盾构构造与施工原理(土压与泥水)
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泥水盾构机工作原理泥水盾构机是一种用于地下隧道开挖的专用设备,它采用盾构法进行施工,是现代城市地下工程建设中常用的重要设备之一。
泥水盾构机的工作原理是通过推进机构将盾构机推进到需要开挖的位置,然后利用刀具和泥浆将土壤挖掘出来,同时在挖掘过程中通过泥浆的循环输送和支撑系统来保护隧道的稳定。
下面将详细介绍泥水盾构机的工作原理。
首先,泥水盾构机的推进机构是实现盾构机前进的关键部件。
推进机构通常由伸缩式液压支架、推进油缸、推进盘和推进轴等部件组成。
在施工过程中,推进机构通过控制液压系统实现盾构机的前进和后退,同时保证施工的精度和稳定性。
其次,泥水盾构机的挖掘系统是实现土壤开挖的核心部件。
挖掘系统由刀具、刀盘、刀架、刀盘驱动系统等部件组成。
在施工过程中,刀具通过刀盘驱动系统旋转,利用切削力将土壤切割并挖掘出来,然后通过输送系统将土壤输送到地面。
另外,泥水盾构机的泥浆循环系统是保证施工过程中土壤稳定和泥浆循环的关键部件。
泥浆循环系统包括泥浆搅拌器、离心泵、泥浆管道等部件。
在施工过程中,泥浆循环系统通过泥浆搅拌器将泥浆和土壤混合,然后通过离心泵将泥浆输送到地面进行处理,同时通过泥浆管道将泥浆输送到盾构机的挖掘系统,起到润滑、冷却和支撑土壤的作用。
最后,泥水盾构机的支撑系统是保证隧道稳定和安全的重要部件。
支撑系统包括刀盘后部的土压平衡系统、刀盘前部的刀盘支撑系统等。
在施工过程中,支撑系统通过控制土压平衡和刀盘支撑,保证隧道的稳定和安全,同时为后续的隧道衬砌施工提供支撑。
综上所述,泥水盾构机的工作原理是通过推进机构将盾构机推进到需要开挖的位置,然后利用挖掘系统和泥浆循环系统进行土壤的挖掘和输送,同时通过支撑系统保证隧道的稳定和安全。
这种工作原理使得泥水盾构机成为了现代城市地下工程建设中不可或缺的重要设备。
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。
泥水盾构机工作原理
泥水盾构机是一种以机电设备为核心的隧道掘进设备,它主要用于建设地下管道、隧道等工程。
其工作原理如下:
1. 准备工作:在开始施工前,需要先进行现场勘测和设计,并确定好隧道的位置、形状和尺寸。
同时,还需要进行地下水位和土质的勘测,以便选择合适的施工方法。
2. 机械操作:首先利用机械设备挖掘好进出坑口,并铺设好施工轨道。
然后,将泥水盾构机放置在轨道上,并连接好供电、供水、排水和通风系统。
3. 掘进过程:泥水盾构机通过传动装置,带动刀盘进行挖土工作。
在挖土过程中,机械设备将泥浆推送至刀盘前部,形成泥浆层。
泥浆起到润滑和冷却刀盘的作用,同时还能稳定地下土层。
4. 土体处理:泥水盾构机挖掘完成后,需要将挖出的土体通过输送装置运送到地面。
通常采用输送带、螺旋输送机等装置进行土体的运输。
5. 同步支护:为了确保施工安全和隧道的稳定性,需要在泥水盾构机推进的同时进行支护工作。
常用的支护材料有钢架、预制混凝土块等。
6. 后期处理:隧道掘进完成后,还需要进行地面恢复工作,包括填埋、修复绿化等。
总的来说,泥水盾构机通过刀盘挖掘土层,同时通过泥浆的润滑和冷却,保证刀盘的正常运转。
同时,通过土体处理和同步支护,确保掘进过程中的施工安全和隧道的稳定性。
泥水加压盾构和土压平衡盾构工作原理
泥水加压盾构和土压平衡盾构工作原理
泥水加压盾构法施工,指在盾构开挖面的密封隔仓内注入泥水,通过泥水加压和外部压力平衡,以保证开挖面土体的稳定。
盾构推进时开挖下来的土进入盾构前部的泥水室,经搅拌装置进行搅拌,搅拌后的高浓度泥水用泥水泵送到地面,泥水在地面经过分离,然后进入地下盾构的泥水室,不断地排渣净化使用。
土压平衡盾构属封闭式盾构。
盾构推进时,其前端刀盘旋转掘削地层土体,切削下来的土体进入土舱。
当土体充满土舱时,其被动土压与掘削面上的土、水压基本相同,故掘削面实现平衡(即稳定)。
示意图如图所示。
由图可知,这类盾构靠螺旋输送机将碴土(即掘削弃土)排送至土箱,运至地表。
由装在螺旋输送机排土口处的滑动闸门或旋转漏斗控制出土量,确保掘削面稳定。
泥水式盾构机发展概况及工作原理泥水式盾构机1发展概况泥水式盾构机是通过有一定压力的泥浆来支撑稳固开挖面;由旋转刀盘、悬臂刀头或水力射流等进行土体开挖;开挖下来的土料与泥水混合以泥水状态由泥浆泵进行输运。
泥水式盾构机适用于各种松散地层,有无地下水均可。
采用泥水式盾构机进行施工的隧洞工程都说明它是一种低沉降及安全的施工方法,在稳定的地层中其优点更加明显。
最初的泥水盾构要追溯到一百多年前的Greathead及Haag的专利。
由于高透水性地层用压缩空气支撑隧洞开挖面非常困难,1874年,Greathead开发了用流体支撑开挖面的盾构,开挖出的土料以泥水流的方式排出。
1896年Haag在柏林为第一台德国泥水式盾构申请了专利,该盾构以液体支撑开挖面,其开挖室是有压和密封的。
1959年E.C.Gardner成功地将以液体支撑开挖面应用于一台用于建造排污隧洞的直径为3.35m的盾构。
1960年Schneidereit引进了用膨润土悬浮液来支撑开挖面,而H.Lorenz的专利提出用加压的膨润土液来稳固开挖面。
1967年第一台有切削刀盘并以水力出土、直径为3.1m的泥水盾构在日本开始使用。
在德国,第一台以膨润土悬浮液支撑开挖面的盾构由Wayss&Freytag开发并投入使用。
泥水式盾构机的发展有三种历程,即日本历程、英国历程和德国历程。
到目前则只有日本和德国两个主要的发展体系。
日本的发展历程导致当今的泥水盾构,德国的发展历程导致水力盾构。
以日本的泥水盾构为基础发展了土压平衡盾构,而德国的水力盾构导致很多不同的机型,如混合型盾构,悬臂刀头泥水盾构及水力喷射盾构等。
德国和日本体系的主要区别是,德国式的在泥水舱中设置了气压舱,便于人工正面控制泥水压力,构造简单;日本式的泥水密封舱中全是泥水,要有一套自动控制泥水平衡的装置。
1967年三菱公司制造了第一台为泥浆开挖面支护的试验盾构,直径为3.10m 的样机取得经验后,1970年建造了第一台大型泥水盾构,直径为7.20m,用于建设海峡下的Keiyo铁路线。
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。
盾构机的构造与工作原理盾构机是一种用于地下隧道施工的机械设备,它以其高效、快速、安全的特点被广泛应用于城市地铁、隧道、管廊等工程的建设中。
本文将从盾构机的构造和工作原理两个方面进行介绍。
一、盾构机的构造盾构机主要由盾构壳体、刀盘、推进系统、控制室和支撑系统等部分组成。
1. 盾构壳体:盾构壳体是盾构机的主体部分,由环片和壳体拼装而成。
它具有抗压、抗扭转和密封等功能,能够保护工作面的稳定和安全。
2. 刀盘:刀盘是盾构机的核心部件,位于盾构壳体前端。
它由刀盘主轴、刀臂、刀片等组成。
刀盘通过转动带动刀片切削地层,将土层碎块送入机械输送系统。
3. 推进系统:推进系统是盾构机的关键部分,它由推进液压缸、推进腔、推进座等组成。
推进系统通过液压力将盾构壳体向前推进,实现盾构机的整体推进。
4. 控制室:控制室是盾构机的操作中心,位于盾构壳体后部。
操作人员通过控制室内的控制台对盾构机进行控制和监控,实时了解施工情况并进行调整。
5. 支撑系统:支撑系统用于支撑盾构壳体,保证施工面的稳固。
它由液压支撑器、支撑梁、液压缸等组成,能够根据地质情况进行自动调整,确保盾构机的安全运行。
二、盾构机的工作原理盾构机的工作原理主要包括推进、掘进和支护三个过程。
1. 推进:盾构机在施工现场组装完成后,通过推进系统推进盾构壳体。
推进过程中,盾构机的刀盘不断转动,切削地层,同时使用推进液压缸施加推进力,将盾构壳体向前推进。
2. 掘进:在推进的同时,盾构机的刀盘通过旋转切削地层,将土层碎块送入盾构壳体内。
土层碎块经过机械输送系统,通过螺旋输送机或螺旋输送器等方式运出盾构壳体,最终被运出至地面。
3. 支护:在盾构机推进过程中,需要进行支护来保证施工面的稳固。
当盾构壳体推进一定距离后,液压支撑器通过液压力将支撑梁顶起,支撑盾构壳体,同时控制盾构壳体与地面之间的压力平衡,避免地面沉降和土层塌方。
盾构机的工作原理是将推进、掘进和支护等过程有机地结合起来,通过不断推进盾构壳体,实现隧道的快速、高效施工。