盾构机的基本知识
盾构机工作原理
盾构机工作原理盾构机是一种用于地下隧道建设的重型机械设备,其工作原理是通过推进盾构机头部,同时进行土层的开挖和支护,实现隧道的掘进和建设。
一、盾构机的组成部分1. 盾构机头部:盾构机头部是盾构机的核心部分,由刀盘、推进缸、刀臂等组成。
刀盘上装有刀片,通过旋转切割土层,推进缸则用于推进盾构机向前移动。
2. 推进系统:推进系统由推进缸、推进液压站等组成,通过液压系统提供动力,推动盾构机前进。
3. 隧道衬砌系统:隧道衬砌系统用于支护隧道,通常由预制混凝土段、钢筋网、注浆设备等组成。
4. 泥水处理系统:盾构机在掘进过程中会产生大量泥浆,泥水处理系统用于处理和回收泥浆。
5. 控制系统:盾构机的控制系统用于监测和控制盾构机的运行状态,包括刀盘转速、推进速度、液压系统压力等参数。
二、盾构机的工作过程1. 准备工作:在开始盾构施工之前,需要进行现场勘探和测量,确定隧道的位置和地质情况。
然后,搭建起盾构机的施工平台和支撑结构。
2. 开始掘进:盾构机头部进入掘进区域后,刀盘开始旋转,刀片切割土层,同时推进缸推动盾构机向前移动。
盾构机掘进的同时,泥浆通过刀盘和刀臂上的泥浆管道排出。
3. 土层支护:盾构机掘进后,需要进行土层的支护,以防止隧道坍塌。
通常采用预制混凝土段作为隧道衬砌,通过隧道衬砌系统安装在盾构机后部。
4. 泥水处理:盾构机在掘进过程中产生的泥浆通过泥水处理系统进行处理和回收。
泥浆中的固体颗粒通过离心机和过滤器分离,回收后的水可以重新用于盾构机的工作。
5. 盾构机的推进和掘进不断进行,直到到达目标位置。
在到达目标位置后,盾构机停止工作,进行拆解和维护。
三、盾构机的优势和应用领域1. 盾构机具有高效、安全、环保等优势,能够快速掘进隧道,减少对周围环境的影响。
2. 盾构机广泛应用于地铁、隧道、水利工程等领域,可以用于城市地下交通建设、水利隧道建设等。
3. 盾构机可以适应各种地质条件,如软土、黏土、砂砾等,具有较强的适应性和灵活性。
盾构机工作原理
盾构机工作原理盾构机是一种用于地下隧道施工的重型机械设备,其工作原理是通过推进机构将盾构机沿着隧道轴线推进,同时利用盾构机的钻头切削土层,然后通过输送系统将切削土层从隧道尾部运出。
一、盾构机的组成部分1. 盾构机主体:包括盾构机壳体、推进机构、切削系统等。
盾构机壳体是盾构机的主要承重部分,用于保护工作人员和设备。
推进机构是盾构机的动力系统,负责推进盾构机并控制推进速度。
切削系统由刀盘、刀盘电机、刀盘刀具等组成,用于切削土层。
2. 输送系统:包括土层输送系统和衬砌输送系统。
土层输送系统用于将切削土层从切削区域输送到隧道尾部,通常由螺旋输送机和螺旋输送机电机组成。
衬砌输送系统用于将衬砌材料输送到切削区域,通常由输送带和输送带电机组成。
3. 泥浆系统:用于控制切削区域的土层稳定,防止坍塌。
泥浆系统由泥浆循环系统和泥浆处理系统组成。
泥浆循环系统通过泵将泥浆注入切削区域,形成泥浆层,保持土层稳定。
泥浆处理系统用于处理和回收泥浆。
二、盾构机的工作流程1. 准备工作:确定隧道的设计参数、地质勘探结果和施工方案。
安装盾构机并进行调试,检查各部件是否正常运转。
2. 开始推进:启动盾构机的推进机构,使其向前推进。
同时,启动切削系统,刀盘开始切削土层。
切削的土层通过输送系统运输到隧道尾部。
3. 控制土层稳定:在切削区域注入泥浆,形成泥浆层,保持土层稳定,防止坍塌。
泥浆通过泥浆系统循环使用,同时进行处理和回收。
4. 衬砌施工:当切削到一定距离后,开始进行衬砌施工。
通过输送系统将衬砌材料输送到切削区域,工人进行衬砌作业。
5. 推进和衬砌循环进行:推进机构持续推进盾构机,切削系统不断切削土层,输送系统将切削土层运输到隧道尾部,同时进行衬砌施工。
6. 完成施工:当盾构机推进到设计的目标位置后,停止推进和切削工作。
进行最后的检查和清理工作,确认隧道施工质量。
三、盾构机的优势和应用领域1. 高效快速:盾构机能够连续推进,施工速度较快,适用于大规模的隧道工程。
盾构机的讲解
盾构机的讲解盾构机是一种用于地下隧道开挖的专用设备,它采用盾构法施工原理,是现代化隧道工程中不可或缺的重要装备。
盾构机能够有效地降低工程施工风险,提高施工效率,保证工程质量。
本文将从盾构机的工作原理、结构组成、施工流程和应用领域等方面进行详细讲解。
工作原理盾构机主要通过盾构的方式进行地下隧道开挖。
盾构机的工作原理是在盾构机头部安装刀具,由液压系统驱动刀具旋转切削地层,同时通过液压顶推系统推进盾构机整体,形成一个封闭的工作面,在施工的同时支撑土体。
盾构机还会排出隧道开挖时产生的泥浆或者石料。
结构组成1.盾构机主体:包括盾构圆盘、尾部推进装置、作业室等部分。
2.刀具系统:用于切削地层的重要部分,通常采用硬质合金刀具。
3.液压系统:提供动力支撑,驱动盾构机的工作。
4.注浆系统:用于土层稳固,减少地层位移。
5.排土系统:排出隧道开挖时产生的泥浆或者石料。
施工流程1.施工前准备:确定隧道线路、进行现场钻探、安装盾构机等。
2.盾构机施工:盾构机推进、切削、排土、注浆等工作。
3.隧道贯通:完成盾构机开挖后,隧道贯通。
4.隧道衬砌:进行隧道衬砌工作,保证隧道的结构安全。
5.隧道检验验收:对隧道进行检验验收,确保质量合格。
应用领域盾构机在地下管廊、地铁、交通隧道、水利隧洞等工程中得到广泛应用。
盾构机可以开挖各种类型的地下工程,同时由于其施工方式的灵活性和高效性,能够适应不同地层的复杂情况。
结语盾构机作为现代化隧道工程的重要设备,发挥了不可替代的作用。
通过本文的讲解,相信读者对盾构机的工作原理、结构组成、施工流程和应用颁奖都有了更深入的了解。
希望本文能为相关领域的从业人员提供一定的参考和帮助。
盾构机工作原理
盾构机工作原理盾构机是一种用于隧道掘进的机械设备,它采用盾构法进行掘进作业。
盾构机工作原理包括盾构机的结构组成、掘进过程和工作原理。
一、盾构机的结构组成1. 盾构机主体结构:盾构机主体由前部掘进机构和后部支撑机构组成。
前部掘进机构包括刀盘、推进装置和掘进腔体,用于掘进地下隧道。
后部支撑机构包括支撑系统、推进系统和尾部密封装置,用于支撑和稳定掘进工作面。
2. 刀盘:刀盘是盾构机的核心部件,由刀盘主轴、刀盘壳体和刀具组成。
刀盘壳体上安装有刀具,通过刀具的旋转和推进,实现地层的破碎和掘进。
3. 推进装置:推进装置由液压缸、推进支架和推进腔体组成,用于推动盾构机向前掘进。
推进装置通过液压缸的伸缩,推动推进支架向前挪移,同时推动盾构机前进。
4. 支撑系统:支撑系统由液压支撑腔体、支撑腿和支撑板组成,用于支撑和稳定掘进工作面。
支撑系统可以根据地层情况自动调整支撑板的位置和角度,确保掘进工作面的稳定和安全。
5. 尾部密封装置:尾部密封装置用于防止土层和水的侵入,保持掘进工作面的干燥和安全。
尾部密封装置通过密封垫和密封门的组合,实现对尾部空腔的封闭。
二、盾构机的掘进过程盾构机的掘进过程主要包括刀盘破碎地层、推进机构推进、支撑机构支护和尾部密封装置的封闭。
1. 刀盘破碎地层:盾构机启动后,刀盘开始旋转,刀具与地层发生碰撞,通过冲击和破碎地层。
刀盘破碎地层的同时,推进装置将盾构机向前推进。
2. 推进机构推进:推进装置通过液压缸的伸缩,推动推进支架向前挪移,同时推动盾构机前进。
推进装置不断推进,使盾构机不断向前掘进。
3. 支撑机构支护:当盾构机掘进一定距离后,支撑系统开始工作。
支撑系统根据地层情况自动调整支撑板的位置和角度,支撑和稳定掘进工作面。
4. 尾部密封装置封闭:当盾构机掘进到目标位置时,尾部密封装置开始工作。
尾部密封装置通过密封垫和密封门的组合,实现对尾部空腔的封闭,防止土层和水的侵入。
三、盾构机的工作原理盾构机的工作原理基于土层的破碎和推进。
盾构机工作原理
盾构机工作原理盾构机是一种用于地下隧道开挖的专用机械设备,其工作原理主要包括盾构机结构、推进系统、掘进系统和支护系统等方面。
一、盾构机结构盾构机主要由盾体、推进机构、掘进机构、支护系统、电气系统和液压系统等组成。
1. 盾体:盾体是盾构机的主体部分,由前盾和后盾组成。
前盾是用于掘进地下隧道的部分,后盾用于支撑和推进盾构机。
2. 推进机构:推进机构包括推进液压缸、推进螺杆和推进盖板等部分,用于推进盾构机的前进。
3. 掘进机构:掘进机构主要由盾壳、盾壳刀盘、刀臂和刀具等组成,用于掘进地层。
4. 支护系统:支护系统用于支撑和保护隧道壁,通常包括液压支架、支撑液压缸和支撑液压缸等。
5. 电气系统:电气系统用于盾构机的控制和驱动,包括电动机、传感器、控制器和电缆等。
6. 液压系统:液压系统用于盾构机的推进和掘进,包括液压泵、液压缸和液压管路等。
二、推进系统推进系统是盾构机的核心部分,主要用于推进盾构机前进。
推进系统通常由推进液压缸、推进螺杆和推进盖板等组成。
1. 推进液压缸:推进液压缸是推进系统的关键部件,通过液压力推动盾构机前进。
2. 推进螺杆:推进螺杆是连接推进液压缸和推进盖板的部件,通过旋转推动盾构机的前进。
3. 推进盖板:推进盖板位于盾构机前部,用于推进盾构机前进,并同时起到封闭隧道壁的作用。
三、掘进系统掘进系统是盾构机开挖地层的关键部分,主要由盾壳、盾壳刀盘、刀臂和刀具等组成。
1. 盾壳:盾壳是盾构机的外壳,通过盾壳与隧道壁形成封闭空间,并承受地层压力。
2. 盾壳刀盘:盾壳刀盘是掘进系统的核心部件,通过刀盘上的刀具对地层进行切削和破碎。
3. 刀臂:刀臂是连接盾壳刀盘和盾壳的部件,通过刀臂的旋转和伸缩,驱动刀盘进行掘进。
4. 刀具:刀具是盾壳刀盘上的工作部件,通过刀具的切削和破碎,将地层松动并运送至盾构机内部。
四、支护系统支护系统用于支撑和保护隧道壁,主要由液压支架、支撑液压缸和支撑液压缸等组成。
1. 液压支架:液压支架是支护系统的主要部件,通过液压力将支撑液压缸推动至隧道壁,起到支撑作用。
《盾构机实用知识》课件
盾构机在挖掘隧道后,需要进行衬 砌和防水处理,以确保隧道的稳定 性和使用寿命。
盾构机在市政管道建设中的应用
01
02
03
排水管道建设
盾构机能够快速挖掘排水 管道,有效解决城市排水 问题。
燃气管道建设
盾构机在建设燃气管道方 面具有高效、安全的特点 ,能够满足城市燃气供应 的需求。
供热管道建设
防止渗漏
通过注浆等措施防止隧道渗漏 。
保障安全
盾构机具备多种安全保护装置 ,保障施工安全。
03
盾构机的应用场景
盾构机在地铁建设中的应用
地铁隧道挖掘
盾构机是地铁建设中的主要施工 设备,能够高效地挖掘隧道,提 供足够的空间供地铁列车运行。
土方开挖与运输
盾构机在挖掘隧道的同时,能够将 挖掘出的土方进行有序的堆放和运 输,确保施工现场的整洁和安全。
02
盾构机工作原理
盾构机的基本组成
盾体
盾体是盾构机的主体,起到支 撑和保护作用,内部安装有各 种设备。
排土系统
将切削下来的土体排出,保持 盾构机内部清洁。
刀盘
用于切削和破碎土体,是盾构 机挖掘工作的主要部分。
推进系统
通过液压千斤顶推动刀盘前进 ,实现盾构机的挖掘前进。
辅助系统
包括注浆、通风、供电、供水 等辅助设施,保障盾构机正常 运转。
盾构机的历史与发展
总结词
盾构机起源于19世纪,随着科技的不断进步,盾构机在 设计和功能上也不断得到改进和完善。
详细描述
盾构机的历史可以追溯到19世纪,当时人们开始使用简 单的机械工具进行隧道挖掘。随着科技的不断进步,盾 构机的设计和功能也不断得到改进和完善。现代盾构机 集成了多种先进技术,如液压传动、自动控制、传感器 技术等,使得盾构机的性能得到极大的提升。目前,盾 构机已经成为隧道建设中的主流施工机械,其应用范围 也在不断扩大。
盾构机构造识别及工艺功法知识
盾构机构造识别及工艺功法知识
盾构机构造识别及工艺功法知识主要包括盾构机构造的基本原理和主要组成部分的识别,以及盾构机施工过程中的工艺功法。
1. 盾构机构造的基本原理
盾构机是一种用来进行地下隧道建设的工程机械设备,其基
本原理是通过推进装置将机身推进前进,同时利用刀盘进行掘进作业,然后通过输送系统将挖掘出的土层或岩石输送出洞口。
2. 盾构机的主要组成部分识别
盾构机一般包括机体、推进装置、刀盘、通风系统、排土系
统等主要组成部分。
机体是盾构机的主要结构部分,用于支撑和传递推进力。
推进装置用来推动机身向前推进。
刀盘是盾构机的核心部件,用于切削土层或岩石。
通风系统用于保持工作环境的通风畅通。
排土系统用来将挖掘出的土层或岩石输送出洞口。
3. 盾构机施工过程中的工艺功法
盾构机的施工过程中,需要采取一些特殊的工艺功法来确保
施工的顺利进行。
其中包括盾构机的变径施工工艺,即在施工过程中根据需要改变隧道的直径。
此外,还有注浆充填工艺,用来加固隧道周围的土层或岩石。
另外,还有预应力锚具施工工艺,用来加固隧道的结构稳定性。
此外,还需要注意施工过程中的安全措施,例如防水、防火等。
以上就是盾构机构造识别及工艺功法知识的基本介绍。
盾构机
1.盾构机的概念盾构机,全名叫盾构隧道掘进机,是一种隧道掘进的专用工程机械,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,涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术,而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造,可靠性要求极高。
盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。
2.盾构机的原理盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。
该圆柱体组件的壳体即护盾,它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时文撑的作用,承受周围土层的压力,有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。
挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。
3.盾构机的分类(1)盾构机根据工作原理一般分为手掘式盾构,挤压式盾构,半机械式盾构(局部气压、全局气压),机械式盾构(开胸式切削盾构,气压式盾构,泥水加压盾构,土压平衡盾构,混合型盾构,异型盾构)。
(2)盾构机根据其适用的土质及工作方式的不同主要分为压缩空气式、泥水式,土压平衡式盾构机等不同类型。
下面简单介绍后两种:①泥水式盾构机是通过加压泥水或泥浆(通常为膨润土悬浮液)来稳定开挖面,其刀盘后面有一个密封隔板,与开挖面之间形成泥水室,里面充满了泥浆,开挖土料与泥浆混合由泥浆泵输送到洞外分离厂,经分离后泥浆重复使用。
②土压平衡式盾构机是把土料(必要时添加泡沫等对土壤进行改良)作为稳定开挖面的介质,刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室,刀盘旋转开挖使泥土料增加,再由螺旋输料器旋转将土料运出,泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出料器出土量(旋转速度)进行调节。
根据盾构机不同的分类,盾构开挖方法可分为:敞开式、机械切削式、网格式和挤压式等。
为了减少盾构施工对地层的扰动,可先借助千斤顶驱动盾构使其切口贯入土层,然后在切口内进行土体开挖与运输。
4.盾构机的发展历史盾构机问世至今已有近180年的历史,其始于英国,发展于日本、德国。
盾构知识简介
盾构千斤顶被
分为若干个扇区,每
个扇区由一个电磁比
例减压阀控制,以调 节扇区千斤顶的工作 压力,从而达到纠正 或控制盾构推进的方 向。
推力油缸系统设有相应压力传感器、行程传感器。通过比例控制,调
30
节推力油缸的速度及工作压力,从而达到纠正或控制盾构推进的方向
a、完成掘进一环后,一部分推进油缸回缩,为拼装第一 片管片留出足够的空间。其余推进油缸和已经装好的管片 仍保持接触,以防止盾构机由于土压而后退 b、管片拼装机抓起管片将其拼装到位,并与上一环管片 用螺栓连接起来。在管片拼装机夹紧头放开管片之前,一 定要保证已回缩的推进油缸再次顶紧管片,以防意外移动 。 c、其余管片的安装方法与此相同,直至拼完整环管片
18
三、土压平衡式盾构机各部分的功能描述
1、刀盘
盾构机的刀盘
是安装在盾构机前面的 旋转部分。它是用于开 挖岩土、切削土层的主 要部件,通过在刀盘上
安装不同的刀具,就可
分别完成软土和硬岩的 开挖,以适应不同地质 施工的要求。
19
刀盘的三大功能:
开挖功能:刀盘旋转时,刀具切削隧道掌子面的土体, 对掌子面的地层进行开挖,开挖后的渣土通过刀盘的开 口进入土仓; 稳定功能:支撑掌子面,具有稳定掌子面的功能; 搅拌功能:对土仓能的渣土进行搅拌,使渣土具有一 定的塑性,然后通过螺旋机将渣土排出;
6
盾构机的分类
按断面形状分类:
盾构根据其断面形状可分为:
单圆盾构
复圆盾构(多圆遁构)
非圆盾构
7
单圆盾构
8
复圆盾构
9
非圆式盾构
10
盾构机的分类
按直径不同分类:
盾构机的基本知识
一、盾构机基本知识1.1盾构机的基本概念盾构英文为Shield词的含义在土木工程领域中为遮盖物、保护物;这里把外形与隧道横截面相同,但尺寸比隧道外形稍大的钢筒或框架压入地中构成保护掘削机的外壳;该外壳及壳内各种作业机械、作业空间的组合体称为盾构机;盾构是一种既能支承地层的压力、又能在地层中掘进的施工机具;1.2盾构机起源1818年英国工程师布鲁涅尔发明了盾构施工方法,并取得了专利;用于泰晤士河隧道施工;其后英美法相继进行的盾构的研究和应用;二十世纪初日本引进盾构,盾构在日本迅速发展和应用与创新;现在盾构主要生产国有日、德、美、英、法、加拿大等国家;1.3盾构的施工过程及原理1 建造坚井盾构出发竖井和接收竖井;2 把盾构主机和配件分批吊入始发竖井中,并在预定迸发掘进位置上组装成整机,随后调试其性能使之达到设计要求;3 盾构从竖井或基坑墙壁上的开口洞门可人工开口,也可由盾构刀盘直接掘削处始发,沿隧道的设计轴线掘进;4 盾构掘进到达预定终点的竖井时,盾构进入该竖井,掘进结束;随后检修盾构或解体盾构运出;盾构机的掘进是靠盾构前部的旋转掘削刀盘掘削土体这里把刀盘掘削的地层面称为掘削面,掘削土体过程中必须始终维持掘削面的稳定〔即保证掘削面上的土体不出现明塌;为满足这个要求必须保证刀盘后面土舱内土体对地层的反作用压力称为被动土压≥地层的土压称为主动土压〕;靠舱内的出土器械螺旋输送机或者吸泥泵出土;靠中部的推进千斤顶推进盾构前进;由后部的拼装机拼装成环也称隧道衬砌;随后再由尾部的背后注浆系统、向衬砌与地层问品的缝隙中注入填充浆液,以便防止隧道和地面的下沉;1.泥土压必须可以对抗掘削上地层的土压和水压2.必须可以利用螺旋输送机等排土机构,调节排土量3.对必须混入添加材的土质而言,注入的添加材必须可使泥土混入添加材的掘削土的塑流性和抗渗性提高到满足掘削面稳定要求的水准;如果挡土结构在土压力的作用下,其本身不发生变形和任何位移移动或转动,土体处于弹性平衡状态,则这时作用在挡土结构上的土压力称为静止土压力;挡土结构在土压力作用下向离开土体的方向位移,随着这种位移的增大,作用在挡土结构上的土压力将从静止土压力逐渐减小;当土体达到主动极限平衡状态时,作用在挡土结构上的土压力称为主动土压力;挡土结构在荷载作用下向土体方向位移,使土体达到被动极限平衡状态时的土压力称为被动土压力;1.4盾构机的分类不同的地层盾构1.硬岩盾构2.软岩盾构3.软土盾构4.复合式盾构硬岩软土盾构横截面形式分类:1.圆形2.椭圆形3.马路蹄形4.双圆形5.三圆形6.矩形不同敞开程度分类1.全部敞开式:能直接看到全部掘削面掘削状况的形式2.部分敞开式网格式:看到部分掘削面掘削状况的形式3.封闭式:掘削面与内舱有隔板,无法盾到掘削面状况,只能靠传感器;1.5土压平衡盾构掘进机适应的地层土压平衡盾构掘进机可在砂砾、砂、粉砂、粘土等压密程度低、软、硬相间的地层以及砾层、砂层等地层中使用;我们的盾构机主要适用的地层为:粉砂、粘土、粉土、粉沙、粘质砂土等地层;1.6盾构法隧道的优点1、在盾构支护下进行地下工程暗挖施工,不受地面交通、河道、航运、潮汐、季节、气候等条件的影响,能较经济合理地保证隧道安全施工;2、盾构的推进、出土、衬砌拼装等可实行自动化、智能化和施工远程控制信息化,掘进速度快,施工劳动强度低;3、地面人文自然景观受到良好的保护, 周围环境不受盾构施工干扰;在松软地层中,开挖埋置深度较大的长距离、大直径隧道,具有经济、技术、安全、军事等方面的优越性;1.7盾构法隧道的缺点1、盾构机造价较昂贵,隧道的衬砌、运输、拼装、机械安装等工艺较复杂;在饱和含水的松软地层中施工,地表沉陷风险较大;2、需要设备制造、气压设备供应、衬砌管片预制、衬砌结构防水及堵漏、施工测量、场地布置、盾构转移等施工技术的配合,系统工程协调复杂;3、建造短于750m的隧道经济性差;4、对隧道曲线半径过小或隧道埋深较浅时,施工难度大;1.8制造材料盾构在地下穿越,要承受水平荷载、竖向荷载和水压力,如果地面有构筑物,还要承受这些附加荷载;盾构推进时,还要克服正面阻力,所以,盾构整体要求具有足够的强度和刚度;盾构主要用钢板成型制成;大型盾构考虑到水平运输和垂直吊装的困难, 可制成分体式,到现场进行就位拼装,部件的连接一般采用定位销定位、高强度螺栓连接, 最后焊接成型的方法;二、盾构机各个组成部分的构造及工作原理在讲本节之前我先介绍一下盾构机的整体情况;2.1盾体盾体的钢结构设计是按照工作压力为3 bar时,土压、水压、牵引负荷和推进时的工作负荷来考虑的;所有必要的连接都是为了盾构机的操作来综合考虑的;盾体是由刀盘、前盾、中盾和盾尾通过螺栓连接组成的;盾体钢体的材质是S355J2G3;DIN DEUTSCHE Industrial Norm 是德国工业标准的代号该牌号表示是按强度等级表示钢铁牌号,S表示钢,抗拉强度为355MPa, J2G3—质量等级冲击功和供货状态,J2G3及K2G3牌号产品的供货状态应为正火状态或正火轧制状态,其余由制造厂选择对钢板产品;盾体由三个主要部分组成•前盾•中盾•盾尾总重117580kg,长度7085最长;2.1.1 前盾前盾的外型像一个圆筒,在其内部安装有用于支撑刀盘主驱动装置和螺旋输送机的钢结构;螺旋输送机的安放位置是向上并与水平轴线有一个角度,一直延伸到盾尾,直到皮带运输机;前盾耐压隔板的前面部分呈圆锥形,由里面向上直到盾体耐压隔板,这样设计是为了避免土体的粘着和有利于土体流向底部区域.耐压舱壁把前盾的主工作区域与土仓分开;在主工作区域耐压隔板的上部区域一个舱门,可以容许维修工作人员通过进入到土仓,用于检查维修;此外耐压隔板上有几个开口,分别用于控制土的调节水平、连接,以及在维修情况下用于操作的供给线路的连接盒;通过设置在土仓耐压隔板上的四个搅拌臂的孔口,水、泡沫和其它添加剂被输送到土仓里面;土仓耐压隔板上的搅拌臂的结构与布置有利于土仓里的土体搅拌和用于改善土体的添加剂的注入分配;借助于设置在前盾,由液压控制的关门装置螺旋输送机前闸门,螺旋输送机的前闸门可以在螺旋输送机的螺杆缩回之后关闭,用于保养与维修;1总体尺寸、结构、重量外径φ6390mm,长度2045mm,钢板厚度60mm,总重49540kg;2各孔的作用:5个土压传感器,4个泡沫管,4泄水管3个φ100,1个φ200;3细部图的解释;前盾、中盾有定位销;4M36的扭矩要求为3100KN;2.1.2 中盾前盾和中盾是通过高强度螺栓联接和焊接而连接在一起的;用于掘进的推进油缸和作为盾尾附加装置的盾体铰接油缸安装在中盾的区域里;1总体尺寸结构:外径φ6380mm,长度2795mm,钢板厚度40mm,总重40840kg;2中盾上布置有环状梁和支柱,支柱上联接有悬挂桁架主要用于安装管片拼装机,环状梁用于支撑和安装推进油缸和铰接油缸;3推进油缸A、B、C、D四组,共32个,4、8、12、16油缸带有行程传感器;油缸均匀布置;4细部图的解释;5M20的扭矩要求为360KN;6联接处的充气密封7三道密封2.1.3 盾尾盾尾的外型像一个圆筒,它通过14个铰接油缸与中盾连接起来;在盾尾的保护下,管片的拼装借助于管片拼装机来实现;在盾尾的末端有三排钢丝密封刷用于密封盾尾和成环管片之间的间隙;在盾尾中集成的注浆管路把环形间隙用浆液充满;为了防止周围地层的土砂、地下水及背后注浆的窜入,设置有盾尾密封装置;本盾构机设置有三道盾尾密封刷;1总体尺寸结构:外径φ6370mm,长度3540mm,钢板厚度40mm,总重27200kg;2铰接油缸14个,2、6、9、12号油缸带有行程传感器;31、2、3、4路注脂管,分别给前、后腔注脂;41、2、3、4路注浆管,进行背后注浆;5盾尾密封刷三道,焊接在盾尾处;注意前后密封刷不同;。
盾构机知识点
盾构机知识点在现代隧道建设中,盾构机是一种非常重要的工程机械设备。
它具有高效、安全、精确的特点,被广泛应用于地铁、隧道、水利工程等领域。
本文将从盾构机的工作原理、结构组成以及应用范围等方面进行介绍。
一、盾构机的工作原理盾构机的工作原理可以简单概括为“推进、掘进、安装、衬砌”。
具体而言,盾构机通过液压系统推进,同时在掘进前方进行土层的开挖和运输。
当掘进前方的土层被挖掘完毕后,盾构机会在后方进行隧道衬砌,并继续向前推进。
盾构机主要由推进系统、掘进系统、土层输送系统和衬砌系统等组成。
推进系统通过液压缸提供推进力,使盾构机不断向前推进。
掘进系统包括掘进头、刀盘和推进螺旋等部分,用于开挖土层并将其送至土层输送系统。
土层输送系统由槽斗和输送带组成,用于将挖掘出的土层运出。
衬砌系统则用于在盾构机后方进行隧道衬砌工作,确保隧道结构的稳定和安全。
二、盾构机的结构组成盾构机的结构组成主要包括盾构机本体、掘进头、刀盘、推进螺旋、液压系统、控制系统等。
盾构机本体是盾构机的主体部分,承载着整个盾构机的各项功能和工作。
掘进头是盾构机的前端部件,包括刀盘和推进螺旋。
刀盘上安装有刀齿,用于开挖土层。
推进螺旋则通过旋转将挖掘出的土层推送至土层输送系统。
液压系统是盾构机的动力系统,主要由液压泵、液压缸和液压管路组成。
液压泵提供动力,液压缸通过液压油的压力驱动盾构机进行推进和掘进。
控制系统则是盾构机的大脑,用于监测和控制盾构机的各项参数和操作。
三、盾构机的应用范围盾构机广泛应用于地下隧道的建设,特别是城市地铁的建设中。
随着城市的发展和交通需求的增加,地铁成为了城市交通的重要组成部分。
盾构机以其高效、安全的特点,成为地铁隧道建设的首选工程机械设备。
此外,盾构机还应用于其他领域的隧道工程,如水利工程、矿山工程等。
在水利工程中,盾构机可以用于建设水库、引水隧道等;在矿山工程中,盾构机可以用于矿井的开挖和支护。
综上所述,盾构机是一种高效、安全的工程机械设备,具有广泛的应用前景。
盾构机工作原理
盾构机工作原理盾构机是一种用于地下隧道开挖的机械装置,被广泛应用于城市地铁、交通隧道等工程项目中。
它通过一系列复杂的工作原理,实现快速、安全、高效地开挖地下隧道。
本文将介绍盾构机的工作原理,以及其中的关键技术。
一、盾构机的基本构造盾构机主要由盾构壳体、推进装置、刀盘、支撑系统、导向系统等部分组成。
其中,盾构壳体是整个盾构机的最外层,它能够承受来自周围土层的水平和垂直力,起到保护工人和设备的作用。
推进装置则负责推动盾构机向前行进,刀盘则是开挖土层的关键部分。
支撑系统和导向系统则保证了盾构机在施工过程中的稳定性和精度。
二、盾构机的工作原理盾构机的工作原理主要分为掘进和推进两个阶段。
在掘进阶段,盾构机首先通过刀盘将土层剥离,同时使用液压系统在刀盘上形成一定的掘进压力,推动刀盘前进。
随着刀盘前进,土层被切削或刮削,同时由于推进装置施加的力和液压系统的作用,将较大的土层从刀盘周围的空间中移除。
这个过程中,盾构机的支撑系统将壳体固定在前方已经开挖好的地层上,确保盾构机的稳定性。
在推进阶段,盾构机以掘进的方式将土层推动到刀盘的后方,同时不断向前行进。
背推杆和螺杆机构对盾构机进行推进,使刀盘能够持续地进行掘进工作。
盾构机的工作速度取决于土层的性质和刀盘的类型。
当刀盘前进到一定位置后,人工对壳体后方进行砌筑,形成一段隧道,使得盾构机能够顺利推进。
三、盾构机的关键技术1. 刀盘技术:刀盘是盾构机的核心部分,直接负责土层的开挖和切削。
根据土层的不同性质,刀盘可以采用不同的设计,如压力式刀盘、剥离式刀盘等。
刀盘的结构和材料的选择也会对施工效果产生影响,因此刀盘技术是盾构机关键技术之一。
2. 盾构机导向与控制技术:盾构机施工需要保证掘进的精度和方向的稳定性。
导向与控制技术通过激光测距仪、导向仪以及监控系统等设备,实时监测盾构机的位置和姿态。
这些数据可以帮助调整刀盘的方向,确保盾构机按照设计要求进行施工。
3. 土压平衡技术:土压平衡技术是盾构机使用过程中的一项关键技术。
盾构机工作原理
盾构机工作原理盾构机是一种用于地下隧道施工的重型机械设备。
它采用盾构法施工,具有高效、安全、环保等优点。
下面将详细介绍盾构机的工作原理。
一、盾构机的构造盾构机主要由盾构机主体、刀盘、推进系统、控制系统和后续支护系统等部份组成。
1. 盾构机主体:由机壳、先后密封室、先后推进系统、主推进油缸和主推进盘等组成。
机壳是盾构机的主体结构,能够承受地下土压力。
2. 刀盘:位于盾构机前部,由刀盘主轴、刀盘盘体、刀具和刀盘驱动系统等组成。
刀盘通过旋转和推进来进行土层的开挖。
3. 推进系统:由推进油缸、推进盘和推进螺杆等组成。
推进油缸通过液压系统提供推进力,推进盘和推进螺杆将盾构机推进到地下。
4. 控制系统:包括盾构机的操作控制台、传感器、液压系统和电气系统等。
控制系统能够监测和控制盾构机的运行状态。
5. 后续支护系统:在盾构机通过后,需要进行地下隧道的支护。
后续支护系统包括涵洞衬砌、钢筋混凝土衬砌、喷射混凝土等。
二、盾构机的工作原理盾构机采用盾构法进行隧道施工,其工作原理如下:1. 准备工作:在施工前,需要对地质情况进行勘察,并确定盾构机的施工参数。
施工现场需要进行地面开挖,建立起盾构机的工作坑。
2. 推进过程:盾构机启动后,刀盘开始旋转,刀具在土层中开挖。
同时,推进油缸提供推进力,将盾构机推进到地下。
推进过程中,盾构机会持续排放掘进物料。
3. 土层处理:盾构机开挖的土层通过输送系统运出隧道,同时通过注浆系统进行土层的稳定,防止地面沉降。
4. 密封和支护:盾构机在开挖过程中,通过先后密封室和密封垫进行土层的封闭,防止水和泥浆进入隧道。
同时,后续支护系统进行隧道的支护。
5. 推进和停顿:盾构机在推进过程中,需要根据地质情况和施工计划进行停顿和调整。
停顿时,可以进行刀具更换、维护和修理。
6. 完工和拆除:当盾构机推进到目标位置后,施工完成。
隧道的后续工程,如道路铺设、管线安装等可以进行。
盾构机可以拆除或者继续用于其他隧道施工。
盾构业务知识点总结
盾构业务知识点总结一、盾构机的原理结构1. 盾构机的定义盾构机是一种在地下工程中使用的掘进机器,它具有推进力、保护构造、输送系统、掘进系统、机械系统和电气系统等组成部分。
2. 盾构机的分类(1)按掘进方式不同分类:盾构机可以分为土压平衡盾构机和泥水平衡盾构机。
(2)按结构形式分类:盾构机可以分为开式盾构机和封闭式盾构机。
3. 盾构机的构成盾构机通常由刀盘系统、支撑系统、前推系统、土压平衡系统、主控系统、电气系统、泥浆循环系统等部分组成。
4. 盾构机的工作原理在盾构机的工作过程中,刀盘负责切割地层,同时利用推进液体和地层的土压平衡原理,实现盾构机的前进。
同时,通过土压平衡和泥水平衡原理,保证施工现场的安全和稳定。
二、盾构机的施工工艺1. 盾构机的施工准备工作盾构机的施工前需要进行施工现场的勘察、地质勘探、地下管线的排查等工作,合理规划施工的工艺路线和方案,确定盾构机的开挖方式和施工工期。
2. 盾构机的开挖工艺在盾构机的开挖过程中需要根据地层的情况合理选择刀盘的刀具和速度,并根据地质情况对盾构机进行监测和控制,确保施工的安全和质量。
3. 盾构机的支护工艺在盾构机的施工过程中,需要对已开挖的地层进行支护,在深埋地下隧道工程中,要确保施工过程中的土压平衡和泥水平衡,保证施工现场的安全和稳定。
4. 盾构机的土压平衡和泥水平衡工艺在盾构机的施工过程中,需要根据地下地质条件合理控制土压平衡和泥水平衡,避免盾构机在施工过程中遭受外界地压和液压影响,保证施工的稳定和高效。
5. 盾构机的后续工程在盾构机施工完成后,还需要进行隧道的衬砌和管道的敷设等后续工程,保证地下隧道的使用安全和通行畅顺。
三、盾构机的机械设备保养1. 盾构机的日常检查在盾构机使用过程中,需要对各个部位进行日常的检查,包括机械系统、电气系统、液压系统等,确保设备的正常运行和施工的高效进行。
2. 盾构机的故障排除在盾构机使用过程中,可能会出现各种故障和问题,需要及时对设备进行维修和排除故障,保证设备的持续运行和施工的顺利进行。
盾构知识点总结
盾构知识点总结一、盾构的基本原理盾构机是一种专门设计用于地下隧道开挖的设备,它通常由推进系统、掘进系统、土压平衡系统、注浆系统、排土系统、控制系统等组成。
盾构机的基本原理是通过在地下挖掘同时安装隧道衬砌或其他结构物,从而实现地下隧道的开挖和建设。
在工程现场,盾构机通常通过液压系统驱动,利用刀盘或刀盘刀具对地下土壤进行切削,然后将挖掘的土壤通过土压平衡或压力泥浆的方式排出隧道外。
隧道衬砌则通过推进系统安装到地下的开挖部位,从而形成完整的隧道结构。
二、盾构的分类盾构机可以根据其工作原理、结构特点以及适用范围等不同进行分类。
常见的盾构分类有以下几种:1. 按照工作原理分类:盾构机主要分为开式盾构机和闭式盾构机两种。
开式盾构是指在整个开挖过程中,土壤和水可以随着刀盘的转动自由流动,不需要采取特殊措施排出,一般用于稳定的土质条件下的隧道开挖。
闭式盾构则是指在开挖过程中通过压力泥浆或土压平衡的方式来控制土壤流动,适用于不稳定的土质条件下的隧道开挖。
2. 按照结构特点分类:盾构机可以分为硬岩盾构和软土盾构两种。
硬岩盾构主要适用于坚硬岩石层下的隧道开挖,其刀盘一般采用碳化钎头等硬质合金材料制成;软土盾构则适用于松软土质条件下的隧道开挖,其刀盘一般采用刀片、刀架等结构较为复杂的装置。
3. 按照适用范围分类:盾构机可以分为地铁盾构、道路盾构、排水管道盾构等不同种类,针对具体的工程需求进行设计和定制。
三、盾构的优点在地下隧道建设中,盾构机具有以下几大优点:1. 高效性:盾构机可以实现连续不间断的隧道开挖和衬砌施工,大大提高了开挖速度和工程进度。
2. 精准性:盾构机的开挖过程受到严格的控制和监测,可以保证隧道的准确尺寸和优质质量。
3. 安全性:盾构机工作过程中不会对地表造成破坏,减少了施工对周边环境和建筑物的影响,同时也降低了工人的工作风险。
4. 环保性:盾构机在工作过程中可以控制和处理排出的土壤和水,减少了对环境的污染,有利于城市生态环境的保护。
盾构机简介
汇报人: 2024-01-08
目录
• 盾构机概述 • 盾构机的工作原理 • 盾构机的技术参数 • 盾构机的优缺点 • 盾构机的实际应用案例
01
盾构机概述
定义与特点
定义
盾构机是一种集掘进、排土、衬砌等 多种功能于一身的大型施工机械,主 要用于地下工程建设。
特点
盾构机具有掘进速度快、施工安全、 对周围环境影响小等优点,是现代城 市建设中不可或缺的重要设备。
给水管道建设
盾构机在城市管道建设中可用于给水管道的建造 ,能够快速挖掘出高标准的给水管道。
燃气管道建设
盾构机在城市管道建设中可用于燃气管道的建造 ,能够快速挖掘出高标准的燃气管道。
其他领域中的应用
穿越河流
盾构机在河流穿越工程中可用于河底的挖掘,能够快速穿越河流,减少对河流生态的影 响。
穿越山体
盾构机在山体穿越工程中可用于山体的挖掘,能够快速穿越山体,减少对山体生态环境 的影响。
条件要求
盾构机的设计和使用需要充分考虑地质勘察、施工组织、环境保护等方面的要求,以确保安全、高效 地完成隧道施工任务。
03
盾构机的技术参数
盾构机的尺寸与重量
盾构机的尺寸
盾构机的外径通常在3米到10米之间,长度在几十米到几百 米不等。
盾构机的重量
盾构机的重量因其尺寸和材料而异,通常在几百吨到数千吨 之间。
基础和输水洞,提高大坝的稳定性和安全性。
引水隧洞建设
02
盾构机在水利工程中可用于引水隧洞的建设,能够快速挖掘出
高标准的引水隧洞。
排洪隧洞建设
03
ห้องสมุดไป่ตู้
盾构机在水利工程中可用于排洪隧洞的建设,能够快速挖掘出
盾构方面知识点总结
盾构方面知识点总结盾构机的构成及工作原理盾构机主要由刀盘、推进系统、控制系统、密封系统和排土系统等部分组成。
刀盘是盾构机的核心部件,是通过刀具切割和破碎地层,然后由刀盘后部的输送器将碎屑带到装有输送带的隧道管片的对接部。
同时,盾构机通过推进系统来推动刀盘向前进。
控制系统则用于实现盾构机的各项操作控制,密封系统主要用于防止地下水和泥浆涌入隧道施工工作面,最后排土系统则用来清理工作面的碎屑,保持工作面的畅通。
盾构机的工作原理是利用刀盘破碎地层,通过推进系统使盾构机向前推进,同时完成管片的组装和推送工作,最后通过排土系统将碎屑运出隧道。
盾构机的类型及应用领域盾构机根据其结构和应用范围的不同可以分为多种类型,主要包括土压式盾构机、泥水平衡盾构机、泥水盾构机、岩石盾构机等。
不同类型的盾构机适用于不同地质条件和工程要求。
盾构机主要应用在地铁、水利工程、道路、城市下水道、矿井和隧道等工程中。
在大城市地下地铁施工中,盾构机的使用已经成为一种主流的施工方法,其施工效率和质量远优于传统的开挖法。
此外,在城市地下综合管廊的建设中,盾构机也扮演了非常重要的角色。
盾构机的技术特点盾构机具有施工速度快、施工精度高、环保性好、对周边环境影响小等特点。
相比传统的开挖法,盾构机在地下隧道和管道施工中具有更为突出的优势。
盾构机在地下施工中有着较高的施工精度,可以满足工程对管道或隧道直径和轮廓形状的精确要求。
在城市地下施工中,盾构机的使用不会对地表和周边建筑造成破坏,对城市环境的影响非常小。
盾构机在施工过程中还能有效控制地下水位,减少因挖掘而引发地下水问题。
盾构机的发展趋势随着城市化进程和交通设施的不断完善,对地下空间的利用需求越来越大。
盾构机作为一种高效的地下隧道和管道施工装备,将会得到更为广泛的应用。
盾构机在技术上将会继续追求更为智能化、自动化和信息化,并且在适应各种地质条件和工程要求方面会持续进行改进。
未来盾构机发展的趋势应该是向更大规模、更深埋及;更自动化、人机协作更加密切;工程和调研相互融合的发展方向演变,这些都要求盾构机的技术水平有进一步的提高和创新。
盾构机简介学习
三、管片拼装机
• 管片安装机安装在盾体内,用于单块衬砌管片的就位,为中空的环形结构。它由悬臂梁、移动机架、回转 机架、安装头等构件组成。
• 速度 0.2-1.5rpm • 旋转角度 ±220度
第21页/共42页
管片拼装机实物图
第22页/共42页
四、螺旋输送机
螺旋输送机通过一个密封套装在盾构机的土 仓底部。机壳上留有添加剂注入口,可以根据 渣土情况注入泡沫、膨润土等添加剂。螺旋输 送机出渣口安装有滑动式闸门,该闸门的开度 能调节,从而调节螺旋输送机的送料速度,使 土仓保持一定的压力。
螺旋输送机装有土压传感器,用于检测输送 机内部的土压力,并反馈给PLC系统或操作人员, 以决定对螺旋输送机的转速、出渣闸门的开度 大小进行调整,从而很好的控制出土量,达到 控制土仓压力的目的,最终保证盾构机的正常 掘进。
第23页/共42页
螺旋输送机实物图一
前闸门
第24页/共42页
螺旋输送机实物图二
4、三号台车
三号台车(左)
第33页/共42页
三号台车(右)
第34页/共42页
5、四号台车
四号台车(左)
第35页/共42页
四号台车(右)
第36页/共42页
6、五号台车
五号台车(左)
第37页/共42页
五号台车(右)
第38页/共42页
7、六号台车
六号台车(左)
第39页/共42页
六号台车(右)
盾体内的主要结构部件包括刀盘驱动马达、人 闸、推进油缸、铰接油缸等。
盾体分为前盾、中盾和盾尾三部分。
第8页/共42页
盾体外貌
盾尾
中盾
前盾
D环
C环
科普盾构知识点总结
科普盾构知识点总结一、盾构机的分类及工作原理:1.盾构机的分类:盾构机主要分为普通盾构机和土压平衡盾构机两种类型。
根据不同的地质条件和工程要求,选择合适类型的盾构机是非常重要的。
(1)普通盾构机:普通盾构机是最常见的盾构机类型,适用于地质较好的地质条件,一般用于软土层、砂质土层和松散砂岩等地层的隧道开挖。
它的工作原理是通过施加液压推进力,推动盾构机前进并进行土层的开挖,然后在推进的同时进行隧道衬砌的施工,最后形成一个完整的隧道结构。
(2)土压平衡盾构机:土压平衡盾构机适用于地质较差的地质条件,例如黏土、软弱砂岩和黏壤等地层。
它的工作原理是通过施加与地层土压相平衡的土压平衡力,防止地下水和土层的涌入,从而保证安全稳定地进行隧道开挖。
土压平衡盾构机在处理软弱地层时具有较大的优势,可以有效避免地面沉降和地下水涌入等问题。
2.盾构机的工作原理:盾构机的工作原理主要包括土层开挖、隧道衬砌和推进三个阶段。
(1)土层开挖:盾构机在进行隧道开挖时,首先需要进行土层的开挖工作。
它通过刀具和刀盘对地层进行切割和掘进,将土层从隧道工作面上切削下来,并通过输送设备将土层带至隧道后部的料斗中。
在这个过程中,盾构机需要施加一定的推进力以克服土层的阻力,并同时进行隧道衬砌施工,确保隧道结构的稳定和安全。
(2)隧道衬砌:隧道衬砌是盾构机工作中非常重要的一个环节,它直接影响到隧道的质量和安全性。
在盾构机进行土层开挖的同时,需要同时进行隧道衬砌的施工,一般采用预制节段和喷射混凝土两种方式。
预制节段是通过现场浇筑或预制成形的隧道衬砌节段,用于保护地下结构和确保隧道的稳定。
(3)推进:在进行土层开挖和隧道衬砌之后,盾构机需要进行推进工作,将盾构机推向下一工作环节。
推进是盾构机工作的重要环节,通过施加一定的推进力,盾构机可以快速地前进,并在此过程中进行土层开挖和隧道衬砌工作,最终完成整个隧道结构的施工。
二、盾构机的主要构成和关键部件:1.主要构成:(1)盾构机主要由刀盘、主机、推进系统、控制系统、料斗、隧道衬砌系统以及供电和供水系统等组成。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
一、盾构机基本知识
盾构机的基本概念
盾构(英文为Shield)词的含义在土木工程领域中为遮盖物、保护物。
这里把外形与隧道横截面相同,但尺寸比隧道外形稍大的钢筒或框架压入地中构成保护掘削机的外壳。
该外壳及壳内各种作业机械、作业空间的组合体称为盾构机。
盾构是一种既能支承地层的压力、又能在地层中掘进的施工机具。
盾构机起源
1818年英国工程师布鲁涅尔发明了盾构施工方法,并取得了专利。
用于泰晤士河隧道施工。
其后英美法相继进行的盾构的研究和应用。
二十世纪初日本引进盾构,盾构在日本迅速发展和应用与创新。
现在盾构主要生产国有日、德、美、英、法、加拿大等国家。
盾构的施工过程及原理
(1) 建造坚井( 盾构出发竖井和接收竖井)。
(2) 把盾构主机和配件分批吊入始发竖井中,并在预定迸发掘进位置上组装成整机,随后调试其性能使之达到设计要求。
(3) 盾构从竖井或基坑墙壁上的开口(洞门) ( 可人工开口,也可由盾构刀盘直接掘削)处始发,沿隧道的设计轴线掘进。
(4) 盾构掘进到达预定终点的竖井时,盾构进入该竖井,掘进结束。
随后检修盾构或解体盾构运出。
盾构机的掘进是靠盾构前部的旋转掘削刀盘掘削土体(这里把刀盘掘削的地层面称为掘削面),掘削土体过程中必须始终维持掘削面的稳定〔即保证掘削面上的土体不出现明塌。
为满足这个要求必须保证刀盘后面土舱内土体对地层的反作用压力(称为被动土压) ≥地层的土压(称为主动土压 )〕;靠舱内的出土器械( 螺旋输送机或者吸泥泵)出土;靠中部的推进千斤顶推进盾构前进;由后部的拼装机拼装成环(也称隧道衬砌 );随后再由尾部的背后注浆系统、向衬砌与地层问品的缝隙中注入填充浆液,以便防止隧道和地面的下沉。
1.泥土压必须可以对抗掘削上地层的土压和水压
2.必须可以利用螺旋输送机等排土机构,调节排土量
3.对必须混入添加材的土质而言,注入的添加材必须可使泥土(混入添加
材的掘削土)的塑流性和抗渗性提高到满足掘削面稳定要求的水准。
(如果挡土结构在土压力的作用下,其本身不发生变形和任何位移(移动或转动),土体处于弹性平衡状态,则这时作用在挡土结构上的土压力称为静止土压力。
挡土结构在土压力作用下向离开土体的方向位移,随着这种位移的增大,作用在挡土结构上的土压力将从静止土压力逐渐减小。
当土体达到主动极限平衡状态时,作用在挡土结构上的土压力称为主动土压力。
挡土结构在荷载作用下向土体方向位移,使土体达到被动极限平衡状态时的土压力称为被动土压力。
)
盾构机的分类
不同的地层盾构
1.硬岩盾构
2.软岩盾构
3.软土盾构
4.复合式盾构(硬岩软土盾构)
横截面形式分类:
1.圆形
2.椭圆形
3.马路蹄形
4.双圆形
5.三圆形
6.矩形
不同敞开程度分类
1.全部敞开式:能直接看到全部掘削面掘削状况的形式
2.部分敞开式(网格式):看到部分掘削面掘削状况的形式
3.封闭式:掘削面与内舱有隔板,无法盾到掘削面状况,只能靠传感器。
土压平衡盾构掘进机适应的地层
土压平衡盾构掘进机可在砂砾、砂、粉砂、粘土等压密程度低、软、硬相间的地层以及砾层、砂层等地层中使用。
我们的盾构机主要适用的地层为:粉砂、粘土、粉土、粉沙、粘质砂土等地层。
盾构法隧道的优点
1、在盾构支护下进行地下工程暗挖施工,不受地面交通、河道、航运、潮汐、季节、气候等条件的影响,能较经济合理地保证隧道安全施工。
2、盾构的推进、出土、衬砌拼装等可实行自动化、智能化和施工远程控制信息化,掘进速度快,施工劳动强度低。
3、地面人文自然景观受到良好的保护 , 周围环境不受盾构施工干扰;在松软地层中,开挖埋置深度较大的长距离、大直径隧道,具有经济、技术、安全、
军事等方面的优越性。
盾构法隧道的缺点
1、盾构机造价较昂贵,隧道的衬砌、运输、拼装、机械安装等工艺较复杂;在饱和含水的松软地层中施工,地表沉陷风险较大。
2、需要设备制造、气压设备供应、衬砌管片预制、衬砌结构防水及堵漏、施工测量、场地布置、盾构转移等施工技术的配合,系统工程协调复杂。
3、建造短于750m的隧道经济性差。
4、对隧道曲线半径过小或隧道埋深较浅时,施工难度大。
制造材料
盾构在地下穿越,要承受水平荷载、竖向荷载和水压力,如果地面有构筑物,还要承受这些附加荷载;盾构推进时,还要克服正面阻力,所以,盾构整体要求具有足够的强度和刚度。
盾构主要用钢板成型制成。
大型盾构考虑到水平运输和垂直吊装的困难, 可制成分体式,到现场进行就位拼装,部件的连接一般采用定位销定位、高强度螺栓连接, 最后焊接成型的方法。
二、盾构机各个组成部分的构造及工作原理
在讲本节之前我先介绍一下盾构机的整体情况。
盾体
盾体的钢结构设计是按照工作压力为3 bar时,土压、水压、牵引负荷和推进时的工作负荷来考虑的。
所有必要的连接都是为了盾构机的操作来综合考虑的。
盾体是由刀盘、前盾、中盾和盾尾通过螺栓连接组成的。
盾体钢体的材质是S355J2G3。
DIN ( DEUTSCHE Industrial Norm )是德国工业标准的代号
该牌号表示是按强度等级表示钢铁牌号,S表示钢,抗拉强度为355MPa,J2G3—质量等级(冲击功和供货状态),
J2G3及K2G3牌号产品的供货状态应为正火状态或正火轧制状态,其余由制造厂选择(对钢板产品)。
盾体由三个主要部分组成 ? 前盾? 中盾? 盾尾
总重117580kg,长度7085(最长)。
2.1.1 前盾
前盾的外型像一个圆筒,在其内部安装有用于支撑刀盘主驱动装置和螺旋输送机的钢结构。
螺旋输送机的安放位置是向上并与水平轴线有一个角度,一直延伸到盾尾,直到皮带运输机。
前盾耐压隔板的前面部分呈圆锥形,由里面向上直到盾体耐压隔板,这样设计是为了避免土体的粘着和有利于土体流向底部区域.
耐压舱壁把前盾的主工作区域与土仓分开。
在主工作区域耐压隔板的上部区域一个舱门,可以容许维修工作人员通过进入到土仓,用于检查维修。
此外耐压隔板上有几个开口,分别用于控制土的调节水平、连接,以及在维修情况下用于操作的供给线路的连接盒。
通过设置在土仓耐压隔板上的四个搅拌臂的孔口,水、泡沫和其它添加剂被输送到土仓里面。
土仓耐压隔板上的搅拌臂的结构与布置有利于土仓里的土体搅拌和用于改善土体的添加剂的注入分配。
借助于设置在前盾,由液压控制的关门装置(螺旋输送机前闸门),螺旋输送机的前闸门可以在螺旋输送机的螺杆缩回之后关闭,用于保养与维修。
1)总体尺寸、结构、重量
外径φ6390mm,长度2045mm,钢板厚度60mm,总重49540kg。
2)各孔的作用:5个土压传感器,4个泡沫管,4泄水管(3个φ100,1个φ200)。
3)细部图的解释。
前盾、中盾有定位销。
4)M36的扭矩要求为3100KN。
2.1.2 中盾
前盾和中盾是通过高强度螺栓联接和焊接而连接在一起的。
用于掘进的推进油缸和作为盾尾附加装置的盾体铰接油缸安装在中盾的区域里。
1)总体尺寸结构:外径φ6380mm,长度2795mm,钢板厚度40mm,总重40840kg。
2)中盾上布置有环状梁和支柱,支柱上联接有悬挂桁架主要用于安装管片拼装机,环状梁用于支撑和安装推进油缸和铰接油缸。
3)推进油缸A、B、C、D四组,共32个,4、8、12、16油缸带有行程传感器。
油缸均匀布置。
4)细部图的解释。
5)M20的扭矩要求为360KN。
6)联接处的充气密封
7)三道密封
2.1.3 盾尾
盾尾的外型像一个圆筒,它通过14个铰接油缸与中盾连接起来。
在盾尾的保护下,管片的拼装借助于管片拼装机来实现。
在盾尾的末端有三排钢丝密封刷用于密封盾尾和成环管片之间的间隙。
在盾尾中集成的注浆管路把环形间隙用浆液充满。
为了防止周围地层的土砂、地下水及背后注浆的窜入,设置有盾尾密封装置。
本盾构机设置有三道盾尾密封刷。
1)总体尺寸结构:外径φ6370mm,长度3540mm,钢板厚度40mm,总重27200kg。
2)铰接油缸14个,2、6、9、12号油缸带有行程传感器。
3)1、2、3、4路注脂管,分别给前、后腔注脂。
4)1、2、3、4路注浆管,进行背后注浆。
5)盾尾密封刷三道,焊接在盾尾处。
注意前后密封刷不同。
6)扭矩要求。