盾构机结构详解
盾构机结构详解
盾构机技术讲座一.盾构机结构（EPB总体结构图）盾构是一个具备多种功能于一体的综合性隧洞开挖设备,它集和了盾构施工过程中的开挖、出土、支护、注浆、导向等全部的功能，目前，盾构机已成为地下交通工程及隧道建设施工的首选设备被广泛使用。
其优点如下:1. 不受地面交通、河道、航运、季节、气候等条件的影响。
2. 能够经济合理地保证隧道安全施工。
3. 盾构的掘进、出土、衬砌、拼装等可实行自动化、智能化和施工运输控制信息化。
4. 掘进速度较快，效率较高，施工劳动强度较低。
5. 地面环境不受盾构施工的干扰。
其缺点为：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。
盾构作为一种保护人体和设备的护体，其外形（断面形状）随所建的工程要求不同有圆形、双圆形、三圆形、矩形、马蹄形、半圆形等。
（如：人行道方形能最大限度的利用空间、过水洞马蹄形符合流体力学、公路隧道半圆形利用下玄跑车）。
而因圆形断面受力好、圆形盾构设备制造相对简单及成本相对低廉，绝大部分盾构还是采用传统的圆形。
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：（4）开胸式；（5）半开胸式（半闭胸式、欠土压平衡式）；（6）闭胸式（土压平衡式）；（7）气压式。
软土盾构机适应于未固结成岩的软土、某些半固结成岩及全风化和强风化围岩。
刀盘只安装刮刀，无需滚刀。
硬岩盾构机适应于硬岩且围岩层较致密完整，只安装滚刀，不需要刮刀。
混合盾构机适应于以上两种情况，适应更为复杂多变的复合地层。
可同时安装滚刀和刮刀。
气压盾构是在加气压状态下的施工模式，即可用于泥水加压式盾构机，也可用于土压平衡式盾构机。
以下以海瑞克公司在广州地铁使用的典型土压平衡式盾构机为例：盾构机总图总体外形尺寸：?6280X75000mm总质量：520t装机总功率：最大掘进速度：80mm/min第一节：主机结构（盾体及刀盘结构）断面形状：圆形、用钢板成型制成，材料为：S335J2G3。
盾构机主要结构功能及分类
盾构机主要结构功能及分类盾构机是一种用于地下工程的特种设备，主要用于隧道的掘进。
它的主要结构由多个部分组成，每个部分都有独特的功能。
分类上主要有两种，土压平衡盾构机和密闭式盾构机。
1.土压平衡盾构机的主要结构和功能：（1）盾构机主体结构：主要包括盾构机壳体、导轨、支撑盘、刀盘和推进系统。
盾构机壳体是盾构机的主要结构，起到抗土压力和保护工作人员的作用。
导轨可以保证盾构机在隧道掘进过程中的稳定运动。
支撑盘用于支撑刀盘和推进系统。
（2）刀盘：刀盘是盾构机掘进的核心部分，主要负责切削地层和储存切削土层，同时还可以承载推进力。
刀盘通常由切削刀片和刀杆组成，切削刀片负责切削，切削土层则通过刀杆输送到刀盘内。
（3）推进系统：推进系统是盾构机掘进的动力系统，主要由推进液压缸、液压系统和控制系统组成。
推进液压缸通过提供推进力，推动盾构机前进。
液压系统负责为推进液压缸提供液压能源。
控制系统监控和控制盾构机的运行。
2.密闭式盾构机的主要结构和功能：（1）盾构机主体结构：密闭式盾构机的主体结构与土压平衡盾构机类似，包括盾构机壳体、导轨、支撑盘、刀盘和推进系统。
盾构机壳体保护工作人员，导轨保证盾构机的稳定运动，支撑盘用于支撑刀盘和推进系统。
（2）刀盘：密闭式盾构机的刀盘相对复杂，主要包括切削刀片、刀杆、注浆管和注浆系统。
刀盘负责切削地层和储存切削土层，切削刀片通过刀杆进行切削，同时通过注浆管和注浆系统注入混凝土浆液，以形成地层的支撑结构。
（3）推进系统：推进系统和土压平衡盾构机类似，主要由推进液压缸、液压系统和控制系统组成。
推进液压缸通过提供推进力，推动盾构机前进。
液压系统为推进液压缸提供能源，控制系统监控和控制盾构机的运行。
综上所述，盾构机的种类主要有土压平衡盾构机和密闭式盾构机，其结构和功能都有所区别。
了解盾构机的结构和功能可以帮助人们更好地理解盾构机的工作原理，从而进行合理的使用和维护。
盾构机结构详解范文
盾构机结构详解范文盾构机是一种用于隧道施工的大型工程设备，它能够在地下挖掘隧道并同时进行支护，保证施工的安全和高效。
盾构机的结构主要由切割头、前导套管、中央管和尾部推进系统组成。
下面将详细介绍盾构机的结构。
1.切割头切割头是盾构机的前部装置，主要用于挖掘隧道的岩石或土壤。
切割头通常由刀盘、泥水管和挖掘壁设备组成。
-刀盘是切削岩石或土壤的主要部件，通常由大型的刀片和刀齿组成。
刀片通常是位于刀盘外缘的大型金属板，用于切削岩石或土壤。
刀齿则位于刀片的外缘，用于切割和破碎岩石或土壤。
-泥水管是用于排除切割过程中产生的土壤和水的管道。
泥水管连接在刀盘下方，可以将挖掘产生的切削物料输送到管道中。
-挖掘壁设备主要用于支撑挖掘面的岩土，防止地表塌陷。
常见的挖掘壁设备包括液压支架、撑撑架和钢拱架。
2.前导套管前导套管位于切割头之后，主要用于导向并支撑盾构机的挖掘过程。
前导套管是一组环形的钢管，通过液压系统控制前进和转向。
前导套管的内径和外径会逐渐增大，以适应隧道挖掘的需要。
3.中央管中央管是贯穿整个盾构机的主要结构。
它位于前导套管的后方，用于支撑隧道挖掘的地下空洞。
中央管由环形拱顶和侧壁组成，通常由多个大型的钢环连接而成。
-环形拱顶位于中央管的顶部，用于承受地表的重压，并将重压传递给整个结构。
-侧壁位于中央管的两侧，用于支撑地下空洞的侧面。
侧壁通常由多个大型钢板组成，钢板之间通过螺栓或焊接固定。
4.尾部推进系统尾部推进系统位于盾构机的后部，主要用于推进盾构机并将其移动到下一个挖掘位置。
尾部推进系统通常由推进油缸、液压马达和支撑脚组成。
-推进油缸用于推动盾构机前进。
推进油缸通过液压系统提供推进力，将盾构机推动到下一个挖掘位置。
-液压马达用于驱动尾部推进系统的液压设备，以实现推进和方向控制。
-支撑脚用于支撑盾构机，在推进过程中稳定和平衡盾构机的重量。
除了以上主要结构，盾构机还包括供电系统、控制室、液压系统、工业润滑油系统、注浆系统和排水系统等辅助设备和系统，以实现盾构机的全面功能。
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。
盾构机主要结构功能及分类
盾构机主要结构功能及分类盾构机是一种用于地下隧道工程的机械设备，可以将土层钻掘和推进到机体后方，并同时安装预制的隧道衬砌。
它的主要结构由下述几部分组成，并具有相应的功能。
1.推进架：推进架是盾构机的主体支撑结构，通过支撑来分担推进机构产生的推力，并将其传递给隧道衬砌。
推进架内部包含两个推进头（用于掘进）和一个后备推进装置（用于支撑推进），以及一些液压支撑腿和插板，用于调整和固定推进架在隧道内的姿态。
2.切削头：切削头是盾构机的前部装置，由盾壳、刀盘和剥片组成。
刀盘上带有切削刀具，通过自转和推进向前的作用，将前方土层切割、破碎，并通过剥片将其带回盾壳内，然后通过管道输送到地面。
3.后部封闭状态：后部封闭状态由后推装置和盾壳后部密门组成。
在切削头前进时，后部封闭状态可以防止土层倒灌，同时也可以提供泥浆的均匀分布。
4.泥浆循环系统：泥浆循环系统用于冲洗切削区域和运输土层碎片。
它包括泥浆池、泥浆泵、沉淀器、过滤器等设备，可以实现循环使用泥浆，减少泥浆的消耗并保持隧道稳定。
盾构机可根据其适用工程和特点进行分类，常见的分类方式有以下几种：1.土压式盾构机：土压式盾构机是最常用的一种盾构机类型。
它通过切削头前进时施加土压力，将以往的土层推到推进机构后方，并利用一个密闭的后部封闭状态防止土层的倒灌。
这种类型的盾构机适用于切削耐水的软土、砂质土或含有少量卵石的土层。
2.水压式盾构机：水压式盾构机是用水压力代替土压力推进的一种盾构机。
切削头前方通常填充高压注浆或者与切削头相接的压水室，通过在切削头和管片之间施加适当的压力，实现推进并保持隧道稳定。
这种类型的盾构机适用于岩石地层或特殊地质情况下的隧道掘进。
3.平衡盾构机：平衡盾构机是一种在切削头和推进机构之间保持地层平衡的盾构机。
它将切削头前方的土层留在盾壳内部，并通过在推进架内增减水压来平衡切削头前的土层压力，避免地下水倒灌或塌方。
这种类型的盾构机适用于软土、粉砂层和含有水化学物质的地层。
盾构机结构详解
盾构机技术讲座一.盾构机结构（EPB总体结构图）盾构是一个具备多种功能于一体的综合性隧洞开挖设备,它集和了盾构施工过程中的开挖、出土、支护、注浆、导向等全部的功能，目前，盾构机已成为地下交通工程及隧道建设施工的首选设备被广泛使用。
其优点如下:1. 不受地面交通、河道、航运、季节、气候等条件的影响。
2. 能够经济合理地保证隧道安全施工。
3. 盾构的掘进、出土、衬砌、拼装等可实行自动化、智能化和施工运输控制信息化。
4. 掘进速度较快，效率较高，施工劳动强度较低。
5. 地面环境不受盾构施工的干扰。
其缺点为：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。
盾构作为一种保护人体和设备的护体，其外形（断面形状）随所建的工程要求不同有圆形、双圆形、三圆形、矩形、马蹄形、半圆形等。
（如：人行道方形能最大限度的利用空间、过水洞马蹄形符合流体力学、公路隧道半圆形利用下玄跑车）。
而因圆形断面受力好、圆形盾构设备制造相对简单及成本相对低廉，绝大部分盾构还是采用传统的圆形。
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：（4）开胸式；（5）半开胸式（半闭胸式、欠土压平衡式）；（6）闭胸式（土压平衡式）；（7）气压式。
软土盾构机适应于未固结成岩的软土、某些半固结成岩及全风化和强风化围岩。
刀盘只安装刮刀，无需滚刀。
硬岩盾构机适应于硬岩且围岩层较致密完整，只安装滚刀，不需要刮刀。
混合盾构机适应于以上两种情况，适应更为复杂多变的复合地层。
可同时安装滚刀和刮刀。
气压盾构是在加气压状态下的施工模式，即可用于泥水加压式盾构机，也可用于土压平衡式盾构机。
以下以海瑞克公司在广州地铁使用的典型土压平衡式盾构机为例：盾构机总图总体外形尺寸：Φ6280X75000mm总质量：520t装机总功率：1744.6KW最大掘进速度：80mm/min第一节：主机结构（盾体及刀盘结构）断面形状：圆形、用钢板成型制成，材料为：S335J2G3。
盾构机结构原理PPT课件
目录
• 盾构机概述 • 盾构机结构组成 • 盾构机工作原理 • 盾构机应用与案例 • 盾构机维护与保养
01
盾构机概述
盾构机定义
盾构机是一种使用盾构法进行隧道施 工的大型掘进机械，主要由刀盘、盾 体、人舱、螺旋输送机、管片拼装机 、管片运输车等部分组成。
盾构机的主要作用是在地下挖掘出一 条隧道，并在挖掘过程中对隧道进行 衬砌和支护，以保证隧道施工的安全 和稳定。
20世纪初，盾构机开始在日本得到广 泛应用，并逐渐发展成为一种成熟的 施工方法。
02
盾构机结构组成
主机系统
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主机是盾构机的核心部分，包 括刀盘、盾体、刀具等。
刀盘是盾构机挖掘土体的主要 部件，通常采用硬质合金或碳
化钨等材料制成。
盾体是保护操作人员和盾构机 内部设备的重要结构，通常采
盾构机分类
根据盾构机的用途，可分为地 铁盾构机、市政管道盾构机、 公路盾构机等。
根据盾构机的掘进方式，可分 为开敞式盾构机和气压式盾构 机。
根据盾构机的直径，可分为小 直径盾构机和大直径盾构机。
盾构机发展历程
盾构机最早起源于欧洲，但最早的盾 构机比较简单，仅适用于软土地层。
随着科技的不断进步，现代盾构机已 经实现了自动化、智能化，并广泛应 用于地铁、市政管道、公路等领域。
03
盾构机工作原理
工作原理简介
盾构机是一种隧道掘进的专用工 程机械，通过刀盘旋转切削土体， 同时使用盾构壳体保护作业面和
运输渣土。
盾构机的工作原理基于一个封闭 的作业系统，通过土压平衡、泥 水加压等工法维持开挖面的稳定，
并控制地层变形。
盾构机的工作过程包括挖掘、排 渣、运渣、拼装等环节，各环节 相互配合，实现隧道的高效掘进。
盾构机的构造
盾构机的构造
盾构机的构造
一、盾构的外形和材料
1.盾构的外形
盾构的外形就是指盾构的断面形状，有圆形、双圆、三圆、矩形、马蹄形、半圆形或与隧道断面相似的特殊形状等。
2.制造盾构的材料
盾构主要用钢板（单层厚板或多层薄板）制成，钢板一般用A3钢。
钢板间连接可采用焊接和铆接两种方法，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，高强度螺栓联接，最后焊接成型。
二、盾构的基本构造
（一）盾壳
盾构的壳体由切口环、支撑环和盾尾三部分构成，外壳采用钢板焊接成整体，如图所示。
1.切口环部分
它位于盾构的最前端，用于开挖和挡土，施工时切入地层并掩护开挖作业。
切口环前端设有刃口，以减少切土时对地层的扰动。
切口环的长度主要取决于支撑、。
盾构机的主要部件及技术参数
盾构机的主要部件及技术参数（一）盾构机主要部件盾构机主要部件1、盾体综述盾体根据本工程工况设计，盾体设计为梭型，即前盾直径〉中盾直径〉尾盾直径。
盾体包括三个主要组件：前盾、中盾、盾尾（1）前盾前盾由壳体、隔板、主驱动连接座、螺旋输送机连接座、连接法兰等焊接而成。
主要设计特点如下：①切口耐磨设计及固定搅拌棒前盾前部设计为锥形，并焊有耐磨层，增加耐磨性。
为了改善渣土的流动性，土压仓内隔板上设有两个搅拌棒，每个搅拌棒中间有一个注入添加材料通孔，加上隔板上两个加料孔共四个，其中两个搅拌棒注泡沫，另两个注膨润土。
搅拌棒强制搅拌渣土和添加材料，增加和易性。
搅拌棒表面用耐磨焊条网状堆焊，增加耐磨性。
隔板上有6个铰接式水平超前注浆孔，一个固定式水平注浆孔，满足地质水平加固的需求。
②前舱门人舱内部压力隔板上部设有Φ600mm前舱门孔和一个前舱门。
工作人员通过前舱门进入开挖仓检查更换刀具及处理仓内问题。
③土压传感器开挖仓内配置了6个土压传感器，可将压力信号传给PLC 并直观的显示在主控室内的显示屏上。
④其它隔板上设有一个电液通道和一个水气通道，当维修人员进入土压仓内维修刀盘或者更换刀具时，电液通道给土压仓内提供低压照明电源和焊接电源,水气通道给土压仓内提供切割部件所需的氧气和乙炔以及人员应急呼吸的新鲜空气。
此外隔板上还开有保压孔、进水孔、排水孔等，盾壳壁上设有6个膨润土接口。
（2）中盾中盾和前盾之间采用螺栓连接，中盾主要由连接法兰、两层隔板和米字梁组成。
主要设计特点如下：①铰接密封中盾和盾尾之间采用被动铰接形式，设计有两道密封，一道为橡胶密封，一道为紧急气囊密封。
正常情况下，橡胶密封起作用。
在异常情况下，或者橡胶密封需要更换时，使用紧急气囊密封。
在密封环端部设置压紧块，在压紧块和橡胶密封之间设置挡条，在端部利用调节螺栓使挡条压紧橡胶密封。
压紧的程度可用拧动螺栓进行调整。
图8.1 铰接机构示意图铰接部位设有三种注入口：A孔：用于向铰接密封加注油脂，防止铰接密封的渗透泄漏，沿圆周有6个。
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设备，它通过推进盾构管片来实现隧道的开挖和支护。
盾构机工作原理主要包括盾构机的构造和工作流程两个方面。
一、盾构机的构造1. 盾构机主体结构：盾构机由盾构机壳体、推进系统、刀盘、控制室、螺旋输送机等部份组成。
2. 盾构机壳体：盾构机壳体是盾构机的主体结构，由钢板焊接而成。
它具有足够的强度和刚度，能够承受地下土压力。
3. 推进系统：推进系统由液压缸、推进盾构管片、推进液压站等组成。
液压缸通过推进盾构管片推进盾构机，使其前进。
4. 刀盘：刀盘是盾构机的关键部件，由刀具、刀盘盘片、刀盘盘身等组成。
刀盘的旋转和刀具的作用下，可以将地下土层切割成小块，并通过螺旋输送机输送到地面。
5. 控制室：控制室是盾构机的操作中心，操作员在控制室内通过控制台控制盾构机的运行和推进。
二、盾构机的工作流程1. 准备工作：在开始盾构作业之前，需要进行地质勘察、隧道设计、施工方案制定等工作。
同时，还需要对盾构机进行调试和检查，确保其正常工作。
2. 开挖工作：盾构机开始工作后，首先进行刀盘的旋转，刀具切割地下土层。
同时，螺旋输送机将切割下来的土层输送到地面。
盾构机通过推进系统推进盾构管片，使隧道逐渐延长。
3. 支护工作：随着盾构机的推进，需要对隧道进行支护。
常用的支护方式包括安装钢拱架、注浆加固等。
支护工作的目的是保证隧道的稳定和安全。
4. 后续工作：当盾构机完成隧道开挖后，需要进行后续工作，包括隧道的清理、管道的敷设、设备的安装等。
同时，还需要对盾构机进行维护和保养，以备下次使用。
盾构机工作原理的核心是通过刀盘的旋转和推进系统的推进，实现对地下土层的切割和隧道的开挖。
同时，通过支护工作，保证隧道的稳定和安全。
盾构机的工作流程包括准备工作、开挖工作、支护工作和后续工作。
这些工作环节相互配合，完成为了盾构机的工作任务。
以上是关于盾构机工作原理的详细描述，希翼对您有所匡助。
如有其他问题，欢迎继续提问。
盾构机的构造与工作原理
盾构机的构造与工作原理盾构机是一种用于地下隧道施工的机械设备，它以其高效、快速、安全的特点被广泛应用于城市地铁、隧道、管廊等工程的建设中。
本文将从盾构机的构造和工作原理两个方面进行介绍。
一、盾构机的构造盾构机主要由盾构壳体、刀盘、推进系统、控制室和支撑系统等部分组成。
1. 盾构壳体：盾构壳体是盾构机的主体部分，由环片和壳体拼装而成。
它具有抗压、抗扭转和密封等功能，能够保护工作面的稳定和安全。
2. 刀盘：刀盘是盾构机的核心部件，位于盾构壳体前端。
它由刀盘主轴、刀臂、刀片等组成。
刀盘通过转动带动刀片切削地层，将土层碎块送入机械输送系统。
3. 推进系统：推进系统是盾构机的关键部分，它由推进液压缸、推进腔、推进座等组成。
推进系统通过液压力将盾构壳体向前推进，实现盾构机的整体推进。
4. 控制室：控制室是盾构机的操作中心，位于盾构壳体后部。
操作人员通过控制室内的控制台对盾构机进行控制和监控，实时了解施工情况并进行调整。
5. 支撑系统：支撑系统用于支撑盾构壳体，保证施工面的稳固。
它由液压支撑器、支撑梁、液压缸等组成，能够根据地质情况进行自动调整，确保盾构机的安全运行。
二、盾构机的工作原理盾构机的工作原理主要包括推进、掘进和支护三个过程。
1. 推进：盾构机在施工现场组装完成后，通过推进系统推进盾构壳体。
推进过程中，盾构机的刀盘不断转动，切削地层，同时使用推进液压缸施加推进力，将盾构壳体向前推进。
2. 掘进：在推进的同时，盾构机的刀盘通过旋转切削地层，将土层碎块送入盾构壳体内。
土层碎块经过机械输送系统，通过螺旋输送机或螺旋输送器等方式运出盾构壳体，最终被运出至地面。
3. 支护：在盾构机推进过程中，需要进行支护来保证施工面的稳固。
当盾构壳体推进一定距离后，液压支撑器通过液压力将支撑梁顶起，支撑盾构壳体，同时控制盾构壳体与地面之间的压力平衡，避免地面沉降和土层塌方。
盾构机的工作原理是将推进、掘进和支护等过程有机地结合起来，通过不断推进盾构壳体，实现隧道的快速、高效施工。
盾构基本工作原理及主要构造
Tunnel Engineering盾构与隧道目录01盾构机及其工作原理02盾构机的主要构造新朋友：盾构机及其工作原理（一）盾构的含义盾保持开挖面稳定性的刀盘和压力舱、支护围岩的盾构钢壳构构成隧道衬砌的管片和壁后注浆体采用压缩空气、泥浆、土压及机械等方式对开挖面予以支护，以确保开挖面的稳定（二）基本工作原理盾构前端利用封闭的筒状金属外壳承受来自地层的压力，以防止水土入侵盾构周围通过预制或者现浇的衬砌构筑物来支撑地层，确保洞室的稳定盾构后端盾构机的主要构造开挖系统推进系统注浆系统盾壳导向系统管片安装系统出渣系统导向系统（一）盾壳前盾、中盾、后盾承受水土压力、防止水土侵入、保护仓内安全（二）开挖系统土仓刀盘切口环支撑环主驱动刀盘驱动箱主轴承（三）推进系统主驱动（四）管片拼装系统管片拼装机（五）排渣系统（六）导向系统经纬仪、ELS激光靶、后视棱镜、计算机及数据传输电缆等动态掌握与控制盾构姿态，确保盾构沿着隧道的设计轴线掘进（七）注浆系统注浆泵、注浆管注入浆液，填充空隙，固结地层，确保管片的位置和稳定（八）后配套系统渣土改良系统、盾尾密封系统、润滑系统、液压控制系统、电气控制系统、工业风系统、水循环系统等与前述各系统共同保证盾构正常掘进与隧道成型、1盾构机及其工作原理盾构机的盾与构、盾构机的工作原理2盾构机的主要构造盾壳、开挖系统、推进系统、导向系统、管片安装系统、壁后注浆系统、出渣系统及后配套系统Tunnel Engineering。
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。
盾构机构造
通常由盾构壳体、推进系统、拼装系统、出土系统等
四大部分组成。
1）盾构壳体
盾构壳体由切口环、支承环、盾尾与竖直隔板、水平隔板组成，并由外壳钢板连成整体。
切口环：开挖；上下宽度可以等值、也可以不等值，甚至是活动的。
容纳各种专门的挖土设备。
支承环：承受荷重的核心部分，刚性较好的圆环结构。
水平隔板和竖直隔板：增加盾构刚度，水平承受拉力，竖直承受压力。
盾尾：掩护工人在其内部安装衬砌。
2)推进系统
由盾构千斤顶和液压设备组成，上下左右活塞杆伸出长度不同达到纠偏目的。
盾构千斤顶一般是沿支承环圆周均匀分布的；
3）拼装系统
衬砌拼装器又称举重臂，是拼装系统的主要设备，以油压系统为动力，一般举重臂均安装在支承环上。
举重臂能作旋转、径向运动，还能沿隧道中轴线作往复运动。
完成这些运动的精度应该保证待装配的管片上的螺栓孔能和已装配好的螺栓孔对齐，以便螺栓固定。
4）出土系统
出土方式一般有三种：
（1）有轨运输：皮带运输机－矿车－洞口－垂直起吊至地面。
（2）无轨运输：自卸卡车
（3）管道运输：混合泥浆，压力输出，出土连续化。
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盾构机技术讲座一.盾构机结构（EPB总体结构图）盾构是一个具备多种功能于一体的综合性隧洞开挖设备,它集和了盾构施工过程中的开挖、出土、支护、注浆、导向等全部的功能，目前，盾构机已成为地下交通工程及隧道建设施工的首选设备被广泛使用。
其优点如下:1. 不受地面交通、河道、航运、季节、气候等条件的影响。
2. 能够经济合理地保证隧道安全施工。
3. 盾构的掘进、出土、衬砌、拼装等可实行自动化、智能化和施工运输控制信息化。
4. 掘进速度较快，效率较高，施工劳动强度较低。
5. 地面环境不受盾构施工的干扰。
其缺点为：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。
盾构作为一种保护人体和设备的护体，其外形（断面形状）随所建的工程要求不同有圆形、双圆形、三圆形、矩形、马蹄形、半圆形等。
（如：人行道方形能最大限度的利用空间、过水洞马蹄形符合流体力学、公路隧道半圆形利用下玄跑车）。
而因圆形断面受力好、圆形盾构设备制造相对简单及成本相对低廉，绝大部分盾构还是采用传统的圆形。
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：（4）开胸式；（5）半开胸式（半闭胸式、欠土压平衡式）；（6）闭胸式（土压平衡式）；（7）气压式。
软土盾构机适应于未固结成岩的软土、某些半固结成岩及全风化和强风化围岩。
刀盘只安装刮刀，无需滚刀。
硬岩盾构机适应于硬岩且围岩层较致密完整，只安装滚刀，不需要刮刀。
混合盾构机适应于以上两种情况，适应更为复杂多变的复合地层。
可同时安装滚刀和刮刀。
气压盾构是在加气压状态下的施工模式，即可用于泥水加压式盾构机，也可用于土压平衡式盾构机。
以下以海瑞克公司在广州地铁使用的典型土压平衡式盾构机为例：盾构机总图总体外形尺寸：?6280X75000mm总质量：520t装机总功率：最大掘进速度：80mm/min第一节：主机结构（盾体及刀盘结构）断面形状：圆形、用钢板成型制成，材料为：S335J2G3。
主要由已下部分构成：刀盘、主轴承、前体、中体、推进油缸、铰接油缸、盾尾、管片安装机。
主机外形尺寸：7565mm（L）Ｘ?6250（前体）Ｘ?6240（中体）Ｘ?6230（盾尾）质量：刀盘57t 前体92t 中盾尾26t 主轴承人舱4t 管片安装机总质量约：236T。
（不含各系统设备质量）功能:实现对岩土的开挖、推进、一级出渣、管片安装。
图结主构盾机机构(一)刀盘开挖直径部分硬岩盘口形结构心部件，其核刀盘是盾构机的掘工接影响到施刚式、强度和整体度都直理处故障维修成速度和本，并且出了进的，制造厂家地质情况和不同的不困难。
同的：结构有相同，其常见的刀盘的结构也不角直平角刀盘、面、平面圆角刀盘平面斜。
刀盘下要求：以盾构机刀盘应满足度。
强足够的度和刚有）（1刀盘应开口率。
的应2（）刀盘有较大更方便地够，变层对）（3针地的化能岩软刀盘换硬岩滚刀和软岩齿刀。
（4）刀盘结构应有足够的耐磨强度。
（5）刀盘上应配置足够的渣土搅拌装置。
（6）刀盘上应配置足够的注入口，各口并装有单向阀。
以满足刀具的冷却、润滑和渣土改良。
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：?6280mm ?6130mm（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刀盘转速：min 最大扭矩：脱困扭矩：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。
2. 刀具的配置：刀具的结构、材料及其在刀盘上的数量和位置关系直接影响到掘进速度和使用寿命。
不同的地层条件对刀具的结构和配置是不相同的。
（1）刀具种类：单刃滚刀、双刃滚刀、三刃滚刀（双刃以上的一般都是中心滚刀）、齿刀、切刀、刮刀和方形刀（超挖刀）。
为适应不同的地层，滚刀和齿刀可以互换，所以它们的刀座相同。
单刃滚刀结构图双刃滚刀结构图刀具形式双刃中心刀单刃滚刀中心齿刀用于软土掘进硬岩掘进，，替换用于硬岩掘进用于滚刀，更软在土中可以换装换后可以增，盘面175mm刀刃距刀加齿刀盘中心部分刀的开土碴面掌子面与刀盘间口率。
可利于流动：数量4，，空间大数量：4换装齿刀。
数量：31土利，于形其结构式有利结构刀具，斜面削于结构利软土切中的用。
导仓渣作入土碴流动进土流于碴土动。
进岩掘硬时19同可用做进岩在同时硬掘下：数量。
的刮渣渣作用可刮中16：量数：数量64仿形刀用于局部扩大隧道断面数量：1（2）刀具的破岩机理：分软岩切削机理和硬岩破岩机理。
软岩切削机理是刀具对土层的挤压所产生的剪切力来破坏土层而达到切削效果。
示理机削切具刀土软石岩，采料的易脆性质用滚刀的滚动对质破硬岩岩机理是利用硬材续的机械破岩方连。
要实现法岩切挤压产生的剪力和（冲击力）碾碎石压。
正推动的水平力使一就破岩要在滚刀上施加个正压力和一个滚刀滚挖开上与施平的推进力，水推力是刀盘转动加在滚刀轴于力是来自盾构果，：个条件必须满足两意想刀。
行面平的推力所以滚破岩要达到满效；有一定强度岩工①作面的层要。
小动滚②刀的启扭矩要因：件上足素很难满以条下为因以素因；质①地②滚及质造制刀的量艺工；③滚刀质量一致性；④开挖模式问题。
滚刀滚压破岩示意差异性置（3）刀具配的高组合和刮刀的配置数量和高等级在配刀具置的差异性表现滚刀度差等方面。
表配置差异菱公司三司特维司商制造克海瑞公尔公/mm壳壳盾高出高壳盾出高出度高滚边缘刀盾15-2015-2015-20/mm110/8度高滚心中刀175/8110/10把数/mm/刀滚正面110/25175/30度高110/30/mm/把数：挖的影响及组合高度差对开刀具的高度差利。
泥饼刀具高对防结有①岩。
利于破具的高度差大有②刀。
刀间距间刀与滚刀之的（4）滚刀两大会在。
刀间距过响是影破岩能力的关键因素刀滚的刀间距也，块小碎岩体碾成脊”。
刀间距过小会将岩破之间出现岩的盲区而形成“刀正面小于90mm,的刀间距一般都图距示意刀间体前 (二)构，前的盾位分土和土开，口叫体前又切环是挖仓挡部，于构最端结为圆筒形，前端设有刃口，以减少对底层的扰动。
在圆筒垂直于轴线、约在其中段处焊有压力隔板，隔板上焊有安装主驱动、螺旋输送机及人员舱的法兰支座和四个搅拌棒，还设有螺旋机闸门机构及气压舱（根据需要），此外，隔板上还开有安装5个土压传感器、通气通水等的孔口。
不同开挖形式的盾构机前体结构也不相同。
举例参数：?6250mm（直径）X1700mm（长度）X60mm（板厚）X57t（质量）意图体结构示前装置主驱动1.密承及器主轴马达、八个减速主驱动装置由轴承、八个液压驱动主丝螺齿）圈用体固定，内（法圈通过连接兰用螺丝与前，轴封组成承外驱接圈直、轴承内齿马力带动液压达、减速器液和刀盘连接，借助压动封，外密内密封两外密封和道唇形三旋动刀盘转。
主轴承设置有道唇形密道，后一泥土和浆渗入止性失脂润滑来阻土仓内的渣久道前两采用永的土大气尘内前一道阻止盾体封渗的主封是防止轴承内润滑油漏。
内密渗。
滑油的外承防，侵入后一道止主轴内润：扭脱矩大：参举例数最扭：困矩输出转速：min 主轴承外径：?2600mm 质量：寿命：10000h主驱动结构图(三)中体中体又叫支承环是盾构的主体结构，承受作用于盾构上的全部载荷。
是一个强度和刚性都很好的圆形结构，地层力、所有千斤顶的反作用力、刀盘正面阻力、盾尾铰接拉力及管片拼装时的施工载荷均由中体来承受。
中体内圈周边布置有盾构千斤顶和铰接油缸，中间有管片拼装机和部分液压设备、动力设备、螺旋输送机支承及操作控制台。
有的还有行人加、减压舱。
中体盾壳上焊有带球阀的超前钻预留中体结构示意图可，孔也用等土膨注于润料材。
举例参数：?6240mm（直径）X2580mm（长度）X40mm（板厚）（质量）1. 人员舱人员舱是在需要压缩空气以平衡盾构围岩的水土压力，以保持作业面的稳定作业时使用。
实现操作人员在气压状态下检查、更换刀具及排除工作面异物等工作。
人员舱分普通（主）舱和紧急舱，它们由密封的压力门隔开。
普通舱和盾构前体上的中间舱之间用法兰连接，而中间舱直接焊接在压力隔板上。
通过隔板上的压力门就可以进入土仓。
普通舱和紧急舱横向连接，舱内舱外都装有时钟、温度计、压力计、电话、记录仪、加人员舱结构示意图压阀、减压阀、溢流排气阀即水路、照明系统。
紧急舱的作用是在压缩空气工作时和出现紧急情况时的出入。
进入人员舱的工作人员必须经过身体检查及专业培训，并取得劳动部门的相关资质，在进行加压和减压作业时要严格遵循加压、减压规程，一般参照美国海军潜水规程。
举例参数：结构双舱型、1800mm（长）X2550mm（宽）X1600mm（高）；工作压力：实验压力：容纳人数：普通舱3人、紧急舱2人。
2. 推进油缸盾构的推进机构提供盾构向前推进的动力。
推进机构包括30个推进油缸和推进液压泵站。
推进油缸按照在圆周上的区域分为四组，每组7~8个油缸。
通过调整每组油缸的推进油缸分区不同推力来对盾构进行纠偏和调向。
油缸后端的球铰支座顶在管片上以提供盾构前进的反力，球铰支座可使支座与管片之间的接触面密贴，以保护管片不被损坏。
推进系统油缸的分组如图4-7-4所示，其中红色位置的油缸安装有位移传感器，通过油缸的位移传感器我们可以知道油缸的伸出长度和盾构的掘进状态。
参例数举）；缸各10组数量：30（单、双油缸?220mmX?180mmX2000mm；缸尺寸：油：30Mpa工作压力：35Mpa 作压力最大工34210KN；推力；总：39890KN 大推力最空载）：伸出速度80mm/min（最大1400mm/min速度：最大缩回缸铰接油3.进掘半径整及小曲线能够灵活的进行姿态调时为了使盾构在掘进的盾构接油缸把长径比。
它是通过铰构利时能够顺通过，必须减少盾的铰式和预紧四个铰接油缸统接尾相连来实现的。
铰接系包括十盾中体和。
前进动下被动盾置，尾在主机的拖持般接密接封。