盾构机推进系统及PID控制简析

盾构操作及控制⾯板盾构操作及控制⾯板⼀.盾构机操作系统参数的设定以下各种参数为既定基本参数，在⾮特殊情况下请勿随意修改(⼀)泡沫系统参数设定1. 应根据⼯程地质的具体情况设定泡沫的⽐例2. 泡沫剂的发⽣率等参数应根据泡沫剂供货商的要求设定，若泡沫参数在调试时设定完成后不经同意不能更改。

3. 半⾃动模式下，设定泡沫发⽣率、泡沫流量4. ⾃动模式下，设定百分⽐(⼆)报警温度设定1. 各液压系统的报警温度调试时已经设定好，严禁随意更改报警温度(三)盾构状态参数设定1. ⼑盘最⼩转速，当⼑盘⼩于此转速时推进系统不能⼯作；2. 主驱动最⼤⼯作压⼒，当达到此压⼒时⼑盘⾃动停⽌转动；3. 超挖⼑伸出和缩回长度，由⼟⽊⼯程师确定；4. 铰接油缸最⼩和最⼤⾏程，当达到最⼩⾏程时盾构掘进⾃动停⽌，铰接油缸应放松，当达到最⼩⾏程时，铰接油缸应收回；5. 螺旋输送机后门的最⼩开度；6. 螺旋输送机的最⼤⼯作压⼒，当达到此压⼒时螺旋输送机停⽌⼯作。

(四)盾尾密封油脂参数设定1. ⾏程控制模式下的冲程数；2. 压⼒控制模式下的最⼤压⼒，阀⼯作等待时间，最⼤动作等待时间。

(五)注浆压⼒值设定在⼟⽊⼯程师的要求下设定注浆系统的起始压⼒及终⽌压⼒⼆.盾构机的掘进操作(⼀)开机前的准备⼯作开机前主要检查风、⽔、电、液、出碴系统以及盾构的状态和参数。

1. 检查空压机运⾏是否正常，压缩空⽓管路是否泄漏；2. 检查隧道通风是否正常；3. 检查延伸⽔管、电缆是否正常，拖⾏区域是否畅通；4. 检查循环⽔压⼒、温度是否正常；5. 检查电压是否正常；6. 检查滤清器是否正常(PLC中是否有报警)；7. 检查油箱油位是否正常；8. 检查⽪带机、⽪带是否正常；9. 检查碴车是否已准备就绪；10. 检查油脂准备是否充⾜；11. 检查泡沫剂准备是否充⾜；12. 检查注浆系统是否已准备好并运⾏正常；13. 检查后配套轨道是否正常；14. 检查盾构操作⾯板状态：螺旋输送机前门开启、螺杆伸出，管⽚安装按钮应⽆效，⽆其它报警指⽰；15. 检查VMT导向系统⼯作是否正常；16. 盾构掘进所需要的相关参数，如掘进模式，⼟仓压⼒，线路数据，注浆压⼒等；17. 记录有关盾构掘进的参数；18. 若需要则根据⼟⽊⼯程师和机械⼯程师的指令修改盾构机参数；19. 根据⼯程要求选择盾尾油脂密封的控制模式，即选择采⽤⾏程控制还是采⽤压⼒控制模式。

一、液压系统元件1液压泵液压泵是液压系统的动力元件，按结构可以分为柱塞泵、齿轮泵、叶片泵,按排量可以分为定量泵、变量泵，按输出出口方向又可以分为单向泵、双向泵。

泵都是由电动机或其他原动机带动旋转，通过这种往复的旋转将油不断地输送到管路中，通过各种阀的作用,控制着执行元件的运行.在大连地铁盾构机中，螺旋输送机使用一个双向变量泵和一个定量泵,推进系统中使用一个大排量的单向变量泵，管片安装机种使用两个单向变量泵,注浆系统中使用一个单向变量泵，辅助系统使用一个单向变量泵。

1a.定量齿轮泵注：右侧油液进入泵内，齿轮旋转带动油液从左侧出口流出，排量是一定的2c.定量叶片泵注：转子转动，带动叶片推动油液1、2进油，3、4出油,排量一定d.斜盘式柱塞泵3注：斜盘由联轴器带动转动,往复吸油、压油,斜盘角度是可以调控的2液压阀液压阀根据作用可以分为压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀.压力控制阀可以控制液压回路的压力，如当液压回路中压力过大时,溢流阀或卸荷阀打开泄压。

流量控制阀可以控制液压回路中的流量大小,根据流量的不同可以控制执行元件的速度。

方向控制阀主要控制液压回路中液压油的流动方向，由此可以改变液压油缸的伸缩。

各种阀一般安装在靠近泵的油液管路中，相对来说比较集中,便于检查和维修。

4a。

单向阀注:油液从P1口进入，克服弹簧力推开单向阀的阀芯,经孔隙从p2口流出,油液只能从p1流向p25b.溢流阀注：油从压力口进入，通过阻尼孔进入后腔,克服弹簧压力,推开阀芯，油液从溢流口6c.液控单向阀注:x口接压力油时,阀芯将a与b口堵死，当x口接油箱时，若Pa大于Pb，则从a口进油，打开阀芯，流向b口,若Pb大于Pa时,则油液从b口流向a口，7d。

插装阀8注：控制油路克服弹簧力，接通进出口，该阀一般用于主油路e。

减压阀注：主要用于控制出口压力93液压马达液压马达属于液压系统的执行元件,与液压泵的工作原理相反，液压泵是将其他形式的能（如电能、风能）转化为液压油的动能,而液压马达是将液压油的动能转化为机械能，从而实现马达的旋转带动执行元件的转动。

盾构操作及控制面板一.盾构机操作系统参数的设定以下各种参数为既定基本参数，在非特殊情况下请勿随意修改(一)泡沫系统参数设定1. 应根据工程地质的具体情况设定泡沫的比例2. 泡沫剂的发生率等参数应根据泡沫剂供货商的要求设定，若泡沫参数在调试时设定完成后不经同意不能更改。

3. 半自动模式下，设定泡沫发生率、泡沫流量4. 自动模式下，设定百分比(二)报警温度设定1. 各液压系统的报警温度调试时已经设定好，严禁随意更改报警温度(三)盾构状态参数设定1. 刀盘最小转速，当刀盘小于此转速时推进系统不能工作；2. 主驱动最大工作压力，当达到此压力时刀盘自动停止转动；3. 超挖刀伸出和缩回长度，由土木工程师确定；4. 铰接油缸最小和最大行程，当达到最小行程时盾构掘进自动停止，铰接油缸应放松，当达到最小行程时，铰接油缸应收回；5. 螺旋输送机后门的最小开度；6. 螺旋输送机的最大工作压力，当达到此压力时螺旋输送机停止工作。

(四)盾尾密封油脂参数设定1. 行程控制模式下的冲程数；2. 压力控制模式下的最大压力，阀工作等待时间，最大动作等待时间。

(五)注浆压力值设定在土木工程师的要求下设定注浆系统的起始压力及终止压力二.盾构机的掘进操作(一)开机前的准备工作开机前主要检查风、水、电、液、出碴系统以及盾构的状态和参数。

1. 检查空压机运行是否正常，压缩空气管路是否泄漏；2. 检查隧道通风是否正常；3. 检查延伸水管、电缆是否正常，拖行区域是否畅通；4. 检查循环水压力、温度是否正常；5. 检查电压是否正常；6. 检查滤清器是否正常(PLC中是否有报警)；7. 检查油箱油位是否正常；8. 检查皮带机、皮带是否正常；9. 检查碴车是否已准备就绪；10. 检查油脂准备是否充足；11. 检查泡沫剂准备是否充足；12. 检查注浆系统是否已准备好并运行正常；13. 检查后配套轨道是否正常；14. 检查盾构操作面板状态：螺旋输送机前门开启、螺杆伸出，管片安装按钮应无效，无其它报警指示；15. 检查VMT导向系统工作是否正常；16. 盾构掘进所需要的相关参数，如掘进模式，土仓压力，线路数据，注浆压力等；17. 记录有关盾构掘进的参数；18. 若需要则根据土木工程师和机械工程师的指令修改盾构机参数；19. 根据工程要求选择盾尾油脂密封的控制模式，即选择采用行程控制还是采用压力控制模式。

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。