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日立盾构机与海瑞克优缺点比较一、刀盘转动驱动是高效变频电机驱动变频电机驱动：设备购置成本及施工成本均低于液压马达驱动20% 与液压马达比较表变频电机驱动液压马达驱动效率效率高效率低速度控制变频电机无级变速通过流量无级变速维修容易，清洁主要是密封与油污噪音及发热噪音小，发热量小噪音大，发热量大制动实现缓冲制动，保护机械结构不能实现缓冲制动故障少多二、刀盘设计多地质适应性刀盘为辐条面板式结构，主承力结构为双环六辐条结构，通过调整六块面板面积，可方便地改变刀盘开口率的大小，适应不同地质条件，而不影响刀盘强度。
▪▪▪▪▪▪▪▪三、大直径轴承设计本盾构机配置直径为φ3200mm的三排圆柱滚子轴承（厂家日本Roballo， Roballo 为罗特艾德全资子公司，海瑞克直径为φ2600mm），可合理地布置人闸（安装于隔板上部）等部件，轴承受力更合理均匀，使其具有较高的使用寿命，同时扭腿间有较大的空间，且土仓上扭腿所在环相对中心处隔板相对运动，便于渣土的搅拌及流动，可有效地防止土仓隔板泥饼的形成。
四、刀具设计盾构机配置长寿命刀具（海瑞克200米就需要换刀，我们的盾构机可保持1000米不换刀），刮刀采用大型双刃合金结构，合金采用嵌入式，刀具刀刃材质采用E5合金，具有较好的韧性及耐磨性，刀体易磨损处做耐磨堆焊处理。
五、铰接设计本盾构机采用主动式铰接结构（海瑞克是被动铰接），最小转弯半径可达150m，方向控制灵活。
总推力：30000kn 油缸数量：1500kn*20根形式：Ｖ型密封 2 段、灰尘密封 1 段耐压： 1.0 Mpa润滑：自动供脂六、搅拌翼设计在刀盘内侧装备有可以覆盖整个区域的搅拌翼，无搅拌盲区。
七、螺旋输送机设计螺旋输送机即可径向出渣也可轴向出渣，并预留螺旋出渣器接口，预防喷涌的发生。
螺旋机前端导筒采用双层结构，可伸缩驱动方式：液压驱动方式功率：220kw （海瑞克的为210kw）出土量：350 m3 / h八、添加剂主入口设计刀盘上注入口与中心回转接头内管路为一一对应，注入口采用日立专利技术，具有很好的防堵功能。
土压平衡式盾构机控制原理与参数设置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。
★盾构机系统及参数★盾构机的主要尺寸及重量★后配套台车组盾构后配套设备主要技术参数主梁单片：22T（加30.5m×2轨道-43轨）支腿单片：2.5T×4台车单台：4.0T×4下端横梁：3.5T×2天车重量：38T四、编组车辆六、通风机序项目技术参数备注号1 型号2 隧道通风机2×55kw 轴流或防爆局扇七、充电器序项目技术参数备注号1 充电器型号KCA01-100/2752 交流输入电压380V 10% 三相三线制3 额定直流电流100A4 电压调整范围275V5 外形尺寸730×600×1760mm6 进线电源接入A/B/C三相按照正相序接入2009年10月10日轴流式通风机型号规格：BD(K)系列及BK系列风机的特点：范围宽、效率高，性能曲线无明显驼峰，风机无明显喘振现象。
整机体积小，且不需建反风系统，风机直接反转反风量为正常风量的60%以上。
另外风机叶轮与电机采用直联方式。
结构上BD(K)系列为双叶轮对旋式、BK系列为单叶轮单级式，它们的叶片安装角度均为可调式，其中BD(K)系列可在48°/36°、45°/33°、42°/30°、39°/27°、36°/24°五组合角度间任意调整，BK系列可在27°、30°33°、36°、39°、42°六角度间任意调整。
转动部分为电机内置结构，电机的通风散热介质与风机输送的介质相互隔离，保证装置的安全性及高效性。
另外，根据生产需要，对旋风机也可单机运行，对旋风机比单机运转可增加风量45-70%，增加风压100-192%，与双机串联运转比，风量可增加速25%，风压可增加50%左右，对中高阻力矿井增加更为显著。
煤矿防爆局扇风机型号规格：DSFA、JSFA系列风机的特点：由于叶片采用先进的机翼扭曲技术，并结合风机在每个工况点的最高点功率，设计出现行的科学安装角度，使"局扇风机易烧毁"的结论成为历史！"安全、耐用"煤矿防爆主扇风机型号规格：BD(K)、BK系列风机的特点：新型、高效、节能、低噪。
盾构机吊装、组装、调试方案1 盾构区间总体概况根据招标文件的要求，结合本工程的总体实际情况，盾构施工的总体施工安排为：采用两台土压平衡盾构机，分别为日本小松盾构机、日本日立盾构机，先后从亦庄站南端头下井组装、组装调试完毕后掘进至次渠站大里程端头井后，解体吊出，运输至次渠站前盾构工作井，再次下井组装、调试，进行二次始发，掘进至次渠南站后吊出、拆卸离场。
2盾构机主要具体尺寸、重量表日立盾构分段参数如下：本方案以先行下井组装的日本小松盾构机为例进行描述。
3 盾构机运输该盾构机是日本小松公司在中国的制造商上海沪东造船厂生产制造，设备在工厂调试无误后，解体，由海运至天津港，再由陆路运输至北京亦庄站施工现场。
整个运输过程由小松公司全权负责。
4吊装设备4.1吊车针对本盾构最大部件重量和始发井的长宽与井深以及场地状况，采用GMK6300型吊车和160吨汽车吊车起吊。
GMK6300吊车尺寸见图1。
图1 MK6300型300吨吊车尺寸采用全液压GMK6300型300吨汽车吊单吊车主臂吊装，160吨汽车吊配合翻身。
GMK6300型300吨吊车配重100吨，吊钩选用100吨钩（吊钩自重2.4吨）穿五轮十一股绳；用26.7米主臂吊装，吊装工作半径9米，吊车吊装负荷98吨，此时吊车额定负荷102吨，吊车负荷系数97.45%（吊车性能表75%吊装能力）；在盾构机顶部重心对称两侧设置四个吊耳用于吊装。
GMK6300型300吨吊车26.7米主臂起重性能表1表1 GMK6300型吊车主臂起重性能LTM1160型160吨吊车起重性能表2表2 LTM1160型吊车主臂起重性能利用盾构机出厂时设计的吊耳进行吊装，具体见下图2～图5。
图2 刀盘吊耳位置图3 前体吊耳位置图4 中体吊耳位置图5 后体吊耳位置4.2 吊装索具及其它辅助机具主吊绳扣：6×37+1，抗拉强度170kg/mm2，φ65，长12米四根，单股使用，安全系数为6 。
★盾构机系统及参数★盾构机的主要尺寸及重量★后配套台车组盾构后配套设备主要技术参数主梁单片：22T（加30.5m×2轨道-43轨）支腿单片：2.5T×4台车单台：4.0T×4下端横梁：3.5T×2天车重量：38T四、编组车辆六、通风机序项目技术参数备注号1 型号2 隧道通风机2×55kw 轴流或防爆局扇七、充电器序项目技术参数备注号1 充电器型号KCA01-100/2752 交流输入电压380V 10% 三相三线制3 额定直流电流100A4 电压调整范围275V5 外形尺寸730×600×1760mm6 进线电源接入A/B/C三相按照正相序接入2009年10月10日轴流式通风机型号规格：BD(K)系列及BK系列风机的特点：范围宽、效率高，性能曲线无明显驼峰，风机无明显喘振现象。
整机体积小，且不需建反风系统，风机直接反转反风量为正常风量的60%以上。
另外风机叶轮与电机采用直联方式。
结构上BD(K)系列为双叶轮对旋式、BK系列为单叶轮单级式，它们的叶片安装角度均为可调式，其中BD(K)系列可在48°/36°、45°/33°、42°/30°、39°/27°、36°/24°五组合角度间任意调整，BK系列可在27°、30°33°、36°、39°、42°六角度间任意调整。
转动部分为电机内置结构，电机的通风散热介质与风机输送的介质相互隔离，保证装置的安全性及高效性。
另外，根据生产需要，对旋风机也可单机运行，对旋风机比单机运转可增加风量45-70%，增加风压100-192%，与双机串联运转比，风量可增加速25%，风压可增加50%左右，对中高阻力矿井增加更为显著。
煤矿防爆局扇风机型号规格：DSFA、JSFA系列风机的特点：由于叶片采用先进的机翼扭曲技术，并结合风机在每个工况点的最高点功率，设计出现行的科学安装角度，使"局扇风机易烧毁"的结论成为历史！"安全、耐用"煤矿防爆主扇风机型号规格：BD(K)、BK系列风机的特点：新型、高效、节能、低噪。
φ6340mm隧道掘进机型号TM634 PMX设计计算书株式会社小松制作所地下建机事业本部小松(中国)投资有限公司2010年4月目录页数1、计算条件 (3)1.1工程条件 (3)1.2地质条件 (3)1.3计算模型 (4)1.4盾构机规格 (5)2、盾构机刀盘所需扭矩计算 (5)2.1 计算条件 (5)2.2 各参数的计算 (6)2.3 所需扭矩计算 (7)3、盾构机掘进时所需推力计算 (8)3.1 计算条件 (8)3.2 各参数的计算 (9)3.3 推力计算 (10)4、盾构机壳体强度计算 (11)4.1 计算条件 (11)4.2 各参数的计算 (11)4.3 土荷载计算 (12)4.4 盾构机壳体水平方向变位量的计算 (13)4.5 载荷的计算 (13)4.6 弯曲扭矩[M]及轴力[N]的计算结果 (14)4.7 盾构机壳体应力σ的计算结果 (15)5、切削刀具寿命的计算 (19)5.1 地质概况 (19)5.2 地质计算模型化 (19)5.3 主切削刀计算 (19)5.3.1 磨损高度与运转距离的关系 (19)5.3.2主切削刀、刮刀的磨损系数 (20)5.3.3刀具磨损计算公式 (21)5.3.4刀具磨损计算结果 (22)6、三排园柱滚子轴承计算 (23)6.1 盾构机规格 (23)6.2 载荷计算 (24)6.2.1土载荷的计算 (24)6.2.2 作用与三排园柱滚柱轴承上的载荷的计算 (24)6.3、三排园柱滚柱轴承寿命计算： (25)6.3.1三排园柱滚柱轴承规格 (25)6.3.2 三排园柱滚柱轴承寿命计算 (25)1、计算条件：1.1、工程条件：(1) 隧道长度 m(2) 隧道最小转弯半径 250m(3) 盾构机开挖直径φ6340m m(4) 管片外径φ6200m m(5)管片内径φ5500m m(6)管片宽度 1200mm(7)管片厚度 350mm(8)分块数 5+1块(9)管片重量 4.5t / 块(10)隧道坡度‰1.2、地质条件：(1)土质淤泥质粘土、粘土、粉质粘土、砂质粉土、粉砂、中粗砂(2)隧道覆土厚度 5～30 m(3)地下水位GL- 0.5 m(4)间隙水压 MPa(5)透水系数 cm/sec(6)标准贯入值（N值）(7)内摩擦角 deg(8)粘着力 kN/cm2(9)含水率（W%）(10)地面负荷 6 tf/m2(11)地层反力系数 kN/m21.3、计算模型说明：由于整个计算全部采用在埋深30m ，承受最大水压力，因此计算偏与安全。
