纠偏应控制在±30mm 以内。尽量保 持盾构机轴线与隧道设计轴线平行, 否则, 可能会因为姿态不好而 造成盾尾间隙过小和管片错台裂缝。当开挖面土体较均匀时, 盾构机姿态控制比较容易, 一般情况下方向偏角控制在±5mm?m 以内。当开挖面内的地层左、右软硬不均而且又是处在曲线段时,盾构机姿态控 制比较困难。此时, 可降低掘进速度, 合理调节各分区的千斤顶推力, 有必要时可考虑在硬岩区使用超挖刀(备有超挖刀的盾构机) 进行超挖。当盾构机遇到上软下硬土层时, 为防止盾构机“抬头”, 要保持下俯姿态; 反之, 则要保持上仰姿态。掘进时要注意上下两端和左右两侧的千斤顶行程差不能相差太大, 一般控制在±20mm 以内。在曲

线段掘进时, 一般情况下根据曲线半径的不同让盾构机向曲线内侧偏移一定量, 偏移量一般取10～ 30mm。在盾构机姿态控制中, 推进油缸的行程控制是重点。对于1.5m 宽的管片, 原则上行程控制在1700～ 1800mm 之间, 行程差控制在0～ 40mm 内, 行程过大, 则盾尾刷容易露出, 管片脱离盾尾较多, 变形较大; 行程差过大, 易使盾体与管片之间的夹角增大, 易造成管片的破损、错台。 不同地质环境中盾构机掘进姿态的控制技术 1. 淤泥质土层中盾构机掘进姿态的控制盾构机在软弱土层中掘进时, 由于地层自稳性能极差, 为控制盾构机水平和垂直偏差在允许范围内, 避免盾构机蛇形量过大造成对地层的过量扰动, 宜将盾构机掘进速度控制在30～40mm?m in 之间, 刀盘转速控制在1. 5r?m in 左右。在该段地层中掘进时, 四组千斤顶推力应较为均衡, 避免掘进过程中千斤顶行程差过大, 否则, 可能会造成推力轴线与管片中心轴线不在同一直线上。在掘进过程中应根据实际情况加注一定量的添加剂,以保持出土顺畅, 尽量保持盾构机的连续掘进, 同时, 要严格控制同步注浆量, 以保证管背间隙被有效填充。 2.砂层中盾构机掘进姿态的控制盾构机在全断面富水砂层中掘进, 由于含水砂层的自稳性极差, 含水量大, 极易出现盾构机“磕头”现象, 同时, 在含水砂层中盾构机也易出现上浮现象。为避免盾构机在含水砂层中掘进出现“磕头”现象, 在推进过程中盾构机应保持向上抬头的趋势, 如果发现有“磕头”趋势,应立即调节上下部压力, 维持盾构机向上的趋势。为避免盾构机在含水砂层中掘进出现上浮现象, 在盾构机掘进时应减小刀盘转速, 减小对周围砂层的扰动。

盾构机操作及参数控制

盾构机操作及参数控制 目前，住总集团大多采用德国海瑞克盾构机、日本小松及日立盾构机，现就其小松盾构机操作情况及参数控制作如下总结： 1 开机前准备 1) 检查延伸水管、电缆连接是否正常； 2) 检查供电是否正常； 3) 检查循环水压力是否正常； 4) 检查滤清器是否正常； 5) 检查皮带输送机、皮带是否正常； 6) 检查空压机运行是否正常； 7) 检查油箱油位是否正常； 8) 检查脂系统油位是否正常； 9) 检查泡沫原液液位是否正常； 10)检查注浆系统是否已准备好并运行正常； 11)检查后配套轨道是否正常； 12)检查出碴系统是否已准备就绪； 13)检查盾构操作面板状态：开机前应使螺旋输送机前门应处于开启状态，螺旋输送机的螺杆应伸出，管片安装模式应无效，无其它报警指示； 14)检查测量导向系统是否工作正常； 若以上检查存在问题，首先处理或解决问题，然后再准备开机。 15)请示技术负责人并记录有关盾构掘进所需要的相关参数，如掘进模式，土仓保持压力，线路数据，注浆压力等； 16)请示设备机修负责人并记录有关盾构掘进的设备参数； 17)若需要则根据技术负责人和设备机修负责人的指令修改盾构参数； 2 开机 1)确认外循环水已供应，启动内循环水泵； 2)确认空压机冷却水阀门处于打开状态，启动空压机； 3)根据工程要求选择盾尾油脂密封的控制模式，即选择采用行程控制还是采用压力控制模式；

4)在“报警系统”界面，检查是否存在当前错误报警，若有，首先处理； 5)将面版的螺旋输送机转速调节旋扭、刀盘转速调节旋扭、推进油缸压力调节旋扭、盾构推进速度旋扭等调至最小位； 6)启动前后液压泵站冷却循环泵，并注意泵启动是否正常，包括其启动声音及振动情况等。以下每一个泵启动情况均需注意其启动情况； 7)依次启动润滑脂泵（EP2）、齿轮油泵、HBW 泵、内循环水泵； 8)依次启动推进泵及辅助泵； 9)选择手动或半自动或自动方式启动泡沫系统； 10)启动盾尾油脂密封泵，并选择自动位；至此，盾构的动力部分已启动完毕，下面根据不同的工序进一步进行说明。 3掘进 1)启动皮带输送机 2)启动刀盘 根据测量系统面版上显示的盾构目前旋转状态选择盾构旋向按钮，一般选择能够纠正盾构转向的旋转方向； 选择刀盘启动按扭，当启动绿色按钮常亮后。并慢慢右旋刀盘转速控制旋钮，使刀盘转速逐渐稳定在 2rpm 左右。严禁旋转旋钮过快，以免造成过大机械冲击，损机械设备。此时注意主驱动扭矩变化，若因扭矩过高而使刀盘启动停止，则先把电位器旋钮左旋至最小再重新启动； 3)启动螺旋输送机 慢慢开启螺旋输送机的后门； 启动螺旋输送机按钮，并逐渐增大螺旋输送机的转速； 4)按下推进按钮，并根据 ZED 屏幕上指示的盾构姿态调整四组油缸的压力至适当的值，并逐渐增大推进系统的整体推进速度； 5)至此盾构开始掘进； 4土仓压力调整 1)如果开挖地层自稳定性较好采用敞开式掘进，则不用调正压力，以较大开挖速度为原则； 2) 如果开挖地层有一定的自稳性而采用半敞开式掘进，则注意调节螺旋输送机的转速，使土仓内保持一定的渣土量，一般约保持 2/3左右的渣土。

盾构选型及参数计算方法

盾构选型及参数计算方法 1.1、序言 盾构是一种专门用于隧道工程的大型高科技综合施工设备，它具有一个可以移动的钢结构外壳（盾壳），盾构内装有开挖、排土、拼装和推进等机械装置，进行土层开挖、碴土排运、衬砌拼装和盾构推进等系列操作，使隧道结构施工一次完成。它具有开挖快、优质、安全、经济、有利于环境保护和降低劳动强度的优点，从松散软土、淤泥到硬岩都可应用，在相同条件下，其掘进速度为常规钻爆法的4～10倍。较长地下工程的工期对经济效益和生态环境等方面有着重大影响，而且隧道工程掘进工作面又常常受到很多限制，面对进度、安全、环保、效益等这些问题，使用盾构机无疑是最好的选择。些外，对修建穿越江、湖、海底和沼泽地域隧道，采用盾构法施工，也具有十分明显的技术和经济优势。 采用盾构法施工，盾构的选型及配置是隧道施工中关键环节之一，盾构选型应根据工程地质水文情况、工期、经济性、环境保护、安全等综合考虑。盾构的选型及配置是一种综合性技术，涉及地质、工程、机械、电气及控制等方面。 1.2盾构机选型主要原则 1.2.1盾构的选型依据 盾构选型主要应考虑以下几个因素： 1）工程地质、水文条件及施工场地大小。 2）业主招标文件中的要求。

3）管片设计尺寸与分块角度。 4）盾构的先进性、适应性与经济性。 5）盾构机厂家的信誉与业绩。 6）盾构机能否按期到达现场。 1.2.2 盾构的型式 1）敞开式型盾构 敞开式型盾构是指盾构内施工人员可以直接和开挖面土层接触，对开挖面工况进行观察，直接排除开挖面发生的故障。这种盾构适用于能自立和较稳定的土层施工，对不稳定的土层一般要辅以气压或降水，使土层保持稳定，以防止开挖面坍塌。有人工开挖盾构、半机械开挖盾构、机械开挖盾构。 2）部分敞开式型盾构 部分敞开式型盾构是在盾构切口环在正面安装挤压胸板或网格切削装置，支护开挖面土层，即形成挤压盾构或网格盾构，施工人员可以直接观察开挖面土层工况，开挖土体通过网格孔或挤压胸板闸门进入盾构。根据以往大量工程经验，通常都将挤压胸板和网格切削装置组合在一起安装在盾构上，形成网格挤压盾构。这种盾构适用于不能自立、流动性在的松软粘性土层、尤其是对隧道沿线地面变形无严格要求的工程。当盾构采用网格开挖时，应将安装在网格后面的挤压胸板部分或大部分拆除，利用网格孔对土层的摩擦力或粘结力对开挖面土层进行支护，当盾构向前推进时（一般是盾构穿越江湖、海底或沼泽地区），应将挤压胸板装上，盾构向前推进时，可将土体全部

铁建重工盾构机使用说明书

盾构机基本操作指导书
1、安全操作规程
1.1．基本注意事项
（1）．遵守岗位内安全规程
● 盾构机操作、维修人员必须是受过专业训练的，必须具备相应的操作资格。
● 进行机械操作或维修时，请遵守相关的技术资料和项目部下发的文件中所 有安全规则、注意事项及顺序。
● 身体不适、服用药物（催眠药）时及酒后不要操作， 因为发生危机时，容易造成判断失误。
● 多人共同作业时，一定要设指挥员，根据制定的方案操作。
（2）．设置安全联锁装置
? 请确认所有的防护装置、防护罩是否装在正常位置。如果破损，请马上修理。 ? 请认真了解盾构联锁、溢流阀等安全装置。 ? 请勿随便调节盾构联锁装置、溢流阀。
解除盾构联锁装置请参照盾构联锁装置的使用说明。 ? 一旦误用安全装置，将会造成重大人身事故。
（3）．电气、液压的设定，不要随便变更
?
为防止电气火灾，请勿变更热继电器等设定值。
?
为防止盾构机损伤，请勿变更溢流阀压力等液压设定值。
（4） ．
?
正确穿戴工作服和安全保护用品 过肥的服装、饰品等有可能被机械部件上的物品钩住，有油的工作服因易 燃，也不得穿用。 请勿忘记根据工作内容穿戴保 护眼镜、安全帽、口罩、手套等。 特别是用锤子打击销子等金属片、异物时 可能飞散，必须使用保护眼镜、安全帽、 手套等保护用具。
1.2．盾构掘进过程中的注意事项
第 1 页 共 55 页

（1）．掘进中必须特别注意的事项：
? 掘进中，机器有时会突然侧滚。所以进入掘进机内时，请充分注意因突然侧滚造 成的跌倒、滚落。 特别是在高处时，必须要用安全带。
? 因传送带或土沙压送泵运转中的振动，造成后续台车的翻到，伤及 作业者的危险性是存在的，请切实装好防翻部件，并认真确认。
（2）．注意电机的散热：
? 电机散热装置周围闭塞时，就不能散热，有损伤内部、发生火灾的可能， 因此，请保持电机散热装置的正常运转。
（3）．推进油缸靴撑和管片间的注意事项：
? 推进油缸靴撑和管片间有夹住手脚的危险。注意不要把手脚置于其间。
（4）．注意异常音、异常情况等：
? 如果对器具的异音、异常不加以注意，零部件将可能破损而飞散，并有因部件 飞散而造成人员伤害的危险。 机器发生异音、异常时，请立即中止掘进，进行点检、维修。
2、盾构掘进作业工序流程
盾构掘进作业工序流程参见图 2-1。
开始
设定管理基准
开挖掘进
同步注浆
运输列车 出洞
是否达到掘进
否
循环进尺
运输列车 准备材料
运输列车 运料进洞
是 管片拼装
否 开挖6m
是 延伸管道
(轨道)
下一循环 第 2 页 共 55 页

盾构机在淤泥质地层中推进如何控制盾构机姿态的研究

盾构机在淤泥质地层中推进应如何控制好盾构机姿态的方法和研究 作者：李懂懂 引言 随着城市的快速发展，我国各大城市都在进行建设地铁。盾构法施工技术得到了广泛的应用。当盾构机在不同地质条件推进时盾构姿态的控制是有所差别的。 东方大道站～独墅湖南站盾构区间左线1772.729m、右线1794.2m。总长度为3566.929m。 本区间线路始于东方大道站东端，下穿花泾港河道后线路稍向北偏，下穿独墅湖公园、赏湖路、规划地块（一类居住用地）及苏州运河后，线路转向北下穿过规划地块（二类居住用地）后折向启月街到达独墅湖南站。区间线路共有两段曲线，半径分别为2000m、450m，左右线路中心线间距13.0～16.5m。 区间隧道纵坡呈“V”字型，最大坡度25‰，最小坡度3.5‰。与车站相连端的竖曲线半径为3000m，其余半径为5000m。隧道埋深10.8～19.1m，下穿苏州运河段隧道最小埋深约11.6m。

图2.1 东方大道站～独墅湖南站区间平面示意图

图2.2 东方大道站～独墅湖南站区间地质断面示意图 1.淤泥质土层中盾构机掘进姿态的控制 盾构机在软弱土层中掘进时, 由于地层自稳性能极差, 为控制盾构机水平和垂直偏差在允许范围内, 避免盾构机蛇形量过大造成对地层的过量扰动, 宜将盾构机掘进速度控制在30～40mm?m in 之间, 刀盘转速控制在1. 5r?m in 左右。在该段地层中掘进时, 四组千斤顶推力应较为均衡, 避免掘进过程中千斤顶行程差过大, 否则, 可能会造成推力轴线与管片中心轴线不在同一直线上。在掘进过程中应根据实际情况加注一定量的添加剂,以保持出土顺畅, 尽量保持盾构机的连续掘进, 同时, 要严格控制同步注浆量, 以保证管片背后间隙被有效填充。盾构机在这种地

盾构机参数

随着地下空间的开发，盾构技术已广泛地应用于地铁、隧道、市政管道等工程领域。在我国的各项施工中，盾构机的种类越来越多，其中土压平衡式盾构机在上海、南京、广州等地铁施工中有着较为出色的表现，笔者以日本小松公司Φ6340盾构机为例，结合施工中的一点经验与理解，对其控制原理和参数设置等做简要总结。 控制原理 土压平衡式盾构机的土压控制是PID自动调节控制，切削刀盘切下的弃土进入土仓，形成土压，土压超过预先设定值时，土仓门打开，部分弃土通过螺旋机排出土仓，从而保持土仓内土压平衡，土仓内的土压反作用于挖掘面，防止地层的坍塌。 土压的平衡控制是通过装在盾构机土仓隔壁上的土压计对掘进中的土压进行实时监视，土压计监测到的数值传送到PLC，PLC计算出测量值与设定值之间的差值E，通过PID 控制，自动调整螺旋机转速，使E值趋向于零，当E值大于零时，PLC发出指令，增加螺旋机转速，提高出土量直至土仓内土压重新达到新的平衡状态，反之当E值小于零时，PLC 会降低螺旋机转速，以减少偏差。以保持土仓内土压平衡，使盾构机正常掘进。 主要参数 抽样周期：PID 演算处理的时间间隔，周期越短，动作越连续，但增加了单位时间的处理次数，因此PID以外的控制变慢，不需要细微变动时，可延长周期。 过滤系数：用来除去输入模拟值上的高频成分，数值越大，则过滤效果越强，系统反应也就越迟钝。 比例常数P:为了提高系统灵敏度，使土压保持在一定范围，把计测值与设定值的差值E 乘以一个系数，所得结果再与目标值相比较，这个系数就是比例常数P，P 值越大，调控效果越好。 积分时间I：系统引入比例常数后，PLC调控螺旋机的输出操作量mv=P*E, 也就是偏差被放大了P倍，这样当系统产生偏差时，可能会使螺旋机转速突然增大或减小了许多，形成超调现象，于是又反过来调整，这就引起螺旋机转速忽大忽小，形成振荡。为了消除振荡，引入积分环节，使操作量mv 在积分时间内逐渐完成，即螺旋机转速平稳变化，直到消除偏差。积分时间越小，调控效果越好。 微分时间：根据偏差变化率de/dt 的大小，提前给出一个相应的调节动作，从而缩短了调节时间，可以克服因积分时间太长而使恢复滞后的缺点。 参数设定 参数设置分为两步，第一步是在设备组装完毕，无负荷的状态下进行的一次调试，第二步是在掘进开始，土层稳定后，根据土层状况和操作习惯进行的微调。 1、无负荷调试 （1）比例系数P，首先不执行 I和D，I调至数值上限，D设定为 0,这样系统只执行比例动作P，变动土压目标值，制造约0.01 － 0.03Mpa 的系统偏差,接下来逐渐增大 P 值，使螺旋机转速逐渐增大，当 P 值上升到一定值时，螺旋机的旋转速度会出现大幅度地反复升降，即系统形成振荡，我们把出现振荡时P 值的 85% － 90% 设定为系统的比例系数。 （2）积分时间I，比例系数确定后，调节积分时间I，变动土压目标值，制造一个系统偏差，观察螺旋机回转速度以怎样的速度变化，继续加一定的偏差时，系统向偏差减小的方向增加或减小操作量，操作量的变化程度随积分时间I的变化而变化，此时可以根据操作人员的操作习惯来确定积分时间，一般来说，I在数值上为P值的70% 左右。 （3）微分时间D，在盾构机PID 控制中，管理对象是土仓内的土压，如果掘进速度一定，则土压与切削土量减排土量之差的时间累积成正比，另一方面，系统的控制对象是螺旋机转速，而螺旋机转速同单位时间的排土量成正比，这样从系统输入来看，系统的输出是