第16讲盾构机机械系统

二、搅拌机构
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❖ 应该说搅拌机构是土压盾构和泥水盾构的专用机构。 ❖ 就土压盾构而言，搅拌机构的功能是搅拌注入添加材后的舱
内掘削土砂，提高其塑流性，严防堆积粘固，利于排土效果 的提高。该搅拌机构包括以下几个部分： ❖ (1)掘削刀盘； ❖ (2)掘削刀盘背面的搅拌叶片； ❖ (3)螺旋输送机轴上的搅拌叶片； ❖ (4)设在隔板上的固定、可动搅拌叶片； ❖ (5)设置在舱内的单独驱动的搅拌叶片。
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2.注入装置 ❖ 添加材的注入装置有添加材配制设备、添加材注入
泵、输送添加材的管线及添加材注入口等。 ❖ 注入口位置：考虑到掘削泥土和添加材的搅拌混合
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搅拌盲区 Shijiazhuang railway institute
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一、 添加材注入装置（土压盾构） 石家庄铁道学院
❖ 1.添加材 ❖ 对细粒成分(粘土、淤泥)少的地层而言，刀盘掘削下来的泥
土的塑流性很难满足排土机构直接排放的条件，且抗渗性也 差。为此必须向这种掘削泥土中注入添加材，以便改变其塑 流性、抗渗性，使其达到排土机构可以排放的条件。 ❖ 通常使用的添加材有膨润土、粘土、陶土等天然矿物类材料、 高吸水性树脂类材料、水溶性高分子类材料、表面活性类特 殊气泡剂材料。
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泡沫施工法优点（续前）： 4)泡沫可压缩性使开挖面的土压力波动减小，在不影响开挖面
稳定的同时保证顺利掘进。 5)排出土中的泡沫在ຫໍສະໝຸດ Baidu时间内会逐渐消除，另外由于泡沫中的
特殊发泡材料是少量的，因此，排出的碴土很快就可以恢复 到注入泡沫前的状态，碴土处理问题容易解决。 6)由于未使用粘土、膨润土，这就避免了隧洞内外的污染，有 助于保持良好的工作环境。 7)泡沫注入设备和制作设备比加泥设备规模小，设备布置、安 装更便利。 该工法能够适用于从沙砾层到粘性土层等广泛地层中施工。
❖ 当盾构开挖面土层含水量较高时，需采用澎润土系统向工作 面加入泥浆。加泥装置由泥箱、泵、压力表、流量仪、注入 管路、手动球阀等构成。注入泵压送的泥浆液，通过输送管 道在门架车与盾构的连接桥处和泡沫系统相连通。
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❖ 澎润土是一种层状含水硅酸盐。澎润土的矿物学名称为蒙脱 石，民间俗称观音土、胶泥。天然澎润土主要以钙基为主， 可经人工改性为钠基澎润土、有机澎润土和活性白土。澎润 土具有遇水膨胀的特性，钙基澎润土膨胀时，为自身体积的 3倍左右，钠基澎润土膨胀时约为自身体积的15倍左右。利 用澎润土遇水膨胀的性能，人们常用它做成防水材料。
《大型施工机械》——盾构机部分
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第十六讲
盾构机构造（2）
主讲：郭京波
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目录
一、 添加材注入装置 二、 搅拌机构 三、 排土机构 四、 管片拼装机构 五、 其它配套设备 六、 盾构基本参数的选定
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❖ 泡沫施工法即用由特殊发泡材料和压缩空气制成30 ~400μm的细小齿状气泡，代替一直在加泥式土压平衡盾构 法中作为主要添加材料的粘土和膨润土等。
❖ 泡沫盾构工法所使用的泡沫是用专用原料和水制成的混合液 与空气通过泡沫发生器制成的。
❖ 这种专用原料主要是特殊发泡剂和泡沫添加剂。特殊发泡剂 是由各种表面活性剂经过特别调配制成，它的水溶液被称为 A型特殊发泡材料，主要用于粘性土及含水量较少的砂质土。 泡沫添加剂是用矿浆为主要原料的高分子水溶液。如果将特 殊发泡剂的比例降低，代之以泡沫添加剂，那么所形成的水 溶液称之为B型特殊发泡材料。
效率，希望把注入口设在刀盘中心突出头的前面、 辐条上或土舱隔板上。 ❖ 注入口结构：因为注入口直接与泥土接触，故必须 像图2-14那样设置可以防止泥土和地下水涌入的防 护头和逆流防止阀。
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注入口的配置举例
・刀盘面板前面 ： 5处
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❖ 就泥水盾构而言，搅拌机构的功能是使掘削下来的 土砂均匀地混于泥水中，进而利于排泥泵将混有掘 削土砂的浓泥浆排出。
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❖ 泡沫施工优点： ❖ 1)粘性土地基中，泡沫起着界面活性剂的作用，可有效防止
开挖土附着于刀盘上和土压室内壁，防止泥饼现象，使掘进 工作顺利地进行。 ❖ 2)沙性土和砂砾土地基中，泡沫的支承作用使开挖土的流动 性提高，土压室内泥土不会产生拥堵，刀盘及螺旋输送机的 驱动扭矩减小，刀具磨损减小，从而有利于盾构机掘进。 ❖ 3)微细泡沫置换了土颗粒中的空隙水，提高了土的止水性， 能较容易地开挖地下水位较高的砂砾土地基，而且可以有效 地防止螺旋输送机泥水喷涌。
・刀盘中心
： 1处
・固定隔板一侧 ： 7处
・固定搅拌翼前端 ： 1处
・螺旋出渣机 ： 3处
可选择泥浆和泡沫2种类型
（也可加聚合物）
喷出口 构造
隔板 （7处）
中心 （1处）
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面板前 （5处）
搅拌翼 （1处）
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螺旋机 （3处）
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