海瑞克盾构机技术说明

目录

隧道掘进机的技术说明

5.1 概述 (3)

5.2 功能（EPB盾构） (4)

5.2.1 土料挖掘 / 推进 (5)

5.2.2 控制 (6)

5.2.3 管环拼装周期 (7)

5.3 技术数据/总览 (8)

5.4 操作步骤 (16)

5.4.1 进入开挖室 (16)

5.4.2 人行气闸 (19)

准备和注意事项 (19)

加压 (21)

加压步骤 (22)

加压图 (24)

通过通道室加压（加压附加人员） (26)

附加人员加压图 (27)

卸压 (28)

卸压步骤： (29)

卸压图 (31)

对一个人员的紧急卸压图 (33)

紧急情况下，通道室和主室内应分别采取的措施 (36)

紧急情况卡卡样 (37)

5.4.3 将开挖工具送入压力室 (38)

5.4.4 拼装管环 (39)

5.4.5 回填 (41)

通过尾部机壳进行回填 (41)

灌浆泵的工作原理 (42)

5.4.6 压缩空气供给 (44)

工业用空气 (44)

压缩空气调节 (45)

5.4.7 发泡设备说明 (46)

安装设计 (46)

设备功能 (47)

高压聚合物系统 (47)

5.5 隧道掘进机各部件 (48)

5.5.1 盾构 (49)

概述 (49)

前部盾构 (49)

中间盾构 (50)

尾部机壳 (50)

推力缸 (50)

盾构关节油缸 (51)

5.5.2 人行气闸 (52)

5.5.3 刀盘驱动装置 (54)

原理 (54)

旋转工作机构系统，主轴承 (54)

齿轮润滑 (54)

密封系统 (55)

5.5.4 拼装机 (56)

技术说明 (56)

支架梁 (56)

行走机架 (57)

旋转机架 (57)

带抓取头的横向行走装置 (58)

旋转机架的动力提供 (59)

安全设备 (59)

5.5.5 螺旋输送机 (60)

一般说明 (60)

伸缩缸 (60)

前部闸阀 (60)

前部闸阀 (61)

驱动装置 / 密封系统 (62)

安全装置 (62)

5.5.6 后援装置 (63)

一般说明 (63)

桥 (64)

龙门架1 (65)

龙门架2 (66)

龙门架3 (68)

龙门架4 (69)

龙门架5 (71)

5.1 概述

该设备是一种液压挖掘盾构机，采用土压支护隧道开挖面。泥土由刀盘开挖。隧道壁面采用管片（钢筋混凝土块）衬砌。

该设备的设计形式是土压平衡盾构。

设备制造商：

海瑞克公司

Schlehenweg 2

D-77963 Schwanau

海瑞克公司的供货范围包括：隧道掘进机本体、管片定位设备（拼

装机）、后援列车以及相应的液压与电源装置。它们组合起来构成

隧道掘进机的整套设计。

5.2 功能（EPB盾构）

土压平衡盾构机（缩写为EPB盾构）尤其适用于各种黏性土质，其

中有较高含量的低渗水性粘土、壤土或淤泥。

为防止出现沉降或隆起，将刀盘开挖下来的土料用于支撑隧道开挖

面。

用作支撑介质的开挖土料必须具备如下特性：

高塑性

流质至松软的密实度

低内摩擦

低渗水性

通常，这些特性在开挖前后均无法遇到。土料必须利用添加物如斑

脱土和泡沫予以调节，使其变得易于输送，但土压的变化必须予以

考虑。

5.2.1 土料挖掘 / 推进

土料开挖是借助旋转刀盘完成的，然后，挖掘的土料在挤压作用

下，通过刀盘上的开口进入挖掘室。并与那里已经存在的浆状塑性

土料混合搅拌。推力千斤顶的作用力通过压力隔板传递到浆状土，

以防止隧道开挖面的土料进入开挖室。当开挖室内的浆状土无法被

土压、水压进一步压实时，即达到了平衡。此时，隧道开挖面上的

土压大约等于静态土压。如果进一步提高浆状土的支护压力，使其

超过平衡状态，则会进一步压实开挖室内的浆状土和隧道开挖面，

从而可能导致盾构前方区域发生隆起。而如果降低土压，则土料将

进入挖掘室，并因此而造成沉降。

借助于螺旋输送机，可以将开挖的土料从受压的开挖室内输送到处

于大气压下的隧道部分。要在不采用气闸的情况下，将土料从螺旋

输送机出口输送到输送皮带上，土料应具有较低的渗水性，以避免

其通过螺旋输送机流出。

土压主要受以下因素影响：

?隧道掘进速度

?开挖的土料数量

?调节土料所用的添加介质

在按某一给定速度进行隧道开挖时，土压的控制是通过改变螺旋输

送机的转速来实现的。如果提高螺旋转速，以更快的速度排出土

料，则土压下降。而如果放慢排土速度，则土压将会增加。

另外，一般还可以通过改变推进速度来控制土压。降低隧道开挖速

度，则降低土压，而提高隧道开挖速度，则引起土压的提高。

在隧道挖掘过程中，目标是要使土压保持恒定。挖掘室内产生的压

力必须补偿刀盘前部的压力，以避免发生沉降和土料泄漏。

借助于安装在压力隔板的各种不同高度上的土压传感器，在控制室

内，可以实现土压和支护压力的可视化。

在隧道开挖过程中，可以变换刀盘的旋转速度，以便搅拌和调节土

料，减少盾构的横摇。

5.2.2 控制

盾构机运行所必需的数据及控制设施均位于控制室内。隧道挖掘速

度、刀盘转速以及螺旋输送机的转速均可以在控制室内进行设置。

此外，在控制室内。还可以确定隧道掘进方向，通过推力千斤顶组

的压力调节，可以使盾构机按照导向系统所发出的指令受到控制。

5.2.3 管环拼装周期

在推进过程中，下一道待拼装的管片环被装载到管片送料机上。

随着轨道掘进机向前推移，已拼装好的上一道管环的外表面与刀盘

开挖直径之间的间隙必须予以填充。否则周边的土将填充此间隙，

从而导致沉降的发生。

当完成推进周期后，若干个推力千斤顶将缩回，以便腾出足够的空

间用于第一个管片。其它的推力千斤顶将仍然保持与已建管环之间

的接触，以防盾构因土压作用而后移。

拼装机提起管片，并将其放置到位，然后通过销钉与前一道管环连

接。在拼装机机头松开管片之前，必须确保缩回的千斤顶已将管片

固定好，以避免管片的意外移位。

其它管片按完成管环的同样方式进行拼装。

5.3 技术数据/总览

隧道隧道长度：

最大坡度/倾斜度

3.459[m]

+/- 5%

隧道管隧道内径

隧道外径

管片长度

管片数量? 5.400 [mm] ? 6.000 [mm] 1.500 [mm]

5 + 1

隧道掘进系统最高工作压力

包含后援系统在内的总长度

最大推进速度3 [bar]

约80[m]

80 [mm/min]

盾构盾构总长度（不含刀盘）

钢材质量

隔板上定子的数量

每台盾构机的土压传感器数量

筛选加注的开口数约7.925 [mm] S355J2G3

4个

5个

6个

前盾构部分前盾构部分的外径（不含硬质焊敷层）

前部盾构长度

盾构敷层的钢材厚度

压力隔板的钢材厚度

前盾构部分的钢结构重量

螺旋输送机的标称宽度

通道闸门的尺寸6.250 [mm] 1.710 [mm] 60 [mm]

80 [mm]

约570[m] DN 900 [mm] DN 600 [mm]

中间盾构部分中间盾构部分的外径（不含硬质焊敷层）

中间盾构部分的长度

盾构敷层的钢材厚度

中间盾构部分钢结构的重量6.240 [mm] 2.580 [mm] 40 [mm]

约320[m]

尾部机壳尾部机壳的外径（不含硬质焊敷层）

尾部机壳的长度

尾部机壳敷层的钢材厚度

尾部机壳钢结构的重量6.230 [mm] 3.665 [mm] 40 [mm]

约300[m]

人行气闸公称宽度

通道室容积

主室容积

最高工作压力.

试验压力DN 1.600 [mm] 2,1 [m3]

4,25 [m3]

3 [bar]

4,5 [bar]

推力缸推力油缸的数量

带行程测量系统的推力油缸的数量

油缸规格

行程

组数

350bar时的最大推力

回缩速度，7个油缸

最高伸出速度30个

4个

? 220/180 [mm] 2.000 [mm]

4

约

34.200 [kN]

2.000 [mm/min]] 80 [mm/min]

盾构关节油缸油缸数量

油缸规格

行程

带行程测量系统的推力油缸的数量

250bar时，每一油缸的张力14个

? 180/80 [mm] 150 [mm]

4个

7.200 [kN]

刀盘标称直径

重量

旋转方向

结构用钢材

开口比率

格栅条

加注开口数（针对发泡）? 6.280 [mm] 约 573 [kN]

左/右

S355J2G3 25 % Hardox 400 8个

工具中心刀具

双碟数量

刀具相对刀盘前端面的凸出量

刀盘直径

软岩石中心錾（可顶靠在软土中的刀盘上进行更换）錾子数量

刀具相对刀盘前端面的凸出量

硬岩石刀盘

刀盘数量

刀具相对刀盘前端面的凸出量

刀盘直径

软岩石錾子（可顶靠在软土中的刀盘上进行更换）錾子数量

刀具相对刀盘前端面的凸出量

切削刀

数量

工具高度

刮刀

left / right（左/右）

工具高度

切削刀具（4环碟）

数量

行程4个

175 [mm] 17‖

4个

140 [mm]

31个

175 [mm] 17‖

20个

140 [mm]

64个

140 [mm]

8个 / 8 个145 [mm]

1个

50 [mm]

旋转接头斑脱土 / 泡沫通道

液压通道4个2个

刀盘驱动装置装机功率（3x 315 kW）

双级行星齿轮

转速

起动力矩

力矩1

力矩2 945 [kW]

8个

0 – 6 [1/min] 5.400 [kNm] 4.500 [kNm] 2,000 [kNm]

拼装机类型：液压，浮动中心

伸缩臂式拼装机

自由度数量

液压比例，真空抓取系统

纵向驱动装置

伸缩

拼装机回转角度（旋转机架）最高旋转速度（空载）

拼装机机头回转角度

倾斜拼装机机头

倾斜拼装机机头6

2.000 [mm] 1.200 [mm] +/- 200°

0 – 2 [1/min] +/- 2,5°

+/- 2°

+/- 2,5°

螺旋输送机装机功率

长度

螺旋输送机的标称直径

螺旋线倾斜度

最高转速 / 可连续调整

最大扭矩

起动力矩

螺旋管处的加注开口

检查口

满载容量

最大粒度

允许工作压力

检查压力

旋向315 [kW]

约12.290 [mm] ? 900 [mm] 630 [mm]

0 – 22 [1/min] 198 [kNm]

225 [kNm]

2x 4 个/ 2―

600x400

300 [m3/h]

210 [mm]

4,5 [bar]

6,75 [bar]

左/右

螺旋输送机卸料闸门1和2 缸数

油缸

油缸行程

每缸2个

80/45 [mm]

800 [mm]

可伸缩螺旋输送机缸数

油缸

油缸行程

200bar时的每缸作用力2个

? 160/90 [mm] 1.000 [mm] 800 [kN]

螺旋输送机前闸门缸数

油缸

油缸行程2个

? 130/70 [mm] 400 [mm]

输送带装机功率

长度

输送能力

带宽

带速30 [kW]

约58[m] 400 [t/h] 800 [mm]

0 – 2,5 [m/s]

齿轮油供给齿轮润滑齿轮油供给量

主传动装置容积

行星齿轮驱动装置的齿轮油加注20 [l/min] 220 [l]

8x 13 [l]

液压油供给液压油箱容积

推力油缸供给量

供给泵的供给量

（刀盘驱动装置+螺旋输送机）

刀盘驱动装置供给量

（闭路）

刀盘驱动装置转向油供给量

盾构关节供给量

螺旋输送机驱动装置供给量

（闭路）

拼装机供给量

螺旋输送机闸门辅助液压装置供给量

液压油箱过滤回路供给量

灰浆加注装置供给量

切削刀具供给量

（单独的液压动力装置）4,000 [l] 180 [l/min] 1.300 [l/min]

3.264 [l/min]

41 [l/min] 23 [l/min] 1.088 [l/min]

245 [l/min] 63 [l/min]

660 [l/min] 145 [l/min] 41 [l/min]

油脂供给刀盘驱动装置与螺旋输送机耗油量

主传动装置的油脂桶容积

尾部机壳密封复合物的消耗量

尾部机壳密封复合物的桶容积约

26 [cm3/min] 60 [ltr.]

约35 [ltr./ Ring] 200 [ltr.]

工业用空气 / 压缩机装机功率

空气压力

压缩机能力

空气罐2x 55 [kW]

8 [bar]

9 [m3/min] 1 [m3]

工业冷却水水量要求（作业现场）

最高水流温度

冷却回路泵

装机功率

工作压力最小 40 [m3/h] 25 [C°]

30 [m3/h]

5,5 [kW]

3 [bar]

发泡加注点数 / 刀盘

加注点数 / 压力隔板

加注点数 / 螺旋输送机

泡沫枪数量

发泡剂储存箱

离心泵 / 发泡的装机功率

离心泵的最大容量

液体泵装机功率+风扇

发泡剂容积泵8个

4个

2 x 4个

4个

1 [m3]

7,5 [kW] 133 [l/min] 0,42 [kW] 5 - 300 [l/h]

排水排水泵 / 盾构的供给速率

驱动模式30 [m3/h] 压缩空气

辅助通风装机功率

规格15 [kW]

? 600 [mm]

管片起重机承载能力

起重驱动装置装机功率

提升速度

行程

行走驱动装置装机功率

行走速度

最大增加量2x 2,5 [to]

2x 3 [kW]

最大 6,3 [m/min] 3 [m]

2x 1,2 [kW]

最大 25 [m/min] +/- 5 %

轨道起重机（龙门架5）承载能力

行程

2x 0,75 [至]

3 [m]

管片给料机能力/管片

行程

总长度

总宽度

高度3个

1.860 [mm]

约5.220 [mm] 约1.660 [mm] 481 [mm]

电控制电压

照明

阀电压

系统保护（电动机）

变压器装机功率

一次电压

二次电压

频率24 [V]

230 [V]

24 [V]

IP 55

2.000 [kVA] 10 [kV] 400 [V]

50 [Hz]

装机功率液压刀盘驱动装置（3x 315kW）

液压螺旋输送机驱动装置

螺旋输送机卸料泵

给料泵

液压推力油缸

转向泵

拼装机液压系统

灰浆加注液压系统

辅助液压装置的液压系统

液压油过滤器和冷却回路

顶切削刀具液压系统

齿轮油

多路油脂泵

辅助通风

液体泵+风扇

泡沫设备离心泵

灰浆罐搅拌机

压缩机（2x 55kW)

冷却回路泵

双水管盘

输送带

其它耗电设备约

总计：945 [kW]

315 [kW]

132 [kW]

75 [kW]

75 [kW]

5,5 [kW]

45 [kW]

30 [kW]

22 [kW]

11 [kW]

7,5 [kW]

4 [kW]

0,25 [kW]

15 [kW]

0,37 [kW] 7,5 [kW]

7,5 [kW]

110 [kW]

5,5 [kW]

2,2 [kW]

30 [kW]

200 [kW]

约 2.050 [kW]

5.4 操作步骤

5.4.1 进入开挖室

工作人员必须定期进入开挖/工作室，以便检查刀盘及其切削刀具、

更换刀具、检查各水平面上的传感器并检查隧道开挖面。

保护开挖室内的工作人员，防止其受到坍塌土料和突然水侵入的伤

害是非常重要的。因此，有必要根据具体的地质情况（碎石或砂

底、低地层超覆、水），在推进停止后，向泥浆中添加斑脱土并用

刀盘予以充分搅拌，以便稳定和密封隧道开挖面。

在这种情况下，所采用的斑脱土浆充当液体支护，并加压渗入土

体，起到密封作用，形成了所谓的泥饼。这种泥饼在压缩空气调节

系统的作用下保持平衡，构成一层隔膜，保证了隧道开挖面得到密

封。

然后，按以下步骤进行：

1. 在压力隔板内，用水清洗压缩空气调节器设备的所有连接接

头，以防止开挖的土料穿透压缩空气回路。在压力隔板后面，可以找到冲洗所需的连接接头。

2. 冲洗完成后，将压缩空气调节设备加压（压力隔板上的所有闸

阀均已关闭）。

3. 只要泥浆被输送出开挖室，即可将土压降低大约0.1 –0.2

bar。

4. 达到该压力降后，将压缩空气送入开挖室。对调节设备进行调

整，使室顶部的气压相对原来的土压高出大约0.1 bar。

5. 在泥浆输送过程中，持续送入压缩空气，直到至少顶部的土压

测量槽指示出在压缩空气调节设备上所调整的气压。同时，通过刀盘的旋转运动，可以散解顶部区域的开挖土料。

6. 停止刀盘和螺旋输送机的旋转，关闭螺旋输送机和排料输送带

的闸阀。

7. 这些条件得到满足后，即可开始气闸步骤。（参见第5.4.2节

－人行气闸中的有关说明）。

8. 在将人员锁入后，并且在开挖室和压力室（工作室）之间进行

了压力补偿后，即可小心打开压力室的门。此时要注意土料坍塌。

5.4.2 人行气闸

气闸应由合格的气闸管理员来操作。

他的指令必须遵守。

气闸管理员所需的所有操作和显示设备均必须安装在气闸外部。

气闸管理员必须依据由授权医生出具的书面确认，仅对健康状况良

好的人员加压。气闸管理员必须确保此授权得到呈递。（参见附件

3，在压缩空气下工作的有关规定）。

准备和注意事项

必须遵守一般安全说明（参见第2章的技术文件）和下列安全说

明：

必须定期检查所有部件（显示仪器、记录仪、自动卸压器、加热系

统、时钟、温度计、密封件以及闸阀）的功能；

对气闸工作人员进行以下培训：

安全要求

技术设备和设备检查

医学方面

紧急救护站必须是可使用的；

提供其它救援措施；.

制作紧急情况卡（参见37页示例）；提供用于治疗沉箱病的基本设备。

盾构机主要部件组成及施工工艺

盾构机主要部件组成及施工工艺 雷宏 盾构是一个具备多种功能于一体的综合性设备，它集合了隧道施工过程中的开挖、出土、支护、注浆、导向等全部的功能。盾构施工的过程也就是这些功能合理运用的过程。 盾构在结构上包括刀盘、盾体、人舱、螺旋输送机、管片安装机、管片小车、皮带机和后配套拖车等；在功能上包括开挖系统、主驱动系统、推进系统、出碴系统、注浆系统、油脂系统、液压系统、电气控制系统、自动导向系统及通风、供水、供电系统、有害气体检测装置等。 1、刀盘和刀具 刀盘：根据地铁特殊地质条件设计。辐条式刀盘，开口率约为50%。6个刀梁。刀梁及隔板上有5路碴土改良的注入孔（泡沫、膨润土、水注入管路）。刀盘表面采用耐磨材料或堆焊耐磨材料，确保刀盘的耐磨性。刀盘具有正反转功能，切削性能相同。 刀具：中心鱼尾刀1把，先行刀36把、主切刀82把（高64把、低18把），保径刀24把；合计：143把。另配超挖刀2把。 2、盾体 盾体钢结构承受土压、水压和工作荷载（土压3bar）。 盾体包括：前盾、中盾、盾尾。 ●前盾 前盾又称切口环，它里面装有支撑主驱动和螺旋输送机的钢结构。隔板上面设人舱、球阀通道、四个搅拌器。前盾上有液压闭合装置，可以关闭螺旋输送机的前闸门。前盾的隔板上装有土压传感器。 ●中盾和盾尾 中盾又称支承环，前盾和中盾用螺栓联接，并加焊接联接。 中盾布置有推进油缸、铰接油缸和管片安装机架。中盾的盾壳园周布置

有超前钻孔的预留孔。 中盾和盾尾之间通过铰接油 缸连接，两者之间可以有一定的 夹角，从而使盾构在掘进时可以 方便的转向。 盾尾安装了三道密封钢丝刷 及8个油脂注入管道、8根置的 同步注浆管道（4根正常使用4 根注浆管为备用）。 3、主驱动系统 主驱动机构包括主轴承、八个液压马达、八个减速器和安装在后配套拖车上的主驱动液压泵站。刀盘通过螺栓与主轴承的齿圈联接在一起，刀盘驱动系统通过液压马达驱动主轴承的齿圈来带动刀盘旋转。 主轴承采用大直径三滚柱轴承，外径2820mm。 4、推进系统 盾构的推进机构提供盾构向前推进的动力。推进机构包括32个推进油缸和推进液压泵站。推进油缸按照在圆周上的区域分为四组，顶部3对油缸一组、左侧4对油缸一组、右侧4对油缸一组、底部5对油缸一组。油缸的后端顶在管片上以提供盾构前进的反力。 推进系统油缸分组控制如图所示，其中4个位置的油缸装有位移传感器。

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，

海瑞克φ8800mm土压平衡盾构机参数书讲解

TABLE OF CONTENTS TECHNICAL DATA E D I T I O N 09/2010V E R S I O N 001S -591/592 G U A N G D O N G I N T E R C I T Y R A I L W A Y L O T 3I I - 1 D O C U M E N T : 7686-001 II. Technical Data 1. Tunnel boring machine general. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .II - 3 1.1Tunnel boring machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II - 31.2Tunnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II - 31.3Segments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II - 4 2. Shield general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .II - 5 2.1Steel construction shield . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II - 52.2Tailskin articulation cylinder. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II - 52.3Advance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II - 52.4Man lock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II - 62.5Screw conveyor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II - 6 3. Cutting wheel general. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .II - 7 3.1Steel construction cutting wheel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II - 7 4. Drive general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .II - 8

盾构机结构详解

盾构机技术讲座 一.盾构机结构（EPB总体结构图） 盾构是一个具备多种功能于一体的综合性隧洞开挖设备,它集和了盾构施工过程中的开挖、出土、支护、注浆、导向等全部的功能，目前，盾构机已成为地下交通工程及隧道建设施工的首选设备被广泛使用。其优点如下: 1. 不受地面交通、河道、航运、季节、气候等条件的影响。 2. 能够经济合理地保证隧道安全施工。 3. 盾构的掘进、出土、衬砌、拼装等可实行自动化、智能化和施工运输控制信息化。 4. 掘进速度较快，效率较高，施工劳动强度较低。 5. 地面环境不受盾构施工的干扰。 其缺点为： 1. 盾构机械造价较高。 2. 在饱和含水的松软地层中施工地表沉陷风险大。 3. 隧道曲线半径过小或埋深较浅时难度较大。 4. 设备的转移、运输、安装及场地布置等较复杂。 盾构作为一种保护人体和设备的护体，其外形（断面形状）随所建的工程要求不同有圆形、双圆形、三圆形、矩形、马蹄形、半圆形等。（如：人行道方形能最大限度的利用空间、过水洞马蹄形符合流体力学、公路隧道半圆形利用下玄跑车）。而因圆形断面受力好、圆形盾构设备制造相对简单及成本相对低廉，绝大部分盾构还是采用传统的圆形。 为适应各种不同类型土质及盾构机工作方式的不同，盾构机可分为三种类型、四种模式：

三种类型： （1）软土盾构机； （2）硬岩盾构机； （3）混合型盾构机。 四种模式： （4）开胸式； （5）半开胸式（半闭胸式、欠土压平衡式）； （6）闭胸式（土压平衡式）； （7）气压式。 软土盾构机适应于未固结成岩的软土、某些半固结成岩及全风化和强风化围岩。刀盘只安装刮刀，无需滚刀。 硬岩盾构机适应于硬岩且围岩层较致密完整，只安装滚刀，不需要刮刀。 混合盾构机适应于以上两种情况，适应更为复杂多变的复合地层。可同时安装滚刀和刮刀。 气压盾构是在加气压状态下的施工模式，即可用于泥水加压式盾构机，也可用于土压平衡式盾构机。

盾构机液压系统原理(海瑞克)

盾构机液压系统原理 一.液压系统原理 盾构机的绝大部分工作机构主要由液压系统驱动来完成，液压系统可以说是盾构机的心脏，起着非常重要的作用。这些系统按其机构的工作性质可分为： 1. 盾构机液压推进及铰接系统 2. 刀盘切割旋转液压系统 3. 管片拼装机液压系统 4. 管片小车及辅助液压系统 5. 螺旋输送机液压系统 6. 液压油主油箱及冷却过滤系统 7. 同步注浆泵液压系统 8. 超挖刀液压系统 以上8个系统除同步注浆泵液压系统在1号拖车、超挖刀液压系统在盾壳前体为两个独立的系统外，其余6个液压系统都共用一个油箱，并安装在2号拖车上组成一个液压泵站。有的系统还相互有联系。下面就分别介绍一下以上8个液压系统的作用及工作原理。 (一)盾构机液压推进及铰接系统 1. 盾构机液压推进 （1）盾构机液压推进系统的组成 盾构机液压推进系统由液压泵站，调速、调压机构，换向控制阀组及推进油缸组成，30个油缸分20组均布的安装在盾构中体内圆壁上（见图），并分为上、下、左、右四个可调整液压压力的区域，为盾构机前进提供推进力、推进速度，通过调整四个区域的压力差来实现盾构机的

转弯调向及 纠偏功能。铰接系统的主要作用是减小盾构机转弯或纠偏时的曲率半径上的直线段，从而减少盾尾与管片、盾体与围岩间的摩擦阻力。 （2）推进系统液压泵站： 推进系统的液压泵站是由一恒压变量泵（1P001）和一定量泵（1P002）组成的双联泵，功率为75KW，恒压变量泵为盾构的前进提供恒定的动力。恒压泵的压力可通过油泵上的电液比例溢流阀（A300）调整，流量在0-q ma x范围内变化时，调整后的泵供油压力保持恒定。恒压式变量泵常用于阀控系统的恒压油源以避免溢流损失。

盾构机的组成

盾构机得组成及各组成部分在施工中得作用 盾构机得最大直径为6、３4m,总长６５m,其中盾体长８、5m,后配套设备长5６.５m,总重量约406t,总配置功率１ 577ｋＷ,最大掘进扭矩5 30０ｋＮ m,最大推进力为3６40０kN,最陕掘进速度可达8cm/ｍｉn。盾构机主要由9大部分组成,她们分别就是盾休、刀盘驱动、双室气闸、管片拼装机、排土机构、后配套装置、电气系统与辅助设备。 2。1盾体 盾体主要包括前盾、中盾与尾盾三部分,这三部分都就是管状简体,其外径就是6.25m。 前盾与与之焊在一起得承压隔板用来支撑刀盘驱动,同时使泥土仓与后面得工作空间相隔离,推力油缸得压力可通过承压隔板作用到开挖面上,以起到支撑与稳定开挖面得作用。承压隔板上在不同高度处安装有五个土压传感器,可以用来探测泥土仓中不同高度得土压力、 前盾得后边就是中盾,中盾与前盾通过法兰以螺栓连接,中盾内侧得周边位置装有30个推进油缸,推进油缸杆上安有塑料撑靴,撑靴顶推在后面已安装好得管片上,通过控制油缸杆向后伸出可以提供给盾构机向前得掘进力,这３0个千斤顶按上下左右被分成Ａ、B、c、D四组,掘进过程中,在操作室中可单独控制每一组油缸得压力,这样盾构机就可以实现左转、右转、抬头、低头或直行,从而可以使掘进中盾构机得轴线尽量拟合隧道设计轴线、 中盾得后边就是尾盾,尾盾通过１4个被动跟随得铰接油缸与中盾相连。这种铰接连接可以使盾构机易于转向。 2。2刀盘 刀盘就是一个带有多个进料槽得切削盘体,位于盾构机得最前部,用于切削土体,刀盘得开口率约为２８％,刀盘直径６。28m,也就是盾构机上直径最大得部分,一个带四根支撑条幅得法兰板用来连接刀盘与刀盘驱动部分,刀盘上可根据被切削土质得软硬而选

海瑞克土压平衡式盾构机分析

海瑞克土压平衡式盾构机分析 盾构机的工作原理 1．盾构机的掘进 液压马达驱动刀盘旋转，同时开启盾构机推进油缸，将盾构机向前推进，随着推进油缸的向前推进，刀盘持续旋转，被切削下来的碴土充满泥土仓，此时开动螺旋输送机将切削下来的渣土排送到皮带输送机上，后由皮带输送机运输至渣土车的土箱中，再通过竖井运至地面。 2．掘进中控制排土量与排土速度 当泥土仓和螺旋输送机中的碴土积累到一定数量时，开挖面被切下的渣土经刀槽进入泥土仓的阻力增大，当泥土仓的土压与开挖面的土压力和地下水的水压力相平衡时，开挖面就能保持稳定，开挖面对应的地面部分也不致坍坍或隆起，这时只要保持从螺旋输送机和泥土仓中输送出去的渣土量与切削下来的流人泥土仓中的渣土量相平衡时，开挖工作就能顺利进行。 3.管片拼装 盾构机掘进一环的距离后，拼装机操作手操作拼装机拼装单层衬砌管片，使隧道—次成型。 盾构机的组成及各组成部分在施工中的作用 盾构机的最大直径为6.28m，总长65m，其中盾体长8.5m，后配套设备长56.5m，总重量约406t，总配置功率1577kW，最大掘进扭矩5300kN?m，最大推进力为36400kN，最陕掘进速度可达8cm／min。盾构机主要由9大部分组成，他们分别是盾体、刀盘驱动、双室气闸、管片拼装机、排土机构、后配套装置、电气系统和辅助设备。 1.盾体 盾体主要包括前盾、中盾和尾盾三部分，这三部分都是管状简体，其外径是6．25m。 前盾和与之焊在一起的承压隔板用来支撑刀盘驱动，同时使泥土仓与后面的工作空间相隔离，推力油缸的压力可通过承压隔板作用到开挖面上，以起到支撑和稳定开挖面的作用。承压隔板上在不同高度处安装有五个土压传感器，可以用来探测泥土仓中不同高度的土压力。 前盾的后边是中盾，中盾和前盾通过法兰以螺栓连接，中盾内侧的周边位置装有30个推进油缸，推进油缸杆上安有塑料撑靴，撑靴顶推在后面已安装好的管片上，通过控制油缸杆向后

盾构机构造及工作原理简介分析

盾构机构造及工作原理简介第二部分 四、盾构机的主控系统及工作原理 下图是天地重工生产的土压平衡盾构机示意图，通过这台土压平衡盾构来简单介绍盾构机的构造及工作原理。 盾构法隧道的基本原理是用一件有形的钢质组件沿隧道设计轴线开挖土体而向前推进。这个钢组件在初步或最终隧道衬砌建成前，主要起防护开挖出的土体、保证作业人员和机械设备安全的作用，同时还能够承受来自地层的压力，防止地下水或流沙的入侵，这个钢质组件被称为盾构。而盾构的主要组成部分即为盾体。 1. 盾体 盾体主要包括前盾、中盾和尾盾三部分，这三部分都是管状筒体。前盾和与之焊在一起的承压隔板用来支撑刀盘驱动，同时使泥土仓与后面的工作空间相隔离，推进油缸的压力可通过承压隔板作用到开挖面上，以起到支撑和稳定开挖面的作用。承压隔板上在不同高度处安装有五个土压传感器，可以用来探测泥土仓中不同高度的土压力。前盾的后边是中盾，中盾和前盾通过法兰以螺栓连接，中盾内侧的周边位置装有推进油缸。中盾的后边是尾盾， 尾盾末端装有密封用的盾前盾 中盾 后盾

尾刷。 2. 刀盘和刀盘驱动 刀盘是一个带有多个进料槽的切削盘体，位于盾构机的最前部，用于切削土体，刀盘通过安装在前盾承压隔板上的法兰上的刀盘电机来驱动。它可以使刀盘在顺时针和逆时针两个方向上实现无级变速。刀盘电机的变速齿轮箱内需设置制动装置，用于制动刀盘。电机的防护等级需大于IP55。 为了适用于不同的土质条件，刀盘上安装了多种类型和功能的刀具，所有刀具都由螺栓连接，可以从刀盘后面的泥土仓中进行更换。 刀盘(中交天和14.93米泥水气压平衡复合式盾构机) 铲刀：铲刀可以双向进行开挖，主要用于保证开挖直径的稳定不变。 铲刀

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）

盾构机液压系统原理海瑞克解读

上海吉原公司培训讲稿 盾构机液压系统原理 一.液压系统原理 盾构机的绝大部分工作机构主要由液压系统驱动来完成，液压系统可以说是盾构机的心脏，起着非常重要的作用。这些系统按其机构的工作性质可分为： 1. 盾构机液压推进及铰接系统 2. 刀盘切割旋转液压系统 3. 管片拼装机液压系统 4. 管片小车及辅助液压系统 5. 螺旋输送机液压系统 6. 液压油主油箱及冷却过滤系统 7. 同步注浆泵液压系统 8. 超挖刀液压系统 以上8个系统除同步注浆泵液压系统在1号拖车、超挖刀液压系统在盾壳前体为两个独立的系统外，其余6个液压系统都共用一个油箱，并安装在2号拖车上组成一个液压泵站。有的系统还相互有联系。下面就分别介绍一下以上8个液压系统的作用及工作原理。 (一)盾构机液压推进及铰接系统 1. 盾构机液压推进 （1）盾构机液压推进系统的组成 盾构机液压推进系统由液压泵站，调速、调压机构，换向控制阀组及推进油缸组成，30个油缸分20组均布的安装在盾构中体内圆壁上（见图），并分为上、下、左、右四个可调整液压压力的区域，为盾构机前进提供推进力、推进速度，通过调整四个区域的压力差来实现盾构机的 - 1 - 上海吉原公司培训讲稿 转弯调向及

径半的曲率转机弯或纠偏时接系统的主要作用是减小盾构能纠偏功。铰。阻力间围岩的摩擦减少盾尾与管片、盾体与，上的直线段从而：泵站进系统液压（2）

推泵定量1P001）和一一是由恒压变量泵（统推进系的液压泵站提进构的前量恒压变泵为盾功）（1P002组成的双联泵，率为75KW，）（A300例比溢流阀过力可通油泵上的电液压恒的供恒定动力。压泵的。恒恒持定供油压力保的时围0-q整调，流量在范内变化，调整后泵xma压油源以避免溢恒统控于常量式压变泵用阀系的流损失。 - 2 - 上海吉原公司培训讲稿 进推联的D四组并别送达A、B、C、输由恒压变量泵出的高压油分，油缸控制推进调整和换向后再去过方向控制阀组，经阀组的流量、压力油每组控制。因及

海瑞克盾构机技术说明

目录 隧道掘进机的技术说明 5.1 概述 (3) 5.2 功能（EPB盾构） (4) 5.2.1 土料挖掘 / 推进 (5) 5.2.2 控制 (6) 5.2.3 管环拼装周期 (7) 5.3 技术数据/总览 (8) 5.4 操作步骤 (16) 5.4.1 进入开挖室 (16) 5.4.2 人行气闸 (19) 准备和注意事项 (19) 加压 (21) 加压步骤 (22) 加压图 (24) 通过通道室加压（加压附加人员） (26) 附加人员加压图 (27) 卸压 (28) 卸压步骤： (29) 卸压图 (31) 对一个人员的紧急卸压图 (33) 紧急情况下，通道室和主室内应分别采取的措施 (36) 紧急情况卡卡样 (37) 5.4.3 将开挖工具送入压力室 (39) 5.4.4 拼装管环 (40) 5.4.5 回填 (42) 通过尾部机壳进行回填 (42) 灌浆泵的工作原理 (43) 5.4.6 压缩空气供给 (45) 工业用空气 (45) 压缩空气调节 (46) 5.4.7 发泡设备说明 (47) 安装设计 (47) 设备功能 (48)

高压聚合物系统 (48) 5.5 隧道掘进机各部件 (49) 5.5.1 盾构 (50) 概述 (50) 前部盾构 (50) 中间盾构 (51) 尾部机壳 (51) 推力缸 (51) 盾构关节油缸 (52) 5.5.2 人行气闸 (53) 5.5.3 刀盘驱动装置 (55) 原理 (55) 旋转工作机构系统，主轴承 (55) 齿轮润滑 (55) 密封系统 (56) 5.5.4 拼装机 (57) 技术说明 (57) 支架梁 (57) 行走机架 (58) 旋转机架 (58) 带抓取头的横向行走装置 (59) 旋转机架的动力提供 (60) 安全设备 (60) 5.5.5 螺旋输送机 (61) 一般说明 (61) 伸缩缸 (61) 前部闸阀 (61) 前部闸阀 (62) 驱动装置 / 密封系统 (63) 安全装置 (63) 5.5.6 后援装置 (64) 一般说明 (64) 桥 (65) 龙门架1 (66) 龙门架2 (67) 龙门架3 (69) 龙门架4 (70) 龙门架5 (72)

盾构机液压系统说明

液压系统说明目录 一、液压系统的基本元件 二、盾构机液压系统说明

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

盾构机的结构工作原理

1 盾构机的工作原理 1．1盾构机的掘进 液压马达驱动刀盘旋转，同时开启盾构机推进油缸，将盾构机向前推进，随着推进油缸的向前推进，刀盘持续旋转，被切削下来的碴土充满泥土仓，此时开动螺旋输送机将切削下来的渣土排送到皮带输送机上，后由皮带输送机运输至渣土车的土箱中，再通过竖井运至地面。 1．2掘进中控制排土量与排土速度 当泥土仓和螺旋输送机中的碴土积累到一定数量时，开挖面被切下的渣土经刀槽进入泥土仓的阻力增大，当泥土仓的土压与开挖面的土压力和地下水的水压力相平衡时，开挖面就能保持稳定，开挖面对应的地面部分也不致坍坍或隆起，这时只要保持从螺旋输送机和泥土仓中输送出去的渣土量与切削下来的流人泥土仓中的渣土量相平衡时，开挖工作就能顺利进行。 1．3管片拼装 盾构机掘进一环的距离后，拼装机操作手操作拼装机拼装单层衬砌管片，使隧道—次成型。 2 盾构机的组成及各组成部分在施工中的作用 盾构机的最大直径为6．28m，总长65m，其中盾体长8．5m，后配套设备长56．5m，总重量约406t，总配置功率1 577kW，最大掘进扭矩5 300kN·m，最大推进力为36400kN，最陕掘进速度可达8cm／min。盾构机主要由9大部分组成，他们分别是盾休、刀盘驱动、双室气闸、管片拼装机、排土机构、后配套装置、电气系统和辅助设备。 2.1盾体 盾体主要包括前盾、中盾和尾盾三部分，这三部分都是管状简体，其外径是6．25m。 前盾和与之焊在一起的承压隔板用来支撑刀盘驱动，同时使泥土仓与后面的工作空间相隔离，推力油缸的压力可通过承压隔板作用到开挖面上，以起到支撑和稳定开挖面的作用。承压隔板上在不同高度处安装有五个土压传感器，可以用来探测泥土仓中不同高度的土压力。 前盾的后边是中盾，中盾和前盾通过法兰以螺栓连接，中盾内侧的周边位置装有30个推进油缸，推进油缸杆上安有塑料撑靴，撑靴顶推在后面已安装好的管片上，通过控制油缸杆向后伸出可以提供给盾构机向前的掘进力，这30个千斤顶按上下左右被分成A、B、c、D四组，掘进过程中，在操作室中可单独控制每一组油缸的压力，这样盾构机就可以实现左转、右转、抬头、低头或直行，从而可以使掘进中盾构机的轴线尽量拟合隧道设计轴线。 中盾的后边是尾盾，尾盾通过14个被动跟随的铰接油缸和中盾相连。这种铰接连接可以使盾构机易于转向。

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。

盾构机的组成

盾构机的组成及各组成部分在施工中的作用 盾构机的最大直径为6．34m，总长65m，其中盾体长8．5m，后配套设备长56．5m，总重量约406t，总配置功率1 577k W，最大掘进扭矩5 300kN m，最大推进力为36400kN，最陕掘进速度可达8cm／min。盾构机主要由9大部分组成，他们分别是盾休、刀盘驱动、双室气闸、管片拼装机、排土机构、后配套装置、电气系统和辅助设备。 盾体 盾体主要包括前盾、中盾和尾盾三部分，这三部分都是管状简体，其外径是6．25m。 前盾和与之焊在一起的承压隔板用来支撑刀盘驱动，同时使泥土仓与后面的工作空间相隔离，推力油缸的压力可通过承压隔板作用到开挖面上，以起到支撑和稳定开挖面的作用。承压隔板上在不同高度处安装有五个土压传感器，可以用来探测泥土仓中不同高度的土压力。 前盾的后边是中盾，中盾和前盾通过法兰以螺栓连接，中盾内侧的周边位置装有30个推进油缸，推进油缸杆上安有塑料撑靴，撑靴顶推在后面已安装好的管片上，通过控制油缸杆向后伸出可以提供给盾构机向前的掘进力，这30个千斤顶按上下左右被分成A、B、c、D四组，掘进过程中，在操作室中可单独控制每一组油缸的压力，这样盾构机就可以实现左转、右转、抬头、低头或直行，从而可以使掘进中盾构机的轴线尽量拟合隧道设计轴线。 中盾的后边是尾盾，尾盾通过14个被动跟随的铰接油缸和中盾相连。这种铰接连接可以使盾构机易于转向。 刀盘 刀盘是一个带有多个进料槽的切削盘体，位于盾构机的最前部，用于切削土体，刀盘的开口率约为28％，刀盘直径6．28m，也是盾构机上直径最大的部分，一个带四根支撑条幅的法兰板用来连接刀盘和刀盘驱动部分，刀盘上可根据被切削土质的软硬而

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

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

海瑞克盾构机电气系统概述

海瑞克盾构机电气系统概述

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海瑞克盾构机电气控制系统概述 李剑祥 （中铁六局集团有限公司深圳地铁2号线项目部广东深圳 518056） 摘要：对海瑞克土压平衡盾构机电气控制系统进行概述，并分别对其配电系统、可编程控制系统和计算机控制及数据采集分析系统三个部分的设计进行总结，以加深对其整个电气控制系统原理的理解。 关键词：电气系统配电系统可编程控制系统计算机控制及数据采集分析系统 0 海瑞克盾构机电气系统简介 盾构机是一种集机械、液压、电气和自动化控制于一体、专用于地下隧道工程开挖的技术密集型重大工程装备，其技术先进、结构庞大。如果把机械部分比喻成人的四肢，那么液压系统比喻成人的血液系统，则电气控制系统就是人的神经系统。当前盾构机电气控制系统均采用世界上最先进、可靠的技术以保证系统稳定可靠地运行。海瑞克盾构机电气控制系统分为配电系统、可编程控制系统和计算机控制及数据采集分析系统三个部分。下面对该三个部分进行介绍。 1 配电系统 盾构施工是参考工厂式的流程化作业施工，盾构机的配电系统设计原则也是参照工厂供配电原理设计的。配电系统分为高压系统和低压系统，其用电设备列表如下： 序号用电设备设备容量备注 1 刀盘驱动945kW 2 超挖刀7.5kW 3 推进系统75kW 4 管片安装机45kW 5 螺旋输送机250kW 6 皮带输送机22kW 7 注浆泵30kW 8 砂浆储存罐的搅拌器7.5kW 9 液压油过滤泵11kW 10 主轴承润滑4kW 11 管片吊机2x2kW 12 排水泵12kW 13 冷却水系统7.5kW 14 二次通风机11kW 15 空压机110kW

盾构机各系统原理浅析

盾构机各系统原理浅析 本文针对分析海瑞克EPB土压平衡盾构机的各个系统及其工作原理，及整个盾构施工介绍。 海瑞克盾构机由西门子公司的S7-PLC自动控制系统控制，配备了机电一体化的液压驱动系统、同步注浆设备、泡沫设备、膨润土设备及SLS-T隧道激光导向设备，并可在地面监控室对盾构机的掘进进行实时监控。本文将就盾构机的工作原理、盾构机的组成、及各组成部分的功能结合实际施工情况做一简要阐述。 1盾构机的工作原理 1．1盾构机的掘进 液压马达驱动刀盘旋转，同时开启盾构机推进油缸，将盾构机向前推进，随着推进油缸的向前推进，刀盘持续旋转，被切削下来的碴土充满泥土仓，此时开动螺旋输送机将切削下来的渣土排送到皮带输送机上，后由皮带输送机运输至渣土车的土箱中，再通过竖井运至地面。 1．2掘进中控制排土量与排土速度 当泥土仓和螺旋输送机中的碴土积累到一定数量时，开挖面被切下的渣土经刀槽进入泥土仓的阻力增大，当泥土仓的土压与开挖面的土压力和地下水的水压力相平衡时，开挖面就能保持稳定，开挖面对应的地面部分也不致坍坍或隆起，这时只要保持

从螺旋输送机和泥土仓中输送出去的渣土量与切削下来的流人 泥土仓中的渣土量相平衡时，开挖工作就能顺利进行。 1．3管片拼装 盾构机掘进一环的距离后，拼装机操作手操作拼装机拼装单层衬砌管片，使隧道—次成型。盾构机的组成及各组成部分在施工中的作用盾构机的最大直径为6．28m，总长65m，其中盾体长8．5m，后配套设备长56．5m，总重量约406t，总配置功率1 577kW，最大掘进扭矩5 300kN·m，最大推进力为36400 kN，最陕掘进速度可达8cm／min。盾构机主要由9大部分组成，他们分别是盾休、刀盘驱动、双室气闸、管片拼装机、排土机构、后配套装置、电气系统和辅助设备。 2.1盾体 盾体主要包括前盾、中盾和尾盾三部分，这三部分都是管状简体，其外径是6．25m。 前盾和与之焊在一起的承压隔板用来支撑刀盘驱动，同时使泥土仓与后面的工作空间相隔离，推力油缸的压力可通过承压隔板作用到开挖面上，以起到支撑和稳定开挖面的作用。承压隔板上在不同高度处安装有五个土压传感器，可以用来探测泥土仓中不同高度的土压力。 前盾的后边是中盾，中盾和前盾通过法兰以螺栓连接，中盾内侧的周边位置装有30个推进油缸，推进油缸杆上安有塑料撑靴，撑靴顶推在后面已安装好的管片上，通过控制油缸杆向后伸