一般土压平衡盾构机工作原理
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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。
盾构机工作原理盾构机是一种用于地下隧道施工的机械设备,它能够在地下开挖隧道并同时进行支护。
盾构机的工作原理是通过推进系统和土压平衡系统的协同作用来完成隧道的开挖和支护。
一、推进系统盾构机的推进系统主要由刀盘、推进缸、主推进液压缸、副推进液压缸等组成。
刀盘是盾构机的核心部件,它由大量的刀片和刀臂组成,通过旋转来切割土层。
推进缸通过液压系统提供推进力,推动刀盘前进。
主推进液压缸和副推进液压缸则用于控制盾构机的水平和垂直推进。
在工作过程中,盾构机首先将刀盘推入地下,然后通过液压系统提供的推进力,推动刀盘不断前进。
同时,盾构机还会将土层切割下来,并通过输送系统将其排出。
随着刀盘的推进,盾构机会不断进行支护,以确保隧道的稳定。
二、土压平衡系统盾构机的土压平衡系统是保证隧道施工安全的关键部件。
它通过控制隧道内外的土压差,使得施工现场的土体保持平衡,防止地下水和泥浆涌入隧道。
土压平衡系统主要由先后密封室、压缩空气系统、排土系统等组成。
先后密封室用于控制隧道内外的土压差,防止土体塌方。
压缩空气系统则用于控制密封室内的气压,保持密封室内的压力略高于外界,以防止地下水和泥浆渗入隧道。
排土系统则用于将切割下来的土层排出隧道。
在工作过程中,盾构机通过土压平衡系统的协同作用,控制隧道内外的土压差,使得土体保持平衡。
这样可以减少地下水和泥浆渗入隧道,保证施工现场的安全。
三、其他系统除了推进系统和土压平衡系统,盾构机还包括供电系统、液压系统、控制系统等。
供电系统为盾构机提供电力,液压系统则提供动力,控制系统则用于对盾构机的各个系统进行控制和监测。
总结:盾构机通过推进系统和土压平衡系统的协同作用,实现了隧道的开挖和支护。
推进系统通过刀盘的切割和推进缸的推进力,完成隧道的前进。
土压平衡系统则通过控制隧道内外的土压差,保持施工现场的稳定和安全。
除此之外,盾构机还包括供电系统、液压系统和控制系统等。
这些系统的协同工作,使得盾构机能够高效、安全地进行地下隧道施工。
试谈土压平衡盾构机的工作原理土压平衡盾构机是由主盾构机、推进系统、土压系统、控制系统等部分组成的。
在施工过程中,主盾构机会在推进系统的作用下逐步向前推进,同时通过土压系统对隧道周围的土体进行控制和支护。
当盾构机前端进入土体时,会产生一定的土压力,这些土压力会通过土压系统来平衡盾构机的推进力,从而保持隧道的稳定和安全。
在工作过程中,土压平衡盾构机会根据具体的隧道工程需求来调整推进速度、土压力、支撑结构等参数,以确保施工过程中的平衡和稳定。
通过控制系统的实时监测和调整,盾构机能够在不同地质条件下进行隧道开挖,同时最大限度地减少对地下环境的影响。
总的来说,土压平衡盾构机的工作原理是通过土压力平衡盾构机的推进力,同时对周围土体进行控制和支护,从而保证隧道施工的安全和稳定。
随着技术的不断进步和完善,土压平衡盾构机在城市地下交通、排水、供水等工程中将发挥越来越重要的作用。
土压平衡盾构机是一种地下隧道工程施工中非常重要的设备,具有高效、安全、环保等优点。
其工作原理是基于土压力平衡盾构机的推进力,保持隧道稳定和安全。
盾构机的工作原理和结构都经历了多年的发展和改进,成为现代地下隧道工程施工中不可或缺的设备之一。
盾构机的推进系统是由推进缸和推进液压缸组成的。
在施工过程中,通过推进液压缸向前推动盾构机,进行隧道开挖。
为了减少推进液压缸的作用力,减缓盾构机推进的速度,以及避免土压力对盾构机前端的影响,需要进行土压平衡控制。
土压平衡系统会根据测量得到的土压力实时调节推进液压缸的作用力,使推进力与土压力保持平衡,确保盾构机的推进顺利进行。
在推进过程中,如果不及时进行土压平衡控制,就会导致盾构机在推进过程中受到不平衡的土压力,造成建筑物沉降、地下管道破裂等严重后果。
因此,土压平衡盾构机的土压平衡系统是隧道施工中的关键部分,它通过对土压力的控制,保证了盾构机的稳定推进。
令人印象深刻的是,土压平衡盾构机在隧道施工的同时,可以减少对地下环境的影响。
土压平衡盾构机盾尾渗漏原因分析及预防措施摘要:随着社会经济的不断发展和进步,科学技术的发展也得到了飞跃。
城市作为人类生活的空间,交通设施建设的重要性也就不言而喻了,城市的飞速发展及现代化,隧道在城市中的建设施工也越来越多。
而在隧道盾构法的施工过程中,如果土压平衡盾构机发生了地下水、泥浆、油脂等污物渗漏的情况,必然会对施工中的掘进工作带来不良的影响,极大地影响盾构施工进度,特别是这些污物如果通过盾尾和隧道中安装的管片间间隙的泄漏,必然会对隧道盾构机的施工安全和使用寿命造成极大的威胁。
不仅如此,盾尾渗漏的现象还会影响隧道的防水性能,而且造成地表土壤的沉降和隆起现象。
本文就土压平衡盾构机盾尾渗漏的原因进行分析和探讨,并结合具体的施工工作提出一些可供参考的意见和措施,保证隧道盾构法施工的工程质量安全和使用寿命。
关键词:土压平衡;盾构机;盾尾渗漏;原因分析;预防措施中图分类号:tu74 文献标识码:a 文章编号:一、土压平衡盾构机的施工原理土压平衡盾构机的原理实际上是利用安装在盾构最前面的全断面切削刀盘来运行工作的,土压平衡盾构机全断面切削刀片通过将正面土体切削下来进入刀盘后面的贮留密封舱内达到使舱内具有一定的压力来实现与开挖面水土压力平衡的作用,从而以减少盾构推进对地层土体的扰动方式来达到控制地表沉降良好效果,土压平衡盾构机在出土时则是由安装在密封舱下部的螺旋运输机向排土口连续不断的将土渣排出。
螺旋运输机一般是利用转速的控制来控制出土量的多少,因此,出土量与土压平衡盾构机前面的全断面切削刀片速率配合的十分紧密,从而有力的保证了密封舱内合理的泥土容量,使密封舱内有足够的泥土而又不会出现饱满导致问题发生的状况。
土压平衡盾构机的利用避免了局部气压盾构主要缺点及问题的出现,也极大地节约了投资成本,就是节约了用于泥水加压盾构投资较大的控制系统、泥水输送系统和泥水处理等设备的投资和使用。
特别需要注意的是在盾构在进行掘进工作时,如果土压平衡盾构机的掘进速度超出出土速度,必然会导致地表土壤的隆起;反之,土压平衡盾构机的绝掘进速度小于出土速度时,就导致土压力降低、地面沉降降幅加大的现象。
土压平衡盾构机工作原理土压平衡盾构机是一种用于地下隧道施工的机械设备,它能够在不破坏地表的情况下进行隧道的开挖和支护。
相比传统的开挖方法,土压平衡盾构机具有施工安全、施工速度快、对周围环境的影响小等优点。
它的工作原理是利用盾构机的推进装置和掘进装置相互配合,通过对土壤的剥离和推进来实现隧道的开挖。
土压平衡盾构机主要由盾构体、推进装置、掘进装置和支护装置等部分组成。
工作时,盾构机首先进入工作区域,并进行钻孔和张拉导管的工作。
然后,开始进行掘进作业。
掘进装置首先钻入土壤中,然后通过旋转刀盘对土壤进行切削。
切削后的土层由盾构体上的切削腔集中导入盾构机内部。
此时,通过压泥管将过高的压力排出。
在土压平衡盾构机的施工过程中,土壤中压力是非常重要的,它能够确保隧道工作面保持稳定,并防止隧道塌陷。
土壤压力的平衡是软弱地层盾构施工中的关键,其中包括孔前土压力平衡、孔内土压力平衡和孔后土压力平衡。
在孔前土压力平衡过程中,当推进装置推进一定距离后,需要通过注浆或人工通过导管来向掘进面施加压力,使前方土层形成一定的土壤压力,以防止隧道的塌陷。
而在孔内土压力平衡过程中,盾构机夹持住已经掘进的管片,并通过向管片内注浆来施加一定的内部土压力,以抵抗外部土壤的压力,确保隧道工作面的稳定。
最后,在孔后土压力平衡过程中,盾构机通过推进土层,并及时排除剥离的土壤,使工作面后面的土层得到有效支撑,以防止隧道工作面后退。
土压平衡盾构机还包括封闭空腔和气压平衡系统。
封闭空腔是指隧道后方的可供施工人员和设备出入的空间。
通过保持封闭空腔内的空气压力略高于周围大气压力,可以防止地下水渗入和土壤坍塌。
气压平衡系统则是通过控制封闭空腔内空气的压力和流动方向,来保持稳定的工作环境,并降低地下水渗入的风险。
综上所述,土压平衡盾构机通过盾构体、推进装置、掘进装置和支护装置等部分的相互配合,以及土壤压力的平衡控制,实现了地下隧道的安全快速施工。
它的工作原理在于控制土壤压力,保持工作面的稳定,同时通过封闭空腔和气压平衡系统,确保施工环境的安全和可控。
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。
盾构机的工作原理
盾构机是一种专门用于地下隧道施工的机械设备。
它主要由掘进部分和支持系统两部分组成。
盾构机的工作原理是通过推进机构将盾构机推入地下,同时进行土层的掘进和支撑。
掘进部分主要由刀盘、刀盘驱动装置、土压平衡系统和脱土输送系统等组成。
刀盘是盾构机的核心部分,它由锋利的刀片和刀盘主体组成,能够将土层削切成块状物质。
刀盘驱动装置通过电机或液压系统提供转动力,使刀盘能够旋转并推进盾构机。
土压平衡系统是盾构机的重要部分,它通过控制泥浆的注入和排出,形成背力,平衡土层的压力。
这样,盾构机在掘进时不会因为土层压力的差异而被推出或被土层阻挡。
脱土输送系统用于将掘进的土层通过输送带或螺旋输送机移出盾构机。
支持系统主要是为了保证盾构机在施工过程中的安全和稳定。
它通常由隧道衬砌、尾部支撑、注浆等组成。
隧道衬砌是为了保护地下结构,减少地面沉降和地质灾害的可能性。
尾部支撑用于支撑并稳定盾构机的尾部,防止塌方和倒塌。
注浆则是通过注入混凝土浆液来加固周围土层,提高隧道的稳定性。
总的来说,盾构机通过刀盘掘进和土压平衡系统的配合工作,将地下土层削切掉并推进盾构机,同时使用支持系统保证施工的安全和稳定。
这种工作原理使盾构机成为地下隧道施工的重要设备。
试谈土压平衡盾构机的工作原理(d o c 14页)土压平衡盾构属封闭式盾构,土压平衡盾构在掘进过程中,随着刀盘不断切削岩土,在沿圆周布置的液压千斤顶推力下,盾构机不断向前推进。
当盾构机向前推进一个管片的长度时,便可以用管片拼装机将若干管片依从下而上的顺序拼装成环。
渣土经由有轨电瓶机车运至洞外。
下面来了解下土压平衡和泥水平衡盾构的区别。
一、土压平衡盾构机工作原理土压平衡盾构机是利用安装在盾构最前面的全断面切削刀盘,将正面土体切削下来进入刀盘后面的贮留密封舱内,并使舱内具有适当压力与开挖面水土压力平衡,以减少盾构推进对地层土体的扰动,从而控制地表沉降,在出土时由安装在密封舱下部的螺旋运输机向排土口连续的将土渣排出。
螺旋运输机是靠转速控制来掌握出土量,出土量要密切配合刀盘切削速度,以保持密封舱内始终充满泥土而又不致过于饱满。
这种盾构避免了局部气压盾构主要缺点,也省略了泥水加压盾构投资较大的控制系统、泥水输送系统和泥水处理等设备。
二、土压平衡和泥水平衡盾构的区别1、结构不同土压平衡盾构: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压、水压基本平衡,使得掘削面与盾构面处于平衡状态。
泥水平衡盾构:在盾构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。
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。
2、作用不同土压平衡盾构: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,能够承受来自地层的压力,防止地下水或流砂的入侵。
泥水平衡盾构: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。
3、盾构方式不同土压平衡盾构:盾构靠螺旋输送机将碴土排送至土箱,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。
土压平衡盾构机工作原理
土压平衡盾构机是一种用于地下隧道施工的机械设备,主要通过施加土压力来平衡施工工作面前方的土压力,保持工作面的稳定。
具体的工作原理如下:
1. 盾构机由盾构壳体、刀盘、密封门、推进系统、护盾螺旋输送机等组成。
2. 盾构机首先将自身移到施工段的尾端,并固定在隧道壁上。
3. 利用螺旋输送机将前方挖掘的土层推送到密封门后方,并将土层通过施工段的输送管道运出。
4. 盾构机通过液压缸向前推进一定距离,使刀盘在前方继续挖掘土层。
同时,通过调节液压缸的伸缩长度,控制挖掘过程中的土压力。
土壤的土压力抵消了盾构机的推进力,实现土压平衡。
5. 在盾构机推进的同时,隧道壁采取防护措施,如设置衬砌或喷射混凝土,以保持施工现场的稳定。
6. 通过不断向前推进和挖掘土层,盾构机逐渐完成了整个隧道的挖掘和推进作业。
这种工作原理可以保证隧道工作面的稳定,并避免地面塌陷等安全问题的发生。
同时,土压平衡盾构机还可以充分利用挖掘的土层作为支撑,减少了对其他支撑结构的依赖,提高了施工效率。
一般土压平衡盾构机工作原理⏹ 1.4 土压平衡盾构⏹土压平衡盾构是在机械式盾构的前部设置隔板,在刀盘的旋转作用下,刀具切削开挖面的泥土,破碎的泥土通过刀盘开口进入土仓,使土仓和排土用的螺旋输送机内充满切削下来的泥土,依靠盾构千斤顶的推力通过隔板给土仓内的土碴加压,使土压作用于开挖面以平衡开挖面的水土压力。
⏹土压平衡工作原理⏹刀盘旋转切削开挖面的泥土,破碎的泥土通过刀盘开口进入土仓,泥土落到土仓底部后,通过螺旋输送机运到皮带输送机上,然后输送到停在轨道上的碴车上。
盾构在推进油缸的推力作用下向前推进。
盾壳对挖掘出的还未衬砌的隧道起着临时支护作用,承受周围土层的土压、承受地下水的水压以及将地下水挡在盾壳外面。
掘进、排土、衬砌等作业在盾壳的掩护下进行。
⏹⏹通过调整排土量或开挖量来直接控制泥土舱内的压力,并使其与开挖面地层水、土压力相平衡,同时直接地利用泥土舱的泥土对开挖面地层进行支护,从而使开挖面土层保持稳定。
⏹⏹ 1.4.1 土压平衡盾构机组成⏹土压平衡盾构主要由刀盘及刀盘驱动、盾壳、螺旋输送机、皮带输送机、管片安装机、推进油缸、同步注浆系统和辅助装置等组成。
⏹适用:软土、软岩(含水/不含水)地层的隧道开挖与衬砌⏹Φ4.33m加泥式土压平衡盾构⏹ 1.4.2土压平衡盾构(EPB)工作原理⏹土压平衡盾构的工作原理⏹通过调整排土量或开挖量来直接控制泥土舱内的压力,并使其与开挖面地层水、土压力相平衡,同时直接地利用泥土舱的泥土对开挖面地层进行支护,从而使开挖面土层保持稳定。
⏹EPB工作原理图⏹EPB⏹ 1.4.3 土压平衡盾构特点⏹土压平衡盾构的特点:⏹主要通过控制盾构开挖速度和螺旋输送机转速,达到控制土压的目的⏹整体结构⏹ 1.5 盾构机的构造⏹土压平衡盾构机构成:⏹ 1.盾壳、盾构推进千斤顶、盾尾密封、铰接装置、人员舱⏹ 2.刀盘和刀盘驱动支承机构⏹ 3.螺旋输送机⏹ 4.管片拼装机⏹ 5.后配套设备。
⏹盾壳是一个用厚钢板焊接而成的圆筒,是盾构受力支撑的主体结构。
⏹⏹盾壳的作用安全保护作用:承受地下水压和地层土压力,起临时支护作用,保护设备及操作人员的安全;⏹承受荷载作用:承受盾构千斤顶的水平推力及各种施工荷载,使盾构在土层中顶进;⏹是盾构各机构的支承和安装基础。
⏹切口环⏹内焊接有压力壁,它是刀盘驱动机构的基座。
⏹压力壁上还焊接一个双室人员舱,其内设有一道人行闸门。
⏹下部连接有螺旋输送机。
⏹压力壁上按不同深度还安装了5个土压传感器。
⏹支承环⏹内安装有盾构推进千斤顶及其支座;⏹还安装有连接管片拼装机托梁的H形支柱。
⏹在盾壳上予留超前钻孔功能⏹盾尾:是一个由钢板焊接成的筒形结构件,它通过一个球面与前部盾壳铰接在一起。
⏹盾尾和衬砌管片之间用3排可连续供应密封油脂的刷封封闭起来⏹采用多道钢丝刷密封,在钢丝刷之间注入压力油脂。
⏹盾尾密封作用:防止地层中的泥土、地下水和衬砌外围注浆材料从盾尾间隙中漏入盾构,对于土压平衡盾构还有保持压力的作用。
⏹铰接转向的作用:⏹ 1.易于转弯,减小曲线超挖量;⏹ 2.能减少顶进时管片的偏压,提高隧道施工质量,⏹ 3.易于对掘进方向随时进行修正。
⏹盾构机的推进是通过沿支承环周边布置的盾构千斤顶支撑在已安装好的管片衬砌上所产生的反作用力而前进的.⏹盾构推进的方向的控制⏹布置时把盾构千斤顶沿周边分成若干扇区,每个扇区由一只电磁比例减压阀控制,用来调节各组扇区千斤顶的工作压力,从而纠正或控制盾构推进的方向,使符合设计轴线的要求。
⏹四、密封泥土舱⏹土压平衡式盾构机的刀盘切削面与后面的承压隔板(压力壁)所形成的空间为密封泥土舱。
⏹在这里开挖出的土料转变成有良好的变形性的可塑土浆,以保证在开挖面有稳定的支撑压力。
在压力壁上布置一些搅拌臂,对土料进行搅拌。
⏹装在密封泥土舱内的压力传感器,可以使操作人员随时察看舱内的土压力,以便及时并准确地调整开挖参数。
⏹ 1.6.2 刀盘⏹刀盘有辐臂式和面板式两种:⏹面板式切削刀盘:⏹用于开挖面不稳定的土层类型,为了避免软土挖掘时开挖面的土壤松动。
⏹包括:软土掘削刀盘和对软硬岩均较适应的混合式刀盘。
⏹面板式刀盘由幅条刀盘架、刀具和面板组成。
⏹幅条也是刀具安装的底架。
刀具沿幅条两侧对称布置,以满足刀具正反两个方向旋转切削的需要。
⏹刀盘中心装有三角式齿形中心刀,即可用来控制切削方向,又可防止粘土中施工时出现泥饼现象⏹刀盘周边装有刮刀和超挖刀⏹超挖刀:当盾构沿曲线推进时,通过超挖,可减小对周围土层的扰动。
⏹刀盘的进土槽形式,有同一宽度型、逐渐放大型和局部放大型等,软土为主型刀盘采用同一宽度型设计。
⏹槽口宽度根据泥土中最大砾石大小和螺旋输送机的最大输送粒径而定。
⏹刀盘开口率一般为20~40%左右。
⏹刀盘的后部装有4个拌和臂。
⏹ 1.6.3 刀盘驱动机构⏹刀盘驱动机构:驱动刀盘旋转,对土体进行挤压和切削,其位于盾构切口环的中部。
前端与刀盘的法兰相连,后部和四周与压力壁法兰以螺栓联接。
⏹刀盘支承方式:有中心支承式、中间支承式和周边大轴承支承式⏹⏹刀盘驱动机构组成:主要由主轴承、大齿圈、密封支撑、带轴承的小齿轮、减速器及马达等组成。
⏹⏹⏹ 1.6.4 双室人员舱⏹双室人员舱的连接位于压力壁的上部。
其作用为:排除障碍或调换切削刀具时,使人员能顺利通过压力壁中的门进入泥土密封仓。
⏹工作时先将泥土舱内充以压缩空气,用以疏干并支护开挖面土体,然后人员再通过气压舱的加、减压过渡而出入泥土舱。
⏹供通过人员舱用的设备有:⏹压缩空气阀、气流调节器、压力表、钟表、温度计、绝缘凳、照明,包括应急照明、记录压力计、加热装置等⏹ 1.6.5 管片拼装机⏹管片拼装机的功能:是准确地将管片放到恰当的位置,并能安全、迅速地把管片组装成所定形式。
⏹它需具备以下三个动作:即能提升管片,能沿盾构轴向平行移动,能绕盾构轴线回转。
相应的拼装机构为举升装置,平移装置和回转装置。
⏹⏹推进系统⏹刀盘介绍⏹刀盘及驱动系统⏹驱动系统⏹主轴承⏹桥架⏹桥架(连接盾体和后配套系统)⏹后配套系统⏹润滑、密封⏹水路系统⏹ 1.6.6 螺旋输送机⏹螺旋输送机的主要功能:⏹(1)从盾构泥土密封舱内将开挖下的泥土排出盾构;⏹(2)泥土通过螺旋杆输送压缩形成密封土塞,阻止泥土中的水流出,保持泥土密封舱土压稳定;⏹(3)可通过改变螺旋输送机转速,调节排土量,即调节泥土密封舱的土压,使其与开挖面水、土压保持平衡。
⏹ 1.6.7 盾构后配套设备⏹盾构后配套系统装在拖车上,由盾构机牵引。
⏹拖车系统主要包括:运输管片的桥吊和带有电气和液压元件的5个拖车。
⏹主要设备有:液压动力站(带液压油箱)、控制室、管片卸货吊机、主轴承润滑油脂泵站、皮带输送机设备、冷却和过滤站、背衬注浆设备、发泡剂设备、膨润土设备、主和支配电箱、变压器、中型电压配电装置、空压机、高压电缆卷筒、水管卷筒、辅助轨道装卸桥等。
⏹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。
⏹管片输送系统:管片由龙门吊从地面吊下至竖井内的管片车上,由电瓶车牵引管片车至第一节台车前的电动葫芦下方,由电动葫芦吊起管片向前运送到管片小车上,由管片小车再向前运送,供给管片拼装机使用。
⏹一号台车⏹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及螺旋输送机后部出土口监视器。
⏹二号台车及其上的设备有:⏹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。
⏹三号台车上装有两台空压机、一个1m3贮气罐,一组配电柜及一台二次风机。
⏹四号台车上装有变压器、电缆卷筒,水管卷筒,风管盒。
⏹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⏹ 1.6.9 盾构控制数据采集系统⏹盾构的控制系统可以实现对推进力、刀盘扭矩、推进速度、土舱压力、螺旋输送机的转速、碴门的开度、同步注浆的速度等机构和参数的自动控制,并能够自动显示相关数据。
⏹测量数据采集任务如下:⏹记录,处理,存储,显示和评估由隧道施工机械产生的所有数据。
⏹盾构法隧道施工质量的优劣主要表现为对隧道轴线的控制和地面沉降的控制。
影响施工质量的主要因素是推进过程中的施工参数是否设置合理。
⏹盾构的导向装置的作用:⏹是及时测量盾构的偏斜及偏转情况,并把测量的分析结果及各项命令传给操作人员,以便纠正顶进方向,保证施工质量和速度。
⏹激光导向装置:它由三大部分组成,一是激光发射装置;二是检查和转换装置;三是控制装置。
⏹盾构的调向⏹包括纠偏和曲线段施工,主要是通过分组开动推进千斤顶进行⏹盾构千斤顶均布在支承环的圆周,若将油缸分为4组,则四组油缸同时工作时,可获得盾构的直线前进⏹如果按下表中工作时,则获得盾构的调向运动⏹ 1.6.10 辅助设备⏹辅助设备包括:注浆装置、泡沫装置,膨润土装置。
⏹背衬充填与注浆系统⏹作用机理:及时地进行背衬充填与注浆可以起到压实松动的围岩,以防地表沉陷,提高隧道止水性,防止管片漏水,将管片与围岩一体化,确保管片衬砌的稳定。
⏹同步注浆系统:将注浆管安装在盾尾上,随着盾构的前进同步注浆。
通常用3~4根注浆管安装在盾尾的周边上,通过旋转浆液分配器,轮流注浆。
盾构推进与环形空隙注浆同步进行,有利于控制和减少沉陷。
⏹(2)添加剂的注入系统⏹土质改良的机理⏹作为支撑开挖面稳定的介质——土料应具有:良好的塑性变形,软稠度,内摩擦角小及渗透率小。
⏹由于一般土壤不能完全满足这些特性,所以要进行改良。
⏹改良的方法通常为:加水,膨润土,粘土,聚合物和泡沫等,根据土质情况选用。
通过这些改良措施,扩大了土压平衡式盾构机的应用范围。
⏹土质改良的优点⏹1)渣土流动性增强、粘稠度降低、渗透性降低;⏹2)刀盘室粘住和堵塞的风险降低;⏹3)土压平衡的压力稳定性增加;⏹4)刀盘和螺旋传送器的驱动力矩降低,更经济;⏹5)刀盘和螺旋传送器的损耗率降低⏹土质改良剂的选择⏹加适量水⏹有软稠度的粘质粉土和粉砂土,根据土层的稠度,有时只需要加很少量的水。
通过搅拌装置在开挖室内搅拌,即能变成塑性的泥浆。
⏹加入粘土和膨润土悬浮液⏹随着含砂率的增加,增大了渗透性,可通过加入粘土和膨润土悬浮液来补偿。
⏹加入泡沫⏹对非粘性的透水性土层可以通过注射泡沫进行改良处理⏹泡沫的生产和注入设备⏹泡沫加工厂是泡沫的生产设备,它是由泡沫发生器、液体和空气调节装置等组成。
它们都装在后配套的拖车上。
⏹其它仪器设备有:液体流量测量仪、气流测量装置、控制阀、泡沫压力测量装置、控制PC机等⏹泡沫的膨胀比需控制在10之内。
在土压平衡状态下泡沫需要量约为500L/m3。