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盾構機主驅動網路異常

發布時間: 2022-04-26 04:12:11

什麼是盾構機,有什麼功能作用

盾構機,全名叫盾構隧道掘進機,是一種隧道掘進的專用工程機械

盾構機的功能作用:

盾構機可有效進行隧洞施工,盾構機集光、機、電、液、感測、信息技術於一體,具有開挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測量導向糾偏等功能。

知識點延伸:

盾構機是通過加壓泥水或泥漿(通常為膨潤土懸浮液)來穩定開挖面,其刀盤後面有一個密封隔板,與開挖面之間形成泥水室,裡面充滿了泥漿,開挖土料與泥漿混合由泥漿泵輸送到洞外分離廠,經分離後泥漿重復使用。盾構機是把土料(必要時添加泡沫等對土壤進行改良)作為穩定開挖面的介質,刀盤後隔板與開挖面之間形成泥土室,刀盤旋轉開挖使泥土料增加,再由螺旋輸料器旋轉將土料運出,泥土室內土壓可由刀盤旋轉開挖速度和螺旋輸出料器出土量(旋轉速度)進行調節。

Ⅱ 盾構施工順序

盾構法(Shield Method)是暗挖法施工中的一種全機械化施工方法,它是將盾構機械在地中推進,通過盾構外殼和管片支承四周圍岩防止發生往隧道內的坍塌,同時在開挖面前方用切削裝置進行土體開挖,通過出土機械運出洞外,靠千斤頂在後部加壓頂進,並拼裝預制混凝土管片,形成隧道結構的一種機械化施工方法。

指的是利用盾構進行隧道開挖,襯砌等作業的施工方法。用盾構在軟質地基或破碎岩層中掘進隧洞的施工方法。盾構是一種帶有護罩的專用設備,利用尾部已裝好的襯砌塊作為支點向前推進,用刀盤切割土體,同時排土和拼裝後面的預制混凝土襯砌塊。

盾構是1874年發明,首先用的是氣壓盾構。開挖英國倫敦泰晤士河水底隧道。盾構機掘進的出碴方式有機械式和水力式,以水力式居多。水力盾構在工作面處有一個注滿膨潤土液的密封室。澎潤土液既用於平衡土壓力和地下水壓力,又用作輸送排出土體的介質。

盾構既是一種施工機具,也是一種強有力的臨時支撐結構。盾構機外形上看是一個大的鋼管機,較隧道部分略大,它是設計用來抵擋外向水壓和地層壓力的。它包括三部分:前部的切口環、中部的支撐環以及後部的盾尾。大多數盾構的形狀為圓形,也有橢圓形、半圓形、馬蹄形及箱形等其他形式。

使用條件

在松軟含水地層,或地下線路等設施埋深達到10m或更深時,可以採用盾構法,即:

1、線位上允許建造用於盾構進出洞和出碴進料的工作井;

2、隧道要有足夠的埋深,覆土深度宜不小於6m且不小於盾構直徑;

3、相對均質的地質條件;

4、如果是單洞則要有足夠的線間距,洞與洞及洞與其它建(構)築物之間所夾土(岩)體加固處理的最小厚度為水平方向1.0m,豎直方向1.5m;

5、從經濟角度講,連續的施工長度不小於300m。

使用盾構法的優點

1、安全開挖和襯砌,掘進速度快;

2、盾構的推進、出土、拼裝襯砌等全過程可實現自動化作業,施工勞動強度低。

3、不影響地面交通與設施,同時不影響地下管線等設施;

4、穿越河道時不影響航運,施工中不受季節、風雨等氣候條件影響,施工中沒有噪音和擾動;

5、在松軟含水地層中修建埋深較大的長隧道往往具有技術和經濟方面的優越性。

同時他也有缺點

1、斷面尺寸多變的區段適應能力差;

2、新型盾構購置費昂貴,對施工區段短的工程不太經濟;

3、工人的工作環境較差。

盾構施工方法由以下幾個步驟組成

第一,在置放盾構機的地方打一個垂直井,再用混凝土牆進行加固;

第二,將盾構機安裝到井底,並裝配相應的千斤頂;

第三,用千斤頂之力驅動井底部的盾構機往水平方向前進,形成隧道;

第四,將開挖好的隧道邊牆用事先製作好的混凝土襯砌加固,地壓較高時可以採用澆鑄的鋼制襯砌加固來代替混凝土襯砌。

盾構法施工中,其隧道一般採用以預制管片拼裝的圓形襯砌,也可採用擠壓混凝土圓形襯砌,必要時可再澆築一層內襯砌,形成防水功能好的圓形雙層襯砌。

施工工序

採用盾構法施工時,首先要在隧道的始端和終端開挖基坑或建造豎井,用作盾構及其設備的拼裝井(室)和拆卸井(室),特別長的隧道,還應設置中間檢修工作井(室)。拼裝和拆卸用的工作井,其建築尺寸應根據盾構裝拆的施工要求來確定。拼裝井的井壁上設有盾構出洞口,井內設有盾構基座和盾構推進的後座。井的寬度一般應比盾構直徑大1.6~2.0米,以滿足鉚、焊等操作的要求。當採用整體吊裝的小盾構時,則井寬可酌量減小。井的長度,除了滿足盾構內安裝設備的要求外,還要考慮盾構推進出洞時,拆除洞門封板和在盾構後面設置後座,以及垂直運輸所需的空間。中、小型盾構的拼裝井長度,還要照顧設備車架轉換的方便。盾構在拼裝井內拼裝就緒,經運轉調試後,就可拆除出洞口封板,盾構推出工作井後即開始隧道掘進施工。盾構拆卸井設有盾構進口,井的大小要便於盾構的起吊和拆卸。

其他施工主要有土層開挖、盾構推進操縱與糾偏、襯砌拼裝、襯砌背後壓注等。這些工序均應及時而迅速地進行,決不能長時間停頓,以免增加地層的擾動和對地面、地下構築物的影響。

土層開挖

在盾構開挖土層的過程中,為了安全並減少對地層的擾動,一般先將盾構前面的切口貫入土體,然後在切口內進行土層開挖,開挖方式有:

①敞開式開挖。適用於地質條件較好、掘進時能保持開挖面穩定的地層。由頂部開始逐層向下開挖,可按每環襯砌的寬度分數次完成。

②機械切削式開挖。用裝有全斷面切削大刀盤的機械化盾構開挖土層。大刀盤可分為刀架間無封板的和有封板的兩種,分別在土質較好的和較差的條件下使用。在含水不穩定的地層中,可採用泥水加壓盾構和土壓平衡式盾構進行開挖。

③擠壓式開挖。使用擠壓式盾構的開挖方式,又有全擠壓和局部擠壓之分。前者由於掘進時不出土或部分出土,對地層有較大的擾動,使地表隆起變形,因此隧道位置應盡量避開地下管線和地面建築物。此種盾構不適用於城市道路和街坊下的施工,僅能用於江河、湖底或郊外空曠地區。用局部擠壓方式施工時,要根據地表變形情況,嚴格控制出土量,使地層的擾動和地表的變形減少到最低限度。

④網格式開挖。使用網格式盾構開挖時,要掌握網格的開孔面積。格子過大會喪失支撐作用,過小會產生對地層的擠壓擾動等不利影響。在飽和含水的軟塑土層中,這種掘進方式具有出土效率高、勞動強度低、安全性好等優點。推進操縱與糾偏

推進糾偏

推進過程中,主要採取編組調整千斤頂的推力、調整開挖面壓力以及控制盾構推進的縱坡等方法,來操縱盾構位置和頂進方向。一般按照測量結果提供的偏離設計軸線的高程和平面位置值,確定下一次推進時須有若干千斤頂開動及推力的大小,用以糾正方向。此外,調整的方法也隨盾構開挖方式有所不同:如敞開式盾構,可用超挖或欠挖來調整;機械切削開挖,可用超挖刀進行局部超挖來糾正;擠壓式開挖,可用改變進土孔位置和開孔率來調整。

襯砌拼裝

常用液壓傳動的拼裝機進行襯砌(管片或砌塊)拼裝。拼裝方法根據結構受力要求,可分為通縫拼裝和錯縫拼裝。通縫拼裝是使管片的縱縫環環對齊,拼裝較為方便,容易定位,襯砌圓環的施工應力較小,但其缺點是環面不平整的誤差容易積累。

錯縫拼裝是使相鄰襯砌圓環的縱縫錯開管片長度的1/2~1/3。錯縫拼裝的襯砌整體性好,但當環面不平整時,容易引起較大的施工應力。襯砌拼裝方法按拼裝順序,又可分為先環後縱和先縱後環兩種。先環後縱法是先將管片(或砌塊)拼成圓環,然後用盾構千斤頂將襯砌圓環縱向頂緊。先縱後環法是將管片逐塊先與上一環管片拼接好,最後封頂成環。這種拼裝順序,可輪流縮回和伸出千斤頂活塞桿以防止盾構後退,減少開挖面土體的走動。而先環後縱的拼裝順序,在拼裝時須使千斤頂活塞桿全部縮回,極易產生盾構後退,故不宜採用。

襯砌壓注

為了防止地表沉降,必須將盾尾和襯砌之間的空隙及時壓注充填。壓注後還可改善襯砌受力狀態,並增進襯砌的防水效果。壓注的方法有二次壓注和一次壓注。二次壓注是在盾構推進一環後,立即用風動壓注機通過襯砌上的預留孔,向襯砌背後的空隙內壓入豆粒砂,以防止地層坍塌;在繼續推進數環後,再用壓漿泵將水泥類漿體壓入砂間空隙,使之凝固。因壓注豆粒砂不易密實,壓漿也難充滿砂間空隙,不能防止地表沉降,已趨於淘汰。

一次壓注是隨著盾構推進,當盾尾和襯砌之間出現空隙時,立即通過預留孔壓注水泥類砂漿,並保持一定的壓力,使之充滿空隙。壓漿時要對稱進行,並盡量避免單點超壓注漿,以減少對襯砌的不均勻施工荷載;一旦壓漿出現故障,應立即暫停盾構的推進。盾構法施工時,還須配合進行垂直運輸和水平運輸,以及配備通風、供電、給水和排水等輔助設施,以保證工程質量和施工進度,同時還須准備安全設施與相應的設備。

中國於第一個五年計劃期間,首先在遼寧阜新煤礦,用直徑 2.6米的手掘式盾構進行了疏水巷道的施工。中國自行設計、製造的盾構,直徑最大為11.26米,最小為3.0米。正在修建的第二條黃浦江水底道路隧道,水下段和部分岸邊深埋段也採用盾構法施工,盾構的千斤頂總推力為108兆牛,採用水力機械開挖掘進。在上海地區用盾構法修建的隧道,除水底道路隧道外,還有地鐵區間隧道、通向河海的排水隧洞和取水管道、街坊的地下通道等。

Ⅲ 盾構機在切換刀盤轉動方向時應注意什麼

不同類型的盾構在刀盤驅動系統上設置是不一樣的,其電氣保護設置可能有安全上的一些區別,鑒於不知道你所使用的盾構型號和設置,建議你在切換刀盤轉動方向的時候應注意以下幾點:1、在切換刀盤轉向過程中,刀盤轉速控制旋鈕應緩慢旋轉;2、在切換方向的過程中要等前一個方向的轉速或電機電流變零後,進行後一個方向轉速的載入,載入過程應緩慢;3、刀盤轉向過程中應注意刀盤扭矩的變化,若刀盤扭矩變化較大,或刀盤在載入過程中卡頓,應停止轉向並進行相應情況的處理;4、刀盤轉向過程中應注意土倉內各項參數的變化,若參數變化異常應與土木工程師溝通後進行處理。

Ⅳ 盾構機的工作原理是什麼

盾構機,通過千斤頂作用在管片上的力,使機器前進(圖片中藍色部分)。通過刀盤的旋轉(機器最前端),將機器前方的土給清理下來,通過管路或是螺旋輸送機,將土送到泥水分離站或是電動車上拉走。當機器推到一定距離後(可以拼管片的距離),盾構機停止作業。通過電動車將管片運送到機器的管片運輸機下,管片運輸機將管片吊到拼裝區域,用管片拼裝機(圖中黃色部分),將當環片拼裝完成後。然後再開始下一個循環。

這就是盾構機的基本工作流程。希望對你有幫助。有什麼問題,還可以再交流。

Ⅳ 盾構機掘進時的參數有異常怎麼處理

檢查全站儀電源線,射線是否遮擋

Ⅵ 什麼是復合式盾構機

復合式盾構機:就是一個圓柱體的鋼組件沿隧洞軸線邊向前推進邊對土壤進行挖掘。該圓柱體組件的殼體即護盾,它對挖掘出的還未襯砌的隧洞段起著臨時支撐的作用,承受周圍土層的壓力,有時還承受地下水壓以及將地下水擋在外面。挖掘、排土、襯砌等作業在護盾的掩護下進行。

盾構機構部件常見問題及故障分析:
漏油:
液壓驅動在盾構機內部占重要部分,漏油為液壓常見故障,漏油多發生在管路接頭處,漏油的原因視情況而定。一般有兩種原因,一是接頭連接處松動,這種情況用對應型號的扳手緊固即可,盾構機管路螺紋均為右旋,扳手順時針扳為緊固。二是管路螺紋磨損,導致接頭配合不緊密,此種情況可以纏一些生膠帶在螺紋上。有些管路內部有密封圈,可能是密封圈老化、密封圈破損等原因造成,則需更換密封圈。漏油處理完之後,用干抹布擦乾凈管路及泄露的液壓油,隔一段時間再來觀察,如果仍然泄露,則需進一步處理。在拆開接頭處理漏油故障過程中,注意不要讓管路螺紋沾上雜質。
漏氣:
漏氣一般能通過聽聲音來辨別,漏氣原因與漏油類似,多為接頭松動,或螺紋配合不緊密,解決方法可以參照漏油故障解決方法。
漏水:
漏水多發生在管路接頭處,解決方法也可以參照漏油的解決方法。有些情況發生在法蘭連接處,需緊固法蘭連接螺栓;如果緊固無效,請拆開法蘭連接面,查看法蘭密封墊片有無破損,如有損壞,及時更換。
1、螺栓松動
有些螺栓處在經常振動的位置,比如拼裝迴旋馬達機座上的螺栓,加泥泵周圍的螺栓,還有電動機的機座等。由於振動,這些螺栓比較容易松動,應定時檢查,加以緊固。
2、注漿泵無法運轉
如果啟動注漿泵,注漿泵沒有運轉,需考慮一下原因:
注漿泵電源是否合閘;
注漿泵內部注漿材料凝固;
一般多為清洗不及時造成注漿材料凝固,請拆開注漿泵,對注漿泵吸入口、注漿泵內部進行清理。拆開注漿泵時,為防止注漿殘余壓力,應緩慢鬆懈拆開。同時注意,長時間停機,為避免注漿材料凝固,請確保漿箱無剩餘漿液,清洗注漿泵,清洗注漿迴路。
3、刀盤驅動密封給脂不足
刀盤驅動密封給脂不足應停止推進,以防土倉中的泥水進入刀盤驅動密封損壞密封。給脂不足時先觀察注脂泵的運轉狀況,看看注脂頻率是否太低,調節注脂泵進氣口的節流閥可以改變泵的運轉頻率。如果給脂不足,同時給脂壓力偏高,應考慮給脂管路發生堵塞。
4、皮帶輸送機跑偏
皮帶輸送機跑偏,可以考慮以下原因和對策;
(1)盾構機拐彎度數偏大,用手拉葫蘆調整台車上皮帶架位置,使之與拐彎度數相適應;
(2)皮帶內側粘有泥土,清洗皮帶內側;
(3)出土塊過大,導致皮帶受力偏向某一側,減小出土塊大小;
(4)皮帶兩邊松緊差別太大,請調節皮帶輸送機後面兩個螺桿的伸縮來調節皮帶某一側的松緊。
5、螺旋輸送機出土困難
螺旋輸送機出土困難原因,螺旋輸送機土壓過大的情況下,需考慮以下原因:
(1)土的流塑性差,解決方法是給螺旋輸送機加些水,同時在接下來的推進中注意加水加泡沫;
(2)螺旋輸送機被不明物體卡主,對螺旋旋輸送機進行伸縮;
(3)出土口被堵住,清除堵塞;
6、 油管接頭松脫
油管接頭松脫,可能是壓力過高,油管接頭製作不合格造成。比如螺旋輸送機閘門液壓缸進油口,油管松脫,液壓油會直接噴到外面,應立即通知盾構司機停止作業,停止液壓泵的運轉。更換新的油管或接頭,清理灑在外面的液壓油,故障處理完畢方可重新開始作業。
7、管片縫隙漏漿
管片縫隙漏漿,多為盾尾油脂注入不足,應注意推進時盾尾油脂注足。
8、全站儀無法搜索到目標
可能原因,全站儀搜索路線被擋住,清除障礙物;或者是全站儀距離目標太遠,該換站了。

Ⅶ 盾構機不停歇工作一小時。耗油量是多少

盾構機一般都是電驅的並不會產生耗油量,如果非要有耗油量的話,盾構機消耗的是油脂,分為盾尾油脂,潤滑油脂和主驅動密封油脂,這三種油脂的消耗量視盾構機直徑和配置而定。盾構上還有液壓油的消耗,不過一般加註一次可以長時間使用。

Ⅷ 盾構機柴油機驅動嗎

不是的哈,是電力驅動。
一般一台盾構機需1500千伏安的容量,沒這么大的柴油機哈。

Ⅸ 盾構機的維修重點在哪

各種類型的盾構不同,維修重點也不同。
要說明的是你問的問題范圍很大,不知道是盾構的大修還是在運行過程中的維修。
總體來說以液壓、機械為主。大修重點是:大軸承、驅動系統的檢查或是維修。這個是我們的大修規范里寫的。
就以盾構在運行過程中維修為例,歐系盾構如海瑞克盾構電氣故障發生率多於機械、液壓故障,而日系盾構如三菱、小松等盾構液壓故障明顯高於電氣故障。這些其實是由於各自盾構的設計理念決定的。但是電氣故障的維修難度遠低於液壓。
液壓故障絕非什麼補補漏油點之類,說什麼沒啥好修的,簡直是非常囧。本人在第一年就遇到十多種不同類型的液壓故障,包括閥組故障(力士樂、丹尼遜的都有)、油脂分配器故障、盾尾油脂系統故障、油泵如力士樂的P35故障(補油壓力不足等)、推進油缸內泄漏等一系列故障。
電氣故障的話,感測器損壞、電纜拉斷等故障幾乎都上不了檯面說,不過盾構的電氣系統就是一個工控系統而已,別想得太復雜。只是各個廠家生產的盾構控制系統設計理念差別較大。也是在本人接觸盾構的第一年,我解決的電氣故障種類超過二十種,其中PLC系統無論是三菱的、施耐德的還是西門子的出現故障的概率都極小,其實一般都是一些簡單的普通電氣問題,在此不多敘述。
有興趣的話可以去www.itbm.cn上提問,我是那裡的版主,有問必答。
隨便說一句,本人從事盾構相關工作(設計、製造、安裝、維修、維護、改制)五年多,只是將其看做是一個機電設備而已。
朋友應該是新人,慢慢學吧,其實盾構上可以學到很多有用的東西,只要用心,你可能在兩個月之類比人家兩年學到的都多得多。

Ⅹ 盾構機的認識, 及各個部件的功能

網上隨便一搜,大把
盾構機主要由9大部分組成,他們分別是盾休、刀盤驅動、雙室氣閘、管片拼裝機、排土機構、後配套裝置、電氣系統和輔助設備。

2.1盾體

盾體主要包括前盾、中盾和尾盾三部分,這三部分都是管狀簡體,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動,同時使泥土倉與後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,以起到支撐和穩定開挖面的作用。承壓隔板上在不同高度處安裝有五個土壓感測器,可以用來探測泥土倉中不同高度的土壓力。

前盾的後邊是中盾,中盾和前盾通過法蘭以螺栓連接,中盾內側的周邊位置裝有30個推進油缸,推進油缸桿上安有塑料撐靴,撐靴頂推在後面已安裝好的管片上,通過控制油缸桿向後伸出可以提供給盾構機向前的掘進力,這30個千斤頂按上下左右被分成A、B、c、D四組,掘進過程中,在操作室中可單獨控制每一組油缸的壓力,這樣盾構機就可以實現左轉、右轉、抬頭、低頭或直行,從而可以使掘進中盾構機的軸線盡量擬合隧道設計軸線。

中盾的後邊是尾盾,尾盾通過14個被動跟隨的鉸接油缸和中盾相連。這種鉸接連接可以使盾構機易於轉向。

2.2刀盤

刀盤是一個帶有多個進料槽的切削盤體,位於盾構機的最前部,用於切削土體,刀盤的開口率約為28%,刀盤直徑6.28m,也是盾構機上直徑最大的部分,一個帶四根支撐條幅的法蘭板用來連接刀盤和刀盤驅動部分,刀盤上可根據被切削土質的軟硬而選擇安裝硬岩刀具或軟土刀具,刀盤的外側還裝有一把超挖刀,盾構機在轉向掘進時,可操作超挖刀油缸使超挖刀沿刀盤的徑向方向向外伸出,從而擴大開挖直徑,這樣易於實現盾構機的轉向。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,都可以從刀盤後面的泥土倉中進行更換。

法蘭板的後部安裝有一個回轉接頭,其作用是向刀盤的面板上輸入泡沫或膨潤土及向超挖刀液壓油缸輸送液壓油。

2.3刀盤驅動

刀盤驅動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針和逆時針兩個方向上實現0-6.1rpm的無級變速。刀盤驅動主要由8組傳動副和主齒輪箱組成,每組傳動副由一個斜軸式變數軸向柱塞馬達和水冷式變速齒輪箱組成,其中一組傳動副的變速齒輪箱中帶有制動裝置,用於制動刀盤。

安裝在前盾右側承壓隔板上的一台定量螺旋式液壓泵驅動主齒輪箱中的齒輪油,用來潤滑主齒輪箱,該油路中一個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,當掘進過程中刀具磨損工作人員進入到泥土倉檢察及更換刀具時,要使用雙室氣閘。

在進入泥土倉時,為了避免開挖面的坍坍,要在泥土倉中建立並保持與該地層深度土壓力與水壓力相適應的氣壓,這樣工作人員要進出泥土倉時,就存在一個適應泥土倉中壓力的問題,通過調整氣閘前室和主室的壓力,就可以使工作人員可以適應常壓和開挖倉壓力之間的變化。但要注意,只有通過高壓空氣檢查和受到相應培訓有資質的人員,才可以通過氣閘進出有壓力的泥土倉。

現以工作人員從常壓的操作環境下進入有壓力的泥土倉為例,來說明雙室氣閘的作用。J怍/u吊甲先從前室進入主室,關閉前室和主室之間的隔離門,按照規定程序給主室加壓,直到主室的壓力和泥土倉的壓力相同時,打開主室和泥土倉之間的閘閥,使兩者之間壓力平衡,這時打開主室和泥土倉之間的隔離門,工作人員甲進入泥土倉。如果這時工作人員乙也需要進入泥土倉工作,乙就可以先進入前室,然後關閉前室和常壓操作環境之間的隔離門,給前室加壓至和主室及泥土倉中的壓力相同,扣開前室和主室之間的閘閥,使兩者之間的壓力平衡,打開主室和前室之間的隔離門,工作人員乙進入主室和泥土倉中。

2.5管片拼裝機

管片拼裝機由拼裝機大梁、支撐架、旋轉架和拼裝頭組成。
拼裝機大梁用法蘭連接在中盾的後支撐架上,拼裝機的支撐架通過左右各兩個滾輪安放在拼裝機大樑上的行走槽中,一個內圈為齒圈形式外徑3.2m的滾珠軸承外圈通過法蘭與拼裝機支撐架相連,內圈通過法蘭與旋轉架相連,拼裝頭與旋轉支架之間用兩個伸縮油缸和一個橫粱相連接。

現以拼裝頭在正下方位置的情況為例,來說明拼裝機的運動情況。兩個拼裝機行走液壓油缸可以使支撐架、旋轉架、拼裝頭在拼裝機大樑上沿隧道軸線方向移動;安裝在支撐架上的兩個斜盤式軸向柱塞旋轉馬達,通過驅動滾珠軸承的內齒圈可以使旋轉架和拼裝頭沿隧道圓周方向左右旋轉各200度;通過伸縮油缸可以使拼裝頭上升或下降;拼裝頭在油缸的作用下又可以實現在水平方向上的擺動,和在豎直方向上的擺動以及抓緊和放鬆管片的功能。這樣在拼裝管片時,就可以有六個方向的自由度,從而可以使管片准確就位。

拼裝手可以使用有線的或遙控的控制器操作管片拼裝機,用來拼裝管片。我們採用的是1.2m長的通用管片,一環管片由六塊管片組成,它們是三個標准塊、兩塊臨塊和一塊封頂塊。封頂塊可以有十個不同的位置,代表十種不同類型的管環,通過選擇不同類型的管環就可以使成型後的隧道軸線與設計的隧道軸線相擬合。隧道成型後,管環之間及管環的管片之間都裝有密封,用以防水。管片之間及管環之間都由高強度的螺栓連接。

2.6排土機構

盾構機的排土機構主要包括螺旋輸送機和皮帶輸送機。螺旋輸送機由斜盤式變數軸向柱塞馬達驅動,皮帶輸送機由電機驅動。碴土由螺旋輸送機從泥土倉中運輸到皮帶輸送機上,皮帶輸送機再將碴土向後運輸至第四節台車的尾部,落入等候的碴土車的土箱中,土箱裝滿後,由電瓶車牽引沿軌道運至豎井,龍門吊將士箱吊至地面,並倒人碴土坑中。

螺旋輸送機有前後兩個閘門,前者關閉可以使泥土倉和螺旋輸送機隔斷,後者可以在停止掘進或維修時關閉,在整個盾構機斷電緊急情況下,此閘門也可由蓄能器貯存的能量自動關閉,以防止開挖倉中的水及渣土在壓力作用下進入盾構機。

2.7後配套設備

後配套設備主要由以下幾部分組成:管片運輸設備、四節後配套台車及其上面安裝的盾構機操作所需的操作室、電氣部件、液壓部件、注漿設備、泡沫設備、膨潤土設備、循環水設備及通風設備等。

2.7.1管片運輸設備

管片運輸設備包括管片運送小車、運送管片的電動葫蘆及其連接橋軌道。

管片由龍門吊從地面下至豎井的管片車上,由電瓶車牽引管片車至第一節台車前的電動葫蘆—方,由電動葫蘆吊起管片向前運送到管片小車上,由管制、車再向前運送,供給管片拼裝機使用。

2.7.2一號台車及其上的設備

一號台車上裝有盾構機的操作室及注漿設備。

盾構機操作室中有盾構機操作控制台、控制電腦、盾構機PLC自動控制系統、VMT隧道掘進激光導向系統電腦及螺旋輸送機後部出土口監視器。

2.7.3二號台車及其上的設備

二號台車上有包含液壓油箱在內的液壓泵站、膨潤土箱、膨潤土泵、盾尾密封油脂泵及潤滑油脂泵。液壓油箱及液壓泵站為刀盤驅動、推進油缸、鉸接油缸、管片拼裝機、管片運輸小車、螺旋輸送機、注漿泵等液壓設備提供壓力油。泵站上裝有液壓油過濾及冷卻迴路,液壓油冷卻器是水冷式。

盾尾密封油脂泵在盾構機掘進時將盾尾密封油脂由12條管路壓送到三排盾尾密封刷與管片之間形成的兩個腔室中,以防止注射到管片背後的漿液進入盾體內。

潤滑油脂泵將油脂泵送到盾體中的小油脂桶中,盾構機掘進時,4kw電機驅動的小油脂泵將油脂泵送到主驅動齒輪箱、螺旋輸送機齒輪箱及刀盤回轉接頭中。這些油脂起到兩個作用,一個作用是被注入到上述三個組件中唇形密封件之間的空間起到潤滑唇形密封件工作區域及幫助阻止贓物進入被密封區域內部的作用,對於螺旋輸送機齒輪箱還有另外一個作用,就是潤滑齒輪箱的球面軸承。

2.7.4三號台車及其上的設備

三號台車上裝有兩台打氣泵、一個1立方米貯氣罐、一組配電櫃及一台二次風機。

打氣泵可提供8Bar的壓縮空氣並將壓縮空氣貯存在貯氣罐中,壓縮空氣可以用來驅動盾尾油脂泵、密封油脂泵和氣動污水泵,用宋給人閘、開挖室加壓,用來操作膨潤土、盾尾油脂的氣動開關,用來與泡沫劑、水混合形成改良土壤的泡沫,用來8嘞氣動工具等。

二次風機由11kW的電機驅動,將由中間井輸送至第四節台車位置處的新鮮空氣,繼續向前泵送至盾體附近,以給盾構機提供良好的通風。

2.7.5四號台車及其上的沒備

四號台車上裝有變壓器、電纜捲筒、水管捲筒、風管盒。
鋪設在隧道中的兩條內徑為100mm的水管作為盾構機的進、回水管,將豎井地面的蓄水池與水管捲筒上的水管連接起來,與蓄水池連接的一台高壓水泵驅動盾構機用水在蓄水池和盾構機之間循環。通常情況下,進人盾構機水管捲筒水管的水壓控制在5Bar左右。正常掘進時,進人盾構機水循環系統的水有以下的用途:對掖壓油、主驅動齒輪油、空壓機、配電櫃中的電器部件及刀盤驅動副變速箱具有冷卻功能,為泡沫劑的合成提供用水,提供給盾構機及隧道清潔用水。蓄水池中的水用冷卻塔進行循環冷卻。

風管盒中裝有折疊式的風管,風管與豎井地面上的風肌連接,向隧道中的盾構機里提供新鮮空氣。新鮮空氣通過風管被送至第四節台車的位置。

2.8電氣設備

盾構機電氣設備包括電纜捲筒、主供電電纜、變壓器、配電櫃、動力電纜、控制電纜、控制系統、操作控制台、現場控制台、螺旋輸送機後部出土口監視器、電機、插座、照明、接地等。電器系統最小保護等級為IP5.5。

主供電電纜安裝在電纜捲筒上,10kV的高壓電由地面通過高壓電纜沿隧道輸送到與之連接的主供電電纜上,接著通過變壓器轉變成400v,50Hz的低壓電進人配電櫃,再通過供電電纜和控制電纜供盾構機使用。

西門子S7-PLC是控制系統的關鍵部件,控制系統用於控制盾構機掘進、拼裝時的各主要功能。例如盾構機要掘進時,盾構機司機按下操作控制台上的掘進按鈕,一個電信號就被傳到PLC控制系統,控制系統首先分析推進的條件是否具備(如推進油缸液壓油泵是否打開,潤滑脂系統是否工作正常等,.如果推進的條件不具備,就不能推進,如果條件具備,控制系統就會使推進按鈕指示燈變亮,同時控制系統也會給推進油缸控制閥的電磁閥供電,電磁閥通電打開推進油缸控制閥,盾構機開始向前推進。PLC安裝於控制室,在配電櫃里裝有遠程介面,PLC系統也與操作控制台的控制電腦及VMT公司的SLS-T隧道激光導向系統電腦相連。

盾構機操作室內的操作控制台和盾構機某些可移動裝置旁邊的現場控制台(如管片拼裝機、管片吊車、管片運送小車等)用來操作盾構機,實現各種功能。操作控制台上有控制系統電腦顯示器、實現各種功能的按鈕、調整壓力和速度的旋鈕、顯示壓力或油缸伸長長度的顯示模塊及各種鑰匙開關等。

螺旋輸送機後部出土口監視器用來監視螺旋輸送機的出土情況。

電機為所有液壓油泵、皮帶機、泡沫劑泵、合成泡沫用水水泵、膨潤土泵等提供動力。當電機的功率在30kW以下時,採用直接起動的方式,當電機的功率大於30kW時,為了降低起動電流,採用星形—三角形起動的方式。

2.9輔助設備

輔助設備包括數據採集系統、S1S-T隧道激光導向系統、注漿裝置、泡沫裝置、膨潤土裝置。

2.9.1數據採集系統

數據採集系統的硬體是一台有一定配置要求的計算機和能使該計算機與隧道中掘進的盾構機保持聯絡的數據機、轉換器及電話線等原件。該計算機可以放置在地面的監控室中,並始終與隧道中掘進的盾構機自動控制系統的PLC保持聯絡,這樣數據採集系統就可以和盾構機自動控制系統的PLC具有相同的各種關於盾構機當前狀態的信息。數據採集系統按掘進、管片拼裝、停止掘進三個不同運行狀態段來記錄、處理、存儲、顯示和評判盾構機運行中的所有關鍵監控參數。
通過數據採集系統,地面工作人員就可以在地面監控室中實時監控盾構機各系統的運行狀況。數據採集系統還可以完成以下任務:用來查找盾構機以前掘進的檔案信息,通過與列印機相連列印各環的掘進報告,修改隧道中盾構機的PLC的程序等等。

2.9.2隧道掘進激光導向系統

德國VMT公司的SLS-T隧道掘進激光導向系統主要作用有以下幾點:

①可以在隧道激光導向系統用電腦顯示屏上隨時以圖形的形式顯示盾構機軸線相對於隧道設計軸線的准確位置,這樣在盾構機掘進時,操作者就可以依此來調整盾構機掘進的姿態,使盾構機的軸線接近隧道的設計軸線,這樣盾構機軸線和隧道設計軸線之間的偏差就可以始終保持在一個很小的數值范圍內。
②推進一環結束後,隧道掘進激光導向系統從盾構機PLC自動控制系統獲得推進油缸和鉸接油缸的油缸桿伸長量的數值,並依此計算出上一環管片的管環平面,再綜合考慮被手工輸入隧道掘進激光導向系統電腦的盾尾間隙等因素,計算並選擇這—環適合拼裝的管片類型。
③可以提供完整的各環掘進姿態及其他相關資料的檔案資料。
④可以通過標準的隧道設計幾何元素計算出隧道的理論軸線。
⑤可以通過數據機和電話線和地面的一台電腦相連,這樣在地面就可以實時監控盾構機的掘進姿態。

隧道掘進激光導向系統主要部件有激光經緯儀、帶有棱鏡的激光靶、黃盒子、控制盒和隧道掘進激光導向系統用電腦。
激光經緯儀臨時固定在安裝好的管片上,隨著盾構機的不斷向前掘進,激光經緯儀也要不斷地向前移動,這被稱為移站。激光靶則被固定在中盾的雙室氣閘上。激光經緯儀發射出激光束照射在激光靶上,激光靶可以判定激光的入射角及折射角,另外激光靶內還有測傾儀,用來測量盾構機的滾動和傾斜角度,再根據激光經緯儀與激光靶之間的距離及各相關點的坐標等數據,隧道掘進激光導向系統就可以計算出當前盾構機軸線的准確位置。

控制盒用來組織隧道掘進激光導向系統電腦與激光經緯儀和激光靶之間的聯絡,並向黃盒子和激光靶供電。黃盒子用來向激光經緯儀供電並傳輸數據。隧道掘進激光導向系統電腦則是將該系統獲得的所有數據進行綜合、計算和評估。所得結果可以被以圖形或數字的形式顯示在顯示屏上。

2.9.3注漿裝置

注漿裝置主要包括兩個注漿泵、漿液箱及管線。

在豎井,漿液被放入漿液車中,電瓶車牽引漿液車至盾構機漿液箱旁,漿液車將漿液泵入漿液箱中。兩個注漿泵各有兩個出口,這樣總共有四個出口,四個出口直接連至盾尾上圓周方向分布的四個注漿管上,盾構機掘進時,山注漿泵泵出的漿液被同步注入隧道管片與土層之間的環隙中,漿液凝固後就可以起到穩定管片和地層的作用。

為了適應開挖速度的快慢,注漿裝置可根據壓力來控制注漿量的大小,可預先選擇最小至最大的注漿壓力,這樣可以達到兩個目的,一是盾尾密封不會被損壞,管片不會受過大的壓力,二是對周圍土層的擾動最小。注漿方式有兩種:人工方式和自動方式。人工方式可以任選四根注漿管中的一根,由操作人員在現場操作台上操作按鈕啟動注漿系統;自動方式則是在注漿現場操作台上預先設定好的,盾構機掘進即啟動注漿系統。

2.9.4泡沫裝置

泡沫系統主要包括泡沫劑罐、泡沫劑泵、水泵、四個溶液計量調節閥、四個空氣劑量調節閥個液體流量計、四個氣體流量計、泡沫發生器及連接管路。

泡沫裝置產生泡沫,並向盾構機開挖室中注入泡沫,用於開挖土層的改良,作為支撐介質的土在加入泡沫後,其塑型、流動性、防滲性和彈性都得至U改進,盾構機掘進驅動功率就可減少,同時也可減少刀具的磨損。

泡沫劑泵將泡沫劑從泡沫劑罐中泵出,並與水泵泵出的水按盾構司機操作指令的比例混合形成溶液,控制系統是通過安裝在水泵出水口處的液體流量計測量水泵泵出水的流量,並根據這一流量控制泡沫劑泵的輸出量來完成這一混合比例指令的。混合溶液向前輸送至盾體中,被分配輸送到四條管路中,經過溶液劑量調節閥和液體流量計後,又被分別輸送到四個泡沫發生器中,在泡沫發生器中與同時被輸入的壓縮空氣混合產生泡沫,壓縮空氣進入泡沫發生器前也要先經過氣體流量計和空氣劑量調節閥。泡沫劑溶液和壓縮空氣也是按盾構機司機操作指令的比例混合的,這一指令需通過盾構機控制系統接收液體流量計和氣體流量計的信息並控制空氣劑量調節閥和溶液劑量調節閥來完成。最後,泡沫沿四條管路通過刀盤旋轉接頭,再通過刀盤上的開口,注入到開挖室中。在控制室,操作人員也可以根據需要從四條管路中任意選擇,向開挖室加入泡沫。

2.9.5膨潤土裝置

膨潤土裝置也是用來改良土質,以利於盾構機的掘進。膨潤土裝置主要包括膨潤土箱、膨潤土泵、九個氣動膨潤土管路控制閥及連接管路。

和漿液一樣,在豎井,膨潤土被放人膨潤土車中,電瓶車牽引膨潤土車至膨潤土箱旁,膨潤土車將膨潤土泵入膨潤土箱中。

需要注入膨潤土時,膨潤土被膨潤土泵沿管路向前泵至盾體內,操作人員可根據需要,在控制室的操作控制台上,通過控制氣動膨潤土管路控制閥的開關,將膨潤土加入到開挖室、泥土倉或螺旋輸送機中。