盾构机专用泡沫剂介绍
“盾之构”盾构机专用泡沫剂是由多种表面活性剂、稳定剂、强化剂和渗透剂等复配而成，载体为水。在工作过程中，泡沫剂与水混合，在盾构机刀盘、压力舱和排土器的发泡装置内，经压缩空气的作用，发出无数直径为30－400微米的气泡，同时被注入到盾构机内与开挖土混合，对开挖土进行改良，使开挖土呈“塑性流动状态”，保证盾构的顺利进行。泡沫本身具有一定的强度，产生一定的支承作用，使开挖土的流动性提高，压力舱内土体不易堵塞，同时能降低刀盘和排土器的扭矩，利于稳定掘进。由于微细气泡的润滑作用，可以防止开挖土粘附刀盘面板和压力舱内壁，利于正常开挖。同时，气泡可以置换开挖土颗粒间隙中的水，提高开挖土的止水性，防止地下水位高的砂地层中“喷涌”现象的发生。此外，由于气泡具有压缩性，可以提高改良后的开挖土的压缩性，从而抑制“结饼”问题的发生，并使开挖土压变动小，利于开挖面的稳定。经泡沫剂改良后的开挖土，因为具有良好的流动性，使出土变得更容易。由于泡沫从盾构压力舱排出时有一个减压过程，会自行破泡，因此不要加入消泡剂。
1.盾构机专用泡沫剂的作用
盾构机专用泡沫剂可对开挖土进行改良，其具体作用如下：
（1）泡沫有良好的润滑作用和一定的强度，可降低压力舱内土体的内摩擦角，提高开挖土的流动性，防止“闭塞”现象发生，同时降低了刀盘和排土器的扭矩，利于稳定掘进。
(2) 泡沫具有压缩性，可提高改良后的开挖土的压缩性，抑制“结饼”问题的发生。同时开挖土压变动小，利于开挖面的稳定。
(3) 泡沫有一定的弹性和润滑作用，能降低土体的黏度，防止开挖土粘附于盾构机刀盘面板和压力舱内壁，有利于松散出土。
（4）泡沫能置换土颗粒间隙中的水，提高开挖土的止水性，防止地下水位高的砂地层中“喷涌”现象的发生。
（5）改良后的开挖土，出土容易，可用于回填，无残留、无毒害，泡沫喷射装置操作简单，泡沫对机器无腐蚀。
1. 日最高气温达到37℃以上、40℃以下时，用人单位在气温最高时段（）小时内不得安排室外露天作业。 A.6.0 B.5.0 C.4.0 D.3.0 正确答案：D 2. 顶管施工中，管子的顶进或停止，应以（）发出信号为准。 A.工具管头部 B.现场指挥 C.安全员 D.其他 正确答案：A 3. .②机械联接的强度由联接中（）的强度决定。 A.最强环节 B.最薄弱环节 C.各环节加权平均 D.综合计算 正确答案：B 4. 爆破法破碎冻土,爆破施工要离建筑物( )以外。 A. 30m B. 40m C. 50m D. 100m 正确答案：C 5. 人工开挖土方时，两人应保持（）的操作间距。 A.1m B.1～2m C.2～3m D.5～4m 正确答案：C 6. 建筑起重机械安装完毕经自检合格后，（）应在验收前委托有相应资质的检验检测机构监督检验。 A.出租单位 B.安装单位 C.使用单位 D.建设单位
正确答案：C 7. 施工现场宿舍、办公室等临时用房建筑构件的燃烧性能等级应为（）；当采用金属夹芯板材时，其芯材的燃烧性能等级应为（）。 A.A级，A级 B.A级，B级 C.B级，B级 D.B级，C级 正确答案：A 8. 剪刀撑：设在脚手架外侧面、与墙面平行的十字交叉斜杆，可增强脚手架的（）。 A.纵向刚度 B.竖向刚度 C.横向刚度 D.其他 正确答案：A 9. 摊铺机停放在通车道路上时，周围必须设置明显的安全标志。夜间应设红灯示警，其能见度不得小于（）m。 A.50m B.100m C.150cm D.200m 正确答案：C 10. 下列不属于建筑起重机械使用单位安全职责的是（）。 A.制定建筑起重机械生产安全事故应急救援预案 B.在建筑起重机械活动范围内设置明显的安全警示标志，对集中作业区做好安全防护 C.设置相应的设备管理机构或者配备专职的设备管理人员，负责起重机械的安全管理工作 D.制定建筑起重机械安装、拆卸工程生产安全 事故应急救援预案 正确答案：D
海瑞克土压平衡盾构机泡沫系统故障排除（中铁十五局集团城市交通工程公司深圳6标盾构项目部） 吕善 [摘要] 泡沫系统是盾构机上很重要的一个辅助系统。本文针对盾构机上的泡沫系统工作原理进行了介绍，并对一例故障进行了详细的分析。 [关键词] 盾构机泡沫故障排除 泡沫系统是德国海瑞克公司土压平衡盾构机上的一个重要组成部分，盾构掘进时，盾构机上的泡沫装置向土仓内和刀盘前注入泡沫，改良刀盘切屑下来的渣土。使用泡沫剂的目的是改善土体的和易性，保证密封土仓内土压力的稳定和出土的顺畅，当泡沫剂和渣土混合时，还可以产生几个作用：1）在粘土块外面形成薄膜，阻止了块与块之间的粘结，降低了渣土的粘附力，防止形成泥饼；2）降低渣土的内摩擦力，减小渣土对刀盘等部件的摩擦，降低刀盘的扭矩，节省能源；3）降低土体的渗透性，形成一个不透水层，有利于开挖面的稳定；4）增强渣土的流动性，增加渣土的可压缩性，有利于维持土压平衡；5）润滑和冷却的作用。本文通过介绍泡沫系统得工作原理，来说明泡沫系统故障的判断和排除。 1．泡沫系统的组成和工作原理 1.1泡沫系统的组成 泡沫系统由泡沫剂储存箱、泡沫剂泵、水泵、水压力感应开关、
泡沫剂泵安全阀、水泵减压阀、泡沫原液流量计、水流量计、压缩空气减压阀、液体流量计、气体流量计、液体电控调节阀、气体电控调节阀、压力表、压力传感器、泡沫发生器及连接管路等组成。 1.2泡沫系统的工作原理 泡沫剂泵将泡沫剂原液从泡沫剂储存箱中泵出，并与水按操作指令要求的比例混合形成溶液。溶液的流量可以在可编程控制器PLC通过水泵出水口处的液体流量计测量，并根据这一流量来控制泡沫剂的泵送量。混合溶液被分成四路，分别通过液体流量电控阀和流量计后，被分别输送到泡沫发生器中，在泡沫发生器中与同时被输入的压缩空气混合产生泡沫。泡沫溶液和压缩空气的混合比例也是按盾构机的操作指令要求进行混合的。其控制的参数有泡沫剂的用量比（泡沫剂体积占混合溶液体积的百分比）、泡沫的注入率FIR（开挖面中泡沫的体积与被开挖岩土的体积比）和泡沫的膨胀率FER（泡沫的体积与形成泡沫的溶液体积比）等几项。最后泡沫沿4条管路通过刀盘旋转接头，到达刀盘正面的8个注入口，操作人员可以根据需要在控制室从4条管路中任意选择，向开挖面注入泡沫。另外，泡沫的产生和注入可根据需要以手动、半自动、自动的方式进行。其泡沫产生原理如图1所示。
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 m ax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。
目录 一、工程概况 (2) 二、反力架的结构形式 (2) 2.1、反力架的结构形式 (2) 2.2、各部件结构介绍 (2) 2.3、反力架后支撑结构形式 (4) 三、反力架安装准备工作 (5) 四、反力架安装步骤及方法 (5) 五、反力架的受力检算 (6) 5.1、支撑受力计算 (6) 5.2、斜撑抗剪强度计算 (8) 六、反力架受力及支撑条件 (8) 6.1、强度校核计算： (10) 6.2、始发托架受力验算 (11)
一、工程概况 东莞市轨道交通R2线2304标土建工程天宝站~东城站盾构区间工程起点位于天宝站，终点位于东城站。盾构机由天宝站南端盾构始发井组装后始发，利用吊装盾构机的260t履带吊安装反力架。 二、反力架的结构形式 2.1、反力架的结构形式 如图一所示。 图一反力架结构图 2.2、各部件结构介绍 (1) 立柱：立柱为箱体结构，主受力板为30mm钢板，筋板为
20mm钢板，材质均为Q235-A钢材，箱体结构截面尺寸为700mmX500mm，具体形式及尺寸见图二。 图二立柱结构图 (2) 上横梁：结构为箱体结构，主受力板为30mm钢板，筋板为20mm钢板，材质均为Q235-A钢材，箱体结构截面尺寸为700mmX500mm，其结构与立柱相同。 (3) 下横梁：箱体结构，主受力板为30mm，筋板为20mm钢板，材质均为Q235-A，箱体结构截面尺寸为250mmX500mm，其结构如图三所示。 图三下横梁结构图
（4 ）八字撑：八字撑共有4根，上部八字撑2根，其中心线长度为1979mm，下部八字撑2根，其中心线长度为2184mm，截面尺寸如图四所示。 图四八字撑接头结构图 2.3、反力架后支撑结构形式 后支撑主要有斜撑和直撑两种形式，按照安装位置分为立柱后支撑、上横梁后支撑、下横梁后支撑。 立柱支撑（以左线盾构反力架为例）：线路中心左侧（东侧）可以直接将反力架的支撑固定在标准段与扩大端相接的内衬墙上；线路中心线右侧（西侧）材料均采用直径500mm，壁厚9mm的钢管。始发井东侧立柱支撑是3根直撑(中心线长度为1700mm)，始发井西侧立柱是2根斜撑(中心线长度分别为5247mm和3308mm，与水平夹角均为45度)和一根直撑（底部）。如下图所示 1700
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
盾构机专用泡沫剂介绍标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
盾构机专用泡沫剂介绍“盾之构”盾构机专用泡沫剂是由多种表面活性剂、稳定剂、强化剂和渗透剂等复配而成，载体为水。在工作过程中，泡沫剂与水混合，在盾构机刀盘、压力舱和排土器的发泡装置内，经压缩空气的作用，发出无数直径为30－400微米的气泡，同时被注入到盾构机内与开挖土混合，对开挖土进行改良，使开挖土呈“塑性流动状态”，保证盾构的顺利进行。泡沫本身具有一定的强度，产生一定的支承作用，使开挖土的流动性提高，压力舱内土体不易堵塞，同时能降低刀盘和排土器的扭矩，利于稳定掘进。由于微细气泡的润滑作用，可以防止开挖土粘附刀盘面板和压力舱内壁，利于正常开挖。同时，气泡可以置换开挖土颗粒间隙中的水，提高开挖土的止水性，防止地下水位高的砂地层中“喷涌”现象的发生。此外，由于气泡具有压缩性，可以提高改良后的开挖土的压缩性，从而抑制“结饼”问题的发生，并使开挖土压变动小，利于开挖面的稳定。经泡沫剂改良后的开挖土，因为具有良好的流动性，使出土变得更容易。由于泡沫从盾构压力舱排出时有一个减压过程，会自行破泡，因此不要加入消泡剂。 1.盾构机专用泡沫剂的作用 盾构机专用泡沫剂可对开挖土进行改良，其具体作用如下：
（1）泡沫有良好的润滑作用和一定的强度，可降低压力舱内土体的内摩擦角，提高开挖土的流动性，防止“闭塞”现象发生，同时降低了刀盘和排土器的扭矩，利于稳定掘进。 (2)泡沫具有压缩性，可提高改良后的开挖土的压缩性，抑制“结饼”问题的发生。同时开挖土压变动小，利于开挖面的稳定。(3)泡沫有一定的弹性和润滑作用，能降低土体的黏度，防止开挖土粘附于盾构机刀盘面板和压力舱内壁，有利于松散出土。 （4）泡沫能置换土颗粒间隙中的水，提高开挖土的止水性，防止地下水位高的砂地层中“喷涌”现象的发生。 （5）改良后的开挖土，出土容易，可用于回填，无残留、无毒害，泡沫喷射装置操作简单，泡沫对机器无腐蚀。
国内外主要盾构机制造商一览 2012年1月16日 12:31:33楼主股市直播室 操盘宝大赛盛装启航一码通24小时万三开户翻倍牛股涨停基因股本文属《建设机械技术与管理》独家向中国工程机械品牌网供稿，如需转载请注明来源和作者，违者必究！ 国内： 上海隧道工程股份有限公司 是由上海城建集团控股的专门从事软土隧道施工的企业。隧道股份(600820,股吧)自1958年开始研制生产隧道施工装备以来，具有40余年的地下施工装备制造和大型成套设备安装的辉煌业绩和经验。与国际几大著名隧道装备企业有着广泛的合作和相互技术支持。2004年隧道股份研制成功中国第一台具有自主知识产权和国际先进水平的土压平衡式盾构机，并与国外联合制造出刀盘直径达15.43米的超大直径盾 构机。迄今为止，该公司通过合作制造和自主研制已累计生产了170多台隧道掘进机，承建了盾构法隧道550公里以上。 中铁隧道装备制造有限公司 原属于从事工程施工的中铁隧道集团有限公司，在使用掘进机进行隧道施工中积累了丰富经验，后独立成专业的以掘进机生产为主的装备制造公司。2009年底，中国中铁(601390,股吧)股份公司对内部盾构加工制造资源进行整合重组，以中铁隧道集团有限公司为依托，在郑州国家级经济技术开发区注册成立 了由中国中铁控股，中铁隧道集团、中铁科工集团参股的中铁隧道装备制造有限公司，成为中国中铁旗下 集研发制造、组装调试、营销租赁、售后服务为一体的隧道装备专业化制造公司。以盾构产业化为主线， 产品涉及盾构机及硬岩掘进机隧道模具及后配套产品、长大隧道施工运输设备等一系列隧道施工专用设备。 中国铁建重工集团有限公司公司 前身是中铁轨道系统集团有限公司，是中国铁建(601186,股吧)股份公司于2007年在长沙组建的集铁路轨道系统、城市轨道交通系列产品和重型施工装备研发、制造、施工、检测为一体的大型企业集团，集团下属的隧道装备公司具有年产刀盘直径12m以下土压平衡盾构机，泥水平衡盾构及硬岩掘进机等全端 面隧道掘进装备。 北方重工集团有限公司 由沈阳重型机械集团有限责任公司和沈阳矿山机械（集团）有限责任公司合并重组基础上组建的国有独资公司，自2005年开始介入盾构机制造领域其下属的盾构机分公司综合了维尔特和NFM公司的掘进机技术特点，可制造泥水平衡盾构机、土压平衡盾构机、复合式盾构机、敞开式硬岩掘进机、护盾式硬岩 掘进机、顶管机等隧道工程装备。 北京华隧通掘进装备有限公司 由秦皇岛天业通联(002459,股吧)重工股份有限公司于2008年出资设立，与日本日立造船株式会社、北京交通大学隧道中心和石家庄铁道大学机械工程分院合作，以日立造船的掘进机制造技术为依托， 从事隧道掘进装备及相关配套的科研、设计、产销、服务于一体的专业公司。该公司制造的目前国内地铁 最大的直径10.22m土压平衡盾构机已交付使用，用于北京14号线地铁试验段隧道施工。 中交天和机械设备制造有限公司 由中国交通建设股份有限公司的下属公司中交天津航道局有限公司和中和物产株式会社合资成立，2010年4月2日注册，公司位于江苏省常熟经济开发区高新技术产业园。 该公司专业从事盾构机、全断面硬岩掘进机的设计与制造，以及相关产品的维修、租赁、咨询和技术服务，可制造直径达16米的盾构机。 成都南车隧道装备有限公司
盾构机反力架计算书 太平桥站盾构始发反力架支撑计算书一、工程情况说明 哈尔滨地铁一号8标工业大学—太平桥区间投入一台德国海瑞克盾构机进行施工，编号S-285，从太平桥站西端头下井。我们对反力架采取水平撑加斜支撑的形式加固，将反作用力传递至车站底板、中板及侧墙。 二、反力架及支撑示意图 12 中板 侧反反 力力 墙 架架 底板底板 12 1-12-2 计算说明: 1、根据以往施工情况，始发盾构机推力按照800T进行计算，其中底部千斤顶油压按照200bar，两侧按照140bar，顶部千斤顶不施加推力; 2、通过管片和基准钢环调节，每组千斤顶所在区域按照均布荷载进行计算; 3、水平支撑采用200mm及250mm宽翼缘H型钢，分别支撑与车站底板及侧墙上，斜撑采用200mm宽翼缘H型钢，45度角撑于车站底板上; 4、反力架经几次始发使用，梁自身抗弯和抗剪无问题，本次不予计算。三、力学模型图
A 44.7t/m44.7t/mBD C 89.4t/m 盾构机在顶推过程中反力架提供盾构向前掘进的反力，通过焊接在反力架上的型钢支撑， 将力传递到车站结构上。为保证反力架能够提供足够的反力，以确保前方地层不会发生较大 沉降。要求型钢支撑强度足够。 四、计算步骤 1、模型简化 假设千斤顶推力平均分配到四个支撑边，即每边承受200t的压力。 2、轴力验算 1)底边 σ,F/A,F/(8，A，2，A),2000000/(8，6428，2，9218),28.6MPa 112 2 200mm H型钢截面面积A=6428mm1 2 250mm H型钢截面面积A=9128mm2 σ,σ,210MPa 1max 2)右侧边 σ,F/A,F/(10，A),2000000/(10，6428),31.1MPa 21 σ,σ,210MPa 2max 3)顶边 σ,F/A,F/(4，A),2000000/(4，6428),77.8MPa 31 σ,σ,210MPa 3max
沈阳地铁一号线盾构机供应方案报告 一、编制目的 盾构法施工具有施工进度快、工程质量安全易于保证、施工技术 先进等优点，城市地铁施工中采用盾构法施工的比重越来越大，沈阳地 铁一号线一期工程中 12 个区间（约 11.953km）采用盾构法施工，其中 先开工段中的黄～洪区间采用盾构法施工。盾构机造价较高，有些施 工单位在国内其它城市地铁施工中已购置盾构机；同时沈阳重型厂已经 与德国盾构生产企业签订协议合作生产盾构，因此有必要从保证地铁工 程质量进度、合理利用现有盾构资源和拉动地方经济的角度出发，对地 铁一号线盾构机供应情况进行研究。 二、地铁一号线盾构机概况 根据地铁一号线总体设计工程筹划，沈阳地铁一号线采用8 台盾 构机施工，盾构机外径为 6.3m 左右，隧道外径 6.2m，内径 5.5m，管 片厚度350mm，与上海、南京、天津等城市相同。国内还有另外一 种外径尺寸，隧道外径 6m，内径 5.4m，管片厚度 300mm，北京、广州、深圳等城市采用这种形式。两种隧道结构形式的建筑限界都是 φ5200mm，均满足A/B型车辆的要求，考虑拼装及施工误差，断面裕 量值定为 150mm（或 100mm）；管片厚度与结构受力及防水要求有关 为 350mm（或 300mm）。两种形式管片的浇注混凝土量差 1.06m3/延米，造价差为 400 元，全线造价差约 880 万元。盾构机外径相差 20cm，造价可能存在一定差别，同时对管片制作生产也有影响。建议在初步
设计前，由总工办组织总体设计单位、初步设计单位、盾构供应商、 施工商等单位进行研究，拿出决定性意见，以便进行盾构资源的摸底 及生产准备工作。 三、盾构机供应方式 国内盾构法施工盾构机供应有两种方式：一种是建设单位提供盾 构机，施工单位租赁设备（上海地铁）；另一种是施工方自带盾构（其 它城市）。 1、建设单位提供盾构机租赁 建设单位与盾构制造商签订购买合同，负责盾构的选型、订货、 运输及维修保养。上海地铁 1 号线最早采用该种方式，主要原因是盾 构机作为地铁 1 号线外方融资采购的设备提供给建设单位。采用该种 方式，建设单位需要设置专门的管理机构，配备专业的技术人员和管 理人员。采用该种方式的优点之一是甲方采购盾构，对盾构机供应厂 商有选择权和控制权，有利于地方企业生产的盾构进入沈阳地铁；同时可以获得一定的经济效益。缺点是：盾构机管理、协调维修工作繁 杂，施工过程中盾构机出现问题时施工方与供应方可能相互推诿，甲方有一定的责任和风险；建设单位必须通过公开招标采购盾构，确保 地方企业盾构机中标在操作上有一定的风险和难度。除上海地铁外， 其它城市均未采取该种方式。因此，不建议采用该种方式。 盾构机的价格约为 450 万美元（德国），盾构租赁费用约 1 万元/m，维修费用约占设备总费用的 10％左右，现在尚未进行具体的承 包核算。
精心整理 盾构机泡沫系统原理与应用 0 引言 泡沫是一种调节介质，由发泡剂与水的混合液和压缩空气相混合，经泡沫发生 器发泡成30～400um微细乳状泡沫，注入到掘削面和土仓，确保渣土顺利排出，保 不可少的添加剂。 1 泡沫系统的组成与原理 1.1 成，如图 ? ? ? 点 ?1个水泵，流量为133l/min ?1个泡沫泵流量为5l/min ?混合液控制装置 ?压缩空气控制装置图1 ?4个泡沫发生器
?测量装置及其控制 ?用水冲洗时的切换装置 1.2泡沫系统的原理 水和发泡剂的混合是在混合液的控制装置完成。发泡剂装在可更换的罐中，发 泡剂通过定量泡沫泵供给，水通过定量水泵供给，二者混合后再通过流量控制装置 供给到相关管路。 量是通过SPC 2 2 图3 图 2是 泡沫 系统参数的输入面板，其中管路1-4为泡沫系统四条管路的流量（l/min）；FER为发 泡率=单条管路泡沫流量/单条管路液体流量；FIR为注入率=注入泡沫总量/开挖渣土 的容积；流量为自动模式下每条管路泡沫量占总泡沫量的百分比；泡沫浓度为发泡 剂在水溶液中的浓度；工作仓最大土压为泡沫系统自动停止工作时的最大土仓压力。 图3是泡沫系统参数的显示面板，泡沫系统工作状态有四种：停止、自动、半
自动和手动。泥土压力为1号土仓压力与3号土仓压力的平均值，该值如果超过工作仓最大土压，泡沫系统就停止。混合液流量显示了混合液的流速与总流量，每环更新；压力显示泡沫管路当前压力值；空气实际值显示管路空气流量实际值；空气目标值显示管路空气流量目标值；混合液体实际值显示管路混合液体流量实际值；混合液体目标值显示管路混合液体流量目标值=每条管路流量/FER。 泡沫系统的操作方式有三种，分别是手动模式、半自动模式和自动模式。在启 用泡沫系统前， 过SPC 设置范 围为 和FIR，对注入的泡沫进行控制。 3 半自动模式和自动模式为主，现在就以两个工程实例来说明泡沫系统的使用。 3.1采用半自动模式适应基岩隆起地层的推进 深圳滕创瑞科技有限公司经营的泡沫所在深圳地铁三号线3102标工程刚刚通过38米长的，基岩高度最大为 3.8米的基岩隆起区。隧道下层为花岗岩，强度高达160MPA，上层为砂层，是典型的上软下硬型地层，在这种地层中掘进需要防止坍塌和刀具磨损。盾构机在这种地层推进，必须控制好掘进参数和注入合适的添加剂。
盾构机国内生产厂商介绍 上海隧道工程股份有限公司机械厂 中国广州广重企业集团 首钢集团重型机械有限公司 武重集团公司 上海隧道设备有限公司 大连重工 上海振华港机集团 上海沪东造船厂 中国沈阳重型机械集团有限责任公司 秦皇岛华隧通 https://www.doczj.com/doc/542885219.html, 盾构机国外生产厂商介绍： 德国海瑞克公司 美国罗宾斯公司 法国迈通公司 日本三菱重工 川崎重工 日立公司 据不完全统计，目前国外盾构机的主要制造厂有18家，集中在日本和欧美，如日本的三菱重工、川崎重工、小松制作所、日立造船、石川岛播磨重工，德国的海瑞克公司、维尔特公司，美国的罗宾斯公司，加拿大的罗法特公司等。各个厂家可以根据不同的地质条件和不同的工程对象，以及使用单位的不同要求，设计、生产出不同直径、不同类型、以及有特殊要求的盾构机，以满足用户的需要，其工艺和设备先进。 (一).日本三菱重工（MitsubishiHeavyIndustries,Ltd.） 日本三菱是一家具有100多年历史的企业集团，目前的经营范围除保持传统的造船业、汽车制造业和化工业外，还涉及金融领域，近些年来并涉足核能源、宇宙航天、生态环境和深海开发等尖端技术领域；其属下的直系企业有29家，三菱重工是其中的一家，为世界各地提供软、硬土盾构掘进设备的建设机械部是三菱重工旗下神户造船所的一个分支。 从1939年制造日本第一台手掘盾构机起，至2003年神户造船所就一共制造了1608台盾构机，其中包括土压平衡、泥水平衡、双圆、三圆、MMST等各种类型，数量和种类可谓世界第一，技术居国际之首。如开挖英法海峡交通隧道用的盾构机，其中就有两台是该公司制造的。曾向法国里昂地区提供直径为11m的土压平衡式盾构机，为上海延安东路第二条过江隧道工程生产泥水加压式盾构机，为东京湾海底隧道生产了直径14.14m的泥水加压式盾构机等。 在这1608台盾构中，日本三菱创造了多个第一。除第一台日本手掘盾构外，1970年三菱制造了日本最早的泥水盾构，直径7290mm；1986年制造了马蹄形机械挖掘盾构；1989年为英法海峡隧道提供了2台土压盾构；1991年制造了马蹄形的ECL盾构；1992年为法国里昂高速公路制造了直径为10.96m的土压盾构；1993年制造了迄今最大的双圆盾构；1994年为日本东京湾隧道制造了3台当时最大的泥水盾构；1995年制造了三圆盾构；1996年，为满足共同沟施工需要，制造了
盾构机专用泡沫剂介绍 This manuscript was revised on November 28, 2020
盾构机专用泡沫剂介绍“盾之构”盾构机专用泡沫剂是由多种表面活性剂、稳定剂、强化剂和渗透剂等复配而成，载体为水。在工作过程中，泡沫剂与水混合，在盾构机刀盘、压力舱和排土器的发泡装置内，经压缩空气的作用，发出无数直径为30－400微米的气泡，同时被注入到盾构机内与开挖土混合，对开挖土进行改良，使开挖土呈“塑性流动状态”，保证盾构的顺利进行。泡沫本身具有一定的强度，产生一定的支承作用，使开挖土的流动性提高，压力舱内土体不易堵塞，同时能降低刀盘和排土器的扭矩，利于稳定掘进。由于微细气泡的润滑作用，可以防止开挖土粘附刀盘面板和压力舱内壁，利于正常开挖。同时，气泡可以置换开挖土颗粒间隙中的水，提高开挖土的止水性，防止地下水位高的砂地层中“喷涌”现象的发生。此外，由于气泡具有压缩性，可以提高改良后的开挖土的压缩性，从而抑制“结饼”问题的发生，并使开挖土压变动小，利于开挖面的稳定。经泡沫剂改良后的开挖土，因为具有良好的流动性，使出土变得更容易。由于泡沫从盾构压力舱排出时有一个减压过程，会自行破泡，因此不要加入消泡剂。 1.盾构机专用泡沫剂的作用 盾构机专用泡沫剂可对开挖土进行改良，其具体作用如下：
（1）泡沫有良好的润滑作用和一定的强度，可降低压力舱内土体的内摩擦角，提高开挖土的流动性，防止“闭塞”现象发生，同时降低了刀盘和排土器的扭矩，利于稳定掘进。 (2)泡沫具有压缩性，可提高改良后的开挖土的压缩性，抑制“结饼”问题的发生。同时开挖土压变动小，利于开挖面的稳定。(3)泡沫有一定的弹性和润滑作用，能降低土体的黏度，防止开挖土粘附于盾构机刀盘面板和压力舱内壁，有利于松散出土。 （4）泡沫能置换土颗粒间隙中的水，提高开挖土的止水性，防止地下水位高的砂地层中“喷涌”现象的发生。 （5）改良后的开挖土，出土容易，可用于回填，无残留、无毒害，泡沫喷射装置操作简单，泡沫对机器无腐蚀。
管片选型与排版 区间盾构结构为预制钢筋混凝土环形管片，外径6200mm，内径5500mm，厚度350mm，宽度1200mm。在盾构施工开工前，应对管片进行预排版，确定管片类型数量. 1）隧道衬砌环类型 为满足盾构隧道在曲线上偏转及蛇形纠偏的需要，应设计楔形衬砌环，目前国际上通畅采用的衬砌环类型有三种：①直线衬砌环与楔形衬砌环的组合；②通用型管片；③左、右楔形衬砌环之间相互组合。国内一般采用第③种，项目隧道采用该衬砌环。 直线衬砌环与楔形衬砌环组合排版优缺点：优点—简化施工控制，减少管片选型工作量；缺点—需要做好管片生产计划，增加钢模数量。 盾构推进时，依据预排版及当前施工误差，确定下一环衬砌类型。由于采用衬砌环类型不完全确定性，所以给管片供应带来一定难度。2）管片预排版 1、转弯环设计 区间转弯靠楔形环完成，分三种：标准换、右转弯环、左转弯环。即管片环向宽度六块不是同一量，曲线外侧宽，内侧窄。 管片楔形量确定主要因素有三个：①线路的曲线半径；②管片宽度；③标准环数与楔形环数之比u值。还有一个可供参考的因素：楔形量管模的使用地域。楔形量理论公式如下： △=D（m+n）B/nR ①
（D-管片外径，m:n-标准环与楔形环比值，B-环宽，R-拟合圆曲线半径） 本次南门路到团结桥楔形环设计为双面楔形，楔形量对称设置于楔形环的两侧环面。按最小水平曲线半径R=300m计算，楔形量△=37.2mm，楔形角β=0.334°。 值得注意的是转弯环设计时，环宽最大和最小处是固定的，左转弯以K块在1点位设计，右转弯以K块在11点位设计，即在使用转弯环时，要考虑错缝拼装和管片位置要求。 2、圆曲线预排版 设需拟合圆曲线半径为450m（南门路到团结桥区间曲线半径值），拟合轴线弧长270m，需用总楔形量计算如下： β=L/R=0.6 ② △总=（R+D/2）β-（R-D/2）β=3720mm ③ 由△总计算出需用楔形环数量： n1=△总/△=100 ④ 标准环数量为： n2=（L-n1*B）/B=125 ⑤ 标准环和楔形环的比值为： u=n2：n1=5:4 ⑥ 即在R=450圆曲线上，标准环和楔形环比例为5:4，根据曲线弧长计算管片数量，确定出各类型管片具体数量，出现小数点时标准环数量减1，转弯环加1。
盾构机专用泡沫剂介绍 “盾之构”盾构机专用泡沫剂是由多种表面活性剂、稳定剂、强化剂和渗透剂等复配而成，载体为水。在工作过程中，泡沫剂与水混合，在盾构机刀盘、压力舱和排土器的发泡装置内，经压缩空气的作用，发出无数直径为30－400微米的气泡，同时被注入到盾构机内与开挖土混合，对开挖土进行改良，使开挖土呈“塑性流动状态”，保证盾构的顺利进行。泡沫本身具有一定的强度，产生一定的支承作用，使开挖土的流动性提高，压力舱内土体不易堵塞，同时能降低刀盘和排土器的扭矩，利于稳定掘进。由于微细气泡的润滑作用，可以防止开挖土粘附刀盘面板和压力舱内壁，利于正常开挖。同时，气泡可以置换开挖土颗粒间隙中的水，提高开挖土的止水性，防止地下水位高的砂地层中“喷涌”现象的发生。此外，由于气泡具有压缩性，可以提高改良后的开挖土的压缩性，从而抑制“结饼”问题的发生，并使开挖土压变动小，利于开挖面的稳定。经泡沫剂改良后的开挖土，因为具有良好的流动性，使出土变得更容易。由于泡沫从盾构压力舱排出时有一个减压过程，会自行破泡，因此不要加入消泡剂。
1.盾构机专用泡沫剂的作用 盾构机专用泡沫剂可对开挖土进行改良，其具体作用如下： （1）泡沫有良好的润滑作用和一定的强度，可降低压力舱内土体的内摩擦角，提高开挖土的流动性，防止“闭塞”现象发生，同时降低了刀盘和排土器的扭矩，利于稳定掘进。 (2) 泡沫具有压缩性，可提高改良后的开挖土的压缩性，抑制“结饼”问题的发生。同时开挖土压变动小，利于开挖面的稳定。 (3) 泡沫有一定的弹性和润滑作用，能降低土体的黏度，防止开挖土粘附于盾构机刀盘面板和压力舱内壁，有利于松散出土。 （4）泡沫能置换土颗粒间隙中的水，提高开挖土的止水性，防止地下水位高的砂地层中“喷涌”现象的发生。 （5）改良后的开挖土，出土容易，可用于回填，无残留、无毒害，泡沫喷射装置操作简单，泡沫对机器无腐蚀。
国内外隧道盾构机技术发展趋势与应用 盾构机是一种专业工程机械，它主要用于在地下施工中开挖隧道。随着盾构掘机的发展，它集成了信息、光、电、传感、液、机、技术于一体，涉及地质、测量、电气、液压、机械、等多门技术，具有土碴运输、土体切削、衬砌隧道等功能，而且对于不同的地质进行相应的方案设计，准确性很高。文章介绍了盾构机的历史及其在具体工程中的应用与发展方向。 标签：盾构机；发展；长沙地铁 盾构机主要由动力部分、顶进主轴、导向系统、刀盘系统、纠偏系统、中继顶进系统、排运岩土机构以及等几个部分组成。盾构掘进机的工作原理就是一个圆柱形的钢件沿隧洞轴线一边对土壤进行开挖，一边同时向前推进。这一钢件壳的作用是负责分担来自周围土层的压力，起到对正在施工作业隧洞的保护以及支撑作用，排土、挖掘、衬砌等作业都在该圆柱组件的支撑下进行。由于工作原理的不同，盾构机主要有混合型、泥水加压式、土压平衡盾构等多种。考虑到盾构机给实际工程带来了极大的便利，因此已经应用于许多地铁、市政、水电、等许多地下工程。 1 盾构机发展溯源 盾构机从发明那天起距今已经有180多年的历史，第一台盾构机诞生在英国，后由日本、德国不断发展壮大。盾构机的发展主要有三个阶段，盾构机的发明，盾构机的发展普及，盾构机的发展完善，随着科技的发展，盾构技术不断完善进步，从而为世界的隧道建设做出了重要的贡献。 1.1 第一台盾构机的诞生 1818年，英国工程师布鲁诺尔在一次偶然的情况下通过船板上的蛀孔，发现这种虫子在前进的过程中利用自身的分泌物涂在孔的周围来支撑周围物质得到启示，后来他完善了构思，发明了一种圆形铁壳，同时利用千斤顶在土壤中推进，在铁壳里的工人一边挖掘，一边衬砌轨道。从此世界上第一台盾构机便问世了。 1.2 盾构机在世界各国进一步发展普及 19世纪末到20世纪初盾构技术相继传入德、日、美等国，并得到了很大的发展。1892年，美国率先发明了掘削工作面封闭不能直接观察到施工面作业的封闭式盾构，必须辅以多种监控装置来控制掘削面工作。1931年苏联利用盾构机建造了莫斯科地铁隧道，施工中首次使用了化学注浆和冻结工法。自此，这种施工方法得以传播，并在全球范围内广受欢迎。 1.3 现代盾构机的进步和完善
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。
海瑞克公司 HERRENKNECHT 土压平衡盾构机? 6,250mm Building the future together 中国盾构网：ｗｗｗ．ｚｇｄｕｎｇｏｕ．ｃｏｍ 中国盾构网：ｗｗｗ．ｚｇｄｕｎｇｏｕ．ｃｏｍ中国盾构网：ｗｗｗ．ｚｇｄｕｎｇｏｕ．ｃｏｍ
目录 目录 (1) 1工程概述 (4) 1.1隧道数据 (4) 1.2地下水 (4) 1.3混凝土管片的设计 (4) 1.4轨道延伸 (4) 1.5辅助设备 (4) 1.5.1管片运输 (4) 1.5.2注浆 (4) 1.5.3渣车 (5) 1.6基本设计 (5) 1.6.1个别部件的主要特征及作用 (5) 1.6.2人员安全 (6) 1.6.3隧道安全 (6) 2功能（EPB盾构机） (7) 2.1概况 (7) 2.2开挖 (7) 2.3复合模式 (8) 2.3.1土压平衡模式 (8) 2.3.2开放模式 (8) 2.4控制 (8) 2.5管片拼装循环 (8) 3技术参数 (9) 4供货范围 (13) 5盾体 (16) 5.1概述 (16) 5.2前体和中体 (16) 5.3盾尾 (16) 5.4土压传感器 (17) 5.5排水 (17) 5.5.1概述 (17) 5.5.2技术数据 (17) 6刀盘 (17) 6.1概述 (17) 6.2结构 (17) 6.3钢结构 (18) 6.4切削刀具 (18) 6.5耐磨保护 (18) 6.6刀具更换 (18) 7刀盘驱动 (19) 7.1概述 (19) 7.2齿轮箱，驱动齿轮 (19) 7.3主轴承 (19) 7.4密封系统 (19) 7.5主驱动输出 (20) 8管片安装器 (20) 8.1概述 (20)
盾构机构造及工作原理简介(一) 伴随着2012年我司在新行业拓展上的力度不断加大，轨道交通这个名词也越来越多的出现在公司会议及公告中。而盾构机作为我司进入轨道交通行业的切入点，在我司的发展战略中占据着重要地位。那么盾构机究竟是一种什么样的设备呢？盾构机是如何工作的呢？而我们港迪电气的产品在盾构机这样一个大型设备中又起到了什么作用呢？ 下面，本文会通过盾构机的起源及发展史、盾构机在中国的发展历程、盾构机概述、盾构机的构造及工作原理、盾构机上的电力系统，中国盾构机的现状及发展前景六个方面来介绍盾构机的产生与发展，并逐渐解答上述问题。 一、盾构机的起源和发展史 盾构发明于19世纪初期，首先应用于开挖英国伦敦泰晤士河水底隧道。1818年，法国的布鲁诺尔(M.I.Brune1)从蛀虫钻孔得到启示，最早提出了用盾构法建设隧道的设想，并在英国取得专利。下图为布鲁诺尔注册专利的盾构。 布鲁诺尔构想的盾构机机械内部结构由不同的单元格组成，每一个单元格可容纳一个工人独立工作并对工人起到保护作用。采用的方法是将所有的单元格牢靠地装在盾壳上。当时布鲁诺尔设计了两种方法，一种是当一段隧道挖完后，整个盾壳由液压千斤顶借助后靠向前推进；另一种方法是每一个单元格能单独地向
前推进。（第一种方法后来被采用，并得到了推广应用，演变为成熟的盾构法）。此后，布鲁诺尔逐步完善了盾构结构的机械系统，设计成用全断面螺旋式开挖的封闭式盾壳，衬彻紧随其后的方式。 1825年，他第一次在伦敦泰晤土河下开始用一个断面高6.8m、宽11.4m，并由12个邻接的框架组成的矩形盾构修建隧道。如下图，第一台用于隧道施工的盾构机，其每一个框架分成3个舱，每一个舱里有一个工人，共有36个工人。 泰晤士河下的隧道工程施工期间遇到了许多困难，在经历了五次以上的特大洪水后，直到1843年，经过18年施工，才完成了全长458m的第一条盾构法隧道。 1830年，英国的罗德发明“气压法”辅助解决隧道涌水。 1865年，英国的布朗首次采用圆形盾构和铸铁管片，1869年用圆形盾构在泰吾士河下修建外径2.2m的隧道。 1866年，莫尔顿申请“盾构”专利。盾构最初称为小筒(cell)或圆筒(cylinder)，在莫尔顿专利中第一次使用了“盾构” ( shield )这一术语。 1874年，工程师格瑞海德发现在强渗水性的地层中很难用压缩空气支撑隧
国内外著名盾构机生产企业简介 据不完全统计，目前国外盾构机的主要制造厂有18家，集中在日本和欧美，如日本的三菱重工、川崎重工、小松制作所、日立造船、石川岛播磨重工，德国的海瑞克公司、维尔特公司，美国的罗宾斯公司，加拿大的罗法特公司等。各个厂家可以根据不同的地质条件和不同的工程对象，以及使用单位的不同要求，设计、生产出不同直径、不同类型、以及有特殊要求的盾构机，以满足用户的需要，其工艺和设备先进。 1、日本小松Komatsu 1、企业概况 株式会社小松制作所（即小松集团）是全球最大的工程机械及矿山机械制造企业之一，成立于1921年，迄今已有90年历史。小松集团总部位于日本东京，在中国、美国、欧洲、亚洲和日本设有5个地区总部，集团子公司143家，员工3万多人，2010财年集团销售额达到217亿美元。小松产品以品类齐全、质量可靠、服务超群享誉全球，主要产品有挖掘机、推土机、装载机、自卸卡车等工程机械，各种大型压力机、切割机等产业机械，叉车等物流机械，TBM、盾构机等地下工程机械，以及柴油发电设备等。 小松的隧道掘进机业务始于1963年。40多年来，小松致力于为用户提供最佳的隧道掘进解决方案，迄今已有数以千计的小松隧道掘进机设备被应用于世界各地的隧道掘进工程。2001年起，小松地下工程机械开始进入中国，现已累计销售超过100台（套）。 小松锐意进取、着力发展领先时代的地下工程机械，从早期的手动开挖式盾构、半机械式盾构起步，到今天已形成涵盖包括土压平衡盾构、泥水平衡盾构、敞开式硬岩TBM掘进设备、以及斜井掘进盾构、对接式盾构、双护盾盾构，矩形盾构等的丰富的产品线，因而在地铁建设、公路隧道建设以及电力管线、下水道工程乃至核电站、海底隧道等各个领域都不难见到小松地下工程机械活跃的场景。 2、主要产品 2.1盾构 （1）土压平衡盾构机 该类型盾构机自1974年在日本首次使用以来，以其独到的优势已广泛用于世界各地的隧道工程中。我国地铁隧道工程中普遍使用该类型盾构。小松制造的土压平衡盾构机，在中国已有100多台的业绩，分别运用于中国北京、上海、西安、广州等十多个省市地区的地铁项目和水利项目等建设，广受好评。
盾构机泡沫系统原理与应用 0 引言 泡沫是一种调节介质，由发泡剂与水的混合液和压缩空气相混合，经泡沫发生器发泡成30～400um微细乳状泡沫，注入到掘削面和土仓，确保渣土顺利排出，保持掘削面稳定，适合于靠土压支持的盾构在掘进过程中泥土粘性非常高的意外情况。由于经泡沫调节后的土壤具有良好的流动性和塑性以及防水渗透性，所以泡沫的使用扩大了土压平衡盾构机适宜开挖的土壤范围，同时大大降低了刀盘扭矩，减少了刀具的磨损。目前，土压平衡盾构机大都配备了泡沫系统，泡沫也成为渣土改良必不可少的添加剂。 1 泡沫系统的组成与原理 1.1泡沫系统由以下部件组成，如图1： ?刀盘上有8个注入点 ?土仓压力板上有4个注入点 ?螺旋输送机上有4x2个注入点 ?1个水泵，流量为133l/min ?1个泡沫泵流量为5l/min ?混合液控制装置 ?压缩空气控制装置图1 ?4个泡沫发生器 ?测量装置及其控制 ?用水冲洗时的切换装置 1.2泡沫系统的原理 水和发泡剂的混合是在混合液的控制装置完成。发泡剂装在可更换的罐中，发泡剂通过定量泡沫泵供给，水通过定量水泵供给，二者混合后再通过流量控制装置供给到相关管路。 泡沫是在泡沫发生器内用空气对液体进行搅拌混合而获得的。空气和液体的剂量是通过SPC操作单元和流量计来计量的。是否进行调整主要是根据掘进速度、支持压力和所给的配方来决定。泡沫发生系统有三种操作模式：手动、半自动和全自动。 通过控制可控制球阀，盾构机操作手通过泡沫系统的显示面板按钮或开关元件向有关注入点将泡沫注入到刀盘前端、土仓和螺旋输送机内。
图2 图3 图2是泡沫系统参数的输入面板，其中管路1-4为泡沫系统四条管路的流量（l/min）；FER为发泡率=单条管路泡沫流量/单条管路液体流量；FIR为注入率=注入泡沫总量/开挖渣土的容积；流量为自动模式下每条管路泡沫量占总泡沫量的百分比；泡沫浓度为发泡剂在水溶液中的浓度；工作仓最大土压为泡沫系统自动停止工作时的最大土仓压力。 图3是泡沫系统参数的显示面板，泡沫系统工作状态有四种：停止、自动、半自动和手动。泥土压力为1号土仓压力与3号土仓压力的平均值，该值如果超过工作仓最大土压，泡沫系统就停止。混合液流量显示了混合液的流速与总流量，每环更新；压力显示泡沫管路当前压力值；空气实际值显示管路空气流量实际值；空气目标值显示管路空气流量目标值；混合液体实际值显示管路混合液体流量实际值；混合液体目标值显示管路混合液体流量目标值=每条管路流量/FER。 泡沫系统的操作方式有三种，分别是手动模式、半自动模式和自动模式。在启用泡沫系统前，需设定泡沫浓度和工作仓最大土压。泡沫浓度可以在1-5%之间设定。 手动模式时，按下手动模式按钮，再按下想要注入泡沫管路的管路按钮，再通过SPC操作单元旋钮手动控制空气的流量和泡沫混合液体的流量，还可以在显示面板中空气实际值和混合液体实际值旁边的加减按钮控制。 半自动模式时，按下半自动模式按钮，按下想要注入泡沫管路的管路按钮。通过参数的输入面板设置每条管路的流量和FER，对注入的泡沫进行控制。FER设置范围为0-30。 自动模式时，按下自动模式按钮，按下想要注入泡沫管路的管路按钮。通过参数的输入面板设置每条管路的流量比、FER和FIR，对注入的泡沫进行控制。