盾构机头
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。
隧道盾构法施工 盾构法的工作原理
土压平衡盾构机
泥水盾构机
盾构法施工工艺
2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渣加压，使土压作用于开挖面以平衡开 挖面的水土压力。
03
盾构法的工作原理
盾构法施工工艺
1概述
盾构施工时，盾构机头部可以安全地开挖地层 ,尾部可以装配预制管片或 砌块，迅速地拼装成隧道永久衬砌。推进过程主要依靠盾构机内部设置的千 斤顶。
盾构法施工工艺
1概述
根据开挖面的支护形式，目前应用最广的是土压平衡盾构(土压平衡支护 式)和泥水盾构(泥浆支护式)两种机型盾构机。
盾构法施工工艺
2土压平衡盾构
土压平衡盾构的 “模式”可分为敞开式、半敞开式、闭胸式三种。
土压平衡模式
敞开式模式
加气模式 （半敞开模式）开式模式
在掌子面足够稳定并且涌水能够被控 制时，采用‘敞开’模式作业。
在敞开模式下，刀具切削开挖面土体， 切削土进入土仓，通过位于土仓底部的螺 旋输送机将碴土排出。在土仓的底部，要 有足够的碴土供应螺旋输送机出碴用，土 仓的其他空间是空的。
敞开模式下，土仓通过螺旋输送机的 出料口与隧道相通。当推进停止时，可以 随时进入开挖仓而无需采取其他措施
盾构法施工工艺
2土压平衡盾构
加气模式（半敞开模式）
在掌子面具有足够的自稳能力，且 水压小于1.5bar的地层中，采用半敞 开模式掘进。半敞开式作业时，土仓 下部是刀盘切削下来的碴土，上部为 压缩空气。半敞开式作业的开挖和推 进与敞开式作业基本一致
盾构法施工工艺
盾构机的工作原理介绍
盾构机的工作原理介绍
盾构机是一种用于地底隧道开挖的特种机械设备。
它的工作原理基于土壤的掘进和排除。
以下是盾构机的工作原理介绍：
1. 预制环片安装：盾构机由机身、掘进头和推力系统等组成。
首先，在掘进头前部设置一个物理屏蔽结构，称为盾构壳体。
在盾构壳体尾部，有一个可供工人进入的工作室，用于预制环片。
2. 土壤挖掘：盾构机启动后，掘进头携带切削工具在掘进面上边切削土壤，同时使用液压系统将土壤转移到盾构机后部。
液压油压力将土壤推到盾构机机体上方，通过传送装置运输到尾部的舱室。
3. 土壤排除：使用螺旋输送机将土壤从尾部舱室中排出，或者通过推力推动盾构机推进，将土壤从尾部直接排出。
4. 支撑系统：盾构机作业过程中，需要使用支撑系统来保持隧道稳定。
一般是在盾构壳体外部设置一个钢管脚手架，支撑隧道壁体。
在支撑系统后方设置混凝土预制环片，固定住刚刚开挖的地下段。
5. 推进系统：为了推进盾构机，推进系统通过液压油缸施加推力。
液压油缸定期向前移动，推动盾构机前进。
同时，推进系统通过液压顶推系统传递前进力。
6. 后续支护和衬砌：在两端推进之后，需要进行后续支护和衬
砌工作。
在盾构机后面的空隙中灌注混凝土，形成隧道壁体。
同时，还可以安装其他支护设备，如加固钢筋和注浆等，以增加隧道的稳定性和强度。
总结：盾构机工作原理是通过切削土壤和运输土壤的方式，逐步掘进地下隧道。
同时，支撑系统、推进系统和后续支护工作保证了隧道的稳定性和安全性。
盾构机的构造及应用
盾构机的构造及应用盾构机是一种利用液压系统或者其他动力系统驱动，通过在地下掘进的同时安装钢壳管道的工程机械设备。
在现代城市化进程中，盾构机在地下工程建设中起着举足轻重的作用。
本文将从盾构机的构造和应用两个方面，详细介绍盾构机的相关知识。
一、盾构机的构造盾构机主要由刀盘、推进装置、系统控制、土压平衡系统、供泥系统和安装支撑系统等几个主要部分组成。
1. 刀盘：刀盘是盾构机最重要的部分，它相当于盾构机的“头脑”。
刀盘有圆形、椭圆形或其他形状，上面有安装刀具的刀盘头，用于在地下掘进的同时切割和破碎土层。
2. 推进装置：盾构机通过推进装置实现在地下的移动。
推进装置主要由盾构机的推进液压缸、推进动力系统和推进下车等部分组成，可以控制盾构机的前进和后退。
3. 系统控制：盾构机的系统控制包括盾构机的自动控制系统和人工控制系统。
自动控制系统可以实时监测和控制盾构机的各个参数，保证盾构机的正常运行；人工控制系统则由操作员通过操纵盾构机的操纵台完成对盾构机的控制。
4. 土压平衡系统：盾构机在地下掘进过程中，土层的压力对盾构机有很大的影响。
土压平衡系统可以保持掘进工作面的土层压力与外界压力相平衡，从而减小盾构机的阻力，保证盾构机的正常运行。
5. 供泥系统：盾构机工作时需要将切割出的土层排出。
供泥系统主要负责将切削下来的泥浆经过输送管道排出到地面或者处理设备，保持掘进工作面干燥。
6. 安装支撑系统：盾构机在掘进过程中，需要将钢壳管道安装在地下。
安装支撑系统可以将钢壳管道一节一节地推送到地下，保证施工的顺利进行。
二、盾构机的应用盾构机在地下工程建设中应用广泛，主要包括以下几个方面：1. 地铁建设：盾构机在地铁建设中起到了至关重要的作用。
通过盾构机可以快速地开挖地下隧道，将地铁站点相连接，形成地铁线路。
盾构机的使用可以提高施工效率，减少对地面的影响，同时也保证了地下空间的安全稳定。
2. 隧道工程：盾构机在隧道工程中可以大大缩短施工时间，减少劳动强度。
盾构机主要功能部件与结构
盾构机主要功能部件与结构密闭、加泥土压平衡式盾构主要由盾壳与盾尾、开挖机构、管片拼装机构、推进机构、排送机构、动力装置、附属设备等组成。
11.4.1 盾壳与盾尾盾壳由切口环、支承环、钢板束、盾尾等部分通过焊接、铆接、螺栓连接组成。
主要作用是：承受地层压力，起临时支护作用，保护设备及操作人员安全，承受千斤顶水平推力，使盾构在土层中前进，同时也是各机构的骨架与基础。
切口环。
为盾构最前面的一个具有刚度和强度的铸钢或焊接环。
前端切成锐角，便于切入地层，环周有加强筋，将千斤顶水平推力传至钢壳上。
支承环。
与切口环相似是盾构受力的主要部分，是具有一定厚度的铸钢件，由环状加强筋、纵向加强筋、外壳所组成。
环状加强筋焊在支承环两端，纵向加强筋焊在环状加强筋之间，盾构千斤顶安在上面。
支承环内设竖向和水平向立柱与横梁，形成井形隔架，第二层上设置工作平台。
钢板束。
主要作用是保护开挖、掘进、衬砌装置。
由两层钢板铆接而成，分块包在支承环和切口环外面，伸出部分为盾尾。
盾尾。
盾尾由环状外壳与安装在内侧的密封装置构成，其作用是支承隧道周边，防止地下水、开挖面泥浆、泥土与注浆材料被挤入隧道内。
盾尾是进行衬砌组装的地方，其长度取决于衬砌形式。
盾尾密封。
盾尾密封是为了防止注浆材料、地下水和开挖面泥浆与泥土从钢壳面板和管片外围流入盾构机而设置的。
由于盾构保持不断推进，盾尾内壁与衬砌管片外圈结合处摩擦力很大，极容易将密封损坏。
盾尾密封采用三道钢丝刷加密封脂密封方式。
在钢丝刷之间压入密封油脂来承受地下高压泥水。
始发前10 环，每环都注入密封油脂，随后每隔10 环注到第100 环，过了试验段每50 环或100 环注入密封油脂。
遇到特殊情况，如密封不好时，在施工中要注意保证随时补充密封油脂。
11.4.2 开挖机构开挖机构由切削刀盘、刀盘支承与密封系统、刀盘驱动系统、泥土仓等部分组成。
切削刀盘。
盾构刀盘是开挖机构的主要部件。
它直接与开挖面土壤接触，通过推进液压油缸的作用，使盾构刀盘向前推进，刀具切入土层，由驱动装置使刀盘旋转，刀盘把土壤切削下来，隧道向前掘进。
盾构的基本构造
盾构的基本构造
盾构是一种用于地下隧道施工的机械，其基本构造包括以下几个部分：
1. 盾构机壳体结构：盾构机的主体结构，由盾构壳、尾部刀盘、前部掘进机构和副机房组成。
2. 掘进机构：用于破碎土层并将其转运到后面的螺旋输送器中。
掘进机构包括刀盘、切削头、刀架、推土板等。
3. 螺旋输送器：用于将挖掘出来的土层通过输送螺旋提升至盾构机后端的输送带上，再通过输送带运送至地面。
4. 注浆系统：在盾构掘进过程中，需要注入混凝土或其他材料来加固隧道壁。
注浆系统由泵站、注浆管路、注浆喷嘴等组成。
5. 液压系统：盾构机需要大量的液压系统驱动各种机构进行工作，包括液压泵站、液压油箱、液压管路等。
6. 电气系统：盾构机需要大量的电力设备进行工作，包括发电机组、电缆、变压器等。
总之，盾构是一种复杂的机械设备，其基本构造包括盾构机壳体结构、掘进机构、螺旋输送器、注浆系统、液压系统和电气系统等。
盾构机进出洞磕头现象的意思
盾构机施工中的“磕头”风险及其防控策略
盾构机进出洞磕头现象是指在盾构机始发初始推进过程中，当盾构机抵达掌子面及脱离加固区时，由于土层支持力变化，导致盾构机偏离预定位置较多，从而发生抬头碰撞或磕头碰撞的风险事故。
这种现象可能导致盾构机损坏、涌水涌砂、土层变形等安全风险。
造成盾构机进出洞磕头现象的原因主要包括地质条件差、施工测量误差以及盾构机始发姿态调整不当等因素。
为了避免盾构机磕头，实际操作中一般会采取抬高盾构机的始发姿态的措施。
如果盾构始发姿态抬高量不足，则会出现磕头现象；反之，则会出现抬头现象。
此外，盾构机在推进过程中，如果泥土仓实际土压力值低于理论值，也可能导致盾构机头部周期性下降，从而产生磕头现象。
因此，在盾构机施工过程中，需要密切关注地质条件、施工测量和盾构机姿态等因素，并采取相应的措施来避免盾构机进出洞磕头现象的发生。
同时，在盾构机推进过程中，也需要对泥土仓的土压力进行实时监控和调整，以确保盾构机的安全稳定推进。
盾构机的种类
盾构机的种类盾构的分类较多，可按盾构切削面的形状、盾构自身构造的特征、尺寸的大小、功能，挖掘土体的方式，掘削面的挡土形式，稳定掘削面的加压方式，施工方法，适用土质的状况多种方式分类。
下面我们按照盾构组合命名分类阐述。
一、全敞开式盾构机（全敞开式盾构机的特点是掘削面敞露，故挖掘状态时干态状，所以出土效率高。
适用于掘削面稳定的性好的地层，对于自稳定性差的冲积地层应辅以压气、降水、注浆加固等措施）1.手掘式盾构机手工掘削盾构机的前面是敞开的，所以盾构的顶部装有防止掘削面顶端坍塌的活动前檐和使其伸缩的千斤顶。
掘削面上每隔2-3m设有一道工作平台，即分割间隔为2-3m。
另外，在支撑环柱上安装有正面支撑千斤顶。
掘削面从上往下，掘削时按顺序调换正面支撑千斤顶，掘削下来的沙土从下部通过皮带传输机输给出土台车。
掘削工具多为鹤嘴锄、风镐、铁锹等。
2.半机械式盾构机半机械式盾构机是在人工式盾构机的基础上安装掘土机械和出土装置，以代替人工作业。
掘土装置有铲斗、掘削头及两者兼备三种形式。
具体装备形式为A.铲斗、掘削头等装置设在掘削面的下部。
B.铲斗装在掘削面的上半部，掘削头在下半部。
C.掘削头装在掘削面的中心。
D.铲斗装在掘削面的中心。
3.机械式盾构机盾构机的前部装有旋转刀盘，故掘削能力大增。
掘削下来的砂土由装在掘削刀盘上的旋转铲斗，经过斜槽送到输送机。
由于掘削和排土连续进行，故工期缩短，作业人员减少。
二、部分开放式盾构机（即挤压式盾构机，其构造简单、造价低。
挤压盾构适用于流塑性高、无自立性的软粘土层和粉砂层）1.半挤压式盾构机（局部挤压式盾构机）在盾构的前端用胸板封闭以挡住土体，使不致发生地层坍塌和水土涌入盾构内部的危险。
盾构向前推进时，胸板挤压土层，土体从胸板上的局部开口处挤入盾构内，因此可不必开挖，使掘进效率提高，劳动条件改善。
这种盾构称为半挤压式盾构，或局部挤压式盾构。
2.全挤压式盾构机在特殊条件下,可将胸板全部封闭而不开口放土，构成全挤压式盾构。
盾构施工中常遇到的问题
1.盾构始发时怎样避免盾构机头扎头?始发推进后,在盾构抵达撑子面及脱离加固区时由于盾构下半部土体受到扰动,承载力降低容易出现盾构叩头现象。
应抬高盾构始发姿态,盾构机机头在安置时应设置一个仰角。
在掘进过程中头部周期性下降产生原因:盾构机在推进过程中,由于泥土仓实际土压力值低于理论值,使盾构机头部周期性地下降。
造成盾构机“磕头”。
处理方法:实际操作中,应使泥土仓土压力值略高于理论值,并在推进时按工况条件和地质情况在盾构机正面加入发泡剂、膨润土和水等改良土体的添加剂,改良开挖面的土体。
施工过程中要根据隧道的埋深、所在位置的土层状况和地层变形量等信息的反馈,对土压力设定值、推进速度和注浆量等施工参数及时地进行调整。
2.在盾构过程中如何解决机身滚动问题?盾构机身滚动是由于刀盘切削开挖面土体产生的扭矩大于盾构机壳体与隧道洞壁之间的摩擦力矩而产生的。
解决方法是1)针对性地加注泡沫减小刀盘扭矩。
2)及时注浆,确保注浆量,采用活性浆液等措施增大盾构周边摩擦力。
3)改变刀盘旋转方向,放慢推进速度。
.3.盾构过程中产生泥饼问题?盾构机在粘性土层中施工时,由于粘性土具有内摩擦角小、粘性大和流动困难等特点,使得粘性土体粘附在刀盘上。
被刀盘从开挖面上切削下来的粘土,通过刀盘渣槽进入泥土仓后,在泥土仓上压力的作用下容易被压实固结,首先将刀盘支撑臂中心充满填实,并很快地堵死了刀盘中心的渣槽,使刀盘中心正面的土体不能通过中心刀渣槽进入泥土仓,而是在刀盘挤压力的作用下从刀盘四周的渣槽进入泥土仓。
逐渐地,整个泥土仓内全部被压实固结的土体充满并堵塞。
当刀盘继续旋转切削土体时,固结土体的刀盘和开挖面土体之间产生很大的摩擦力,相互摩擦产生大量的热量,刀盘温度不断升高,使刀盘和泥土仓内的土体不断地被烧结固化,最终在刀盘和整个泥土仓内形成坚硬的“泥饼”。
“泥饼”形成后,刀盘扭矩和盾构机推进阻力均迅速增大,螺旋输送机无法出土,盾构机不能往前推进。
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施工的专用机械设备，它通过推进盾构机头部，同时进行土壤开挖和隧道衬砌，完成隧道的开挖和建设。
盾构机的工作原理主要包括推进系统、土壤开挖系统、土壤输送系统和隧道衬砌系统。
1. 推进系统推进系统是盾构机的核心部份，它负责推进盾构机头部，同时进行土壤开挖和隧道衬砌。
推进系统主要由推进液压缸、推进螺旋和推进盘组成。
推进液压缸通过液压力将盾构机推进到前方，推进螺旋用于土壤开挖，推进盘用于隧道衬砌。
2. 土壤开挖系统土壤开挖系统是盾构机的关键部份，它负责将土壤开挖并输送到后方。
土壤开挖系统主要由刀盘、刀盘传动系统和土壤输送系统组成。
刀盘通过旋转和切削作用将土壤开挖，刀盘传动系统将动力传递给刀盘，土壤输送系统将开挖的土壤输送到盾构机后方。
3. 土壤输送系统土壤输送系统负责将开挖的土壤从盾构机前方输送到后方。
土壤输送系统主要由螺旋输送机和输送管道组成。
螺旋输送机通过螺旋叶片将土壤推送到输送管道中，输送管道将土壤输送到盾构机后方的料斗中。
4. 隧道衬砌系统隧道衬砌系统负责在土壤开挖后，将预制的隧道衬砌片安装在开挖的土壤周围，形成隧道的结构支撑。
隧道衬砌系统主要由衬砌片安装机构和衬砌片输送系统组成。
衬砌片安装机构将衬砌片安装在开挖的土壤周围，衬砌片输送系统将衬砌片输送到安装位置。
盾构机工作原理的基本流程如下：1. 盾构机进入施工现场，准备开始施工。
2. 推进系统启动，推进盾构机头部进入土壤。
3. 土壤开挖系统开始工作，刀盘旋转并切削土壤。
4. 土壤输送系统将开挖的土壤输送到盾构机后方。
5. 隧道衬砌系统开始工作，衬砌片安装机构将衬砌片安装在开挖的土壤周围。
6. 推进系统继续推进盾构机，进行下一段的土壤开挖和隧道衬砌。
7. 循环进行土壤开挖和隧道衬砌，直到完成整个隧道的施工。
盾构机工作原理的优点：1. 盾构机施工速度快，可以大大缩短施工周期。
2. 盾构机施工过程中对周围环境的影响较小，可以减少噪音和振动。
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特殊工程机械，它的工作原理主要是利用盾构机头部的刀具和推进系统来完成地下隧道的开挖和推进工作。
盾构机的工作原理可以分为以下几个方面来进行解析。
首先，盾构机的工作原理涉及到盾构机头部的刀具系统。
盾构机头部通常配备有刀具系统，这些刀具可以根据地质情况和隧道设计要求进行调整和更换。
在实际工作中，盾构机的刀具系统会根据地质情况选择合适的刀具类型，然后利用刀具的旋转和切削功能来完成地下岩石或土壤的开挖工作。
其次，盾构机的工作原理还涉及到推进系统。
盾构机在开挖隧道的过程中，需要不断地向前推进，以完成整个隧道的开挖工作。
推进系统通常由液压系统和推进装置组成，通过液压系统提供的动力来驱动推进装置，从而实现盾构机的推进工作。
在推进过程中，盾构机还需要及时处理挖掘出的土壤和岩石，以确保隧道开挖的顺利进行。
另外，盾构机的工作原理还包括土压平衡系统。
在地下隧道开挖的过程中，盾构机所处的工作环境通常会受到地下土压力的影响。
为了保证盾构机的安全和稳定推进，盾构机通常会配备土压平衡系统，通过调节盾构机内外的土压平衡来保持隧道开挖工作的稳定进行。
最后，盾构机的工作原理还涉及到隧道衬砌系统。
在完成地下隧道的开挖工作之后，盾构机还需要进行隧道衬砌工作，以保证隧道的结构安全和使用寿命。
隧道衬砌系统通常由预制隧道衬砌片和安装设备组成，通过将预制隧道衬砌片安装到隧道内部来完成隧道的衬砌工作。
综上所述，盾构机的工作原理主要包括刀具系统、推进系统、土压平衡系统和隧道衬砌系统等几个方面。
通过这些系统的协调配合，盾构机可以完成地下隧道的开挖和推进工作，为地下隧道工程的顺利进行提供了重要的技术支持。
盾构机在地下隧道工程中发挥着重要的作用，其工作原理的深入理解对于提高盾构机的工作效率和安全性具有重要意义。
盾构机结构简介 ppt课件
举例参数：形式：一端悬浮中 心轴式、外径：F900mm、导程： 600mm、驱动功率：315KW、最大 扭矩：215kN.m、转速：022.4r/min（无级调速）、最大出 土能力：300m3/h、最大通过块度： 300mm、闸门耐压：0.3MPa（液压 式）。
图2-19 螺旋输送机驱动
福州地铁运营分公司维修中心内部培训课件
缺点
① 盾构机械造价较高。 ② 在饱和含水的松软地层中施工地表沉陷风险大。 ③ 隧道曲线半径过小或埋深较浅时难度较大。 ④ 设备的转移、运输、安装及场地布置等较复杂。
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为适应各种不同类型土质及盾构机工作方式的不同， 盾构机可分为三种类型、四种模式：
三种类型： ① 软土盾构机； ② 硬岩盾构机； ③ 混合型盾构机。 四种模式：图2-1 盾构机总图 ① 开胸式； ② 半开胸式（半闭胸式、欠土压 平衡式）； ③ 闭胸式（土压平衡式）； ④ 气压式。
福州地铁运营分公司维修中心内部培训课件
6280mm
开 挖 直 径
硬岩盘口部分 图2-3 刀盘
福州地铁运营分公司维修中心内部培训课件
（1）下面是海瑞克公司的刀盘结构和参数：结构形状：平面圆角 形刀盘。铸造和焊接混合型。 外形尺寸：F6280mm F6130mm（刀圈外经）Ｘ1410mm总厚（刀盘厚580mm） 刀盘质量：57000kg开口率：28% 超挖刀行程：50mm 刀盘转0-6.1r/min 最 大扭矩：I-4500KN.mm II-1970KN.mm 脱困扭：5300KN.mm 结构：刀盘前端面有8条辐板（开有8个对称的长条孔），其上配有滚刀 （齿刀）座、刮刀座和2根搅拌棒，刀盘与驱动装置是用法兰连接，法兰与刀 盘之间是靠四根粗大的辐条相连。为保证刀盘的抗扭强度和整体刚度，刀盘 中心部分、辐条和法兰是采用整体铸造，周边部分和中心部分采用先拴接后 焊结的方式连接。（以前该件需从国外进口，现在已国产化）。为保证刀盘 在硬岩掘进时的耐磨性，刀盘的周边焊有耐磨条，面板上焊有栅格状的 Hardox耐磨材料。刀盘上装有4路泡沫管并分8个出口，各口都装有单向阀。 装有塔形滚刀超挖刀一套，配油管2根,其行程为：50mm。刀盘上可装双刃滚 刀4把，单刃滚刀31把，正面齿刀64把。边缘齿刀16把。
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，它通过推进盾构机头部分来完成隧道的挖掘和支护。
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以下几个部分组成：1. 盾构机头部：包括刀盘、刀臂、刀盘驱动系统等，用于挖掘土壤。
2. 推进系统：包括推进液压缸、推进液压站等，用于推动盾构机向前推进。
3. 支撑系统：包括液压支撑装置、支撑液压站等，用于支撑隧道壁。
4. 除渣系统：包括螺旋输送机、脱水器等，用于将挖掘出的土壤排出。
5. 控制系统：包括电气控制柜、仪表等，用于控制盾构机的运行。
二、盾构机的工作过程1. 准备阶段：在施工前，需要对盾构机进行检查和维护，确保其正常运行。
同时，需要根据隧道设计要求进行相关准备工作，如搭建工地围护结构等。
2. 推进阶段：盾构机头部的刀盘开始旋转，通过刀臂将土壤切割，同时推进液压缸推动盾构机向前推进。
在推进的过程中，土壤被切割和挤压到刀盘后方的螺旋输送机中，经过脱水器排出。
3. 支护阶段：在盾构机推进的同时，支撑系统会将液压支撑装置伸出，支撑住隧道壁，防止土壤塌方。
支撑系统可以根据隧道的地质条件进行相应调整，确保隧道的稳定。
4. 回填阶段：当盾构机推进到一定距离后，需要进行回填工作。
回填材料可以是混凝土、砂浆等，通过管道输送至盾构机后方，填充到已经挖掘的隧道部分。
5. 完工阶段：当盾构机完成推进和回填工作后，可以进行拆除和维护。
同时，根据隧道设计要求，进行相关的检查和测试，确保隧道的质量和安全。
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。
其自动化程度高，可以减少人工劳动，提高工作效率。
同时，盾构机在挖掘过程中可以进行土壤的固化和处理，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。
随着城市化进程的推进，地下交通建设需求增加，盾构机在地铁工程中的应用越来越广泛。
此外，盾构机也被用于水利工程中的隧道挖掘和修复。
盾构刀头磨损检测方法
盾构刀头磨损检测方法1. 引言1.1 背景盾构机在地下工程中起着至关重要的作用，它们广泛应用于地铁、隧道、管道等领域。
盾构刀头是盾构机中最关键的部件之一，直接影响到工程的施工效率和质量。
随着盾构机的使用次数增加，盾构刀头的磨损程度也会逐渐加剧。
及时有效地检测盾构刀头的磨损情况，对于保障工程的顺利进行至关重要。
目前，盾构刀头的磨损检测方法主要包括人工观察、声波检测、摄像头检测等多种技术手段。
通过这些方法可以准确地了解盾构刀头的磨损情况，及时进行更换和维护，保障盾构机的正常运行。
现有的检测技术还存在一定的局限性，需要进一步研究和改进。
本文将重点探讨盾构刀头磨损检测方法，分析其原因和现有的检测技术，同时展望未来的发展方向，旨在为盾构机的磨损检测提供更高效、更可靠的解决方案。
【2000字】1.2 研究意义盾构机在地下隧道工程中扮演着重要的角色，而盾构刀头作为盾构机的核心部件，其磨损情况直接影响到盾构机的施工效率和工作安全。
研究盾构刀头磨损检测方法具有重要的理论和实践意义。
通过研究盾构刀头磨损检测方法，可以及时发现盾构刀头的磨损情况，避免因磨损严重而导致的设备故障和生产事故，保障工程的顺利进行。
对盾构刀头磨损进行有效监测和控制，有助于延长盾构机的使用寿命，减少维护成本，提高工程施工效率。
研究盾构刀头磨损检测方法可以为未来盾构机的自动化控制和智能化发展提供技术支持，推动相关行业的创新和发展。
深入探讨盾构刀头磨损检测方法具有重要的现实意义和广阔的应用前景。
2. 正文2.1 盾构机概述盾构机的工作原理是通过刀盘上的刀头对地下岩层进行切割，同时使用推进系统将岩层碎屑推送到施工出口，并通过支撑系统对隧道进行支护。
刀头的磨损对于盾构机的施工效率和施工质量具有重要影响。
对盾构刀头的磨损进行及时检测是非常必要的。
盾构刀头的磨损主要有机械磨损和化学磨损两种情况。
为了有效地检测盾构刀头的磨损情况，常用的方法包括视觉检测、声波检测、电磁检测等。
盾构的基本构造
盾构的基本构造
盾构是一种常用于地下隧道建设的机械化掘进方法，主要由以下几个部分组成：
1. 掘进头：位于盾构机前端，负责掘进工作。
通常由刀盘、切
削器和支撑系统等组成。
刀盘上装有大量的刀具，通过旋转和推进来掏出隧道断面，同时支撑系统负责保证掘进面的稳定。
2. 主轴承箱：位于盾构机中央，起到支撑机身和传递扭矩的作用。
主轴承箱内部包含主轴承、传动齿轮和液压缸等部件。
3. 推进系统：由液压油缸、支架和螺旋输送机等部件组成，通
过支架将掘进头向前推进，并通过螺旋输送机将掏出的土方运出隧道。
4. 后备系统：包括供电、通风、水泵、防火等设备，以及紧急
救援设备，确保施工安全。
5. 盾尾部分：包括尾盘、尾架和后备系统等。
其中，尾盘负责
支撑机尾，尾架负责支持和平衡掘进头，后备系统负责为机组提供各种设备和保障。
盾构机的基本构造如上所述，其具有自动化程度高、施工速度快、安全性高等优点，因此被广泛应用于地下隧道建设领域。
盾构端头加固方案
盾构端头加固方案引言：随着城市发展的进程，盾构技术的应用越来越广泛。
然而，盾构施工过程中可能会面临一些挑战，其中之一就是盾构端头的加固问题。
本文将介绍一些常见的盾构端头加固方案，旨在提供给相关从业人员参考和应用。
一、背景盾构机是一种用于地下隧道施工的设备，通常由机械、电气和液压系统组成。
在盾构施工过程中，盾构机的端头承受着巨大的土压力和水压力。
为了确保盾构机的安全运行，盾构端头需要进行加固。
二、常见的盾构端头加固方案1. 钢管加固方案钢管加固是一种常见且有效的盾构端头加固方案。
该方案通过在盾构端头周围固定一系列钢管，增加了端头的强度和稳定性。
钢管的材质和尺寸可以根据具体的盾构工程需求进行选择。
2. 高强度混凝土加固方案高强度混凝土加固方案是另一种常用的盾构端头加固方案。
在该方案中，使用高强度混凝土填充盾构端头周围的空间，增加其承载能力和稳定性。
这种加固方案能够有效地抵抗土压力和水压力，提高盾构机的安全性能。
3. 纤维增强复合材料加固方案纤维增强复合材料是一种轻质、高强度的材料，广泛应用于结构加固领域。
在盾构端头加固中，可以使用纤维增强复合材料包覆盾构端头，增加其强度和稳定性。
这种加固方案具有重量轻、抗腐蚀、施工便捷等优点。
4. 组合加固方案在实际工程中，常常会根据具体的盾构施工条件选择多种加固方案的组合。
例如，可以结合钢管加固和高强度混凝土加固，以充分发挥各自的优势，提高盾构机的安全性能。
三、加固方案的选择与设计在选择和设计盾构端头加固方案时，需要考虑以下几个因素：1. 盾构施工条件：包括土层的性质、土压力和水压力的大小等。
2. 盾构机的型号和尺寸：不同型号和尺寸的盾构机其端头加固方案可能存在差异。
3. 施工时间和成本：加固方案的选择应综合考虑工程进度和成本等因素。
4. 安全性能要求：盾构机的端头加固方案应能够满足相关的安全性能要求，保证盾构施工的安全运行。
四、加固方案的施工与检测在盾构端头加固方案的施工过程中，需要严格遵循相关的技术标准和规范，确保施工质量。
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盾构机头
北京固本科技有限公司胡建平
对盾构机头进行了失效分析，发现其失效原因主要是冲击和高应力磨粒磨损。
针对盾构机头的再制造，开发了一种堆焊药芯焊丝固本耐磨焊丝。
再制造刀具的刃口堆焊层无裂纹，堆焊层硬度：HRC60-62无裂纹。
再制造刀具的寿命高于进口刀具。
一、盾构机刀施工选择
对于不同地层的开挖，盾构机刀通常采用不同型式：开挖地层为硬岩时，采用盘形滚刀；地层为较软岩石时，采用齿刀；地层为软土或破碎软岩时，可采用切刀(或刮刀)。
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2.盾构机头刀具磨损情况
总结盾构机周边刀修复经验，选择了35 钢作为再制造刀具的本体，刀体经DG7 堆焊后，在刃口堆焊层中钎焊入球齿。
再制造的周边刀于2005 年7月底投入北京地铁五号线盾构试验段北新桥站至雍和宫站右线隧道掘进施工，其地质条件与使用进口周边刀的左线基本相同。
到2005 年11 月开仓检查更换刀具，累计完成420 m 的掘进。
刀具磨损情况见图7、图8。
可见，进口刀具体积磨损量达到一半以上，有两个安装孔损坏；而再制造刀具不到十分之一。
在基本相同的地层条件下，再制造刀具的推进里程比进口刀具要高出20 %。
可见再制造刀具的使用寿命要优于进口刀具。
3.盾构机头刀具施焊工艺技术要求
2.1使用北京固本耐磨焊丝焊接参数和工艺：
焊丝直径 1.6mm
焊接电流240-280A
焊接电压26-31V
保护气体纯二氧化碳
2.2技术要求：
1、焊前将待焊面除去油及其它污物。
2、焊前无需预热。
3、焊后无需保温。
4、可用于镐型截齿和刀型截齿。
5、适用于各种半自动和全自动截齿堆焊设备。
4.盾构机头刀具堆焊药芯焊丝的成分及堆焊层金属组织
由盾构机头刀具的工况可知，刀具既要具备较高的硬度以抵御高应力的磨粒磨损，又要有足够的韧性来吸收砂卵石的冲击。
所以选择C–Mn–Si–Nb–V等元素组成的合金系设计了北京固本耐磨焊丝。
它可以保证在焊前无需预热、焊后不必热处理的条件下，使得堆焊层焊后无裂纹，硬度达到64HRC药芯焊丝熔敷金属的主要成分：
熔敷金属化学成分：
碳C 锰Mn 硅Si 铌Nb 钨V 其他
1% 1.2% 0.8% 7% 5% 3%
5 结论
(1) 盾构刀具在砂卵石地层施工中，主要的失效形式为：冲击破坏、犁沟式磨料磨损和碾压磨损。
(2) 北京固本耐磨焊丝的堆焊层焊态硬度64HRC，堆焊层焊后无裂纹。
通过调整焊接工艺，
使用该焊丝制备盾构机刀具，可实现焊前不预热、焊后不用热处理，工艺简单便于现场使用。
(3) 工程应用表明，用北京固本耐磨焊丝药芯焊丝制备的盾构刀具性能优于进口刀具。
投稿日期：2011年10月22日。