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第1章结构与功能1.1 总述盾构机是集多种功能于一体的综合性设备，它集合了盾构机施工过程中的开挖、出土、支护、注浆、导向等全部功能。
不同形式的盾构机其主机结构特点及配套设施也是不同的，对盾构机来说，盾构机施工的过程也就是这些功能合理运用的过程。
复合式盾构机在结构上包括刀盘、盾体、主驱动、人舱、管片拼装机、螺旋输送机、管片小车、皮带机和后配套拖车等；在功能上包括开挖系统、主驱动系统、推进系统、出碴系统、注浆系统、油脂系统、液压系统、电气控制系统、激光导向系统及通风、供水、供电系统等。
下面根据这些部件或系统在盾构机施工中的不同功能特点来进行说明。
1.2 刀盘1.2.1 概述刀盘是盾构机的主要工作部件，由刀盘钢结构、刀具、回转接头等组成，其主要作用是切削掌子面并对碴土进行搅拌。
刀盘上安装有适用该标段地质的一整套刀具，对隧道进行全断面开挖，并可实现正反两向旋转出碴。
所有可拆式刀具均可从刀盘背部进行更换，刀盘主体结构的设计正常使用寿命大于10km。
1.2.2 刀盘结构刀盘整体结构由Q345C 高强度钢板焊接组成。
刀盘进碴口采用锥形设计，有利于碴土顺畅地流入土舱，避免碴土堆积。
刀盘背部配置有搅拌棒，可对碴土进行搅拌，增强碴土的流动性。
刀盘面板配置有泡沫注入口，可通过内部预埋的泡沫管路注入碴土改良剂对掌子面及土舱碴土进行改良。
刀盘正面及外缘、刀体、进碴口及边缘过渡区设置耐磨保护措施，可有效防止刀具磨损，同时可在刀盘上布置磨损检测装置。
刀盘背部布置回转接头，是碴土改良剂、液压油及电气线路进入刀盘前部的通道。
1.2.3 刀具不同的刀盘结构形式配置不同的刀具可适应不同的工程地质条件，每种刀具的结构特点如下：²滚刀滚刀包括中心滚刀、正滚刀和边缘滚刀（含偏心滚刀）。
滚刀由刀毂、刀刃、轴承、密封及附属部件组成。
17”滚刀可承受的最大载荷为250kN，启动扭矩25N.m。
滚刀主要应用于复合式刀盘，适用于硬岩及复合地层。
盾构机原理盾构机是一种用于地下隧道开挖的专业设备，它的工作原理是通过在地下推进并同时开挖土壤，然后将土壤通过输送带或管道输送至地面。
盾构机通常由推进系统、刀盘、螺旋输送机、支撑系统、控制系统等部分组成，下面我们将详细介绍盾构机的工作原理。
首先，盾构机的推进系统起到了推动盾构机前进的作用。
推进系统通常由液压缸、油缸、推进液压站等部件组成，通过液压系统提供的动力，推动盾构机沿着隧道轨道向前推进。
其次，刀盘是盾构机的关键部件之一，它位于盾构机的前端，负责开挖土壤。
刀盘通常由刀片、刀盘壳体、刀盘主轴等部分组成，利用刀片的旋转和切割作用，将土壤逐步开挖并送入盾构机内部。
同时，螺旋输送机是盾构机内部的土壤输送装置，它负责将开挖的土壤从刀盘处输送至盾构机后部。
螺旋输送机通过螺旋叶片的旋转，将土壤向后输送，并通过输送带或管道将土壤运送至地面。
此外，盾构机的支撑系统起到了支撑隧道周围土壤的作用，保证隧道开挖过程中的安全稳定。
支撑系统通常由液压支架、锚杆、隧道衬砌等部分组成，通过支撑隧道周围的土壤，防止隧道坍塌和地面沉降。
最后，控制系统是盾构机的智能控制中枢，它负责监控和调节盾构机的各项工作参数，保证盾构机的正常运行。
控制系统通常由传感器、控制器、监控界面等部分组成，通过实时监测和反馈，确保盾构机在开挖过程中的稳定性和安全性。
综上所述，盾构机的工作原理是通过推进系统推动盾构机前进，利用刀盘开挖土壤，通过螺旋输送机将土壤输送至地面，同时通过支撑系统和控制系统保证隧道开挖的安全稳定。
盾构机在地下隧道工程中发挥着重要作用，其工作原理的理解对于隧道工程的顺利进行至关重要。
希望本文能够帮助读者更好地了解盾构机的工作原理。
盾构的维护及保养为充分发挥盾构机的性能，防故障于未然，盾构机的维修保养人员必须对盾构机进行认真的检查维护，其中包括日常检查维护和定期检查维护。
一、日常检查维护1．一般的检查a.各部的螺栓、螺母有无松动。
b.有无异常声音、异常振动、发热。
c.有无油、油脂、水、空气的异常泄漏。
d.给油是否正常。
2.盾构主体部分的检查维护切削刀盘：a.切削刀盘主轴承齿轮油量。
b.切削刀盘驱动用减速电机的减速机的齿轮油量（装着减速电机时），从减速机侧的圆窗检查。
螺旋输送机：a.螺旋输送机驱动用减速电机的减速机的齿轮油量。
b.螺旋输送机闸门滑动部的土砂胶着、粘结、给脂状况。
管片拼装机：a.检查拼装机旋转马达用配管有无损伤及漏油现象，防止拼装机因油路损坏出现溢流而造成人员伤害。
b.管片拼装机的上部导杆轮和旋转环的间隙（3∽5mm），旋转环是否在盾构中心。
c.管片拼装机的升降、平移导杆、旋转用齿轮有无土砂搅入及给油状况。
后续台车：a.台车前进方向有无障碍物。
b.检查台车车轮的轴套和轨道的配合，以防脱轨的危险。
c.车轮有无拱形。
3．液压部分的检查a.油泵的状态（吐出量、吐出压、燥音、漏油）是否正常。
b.液压油罐的油面是否在允许范围内，油温是否良好。
c.阀门、管类的固定件及安装螺栓有无松动。
d.液压系统配管有无漏油。
e.盾构主体到台车间的软管连接有无脱落及软管破损、弯折。
f.过滤器的指示器指示。
（油流动状态下如指示绿色则表示正常）绿色：过滤面状态良好（0.1kgf/cm2）。
红色：作动油短络状态。
4.电气部分的检查a.检查盾构机内的电缆是否有损伤现象，操作盒、操作屏是否清洁。
b.检查盾构机内的各电缆接头是否完好，是否有进水、受潮的情况。
c.检查各电机运转时的起动、温度和声音是否正常。
d.检查盾构机内各灯具、报警器等易损坏的设备是否齐全完好。
e.检查台车上的各电缆固定情况，接头是否有进水、受潮现象。
f.检查台车上的各种电器运转情况和各电气仪表的读数。
盾构机工作原理具体是什么盾构机的工作原理 1.盾构机的掘进液压马达驱动刀盘旋转，同时开启盾构机推动油缸，将盾构机向前推动，随着推动油缸的向前推动，刀盘持续旋转，被切削下来的碴土充满泥土仓，现在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。
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必然数量时，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，开挖面就可以维持稳固，开挖面对应的地脸部份也不致坍坍或者隆起，这时只要维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，开挖工作就可以顺利进行。
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。
盾构机的组成及各组成部份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，总分量约 406t，总配置功率 1577kW ，最大掘进扭矩 5300kN?m ，最大推动力为 36400kN，最陕掘进速度可达 8cm/min。
盾构机主要由9 大部份组成，他们别离是盾体、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。
1.盾体盾体主要包括前盾、中盾和尾盾三部份，这三部份都是管状简体，其外径是 6.25m。
前盾和与之焊在一路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，以起到支撑和稳固开挖面的作用。
承压隔板上在不同高度处安装有五个土压传感器，能够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 个推动油缸，推动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能够提供给盾构机向前的掘进力，这 30 个千斤顶按上下摆布被分成 A 、B 、c 、D 四组，掘进进程中，在操作室中可单独控制每一组油缸的压力，如此盾构机就可以够实现左转、右转、抬头、垂头或者直行，从而能够使掘进中盾构机的轴线尽可能拟合隧道设计轴线。
盾构机电气设备的保养与维护发布时间：2021-07-28T11:19:47.263Z 来源：《中国建设信息化》2021年3月6期作者：耿彪[导读] 在现阶段我国不断增多的大型隧道工程施工中，盾构法成为应用最为广泛的施工方法之一，此种方法就是利用盾构机来进行隧道掘进和支护施工，表现出具有较高自动化、耿彪北方重工集团有限公司，辽宁沈阳 11014 摘要：在现阶段我国不断增多的大型隧道工程施工中，盾构法成为应用最为广泛的施工方法之一，此种方法就是利用盾构机来进行隧道掘进和支护施工，表现出具有较高自动化、不受气候影响以及显著节省人力和成本等优点，同时也有助于在隧道施工中做好地面沉降控制，有效降低地下隧道施工对地面的影响，表现出施工效率高以及经济合理等特点。
但是由于盾构机具有较为复杂的结构，因此增加了盾构施工中盾构机维护和保养的工作量与难度。
关键词：盾构机；维修保养；措施；作为自动化、机械化、科技化程度较高的大型复杂设备，盾构机的施工工序复杂，且各个环节相互联系、相互影响，任何环节发生故障都会影响盾构机正常掘进，甚至需要停机修理，这大大增加了设备管理的难度。
所以为确保盾构机安全可靠高效地工作，必须注重加强对盾构机的维修保养。
一、盾构机的工作原理简单地说，盾构机就相当于一个圆柱体的钢组件，它的基本工作原理就是边向前推进边对土壤进行挖掘，在沿着隧道轴线向前推进的同时，也利用其圆柱体的壳体对未衬砌的隧道段起到支撑作用，在承受周围土层压力的同时，也阻挡来自地下水的压力，确保挖掘、排土以及衬砌等作业的顺利开展。
具体地说，在其掘进环节中，主要是通过推进油缸来推动盾构机前进，由变频电机驱动刀盘旋转进行土层的切削。
在此过程中可以将持续切削下来的渣土通过螺栓输送机向皮带输送机上运输，然后运至渣土车的土箱中，最后通过竖井运至地面。
在上述过程中，需要确保渣土经过刀槽进入泥土仓的阻力与泥土仓的土压、开挖面的土压和地下水下的压力等保持平衡，以此来避免出现地面部分的坍塌或隆起问题，确保开挖面的稳定。
盾构导向系统的使用及保养培训资料一、引言盾构（盾构 Tunneling Machine），全名叫盾构隧道掘进机，是一种用于隧道挖掘的大型机械设备。
在盾构施工过程中，导向系统起着至关重要的作用，它就像是盾构机的“眼睛”，能够实时监测盾构机的位置、姿态和掘进方向，确保隧道按照设计线路准确挖掘。
为了确保盾构施工的顺利进行，提高施工效率和质量，保障施工安全，我们有必要对盾构导向系统的使用及保养进行深入了解和掌握。
二、盾构导向系统的组成和工作原理（一）组成部分盾构导向系统通常由以下几个主要部分组成：1、测量系统：包括全站仪、激光靶、棱镜等，用于测量盾构机的位置和姿态。
2、控制系统：由计算机、软件和控制器组成，负责处理测量数据，计算盾构机的偏差，并发出控制指令。
3、传感器系统：如倾斜仪、行程传感器等，用于监测盾构机的各种运动参数。
（二）工作原理盾构导向系统的工作原理基于测量和计算。
全站仪通过测量安装在盾构机上的激光靶或棱镜的位置，获取盾构机的坐标。
传感器系统实时监测盾构机的姿态和运动状态，将这些数据传输给控制系统。
控制系统根据测量数据和设计线路，计算出盾构机的偏差，并通过控制盾构机的推进千斤顶、刀盘旋转速度等参数，调整盾构机的掘进方向和姿态，使其始终沿着设计线路前进。
三、盾构导向系统的使用方法（一）前期准备1、在盾构机始发前，需要对导向系统进行安装和调试，确保各部件正常工作，测量数据准确可靠。
2、对隧道设计线路进行输入和核对，确保导向系统中的线路数据与设计图纸一致。
（二）掘进过程中的操作1、定期进行测量，一般每隔一定距离（如 5 10 米）测量一次，以实时掌握盾构机的位置和姿态。
2、根据测量结果，及时调整盾构机的掘进参数，如推进速度、千斤顶压力、刀盘转速等，确保盾构机沿着正确的方向掘进。
3、密切关注导向系统的报警信息，如偏差过大、测量数据异常等，及时采取措施进行处理。
（三）特殊情况的处理1、在遇到地质条件变化、地下障碍物等情况时，可能会导致盾构机姿态发生较大变化。
盾构机刀盘设计与优化盾构机刀盘是盾构机的重要组成部分，其性能直接影响到盾构机在地下工程中的施工效率和质量。
本文将从盾构机刀盘的设计和优化两个方面进行探讨。
一、盾构机刀盘设计1. 刀盘类型选择：盾构机刀盘根据工程需求和地质条件的不同，可以选择机械刀盘、压平刀盘和混合刀盘。
机械刀盘适用于较硬地层，压平刀盘适用于软土地层，混合刀盘则具备两种刀盘的特点。
2. 刀盘结构设计：刀盘的结构设计要考虑到刀盘的强度和刚度，以及刀片的布置和固定方式。
刀盘应具有良好的刚性和稳定性，刀片的布置要合理，以保证工作时的稳定和高效。
3. 刀片选择：刀片的选择要根据地层的性质和刀盘的工作条件来确定。
常见的刀片材料有硬质合金、高速钢等，刀片的形状和尺寸应根据地层状况和刀盘速度来选择。
4. 刀盘动力系统设计：刀盘的动力系统包括电机、减速器等，要保证刀盘具有足够的动力和可靠性。
电机的功率和转速应根据刀盘的工作条件来确定，减速器的传动比要满足刀盘的工作要求。
二、盾构机刀盘优化1. 刀片布置优化：通过对刀片的布置进行优化，可以减小切削力的影响，提高刀盘的稳定性和切削效率。
合理的刀片布置可以避免刀片之间的相互干扰和碰撞，延长刀片的使用寿命。
2. 刀片材料和形状优化：选择合适的刀片材料和形状可以提高刀片的硬度和耐磨性，延长刀片的使用寿命。
同时，优化刀片的形状和尺寸可以降低切削力的消耗，提高切削效率。
3. 刀盘动力系统优化：优化刀盘的动力系统可以提高刀盘的工作效率和可靠性。
通过选择合适的电机功率和转速，减小传动系统的能量损耗，提高动力输出效率。
4. 刀盘结构优化：优化刀盘的结构可以提高其刚性和稳定性，降低刀盘的振动和噪音。
通过采用新型的材料和加强结构的设计，使刀盘在工作过程中能够更好地适应地层变化和工作条件的变化。
综上所述，盾构机刀盘的设计与优化对于盾构机的工作效率和质量具有重要影响。
通过合理的刀盘设计和优化，可以提高刀盘的稳定性、切削效率和使用寿命，进而提高盾构机在地下工程中的施工效率和质量。
