盾构机导向系统问题分析

盾构机的相关问题研究报告盾构机的相关问题研究报告一、引言随着城市化进程的不断推进，地下空间的开发和利用成为各大城市发展的重要环节。

在地下空间的开发中，盾构机作为一种高效的施工设备，因其具备灵活性和环境友好等优势，被广泛应用于地铁、隧道等工程的建设。

然而，随着盾构机应用的广泛性增加，也暴露出一些相关问题，如地质情况复杂、管片质量不佳等。

因此，本文旨在系统分析盾构机的相关问题，并提出相应的解决方法。

二、地质情况复杂盾构机在进行地下施工时，首要面临的问题是地质情况的复杂性。

地质条件的差异直接影响盾构机的施工效率和安全性。

如遇到软土层、砂卵石层、岩溶地质等特殊地质情况，盾构机的施工难度增加，同时也增加了地质灾害的风险。

针对这一问题，可采取以下措施：1. 充分进行地质勘探：在盾构机进入施工前，进行详尽的地质勘探，并利用先进的地质探测技术进行地下情况的评估。

2. 选择合适的盾构机：根据地质情况的复杂性，选择适用于具体地质条件的盾构机，如在软土地质中使用土压平衡盾构机，在岩石中使用硬岩盾构机。

3. 引入先进的刀盘设计：根据地质条件的复杂性，开发刀盘结构合理、适应性强的设计方案，提高盾构机的适应能力。

三、管片质量不佳盾构机的施工过程中，产生的管片应具备一定的质量标准，以保证地下工程的结构安全。

然而，实际施工中存在着管片质量不佳的问题，如破损、渗水、轴线偏移等，这些问题极大地影响了整个工程的工效和安全。

为了提高管片质量，可采取以下措施：1. 优化配合比例：合理选择管片的配合比例，确保配合比例的准确性和稳定性，减少管片质量问题的发生。

2. 引入自动化生产线：采用自动化生产线进行管片生产，提高生产效率和质量控制水平。

3. 加强工艺控制：通过加强管片生产过程中的工艺控制，如振动模压、养护等环节的标准化操作，提高管片的质量控制水平。

四、环境影响盾构机施工过程中，会产生一定的环境影响，如噪音、振动、施工污染等。

这些影响可能对周边居民和环境造成一定程度的不适和危害。

盾构机械系统的优化设计与改进盾构机作为一种重要的无开挖施工设备，广泛应用于地铁、隧道等工程中。

在盾构机的运行过程中，机械系统起到了关键的作用。

为了保证盾构机的高效运行和施工质量，对盾构机械系统进行优化设计和改进是非常必要的。

一、盾构机械系统的工作原理盾构机械系统包括刀盘、刀盘托架、履带、推进系统等部分。

刀盘通过切割土层，履带推动刀盘的前进，同时通过刀盘托架对刀盘进行支撑和控制。

推进系统则是将机械能转化为推力，使得盾构机能够前进。

二、盾构机械系统存在的问题在实际应用中，盾构机械系统存在着一些问题。

首先，刀盘的切削效率和稳定性有待提高，靠刃片和刀具的设计来实现。

其次，履带的结构和材料需要改进，以提高履带的耐磨性和抗压性。

此外，推进系统的稳定性和转化效率也需要进一步改进。

三、盾构机械系统的优化设计与改进1. 刀盘系统的优化设计与改进刀盘系统是盾构机械系统的核心部分，直接关系到整个机械系统的工作效率和施工质量。

通过改进刀盘的设计和刀具的选用，可以提高切削效率和稳定性。

例如，改进刀片的材料和硬度，使其能够更好地抵抗土壤的磨损和冲击；优化刀具的布局和数量，使切削力更均匀，减轻刀盘的负荷。

2. 履带系统的优化设计与改进履带是支持和驱动机器前进的重要组成部分，其质量和性能直接影响到机器的稳定性和可靠性。

通过改进履带的结构和材料，可以提高履带的耐磨性和抗压性。

例如，使用更耐磨的材料制作履带，同时优化履带的结构，减小履带与土壤的接触面积，降低摩擦和磨损。

3. 推进系统的优化设计与改进推进系统是将机械能转化为推力的关键部分，对推进系统进行优化设计和改进，可以提高推进系统的稳定性和转化效率。

例如，优化传动装置的结构和材料，减小传动损失和能量浪费；改进驱动系统的控制方式，提高系统的响应速度和精度；采用先进的液压技术，提高系统的工作效率和能量利用率。

四、盾构机械系统优化设计与改进的意义1. 提高施工效率和质量通过优化设计和改进盾构机械系统，可以提高机器的施工效率和施工质量。

盾构机导向系统应用及故障处理作者：孙源鑫沈津丞齐鹏来源：《科学与财富》2017年第05期摘要：通过对盾构机导向系统结构和工作原理的深入剖析，结合盾构机导向系统常见故障，总结出盾构机导向系统常见故障的处理经验。

关键词：盾构机；导向系统；故障引言盾构机导向系统属于盾构机核心系统，一旦发生故障将直接导致盾构机无法正常施工，在导向系统失灵的条件下，盾构机极易造成姿态偏差，严重影响盾构掘进施工的安全。

因此，熟悉并掌握盾构机导向系统的故障处理方法，在日常保养和维修等方面采取积极有效的措施，可以大大提高导向系统的稳定性和准确性。

1 盾构机导向系统结构1.1 系统构成整个系统由硬件及软件两部分构成[1]。

硬件部分可以分为测量单元、控制单元、目标单元及通讯单元四部分。

软件部分可分为四大模块：线形计算模块、管片管理模块、历史查询模块、测量模块。

1.2 硬件组成TS15全站仪：测距和方位传递。

徕卡后视棱镜组：确定大地坐标系（施工坐标系）。

研祥工业计算机：RMS-D 软件的运行、数据处理和备份。

激光靶控制盒：激光靶的供电及数据传输。

三维电子激光靶：确定 TBM 位置与角度。

徕卡29电台：全站仪与电脑无线通讯。

1.3 全站仪和激光靶的安装全站仪安装在特制的吊篮的强制归心螺丝上，吊篮通过膨胀螺丝或者管片安装螺丝固定在管片上。

由于部分管片拼装好以后有可能渗水，安装吊篮之前要检测安装的位置以后是否可能会渗水。

后视棱镜组同样安装在吊篮上，安装时注意与全站仪的通视。

RMS-D的激光靶安装在力信特制的安装支架上，安装支架出厂前或者在施工现场焊接中盾上，。

激光靶安装固定在盾构机尾部，当目标单元激光靶通讯异常或者不能测量时，R-MSD自动导向系统软件会弹出报警提示，提醒对方目标单元前面可能有障碍物遮挡或目标单元上异物覆盖。

2 盾构机导向系统工作原理激光靶内置相机和倾斜仪，在盾构掘进中全站仪测量激光靶的坐标以及全站仪与激光靶之间的方位角，同时通过相机和倾斜仪，获取盾构机旋转和俯仰角的变化量以及不可见激光与激光靶的夹角[2]。

盾构机导向系统应用及故障处理【摘要】以中铁装备导向系统为例，结合盾构机导向系统常见故障，总结出盾构机导向系统常见故障的处理经验。

【关键词】盾构机；导向系统；故障盾构机导向系统属于盾构机核心系统，一旦发生故障将直接导致盾构机无法正常施工，在导向系统失灵的条件下，盾构机极易造成姿态偏差，严重影响盾构掘进施工的安全。

因此，熟悉并掌握盾构机导向系统的故障处理方法，在日常保养和维修等方面采取积极有效的措施，可以大大提高导向系统的稳定性和准确性。

1盾构机导向系统结构1.1系统构成整个系统由硬件及软件两部分构成。

硬件部分可以分为测量单元、控制单元、目标单元及通讯单元四部分。

软件部分可分为四大模块：线形计算模块、管片管理模块、历史查询模块、测量模块。

1.2硬件组成TS16全站仪：测距和方位传递。

徕卡后视棱镜组：确定大地坐标系（施工坐标系）。

计算机：中铁装备导向系统软件的运行、数据处理和备份。

激光靶控制盒：激光靶的供电及数据传输。

三维电子激光靶：确定盾构机位置与角度。

电台：全站仪与电脑无线通讯。

1.3全站仪和激光靶的安装全站仪安装在特制的吊篮的强制归心螺丝上，吊篮通过膨胀螺丝或者管片安装螺栓固定在管片上。

由于部分管片拼装好以后有可能渗水，安装吊篮之前要检测安装的位置以后是否可能会渗水。

后视棱镜组同样安装在吊篮上，安装时注意与全站仪的通视。

激光靶安装在盾构机特制的安装支架上，安装支架出厂前或者在施工现场焊接中盾上。

2盾构机导向系统工作原理激光靶内置相机和倾斜仪，在盾构掘进中全站仪测量激光靶的坐标以及全站仪与激光靶之间的方位角，同时通过相机和倾斜仪，获取盾构机旋转和俯仰角的变化量以及不可见激光与激光靶的夹角。

综合以上参数，根据激光靶相对于盾构机空间位置关系固定不变的原理，计算出在大地坐标系下盾构机盾首和盾尾的坐标，与隧道设计线比较，计算出盾构机姿态。

盾构机导向系统主界面相关参数意义：（1）滚动角：表示盾构机的滚动角度，盾构机相对于水平面顺时针转动表示正值，逆时针转转动表示负值。

分析盾构机推进系统与故障盾构机是一种特殊的建筑设备，广泛应用于城市地铁、地下隧道、水利工程等建设中。

随着城市化进程的不断加快，盾构机的应用也越来越广泛。

然而，盾构机的推进系统也常常出现故障，因此需要对盾构机的推进系统与故障进行深入分析。

一、盾构机的推进系统盾构机的推进系统是盾构机的核心部件，主要负责盾构机在施工过程中的前进和维持姿态。

盾构机的推进系统由四个部分组成，包括推进机构、土压平衡系统、液压系统和电气控制系统。

1.推进机构盾构机的推进机构主要有两个部分：主推进缸和辅助推进缸。

主推进缸通过伸缩杆连接到掘进头，通过往复运动来实现盾构机在施工过程中的前进。

辅助推进缸位于盾构机车头处，可以在盾构机前进过程中对车身进行调整，以维护盾构机的姿态稳定。

2.土压平衡系统土压平衡系统是盾构机推进系统的重要组成部分，它通过控制盾构机前方的土层压力，实现盾构机掘进过程中的平衡。

土压平衡系统由土压平衡杆、液压缸、掘进头等部件组成。

土压平衡杆的长度可以根据掘进头前方的土层情况自动进行调整，以保证盾构机的平衡性。

3.液压系统液压系统是盾构机推进系统的动力源，主要负责推进机构和土压平衡系统的工作。

液压系统由油箱、泵站、油管、阀门等部件组成，它将所需要的液体压力传递到推进机构和土压平衡系统中，从而实现盾构机的推进。

4.电气控制系统电气控制系统是盾构机推进系统的控制中心，通过传感器和计算机对盾构机的各项运动进行监控，实现盾构机的安全、高效运行。

电气控制系统由PLC控制器、液晶触摸屏、传感器、运动控制模块等部件组成。

二、盾构机推进系统的故障在盾构机的施工过程中，推进系统的故障可能导致施工延误、安全事故等问题。

盾构机推进系统的故障主要有以下几个方面。

1.液压系统故障由于液压系统是盾构机推进系统的动力源，一旦出现故障，就会直接影响盾构机的工作效率和安全性。

液压系统故障的主要表现有液压油温度升高、泵站压力不足、阀门卡死、油管破裂等。

阐述盾构机推进系统与故障成因1 盾构机推进系统1.1 盾构机推进系统构成由于盾构机在掘进的过程中，会遇到土层、岩石的阻挡，导致其整体受到的地表阻力不均匀，容易出现方向的偏差；此外，其设计线路往往需要转弯、扭曲，若只依靠单纯的液压缸动力，则难以实现。

因此要依靠推进系统调节液压缸来调整盾构机姿态。

每个盾构机中都含有许多个液压缸，若是根据盾构机的直径、工作需求，将不同的液压缸进行单独设计，则会耗费大量的人力与物力，且不能很好地满足工作要求。

因此，在设计液压缸时，往往采用分组编制的方式，通过对不同的组别油缸进行控制，实现盾构机姿态调整。

本推进液压系统参照海瑞克S222，如图1：忽略该盾构机的直径，其液压推进系统中一共有22个液压缸，在其基础上将其分类，分为4 个组成部分。

而每一个组成部分中的液压缸数量相同，将该4 个组成部分命名为A、B、C 和D，B组即最下部分的液压缸数量最多，其液压缸数量分布的不同主要是依据盾构推进系统工作要求来决定的，在工作时，不同组成部分所受到的阻力不同，其最下部分受到的阻力最大，因此所需要的液压缸的数量最多。

这也是所有盾构机推进系统设计的基本原理。

在该推进系统中，高压油由液压泵提供，由组成阀来完成转向的目的，该组成阀由4 个插装阀和2 个2 位4 通电磁阀结合构成。

在此基础上，液压油分为4 条不同的路径，分别进入到推进系统的4 个组成部分，进入后通过减压阀调整其压力，实现工作过程中所需要的压力与动力，在从各自的路径流出，通过一个组合阀（由1 个插装阀和1个2 位3 通电磁阀构成），在這个过程中，实现对液压缸的控制。

1.2 盾构机推进系统运转的条件盾构机推进系统要进行正常的运转，需要满足许多条件。

（1）确保推进系统推进泵正确启动与运行；（2）高压电缆的限位正确，没有出现偏差；（3）推进系统4 个组成部分的油缸正常运转；（4）水管卷筒的限位正确，没有出现偏差；（5）推进系统的刀盘的转速需要大于0；（6）刀盘液压系统的最大压力必须小于预设值；（7）后配套油缸的液压油压力小于预设的数值。

基于 VMT盾构导向系统测量控制的原理与风险分析摘要：本文以某核电站排水隧洞盾构施工测量为研究对象，分析了排水隧洞基于VMT盾构导向系统施工的主要原理，进而探讨了隧洞盾构测量相关作业控制要点及主要测量作业方式，最后对作业中遇到的一些风险源做了一定的总结分析，相信对从事相关工作的同仁有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词：盾构施工、导向系统、盾构姿态、施工测量1.工程概述某核电排水隧洞位于广东省陆丰市碣石半岛南端的田尾山，行政区划属广东省陆丰市碣石镇,厂址范围地理坐标为E115°47′34″～E115°49′33″、N22°44′20″～N22°45′40″，排水隧洞工程总长度3.5公里, 最大纵坡31.25‰。

二、VMT盾构测量导向系统的控制原理1、系统简介及盾构施工坐标系1.1、系统简介德国VMT公司的SLS-T系统就是由此而开发,该系统为使TBM沿设计轴线（理论轴线）掘进提供所有重要的数据信息。

在隧道掘进的过程中,为了避免隧道掘进机(TBM)发生意外的运动及方向的突然改变, 必须对TBM的位置和DTA(隧道设计轴线)的相对位置关系进行持续地监控测量。

TBM能够按照设计路线精确地掘进,对掘进各个方面都很好的控制,这就是TBM采用“导向系统”（SLS）的原因。

1.2、DTA坐标系DTA坐标系是盾构施工坐标系统,它是以线路设计中线为参照的一种三维坐标。

只要将盾构始发站开始的线路设计资料输入,掘进中任意点里程点的平面坐标和高程,以及线路的平面、纵剖面状态,通过计算机处理后,均为已知并可显示出来。

盾构机掘进过程中某一时刻的里程位置，则是通过设置在导线点上的激光自动全站仪、自动跟踪盾构机上的光靶进行测量获取的。

1.3、TBM坐标系:TBM坐标系是盾构机本身的一种局部坐标系统,它主要用来检测盾构机的姿态,也是三维坐标。

2、VMT盾构测量导向系统的组成导向系统是由自动全站仪、电子激光系统、计算机、掘进软件和电源组成。

盾构施工中常见问题分析及防治措施随着城市的不断拓展和市场的不断扩大，盾构工程日益受到重视，成为城市建设中的重要组成部分。

然而，在盾构施工过程中，也时常会出现一些问题，如何有效地分析和解决这些问题，是保证盾构工程进展顺利和安全的关键之一。

本文将对盾构施工中常见问题进行分析，并提出相应的防治措施。

1. 盾构机故障盾构机是盾构施工中不可或缺的设备之一。

然而，在实际施工中，盾构机故障是比较常见的情况。

盾构机故障可能导致施工进度延误、安全事故等问题的发生。

1.1 故障原因•设备故障：盾构机本身设计出现缺陷或部件损坏等。

•操作不当：盾构机的操作人员在操作过程中出现失误或者质量不合格等问题。

•环境因素：如地质情况不稳定、施工区域的气候环境等因素均有可能导致盾构机故障。

1.2 防治措施•设备保养：对盾构机进行定期维护和保养，预防盾构机本身的故障。

•员工培训：对盾构机操作人员进行专业培训，提高员工的专业技能和操作水平，减少操作不当造成的故障。

•环境管理：对施工环境进行科学合理的管理，结合具体环境类型进行不同的措施，提高施工效率的同时减少盾构机故障的发生。

2. 施工质量问题盾构施工质量是工程质量的重要组成部分。

若施工质量存在问题，则会直接影响到工程安全和工程质量。

2.1 问题原因•施工人员技能不足：盾构施工需要相应的专业技能和经验，如果施工人员对于施工过程中的技术要求不熟练，则很容易出现质量问题。

•环境因素影响：施工过程中，环境因素会对施工质量产生一定的影响。

•材料质量问题：质量不达标的材料会对施工质量产生影响。

2.2 防治措施•员工培训：加强员工技术培训，保障员工对施工过程的掌握和熟练操作，提高施工质量。

•严格现场管理：加强现场施工管理，对施工现场进行密切的监管和管理，确保施工质量。

•细化施工标准：建立规范的施工标准，明确施工过程中的每一个环节，严格按照标准进行操作，提高施工质量。

3. 安全事故问题盾构施工涉及到大量的工程设备，涉及到工人的安全问题，因此安全事故问题时刻不能忽视。