土压平衡盾构机基本构造及原理共84页
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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。
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。
土压平衡式盾构机的组成及工作原理随着科学技术日新月异的发展,新事物不断涌现,盾构机的出现虽然有一定时间,但是,盾构机集成了很多现代科技。
大型PLC,各种性能优良的液压泵,各种先进的控制理念都体现在了盾构机上。
我们要去学习和了解它,从而去创新和改造它。
现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体,具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。
盾构机挖掘主要靠刀盘切削来完成,不同地质刀盘通常配备有不同数量的切刀或滚刀。
为了确保切刀的耐久性,要选择与土质相适应的切刀形状。
刀刃材料通常是以钨碳化合物为主烧结超硬合金。
切刀要合理排列以达到能切削整个掌子面的目的。
地层为岩石或地层中存在大块卵石情况下,安装滚刀是必不可少的,盾构机掘进时刀盘旋转的同时启动推进千斤顶将刀盘压紧岩层,刀盘上的滚刀一边滚动一边破岩,刀盘旋转推力使得滚刀不断滚动前进,从而对整个掌子面的岩石开挖。
刀盘上有仿形刀装置,此装置为液压缸驱动,由切削刀,液压油缸构成,在必要时(如纠偏,转弯)进行盾体外周超挖或余掘。
主驱动系统有两个变量柱塞泵(分别有两个315KW电机,电机分别由两个软启动器驱动),8个液压马达(用来驱动刀盘),补油泵(75KW电机驱动),1/ 5控制泵,恒功率阀块,HBW油脂系统,轴承润滑系统,冷却水系统组成。
1.启动控制泵,缓慢调节控制泵的切断阀(顺时针增大压力),泵输出压力逐步升高,控制泵的安全压力设定为8.0Mpa。
2.启动补油泵,再缓慢调节溢流阀,溢流阀压力升至2.0Mpa。
锁紧补油泵旁路溢流阀和换油流量调节溢流阀锁紧螺母;3.启动冷却水泵(主驱动有8个液压马达,每个液压马达带一个减速器,用来冷却减速器,)。
4.启动润滑油脂系统,HBW系统,齿轮油系统)4.硬件上强制给PLC一个启动信号(不需要启主驱泵)。
选择刀盘旋转方向(即主泵上三位四通换向阀得电情况两个泵需一致),观察两个主泵斜盘变化,变化正常后再按正常程序启动主泵。