盾构机的结构工作原理
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盾构机的工作原理介绍
盾构机是一种用于地下隧道挖掘的特殊机器设备,它的工作原理是通过同时掘进和支护地下隧道的工具。
盾构机在地下工程中起着重要的作用,下面将介绍盾构机的工作原理。
1. 盾构机的基本结构
盾构机主要由盾构壳体、刀盘、推力系统、控制系统和支撑系统组成。
盾构壳体是盾构机的外壳,内部装有刀盘和支撑系统。
刀盘是盾构机的主要工具,通过刀盘旋转挖掘地下土壤和岩石。
推力系统用于推动盾构机前进,控制系统则负责监控和操作盾构机的运行。
2. 盾构机的工作原理
盾构机工作时,首先将机器放入地下隧道的起点位置,然后启动推力系统,使盾构机开始向前推进。
同时,刀盘开始旋转,将土壤和岩石切割成小块并将其推出隧道。
支撑系统则用来支撑隧道周围的土壤和岩石,以防止塌方。
在盾构机推进的过程中,控制系统会根据地下情况调整刀盘的旋转速度和推力的大小,以确保隧道的顺利开挖。
盾构机可以根据需要进行曲线和斜坡的挖掘,以满足工程设计要求。
3. 盾构机的应用范围
盾构机广泛应用于地铁、隧道、管道等地下工程领域。
由于其高效、安全和精密的特点,盾构机在城市地下工程中得到越来越广泛的应用。
盾构机的工作原理使其可以适应不同地质条件下的隧道开挖,提高了工程的质量和效率。
总的来说,盾构机的工作原理是通过刀盘切割土壤和岩石,同时支撑隧道周围的结构。
盾构机在地下工程中扮演着重要的角色,为城市发展和基础设施建设提供了重要支持。
盾构的分类及其工作原理盾构作为一种现代化的隧道掘进技术,广泛应用于隧道建设和地下管网工程中。
它的分类和工作原理是大家在学习和了解盾构技术时必须掌握的基础知识。
一、盾构的分类根据盾构机的工作原理和结构特点,盾构可分为以下几类:1. 土压平衡盾构:土压平衡盾构是最常见的一种盾构类型,适用于稳定的软土和黏土层。
其工作原理是通过对盾构机前部施加适当的土压力来平衡管道周围土层的压力,保持隧道面的稳定。
土压平衡盾构一般配备有刀盘,刀盘上装有刀具,能够切削和推进土层。
2. 水压平衡盾构:水压平衡盾构主要用于软土层、淤泥和水下地层的掘进。
其工作原理是通过在盾构机前部与周围水压力相等的水力平衡,来消除土层和水的差异压力,保持隧道面的稳定。
水压平衡盾构一般需要在盾构机前部设置压力室,通过泥浆注入来维持水力平衡。
3. 双层壳体盾构:双层壳体盾构是一种特殊的盾构类型,它结合了土压平衡盾构和水压平衡盾构的优点,适用于不同地层的掘进。
双层壳体盾构的前部设有泥浆注入区和土压平衡区,可以根据不同地层的要求进行调整和切换。
4. 泥水平衡盾构:泥水平衡盾构主要用于稠密的粉质土和泥质土的掘进。
其工作原理是通过在盾构机前部注入泥浆来平衡土层的压力,同时利用泥浆的密度控制土层的稳定性。
泥水平衡盾构适用于较敏感的地层,能够减小地层沉降和地面沉降的风险。
二、盾构的工作原理盾构机的工作原理可以简单概括为:切削土层、推进管片、注浆补偿和排土运输。
1. 切削土层:盾构机前部的刀盘装有刀具,可以切削土层。
盾构机在掘进过程中,通过转动刀盘和推进盾构机来切削和破碎土层,实现隧道的掘进。
2. 推进管片:盾构机在切削土层的同时,还需要推进管片来支撑和构建隧道。
盾构机后部设有一个推进系统,可以将管片逐个推进到切削区域,并与前部的土层形成一环环的支护结构。
3. 注浆补偿:在盾构机掘进过程中,为了保持隧道的稳定,需要通过注浆来补偿土层的失去。
注浆可以填充土层中的空隙,增加土层的支撑能力,同时还可以降低地下水位和地层的沉降风险。
盾构机的工作原理介绍
盾构机是一种用于地底隧道开挖的特种机械设备。
它的工作原理基于土壤的掘进和排除。
以下是盾构机的工作原理介绍:
1. 预制环片安装:盾构机由机身、掘进头和推力系统等组成。
首先,在掘进头前部设置一个物理屏蔽结构,称为盾构壳体。
在盾构壳体尾部,有一个可供工人进入的工作室,用于预制环片。
2. 土壤挖掘:盾构机启动后,掘进头携带切削工具在掘进面上边切削土壤,同时使用液压系统将土壤转移到盾构机后部。
液压油压力将土壤推到盾构机机体上方,通过传送装置运输到尾部的舱室。
3. 土壤排除:使用螺旋输送机将土壤从尾部舱室中排出,或者通过推力推动盾构机推进,将土壤从尾部直接排出。
4. 支撑系统:盾构机作业过程中,需要使用支撑系统来保持隧道稳定。
一般是在盾构壳体外部设置一个钢管脚手架,支撑隧道壁体。
在支撑系统后方设置混凝土预制环片,固定住刚刚开挖的地下段。
5. 推进系统:为了推进盾构机,推进系统通过液压油缸施加推力。
液压油缸定期向前移动,推动盾构机前进。
同时,推进系统通过液压顶推系统传递前进力。
6. 后续支护和衬砌:在两端推进之后,需要进行后续支护和衬
砌工作。
在盾构机后面的空隙中灌注混凝土,形成隧道壁体。
同时,还可以安装其他支护设备,如加固钢筋和注浆等,以增加隧道的稳定性和强度。
总结:盾构机工作原理是通过切削土壤和运输土壤的方式,逐步掘进地下隧道。
同时,支撑系统、推进系统和后续支护工作保证了隧道的稳定性和安全性。
盾构机工作原理盾构机是一种用于隧道掘进的机械设备,它采用盾构法进行掘进作业。
盾构机工作原理包括盾构机的结构组成、掘进过程和工作原理。
一、盾构机的结构组成1. 盾构机主体结构:盾构机主体由前部掘进机构和后部支撑机构组成。
前部掘进机构包括刀盘、推进装置和掘进腔体,用于掘进地下隧道。
后部支撑机构包括支撑系统、推进系统和尾部密封装置,用于支撑和稳定掘进工作面。
2. 刀盘:刀盘是盾构机的核心部件,由刀盘主轴、刀盘壳体和刀具组成。
刀盘壳体上安装有刀具,通过刀具的旋转和推进,实现地层的破碎和掘进。
3. 推进装置:推进装置由液压缸、推进支架和推进腔体组成,用于推动盾构机向前掘进。
推进装置通过液压缸的伸缩,推动推进支架向前挪移,同时推动盾构机前进。
4. 支撑系统:支撑系统由液压支撑腔体、支撑腿和支撑板组成,用于支撑和稳定掘进工作面。
支撑系统可以根据地层情况自动调整支撑板的位置和角度,确保掘进工作面的稳定和安全。
5. 尾部密封装置:尾部密封装置用于防止土层和水的侵入,保持掘进工作面的干燥和安全。
尾部密封装置通过密封垫和密封门的组合,实现对尾部空腔的封闭。
二、盾构机的掘进过程盾构机的掘进过程主要包括刀盘破碎地层、推进机构推进、支撑机构支护和尾部密封装置的封闭。
1. 刀盘破碎地层:盾构机启动后,刀盘开始旋转,刀具与地层发生碰撞,通过冲击和破碎地层。
刀盘破碎地层的同时,推进装置将盾构机向前推进。
2. 推进机构推进:推进装置通过液压缸的伸缩,推动推进支架向前挪移,同时推动盾构机前进。
推进装置不断推进,使盾构机不断向前掘进。
3. 支撑机构支护:当盾构机掘进一定距离后,支撑系统开始工作。
支撑系统根据地层情况自动调整支撑板的位置和角度,支撑和稳定掘进工作面。
4. 尾部密封装置封闭:当盾构机掘进到目标位置时,尾部密封装置开始工作。
尾部密封装置通过密封垫和密封门的组合,实现对尾部空腔的封闭,防止土层和水的侵入。
三、盾构机的工作原理盾构机的工作原理基于土层的破碎和推进。
盾构构造与施工技术实训总结一、前言盾构技术是近年来发展迅速的一种地下隧道开挖技术。
盾构机作为盾构施工的核心设备,具有高效、安全、环保等优点,已经成为城市地下工程建设的重要手段。
本文主要阐述盾构施工实训中所学到的盾构构造和施工技术。
二、盾构机结构及其工作原理1. 盾构机结构盾构机主要由刀盘、推进系统、控制系统和泥浆处理系统等组成。
2. 盾构机工作原理盾构机在推进过程中,先利用刀盘破碎土层,然后通过推进系统将土层推向后方。
同时,泥浆处理系统将破碎后的土层带到地面进行处理。
三、盾构施工流程及注意事项1. 盾构施工流程(1)洞口准备;(2)安装预制管片;(3)启动盾构机;(4)掘进;(5)铺设钢筋网;(6)喷射混凝土;(7)安装管片。
2. 注意事项在进行盾构施工时需要注意以下几点:(1)做好现场安全管理;(2)控制盾构机的推进速度;(3)保证泥浆处理系统的正常运行;(4)控制混凝土喷射厚度。
四、盾构施工中常见问题及解决方法1. 土层坚硬解决方法:更换刀盘或采用液压破碎器。
2. 泥浆处理不畅解决方法:增加泥浆搅拌时间或更换过滤器。
3. 混凝土质量不好解决方法:调整混凝土配合比或更换喷射泵。
五、实训总结与收获通过本次实训,我对盾构机的结构和工作原理有了更深入的了解,并学会了盾构施工的流程和注意事项。
在实际操作中,我也遇到了一些问题,但通过及时处理和调整,最终完成了任务。
此次实训使我对盾构技术有了更全面的认识,并提高了我的操作技能。
六、结论盾构技术是一种高效、安全、环保的地下隧道开挖技术。
在进行盾构施工时需要注意现场安全管理,并控制好各项参数,以保证施工质量。
通过本次实训,我对盾构技术有了更深入的了解,并提高了我的操作技能。
盾构机械设计与优化分析盾构机是一种用于地下隧道开挖的重型机械设备,具有高效、安全、环保等优点。
盾构机的设计与优化分析是确保盾构机能够在复杂地质条件下稳定工作、提高开挖效率的关键。
本文将从盾构机械设计与优化分析的角度,介绍盾构机的结构、工作原理、设计要点和优化方法。
一、盾构机的结构盾构机主要由刀盘、刀盘推进系统、导轨、螺旋输送机、支架等主要部件组成。
刀盘是盾构机的核心部件,由刀具、铰接机架和剪刀臂等组成。
刀盘推进系统用于推进盾构机,通常包括压力室、液压缸等,通过推进液压缸的工作,实现盾构机的前进。
二、盾构机的工作原理盾构机的工作原理是利用刀盘的旋转和推进系统的推力,在地下挖掘出需要的隧道。
首先,盾构机将刀盘推进到工作面,并通过刀盘旋转将地层削掉。
然后,通过刀盘推进系统的推力,将挖出的土石材料推送到螺旋输送机,再由螺旋输送机将土石材料输送至出口。
三、盾构机械设计要点1. 可靠性设计:盾构机作业环境复杂,容易受到地质条件和外界环境的影响,因此在盾构机的设计中,需考虑其结构的稳定性和可靠性,以确保盾构机在工作过程中能够正常运行。
2. 自动化设计:现代盾构机普遍采用自动化控制系统,能实现对整个开挖过程的自动控制。
因此,在盾构机的设计中,需要考虑自动化控制系统的集成,以提高盾构机的作业效率和安全性。
3. 节能设计:盾构机作业消耗大量能源,因此,在盾构机的设计中,需注重节能设计,通过提高机械传动效率、减少能量损失等方式,降低盾构机的能耗。
四、盾构机优化方法1. 结构优化:通过对盾构机结构的优化设计,提高盾构机的刚度和稳定性,减少振动和变形,提高盾构机的工作效率。
2. 液压系统优化:盾构机的液压系统是保证盾构机正常工作的关键。
通过优化液压系统的设计,可以提高液压系统的响应速度和控制精度,从而提高盾构机的工作性能。
3. 机械传动系统优化:通过优化盾构机的机械传动系统,改善传动效率,减少能量损失,提高盾构机的动力输出和工作效率。
盾构机的结构原理及应用1. 盾构机的概述盾构机是一种用于地下隧道开挖的重型工程机械,广泛应用于地铁、交通隧道、水利工程等领域。
它以其高效、安全、环保的特点,成为现代隧道工程中不可或缺的设备之一。
2. 盾构机的结构组成盾构机主要由以下几个部分组成:2.1 盾构装置盾构装置是盾构机最核心的部分,它由导向系统、切削系统和支撑系统组成。
导向系统用于指导盾构机的前进方向,切削系统则利用刀具对地层进行切削,支撑系统则用于支撑地层,保证隧道的稳定。
2.2 排土系统盾构机在切削地层的过程中,会产生大量的土方。
排土系统的作用是将这些土方从切削面中排出,保证盾构机的正常工作。
排土系统一般包括刮板输土机、螺旋输土机、蓖麻输土管等。
2.3 前后导轨系统前后导轨系统是盾构机中的一个重要组成部分,它用于控制盾构机在隧道中的前进方向。
导轨系统一般由前导轨、后导轨和导轨支架组成,通过控制导轨的移动,可以保证盾构机的准确掘进。
2.4 电气系统盾构机的电气系统包括控制系统、动力系统和传感器系统等。
控制系统用于监控盾构机的各个部分,并控制其运行;动力系统为盾构机提供动力;传感器系统用于检测盾构机的工作状态。
3. 盾构机的工作原理盾构机的工作原理可以简单描述为以下几个步骤:3.1 掘进盾构机在开始工作前,首先要进行开挖。
盾构机通过切削系统对地层进行切削,并利用导轨系统前进,逐渐开挖出整个隧道。
3.2 排土在掘进的过程中,盾构机会产生大量的土方。
排土系统会将这些土方输送到地面,以便后续处理。
3.3 支护盾构机掘进的同时,还需要进行隧道的支护。
支撑系统会在开挖的同时,对地层进行支撑,保证隧道的稳定。
3.4 安装管片当隧道开挖到一定深度后,盾构机会安装管片进行拼装。
管片是由预制的环形混凝土块组成,通过吊装机械安装在盾构机后部,填补隧道,形成完整的管道结构。
4. 盾构机的应用盾构机的应用非常广泛,主要体现在以下几个方面:4.1 地铁工程盾构机在地铁工程中得到了广泛的应用,它的快速、高效的特点,使得地铁的建设能够更加快速地推进。
盾构机工作原理盾构机是一种用于地下隧道开挖的专用机械设备,其工作原理主要包括盾构机结构、推进系统、掘进系统和支护系统等方面。
一、盾构机结构盾构机主要由盾体、推进机构、掘进机构、支护系统、电气系统和液压系统等组成。
1. 盾体:盾体是盾构机的主体部分,由前盾和后盾组成。
前盾是用于掘进地下隧道的部分,后盾用于支撑和推进盾构机。
2. 推进机构:推进机构包括推进液压缸、推进螺杆和推进盖板等部分,用于推进盾构机的前进。
3. 掘进机构:掘进机构主要由盾壳、盾壳刀盘、刀臂和刀具等组成,用于掘进地层。
4. 支护系统:支护系统用于支撑和保护隧道壁,通常包括液压支架、支撑液压缸和支撑液压缸等。
5. 电气系统:电气系统用于盾构机的控制和驱动,包括电动机、传感器、控制器和电缆等。
6. 液压系统:液压系统用于盾构机的推进和掘进,包括液压泵、液压缸和液压管路等。
二、推进系统推进系统是盾构机的核心部分,主要用于推进盾构机前进。
推进系统通常由推进液压缸、推进螺杆和推进盖板等组成。
1. 推进液压缸:推进液压缸是推进系统的关键部件,通过液压力推动盾构机前进。
2. 推进螺杆:推进螺杆是连接推进液压缸和推进盖板的部件,通过旋转推动盾构机的前进。
3. 推进盖板:推进盖板位于盾构机前部,用于推进盾构机前进,并同时起到封闭隧道壁的作用。
三、掘进系统掘进系统是盾构机开挖地层的关键部分,主要由盾壳、盾壳刀盘、刀臂和刀具等组成。
1. 盾壳:盾壳是盾构机的外壳,通过盾壳与隧道壁形成封闭空间,并承受地层压力。
2. 盾壳刀盘:盾壳刀盘是掘进系统的核心部件,通过刀盘上的刀具对地层进行切削和破碎。
3. 刀臂:刀臂是连接盾壳刀盘和盾壳的部件,通过刀臂的旋转和伸缩,驱动刀盘进行掘进。
4. 刀具:刀具是盾壳刀盘上的工作部件,通过刀具的切削和破碎,将地层松动并运送至盾构机内部。
四、支护系统支护系统用于支撑和保护隧道壁,主要由液压支架、支撑液压缸和支撑液压缸等组成。
1. 液压支架:液压支架是支护系统的主要部件,通过液压力将支撑液压缸推动至隧道壁,起到支撑作用。
盾构机的工作原理盾构机是一种用于地下隧道开挖的特殊工程机械,它的工作原理主要是利用盾构机的特殊结构和工作方式来完成地下隧道的开挖和支护。
盾构机的工作原理可以分为以下几个方面来进行详细介绍。
首先,盾构机的工作原理涉及到盾构机的结构和组成部分。
盾构机通常由刀盘、推进系统、土压平衡系统、导向系统、控制系统等部分组成。
刀盘是盾构机的主要工作部件,它可以根据需要更换不同类型的刀具来适应不同的地质条件。
推进系统是用来推动盾构机前进的部分,它可以根据需要进行调节和控制。
土压平衡系统是用来平衡地下土压力的部分,它可以根据需要来调节土压力,保证盾构机的正常工作。
导向系统是用来控制盾构机前进方向的部分,它可以根据需要来调节盾构机的前进方向。
控制系统是用来控制盾构机整体工作的部分,它可以根据需要来控制盾构机的各项工作参数和功能。
其次,盾构机的工作原理涉及到盾构机的工作过程。
盾构机在进行地下隧道开挖时,首先需要进行现场勘探和地质勘测,确定隧道的开挖路线和地质条件。
然后根据实际情况选择合适的盾构机类型和工作参数,进行盾构机的组装和调试。
接下来是盾构机的推进工作,盾构机通过刀盘的旋转和推进系统的作用,不断向前推进,同时利用土压平衡系统来平衡地下土压力,保证盾构机的正常工作。
在盾构机推进的同时,还需要进行隧道的支护工作,通常采用液压支架和混凝土浇筑的方式来进行隧道的支护。
最后是盾构机的出洞工作,当盾构机完成隧道开挖后,需要进行盾构机的拆除和回收,同时进行隧道的后续处理和修复工作。
最后,盾构机的工作原理涉及到盾构机的应用和发展。
随着科技的不断进步和工程技术的不断发展,盾构机在地下隧道工程中的应用越来越广泛,成为了地下隧道开挖的主要工程机械。
同时,盾构机的技术也在不断改进和完善,出现了各种不同类型和规格的盾构机,以适应不同地质条件和工程要求。
盾构机的工作原理也在不断改进和完善,以提高盾构机的工作效率和施工质量。
综上所述,盾构机的工作原理主要涉及到盾构机的结构和组成部分、工作过程以及应用和发展等方面。
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。
2.2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选择安装硬岩刀具或软土刀具,刀盘的外侧还装有一把超挖刀,盾构机在转向掘进时,可操作超挖刀油缸使超挖刀沿刀盘的径向方向向外伸出,从而扩大开挖直径,这样易于实现盾构机的转向。
超挖刀油缸杆的行程为50mm。
刀盘上安装的所有类型的刀具都由螺栓连接,都可以从刀盘后面的泥土仓中进行更换。
法兰板的后部安装有一个回转接头,其作用是向刀盘的面板上输入泡沫或膨润土及向超挖刀液压油缸输送液压油。
2.3刀盘驱动刀盘驱动由螺栓牢固地连接在前盾承压隔板上的法兰上,它可以使刀盘在顺时针和逆时针两个方向上实现0-6.1rpm的无级变速。
刀盘驱动主要由8组传动副和主齿轮箱组成,每组传动副由一个斜轴式变量轴向柱塞马达和水冷式变速齿轮箱组成,其中一组传动副的变速齿轮箱中带有制动装置,用于制动刀盘。
安装在前盾右侧承压隔板上的一台定量螺旋式液压泵驱动主齿轮箱中的齿轮油,用来润滑主齿轮箱,该油路中一个水冷式的齿轮油冷却器用来冷却齿轮油。
2.4双室气闸双室气闸装在前盾上,包括前室和主室两部分,当掘进过程中刀具磨损工作人员进入到泥土仓检察及更换刀具时,要使用双室气闸。
在进入泥土仓时,为了避免开挖面的坍坍,要在泥土仓中建立并保持与该地层深度土压力与水压力相适应的气压,这样工作人员要进出泥土仓时,就存在一个适应泥土仓中压力的问题,通过调整气闸前室和主室的压力,就可以使工作人员可以适应常压和开挖仓压力之间的变化。
但要注意,只有通过高压空气检查和受到相应培训有资质的人员,才可以通过气闸进出有压力的泥土仓。
现以工作人员从常压的操作环境下进入有压力的泥土仓为例,来说明双室气闸的作用。
J怍/u吊甲先从前室进入主室,关闭前室和主室之间的隔离门,按照规定程序给主室加压,直到主室的压力和泥土仓的压力相同时,打开主室和泥土仓之间的闸阀,使两者之间压力平衡,这时打开主室和泥土仓之间的隔离门,工作人员甲进入泥土仓。
如果这时工作人员乙也需要进入泥土仓工作,乙就可以先进入前室,然后关闭前室和常压操作环境之间的隔离门,给前室加压至和主室及泥土仓中的压力相同,扣开前室和主室之间的闸阀,使两者之间的压力平衡,打开主室和前室之间的隔离门,工作人员乙进入主室和泥土仓中。
2.5管片拼装机管片拼装机由拼装机大梁、支撑架、旋转架和拼装头组成。
拼装机大梁用法兰连接在中盾的后支撑架上,拼装机的支撑架通过左右各两个滚轮安放在拼装机大梁上的行走槽中,一个内圈为齿圈形式外径3.2m的滚珠轴承外圈通过法兰与拼装机支撑架相连,内圈通过法兰与旋转架相连,拼装头与旋转支架之间用两个伸缩油缸和一个横粱相连接。
现以拼装头在正下方位置的情况为例,来说明拼装机的运动情况。
两个拼装机行走液压油缸可以使支撑架、旋转架、拼装头在拼装机大梁上沿隧道轴线方向移动;安装在支撑架上的两个斜盘式轴向柱塞旋转马达,通过驱动滚珠轴承的内齿圈可以使旋转架和拼装头沿隧道圆周方向左右旋转各200度;通过伸缩油缸可以使拼装头上升或下降;拼装头在油缸的作用下又可以实现在水平方向上的摆动,和在竖直方向上的摆动以及抓紧和放松管片的功能。
这样在拼装管片时,就可以有六个方向的自由度,从而可以使管片准确就位。
拼装手可以使用有线的或遥控的控制器操作管片拼装机,用来拼装管片。
我们采用的是1.2m 长的通用管片,一环管片由六块管片组成,它们是三个标准块、两块临块和一块封顶块。
封顶块可以有十个不同的位置,代表十种不同类型的管环,通过选择不同类型的管环就可以使成型后的隧道轴线与设计的隧道轴线相拟合。
隧道成型后,管环之间及管环的管片之间都装有密封,用以防水。
管片之间及管环之间都由高强度的螺栓连接。
2.6排土机构盾构机的排土机构主要包括螺旋输送机和皮带输送机。
螺旋输送机由斜盘式变量轴向柱塞马达驱动,皮带输送机由电机驱动。
碴土由螺旋输送机从泥土仓中运输到皮带输送机上,皮带输送机再将碴土向后运输至第四节台车的尾部,落入等候的碴土车的土箱中,土箱装满后,由电瓶车牵引沿轨道运至竖井,龙门吊将士箱吊至地面,并倒人碴土坑中。
螺旋输送机有前后两个闸门,前者关闭可以使泥土仓和螺旋输送机隔断,后者可以在停止掘进或维修时关闭,在整个盾构机断电紧急情况下,此闸门也可由蓄能器贮存的能量自动关闭,以防止开挖仓中的水及渣土在压力作用下进入盾构机。
2.7后配套设备后配套设备主要由以下几部分组成:管片运输设备、四节后配套台车及其上面安装的盾构机操作所需的操作室、电气部件、液压部件、注浆设备、泡沫设备、膨润土设备、循环水设备及通风设备等。
2.7.1管片运输设备管片运输设备包括管片运送小车、运送管片的电动葫芦及其连接桥轨道。
管片由龙门吊从地面下至竖井的管片车上,由电瓶车牵引管片车至第一节台车前的电动葫芦—方,由电动葫芦吊起管片向前运送到管片小车上,由管制、车再向前运送,供给管片拼装机使用。
2.7.2一号台车及其上的设备一号台车上装有盾构机的操作室及注浆设备。
盾构机操作室中有盾构机操作控制台、控制电脑、盾构机PLC自动控制系统、VMT隧道掘进激光导向系统电脑及螺旋输送机后部出土口监视器。
2.7.3二号台车及其上的设备二号台车上有包含液压油箱在内的液压泵站、膨润土箱、膨润土泵、盾尾密封油脂泵及润滑油脂泵。
液压油箱及液压泵站为刀盘驱动、推进油缸、铰接油缸、管片拼装机、管片运输小车、螺旋输送机、注浆泵等液压设备提供压力油。
泵站上装有液压油过滤及冷却回路,液压油冷却器是水冷式。
盾尾密封油脂泵在盾构机掘进时将盾尾密封油脂由12条管路压送到三排盾尾密封刷与管片之间形成的两个腔室中,以防止注射到管片背后的浆液进入盾体内。
润滑油脂泵将油脂泵送到盾体中的小油脂桶中,盾构机掘进时,4kw电机驱动的小油脂泵将油脂泵送到主驱动齿轮箱、螺旋输送机齿轮箱及刀盘回转接头中。
这些油脂起到两个作用,一个作用是被注入到上述三个组件中唇形密封件之间的空间起到润滑唇形密封件工作区域及帮助阻止赃物进入被密封区域内部的作用,对于螺旋输送机齿轮箱还有另外一个作用,就是润滑齿轮箱的球面轴承。
2.7.4三号台车及其上的设备三号台车上装有两台打气泵、一个1立方米贮气罐、一组配电柜及一台二次风机。
打气泵可提供8Bar的压缩空气并将压缩空气贮存在贮气罐中,压缩空气可以用来驱动盾尾油脂泵、密封油脂泵和气动污水泵,用宋给人闸、开挖室加压,用来操作膨润土、盾尾油脂的气动开关,用来与泡沫剂、水混合形成改良土壤的泡沫,用来8嘞气动工具等。
二次风机由11kW的电机驱动,将由中间井输送至第四节台车位置处的新鲜空气,继续向前泵送至盾体附近,以给盾构机提供良好的通风。
2.7.5四号台车及其上的没备四号台车上装有变压器、电缆卷筒、水管卷筒、风管盒。
铺设在隧道中的两条内径为100mm的水管作为盾构机的进、回水管,将竖井地面的蓄水池与水管卷筒上的水管连接起来,与蓄水池连接的一台高压水泵驱动盾构机用水在蓄水池和盾构机之间循环。
通常情况下,进人盾构机水管卷筒水管的水压控制在5Bar左右。
正常掘进时,进人盾构机水循环系统的水有以下的用途:对掖压油、主驱动齿轮油、空压机、配电柜中的电器部件及刀盘驱动副变速箱具有冷却功能,为泡沫剂的合成提供用水,提供给盾构机及隧道清洁用水。
蓄水池中的水用冷却塔进行循环冷却。
风管盒中装有折叠式的风管,风管与竖井地面上的风肌连接,向隧道中的盾构机里提供新鲜空气。
新鲜空气通过风管被送至第四节台车的位置。
2.8电气设备盾构机电气设备包括电缆卷筒、主供电电缆、变压器、配电柜、动力电缆、控制电缆、控制系统、操作控制台、现场控制台、螺旋输送机后部出土口监视器、电机、插座、照明、接地等。
电器系统最小保护等级为IP5.5。
主供电电缆安装在电缆卷筒上,10kV的高压电由地面通过高压电缆沿隧道输送到与之连接的主供电电缆上,接着通过变压器转变成400v,50Hz的低压电进人配电柜,再通过供电电缆和控制电缆供盾构机使用。
西门子S7-PLC是控制系统的关键部件,控制系统用于控制盾构机掘进、拼装时的各主要功能。
例如盾构机要掘进时,盾构机司机按下操作控制台上的掘进按钮,一个电信号就被传到PLC控制系统,控制系统首先分析推进的条件是否具备(如推进油缸液压油泵是否打开,润滑脂系统是否工作正常等,.如果推进的条件不具备,就不能推进,如果条件具备,控制系统就会使推进按钮指示灯变亮,同时控制系统也会给推进油缸控制阀的电磁阀供电,电磁阀通电打开推进油缸控制阀,盾构机开始向前推进。