土压平衡盾构机械结构及功能介绍

盾构机主要结构功能及分类盾构机是一种用于地下工程的特种设备，主要用于隧道的掘进。

它的主要结构由多个部分组成，每个部分都有独特的功能。

分类上主要有两种，土压平衡盾构机和密闭式盾构机。

1.土压平衡盾构机的主要结构和功能：（1）盾构机主体结构：主要包括盾构机壳体、导轨、支撑盘、刀盘和推进系统。

盾构机壳体是盾构机的主要结构，起到抗土压力和保护工作人员的作用。

导轨可以保证盾构机在隧道掘进过程中的稳定运动。

支撑盘用于支撑刀盘和推进系统。

（2）刀盘：刀盘是盾构机掘进的核心部分，主要负责切削地层和储存切削土层，同时还可以承载推进力。

刀盘通常由切削刀片和刀杆组成，切削刀片负责切削，切削土层则通过刀杆输送到刀盘内。

（3）推进系统：推进系统是盾构机掘进的动力系统，主要由推进液压缸、液压系统和控制系统组成。

推进液压缸通过提供推进力，推动盾构机前进。

液压系统负责为推进液压缸提供液压能源。

控制系统监控和控制盾构机的运行。

2.密闭式盾构机的主要结构和功能：（1）盾构机主体结构：密闭式盾构机的主体结构与土压平衡盾构机类似，包括盾构机壳体、导轨、支撑盘、刀盘和推进系统。

盾构机壳体保护工作人员，导轨保证盾构机的稳定运动，支撑盘用于支撑刀盘和推进系统。

（2）刀盘：密闭式盾构机的刀盘相对复杂，主要包括切削刀片、刀杆、注浆管和注浆系统。

刀盘负责切削地层和储存切削土层，切削刀片通过刀杆进行切削，同时通过注浆管和注浆系统注入混凝土浆液，以形成地层的支撑结构。

（3）推进系统：推进系统和土压平衡盾构机类似，主要由推进液压缸、液压系统和控制系统组成。

推进液压缸通过提供推进力，推动盾构机前进。

液压系统为推进液压缸提供能源，控制系统监控和控制盾构机的运行。

综上所述，盾构机的种类主要有土压平衡盾构机和密闭式盾构机，其结构和功能都有所区别。

了解盾构机的结构和功能可以帮助人们更好地理解盾构机的工作原理，从而进行合理的使用和维护。

盾构机主要功能部件与结构密闭、加泥土压平衡式盾构主要由盾壳与盾尾、开挖机构、管片拼装机构、推进机构、排送机构、动力装置、附属设备等组成。

11.4.1 盾壳与盾尾盾壳由切口环、支承环、钢板束、盾尾等部分通过焊接、铆接、螺栓连接组成。

主要作用是：承受地层压力，起临时支护作用，保护设备及操作人员安全，承受千斤顶水平推力，使盾构在土层中前进，同时也是各机构的骨架与基础。

切口环。

为盾构最前面的一个具有刚度和强度的铸钢或焊接环。

前端切成锐角，便于切入地层，环周有加强筋，将千斤顶水平推力传至钢壳上。

支承环。

与切口环相似是盾构受力的主要部分，是具有一定厚度的铸钢件，由环状加强筋、纵向加强筋、外壳所组成。

环状加强筋焊在支承环两端，纵向加强筋焊在环状加强筋之间，盾构千斤顶安在上面。

支承环内设竖向和水平向立柱与横梁，形成井形隔架，第二层上设置工作平台。

钢板束。

主要作用是保护开挖、掘进、衬砌装置。

由两层钢板铆接而成，分块包在支承环和切口环外面，伸出部分为盾尾。

盾尾。

盾尾由环状外壳与安装在内侧的密封装置构成，其作用是支承隧道周边，防止地下水、开挖面泥浆、泥土与注浆材料被挤入隧道内。

盾尾是进行衬砌组装的地方，其长度取决于衬砌形式。

盾尾密封。

盾尾密封是为了防止注浆材料、地下水和开挖面泥浆与泥土从钢壳面板和管片外围流入盾构机而设置的。

由于盾构保持不断推进，盾尾内壁与衬砌管片外圈结合处摩擦力很大，极容易将密封损坏。

盾尾密封采用三道钢丝刷加密封脂密封方式。

在钢丝刷之间压入密封油脂来承受地下高压泥水。

始发前10 环，每环都注入密封油脂，随后每隔10 环注到第100 环，过了试验段每50 环或100 环注入密封油脂。

遇到特殊情况，如密封不好时，在施工中要注意保证随时补充密封油脂。

11.4.2 开挖机构开挖机构由切削刀盘、刀盘支承与密封系统、刀盘驱动系统、泥土仓等部分组成。

切削刀盘。

盾构刀盘是开挖机构的主要部件。

它直接与开挖面土壤接触，通过推进液压油缸的作用，使盾构刀盘向前推进，刀具切入土层，由驱动装置使刀盘旋转，刀盘把土壤切削下来，隧道向前掘进。

盾构机构造及工作原理简介解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。

盾尾刷和同步注浆系统管片拼装机前盾中盾后盾推进油缸人行闸排土系统刀盘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)滚刀与推出式滚刀铲刀切削刀仿形刀与超挖刀铲刀: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。

铲刀切削刀:切削刀主要用于切削软土、泥砂地层。

其中刀口与刀盘旋转方向水平的称为切刀，刀口与刀盘旋转方向垂直的称为削刀切削刀滚刀与推出式滚刀:滚刀用于砂卵石、硬岩地层，它可以将大块的岩石打碎，分成小块。

土压平衡盾构机概念
土压平衡盾构机是一种用于在土中进行隧道挖掘的工程机械设备。

它是盾构机的一种类型，主要用于地下隧道工程的施工。

土压平衡盾构机的工作原理是通过在盾构机前端设置推进挡土板，来平衡土层的压力，防止土压力过大造成隧道坍塌。

盾构机的前端还配备有刀盘，通过旋转切割土层，并将土层运输到后方的输送系统中。

土压平衡盾构机主要由推进装置、刀盘、导向系统、控制系统和输送系统等组成。

推进装置可以通过液压驱动，推进盾构机前进。

刀盘上的刀片可以根据土层类型进行更换，以实现最佳切割效果。

导向系统用于保持盾构机的方向稳定，控制系统则用于操作盾构机的运行。

输送系统负责将挖出的土层从隧道中运输出来。

土压平衡盾构机在隧道施工中具有高效、安全、低风险等特点。

它可以适应各种土层类型的挖掘，并且由于使用了土压平衡技术，可以最大程度地保护隧道周围的土体，减少地表沉降和其他地质灾害的风险。

同时，土压平衡盾构机还可以进行人工开挖和管片施工等工作，是一种多功能、高效的隧道施工设备。

土压平衡盾构在现代城市建设中，隧道施工技术一直是一个备受关注的话题。

土压平衡盾构作为隧道施工中的重要技术手段，被广泛运用于地铁、隧道、水利工程等领域。

本文将介绍土压平衡盾构的工作原理、施工流程、应用领域以及发展趋势。

工作原理土压平衡盾构是一种通过对盾构机内部进行适当压力控制，使土体在掌握平衡条件下对盾构机的推进方向施加支护压力的施工方法。

其主要工作原理如下：1.土压平衡控制：通过盾构机内设的控制系统，对注入的压浆进行控制，使得盾构机内外的土压力保持平衡，避免挤压或塌陷的发生。

2.推力控制：由盾构机的主推进液压缸提供推力，推动盾构机朝着设计方向推进，同时根据隧道的地质条件，调整推进速度和力度，保证施工安全。

3.土体支护：在盾构机推进的同时，通过盾构机后部的支护系统提供对土体的支撑和加固，防止隧道倒塌。

施工流程土压平衡盾构施工流程一般包括以下几个步骤：1.现场勘察：对隧道工程的地质条件、地下管线等情况进行详细调查和勘察，了解地层情况，为后续施工提供数据支持。

2.盾构机铺设：将盾构机按照设计要求铺设在施工现场，进行机器调试和检验。

3.推进施工：启动盾构机，根据设计要求控制推进速度和土压平衡，逐步推进隧道施工。

4.土体处理：处理盾构机后部土体的排出和支护，防止土体坍塌，同时保护环境。

5.隧道验收：完成隧道的整体施工后，进行验收，确保施工质量和安全。

应用领域土压平衡盾构技术在地铁、铁路、公路、水利等领域均有广泛应用，其主要应用包括：•地铁隧道：土压平衡盾构在地铁隧道的施工中应用广泛，能够适应不同地质条件，提高施工效率和质量。

•水利工程：在水利隧道、排水管道等工程中，土压平衡盾构可以有效应对复杂的地下水文条件，保证施工安全。

•公路隧道：对于公路隧道的施工，土压平衡盾构可以减少交通影响，提高工程质量。

发展趋势随着城市化进程的不断加快，土压平衡盾构技术在隧道施工中将继续发挥重要作用，并呈现出以下几个发展趋势：•智能化：随着技术的不断发展，土压平衡盾构将趋向智能化，实现自动化控制和监测，提高施工效率和安全性。

土压平衡盾构机概念(一)土压平衡盾构机概述•土压平衡盾构机是一种专用的隧道掘进设备，用于在土层或软岩中进行地下工程建设。

•该盾构机利用承压泥浆的重力来平衡地下水压力，以保持隧道周围土体的稳定。

盾构机原理•盾构机由推进机构、装甲管和承压泥浆系统组成。

•在施工过程中，推进机构将盾构机推进并同时掘进土层，土层从盾构机前部进入装甲管，形成地下通道。

•同时，承压泥浆通过管道注入装甲管内，形成土压平衡，平衡隧道周围土体的水压。

•使用剥离装置，盾构机可以剥离掉前方土体，然后将土层从后部输送到地面。

土压平衡盾构机的主要组成部分1.推进机构–由顶推装置、推进液压缸和推进车架组成。

–顶推装置用于推进盾构机。

–推进液压缸控制盾构机的前进和后退。

–推进车架支撑并稳定盾构机的运动。

2.装甲管–由一系列圆环状的钢制构件组成，连接成固定长度的装甲管。

–装甲管形成了隧道的结构支撑，并对盾构机进行引导。

3.承压泥浆系统–由主泵站、泥浆调配系统和注浆系统组成。

–主泵站负责泥浆的供应和输送。

–泥浆调配系统控制泥浆的浓度和黏度。

–注浆系统负责将泥浆注入装甲管内，形成土压平衡。

4.剥离装置–用于剥离掉盾构机前方的土层。

–通常包括剥离刀、排土室和排土输送系统。

土压平衡盾构机的应用领域•土压平衡盾构机广泛应用于城市地铁、隧道、交通和水利等工程。

•由于其在复杂地质条件下的优越性能，它成为地下隧道施工的首选设备。

结论•土压平衡盾构机采用土压平衡原理，在地下工程建设中发挥着重要作用。

•盾构机的推进机构、装甲管和承压泥浆系统是其主要组成部分。

•土压平衡盾构机广泛应用于各种地下工程领域，推动了城市建设和交通发展的进步。

土压平衡盾构机主要部件功能描述1 概述土压平衡盾构机的基本组成部分主要有下面几大块，如表3—7所示。

表3-7 土压平衡盾构机主要组成表下面根据这些部件或系统在盾构施工中的不同功能特点来分别进行说明。

2 盾体部分盾体部分由刀盘、前体、中体和盾尾四大部分组成。

（1)刀盘和刀具刀盘是安装在盾构机前面的旋转部分，在支撑掌子面土压的同时进行开挖。

通过在不同形式的刀盘上安装不同的刀具或刀具组合，可以适应不同的地质情况下的施工需要。

在正常的工作环境下,刀盘、刀座和刀盘支承结构能够抵抗单轴抗压强度达到120Mpa的强度，不会出现刀盘变形及非正常的磨损。

刀盘包括焊接结构件和刀架.刀盘表面焊接有耐磨层，圆周区域焊接有三道耐磨条.通过刀盘旋转，挖出的碴土从刀盘的8个开口导入土仓。

刀盘的后部开口向内倾斜，有利于导入碴土.焊接的搅拌臂可以使改良添加剂和碴土在刀盘后面进行充分的搅拌。

刀盘安装在主轴承的内齿圈上,通过6个液压马达驱动。

刀盘设计为双向旋转，其转速可无级调节。

通过刀盘的旋转接头,土质改良用的泡沫、膨润土或水被送到土仓内。

回转中心通过刀盘中心的法兰和刀盘连接。

为了适应不同地质的开挖要求，在刀盘上可以安装滚刀、铲刀、刮刀和齿刀。

刀盘上的刀具均可在刀盘后面进行更换。

（2）盾壳盾壳包括三个主要组件：前体（切口环）、中体（支撑环）和盾尾。

1)前体里面装有支撑主驱动和螺旋输送机的钢结构。

压力隔板将前体的土仓和主舱分离开来。

隔板上面的门可以让人进入土仓进行保养和检查工作。

此外，隔板有几个开口,可以作为碴土改良材料的入口以及作为修理时输电线的接线盒接头。

在前体的隔板上安装有土压传感器用以监测土仓内的土压，以便在土压平衡模式下及时对土仓内的土压进行反馈和调节。

2）中体在中体内布置了推进油缸支座和管片安装机架。

管片安装机支架通过相应的法兰面和管片安装机梁连接起来。

推进缸和连接盾尾的铰接油缸布置在中体。

在中体的盾壳上焊接了带球阀的可在需要时实施超前钻孔的预留孔，当需要时还可以通过这些预留孔注入膨润土等用以减小盾壳与土层的磨擦，或实施临时止水。

土压平衡式盾构机的组成及工作原理随着科学技术日新月异的发展，新事物不断涌现，盾构机的出现虽然有一定时间，但是，盾构机集成了很多现代科技。

大型PLC,各种性能优良的液压泵，各种先进的控制理念都体现在了盾构机上。

我们要去学习和了解它，从而去创新和改造它。

现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。

盾构机挖掘主要靠刀盘切削来完成，不同地质刀盘通常配备有不同数量的切刀或滚刀。

为了确保切刀的耐久性，要选择与土质相适应的切刀形状。

刀刃材料通常是以钨碳化合物为主烧结超硬合金。

切刀要合理排列以达到能切削整个掌子面的目的。

地层为岩石或地层中存在大块卵石情况下，安装滚刀是必不可少的，盾构机掘进时刀盘旋转的同时启动推进千斤顶将刀盘压紧岩层，刀盘上的滚刀一边滚动一边破岩，刀盘旋转推力使得滚刀不断滚动前进，从而对整个掌子面的岩石开挖。

刀盘上有仿形刀装置，此装置为液压缸驱动，由切削刀，液压油缸构成，在必要时（如纠偏，转弯）进行盾体外周超挖或余掘。

主驱动系统有两个变量柱塞泵（分别有两个315KW电机，电机分别由两个软启动器驱动），8个液压马达（用来驱动刀盘），补油泵（75KW电机驱动），1/ 5控制泵，恒功率阀块，HBW油脂系统，轴承润滑系统，冷却水系统组成。

1.启动控制泵，缓慢调节控制泵的切断阀（顺时针增大压力），泵输出压力逐步升高，控制泵的安全压力设定为8.0Mpa。

2.启动补油泵，再缓慢调节溢流阀，溢流阀压力升至2.0Mpa。

锁紧补油泵旁路溢流阀和换油流量调节溢流阀锁紧螺母；3.启动冷却水泵（主驱动有8个液压马达，每个液压马达带一个减速器，用来冷却减速器，）。

4.启动润滑油脂系统，HBW系统，齿轮油系统）4.硬件上强制给PLC一个启动信号(不需要启主驱泵)。

选择刀盘旋转方向（即主泵上三位四通换向阀得电情况两个泵需一致），观察两个主泵斜盘变化，变化正常后再按正常程序启动主泵。