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盾构机定义
? 盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机。盾构的施 工法是掘进机在掘进的同时构建（铺设）隧道之 “盾”（指支撑性管片），它区别于 敞开式施工 法。
? 国际上，广义盾构机也可以用于岩石地层，只是区 别于 敞开式（非盾构法） 隧道掘进机。而在我国， 习惯上将用于软土地层的隧道掘进机称为（狭义） 盾构机，将用于岩石地层的称为（狭义）TBM。
? 中盾处有20个分为4组的推进千斤顶，为盾 构机前进提供推力，千斤顶可以分组控制也 可以单独控制，可实现盾构机上、下、左、 右不同方向的调节。
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? 人仓 ? 中盾上安装有一个双舱的人仓结构，人仓的作用是
提供一个密闭的与土仓压力一致的施工环境，可在 施工过程中根据需要进行刀具的检查更换和土压传 感器的检修等工作，也为进入盾构机前方的施工人 员提供休息的空间。 ? 人仓内的作业可分为常压和带压，开仓作业是有很 高风险的施工，需编制专项施工方案以及做好充足 的安全保障准备和人员、技术准备。
? 切削刀的切削原理则主要是盾构机向前推进的同时，刀具随刀 盘旋转对开挖面土体产生轴向 (沿隧道前进方向 )剪切力和径向 (刀盘旋转切线方向 )切削力，不断将开挖面前方土体切削下来。 切削刀一般适用于粒径小于 400mm的砂卵石、砂土、粘土等 松散体地层。
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3号线一标区间需刀具类型、数量
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? 前盾的后边是中盾，中盾和前盾通过铰接油缸连接。 这两台盾构机的铰接模式是主动铰接，有12个铰 接油缸，分为4组进行控制。
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? 中盾与尾盾是焊接在一起的，因此，对焊接 质量和盾壳定位的要求很高，若盾尾的同轴 度误差过大，会增加掘进姿态和管片拼装质 量的控制难度；而焊接质量较差则直接影响 盾构施工的安全。
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? 管片拼装机的动作有六个自由度，六个自由 度的含义即沿着管片的三维方向进行平移和 旋转的六种方式的自由运动。
? 拼装机的操作由无线遥控器控制，其控制信 号经无线信号接收盒传递至PLC，再通过 PLC控制各液压阀组做相应的动作。
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? 拼装机的正常与否直接影响管片拼装质量和 施工进度，因此在每日掘进过程中，针对拼 装机的故障问题报告要引起足够重视，尽快 通知维修人员进行处理。
? 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）。
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S457/S458盾构机介绍
? 海瑞克S457和S458两台盾构机于2008年10月在 广州海瑞克隧道机械有限公司南沙工厂组装生产。
? 盾构刀盘由钢结构件焊接而成，目前其主流型式有 2种：面板式和辐条式。另外，还有介于2者之间 的辐板式刀盘（由辐条和幅板组成）
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S457刀盘
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? S457/S458盾构机刀盘开挖直径6280mm， 刀盘直径6250mm，开挖直径大于刀盘直 径，可以避免刀盘面板与开挖面的直接接触， 较少磨损和摩擦力。刀盘面板只是刀具以及 渣土改良剂管路的载体，前方土体开挖靠的 是刀具，而不是面板。
? 目前两台盾构机在江联重工维修车间内进行维修、 改造，承担南昌地铁3号线一标区间掘进任务
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盾构机主要组成部分
? 刀盘、刀具 ? 盾体 ? 拼装机 ? 螺旋机 ? 台车及后配套
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刀盘
? 作为盾构机的关键部件之一，刀盘主要起到开挖土 体、稳定工作面及搅拌土砂的功能，因此在掘进过 程中刀盘工作环境恶劣，受力复杂。刀盘型式及结 构关系到盾构的开挖效率、使用寿命及刀具费用。 刀盘配置及选型主要依赖于工程地质及水文地质条 件，不同的地层应采用不同的刀盘型式。
S457二号线出洞时刀具情况
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盾体
? 盾体主要包括前盾、中盾和尾盾三部分，这三部分 都是管状简体，其外径是6.25m，6.24m， 6.23m递减，呈倒锥型。前盾和与之焊在一起的承 压隔板用来支撑刀盘驱动，同时使泥土仓与后面的 工作空间相隔离。承压隔板上在不同高度处安装有 五个土压传感器，可以用来探测泥土仓中不同高度 的土压力。
? 2008年至今先后在广州和深圳及南昌等城市参与 地铁施工，两台盾构机于2015年1月至9月运抵公 司广州盾构维修中心由中船重工公司进行全面维护 保养，该土压平衡盾构机整机长度约75米,盾体长 度8.2米,最小转弯半径200米，总重量约为429吨, 总装机功率约为1660kw,变压器容量2000kVA。
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刀具
? 目前盾构机刀具按切削原理划分，一般公认有滚刀和切削刀两 种类型(根据隧道围岩性质不同、切削目的不同，这两类刀具还 可进一步细分 )。
? 滚刀的切削原理主要是刀具依靠挤压破岩，一般用于岩石隧道 的掘进。当虽然穿越松散地层但有大粒径的砾石 (粒径大于 400mm)、并且含量达到一定比例时，也可采用滚刀型刀具。 另在隧道地质条件复杂多变、岩石 (强度不算太高 )与一般土体 (或粘土或砂土 )交错频繁出现的情况，也有可能采用滚刀型刀 具，即在复合式盾构机中采用。
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? 盾构机盾体上还有各类预留孔，用于水、改 良剂、浆液的注入，尾盾还有三道盾尾刷， 用于紧贴管片，三道盾尾刷形成的两个空腔， 由盾尾油脂填充，进一步确保盾构机内部行 程密闭空间，保证作业安全，若盾尾刷破损 严重，会导致盾体内形成流体的通道，随着 地下水、沙的涌入，严重影响施工安全，因 此盾尾刷的选择和焊接质量也是需要重视的 地方。
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螺旋机
? 旋输送机是土压平衡盾构排土和建立土压平衡的主要设备，安 装于前体的底部和管片拼装机之间，其中线从前向后上扬一定 角度。螺旋输送机工作时，伸入土仓内的螺杆和螺旋叶片在液 压马达的驱动下旋转，渣土在螺旋叶片和机壳的共同作用下， 沿一定角度的螺旋线进行输送提升，至出土口处排出。
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Βιβλιοθήκη Baidu
拼装机
? 管片拼装机是一种设置在盾尾部位，并可以 迅速把管片拼装成确定形式的起重机械。
? 一般管片拼装机的形式有环式、空心轴式、 齿条齿轮式。我们所使用的管片拼装机采用 环式，由回转系统、提升系统、平移系统和 管片夹取系统构成，其中主要部件有大功率 马达、传动轴、传动齿轮、回转盘体、支重 轮、辊轮、提升横梁、水平平移系统、管片 夹取装置。
? 盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机。盾构的施 工法是掘进机在掘进的同时构建（铺设）隧道之 “盾”（指支撑性管片），它区别于 敞开式施工 法。
? 国际上，广义盾构机也可以用于岩石地层，只是区 别于 敞开式（非盾构法） 隧道掘进机。而在我国， 习惯上将用于软土地层的隧道掘进机称为（狭义） 盾构机，将用于岩石地层的称为（狭义）TBM。
? 中盾处有20个分为4组的推进千斤顶，为盾 构机前进提供推力，千斤顶可以分组控制也 可以单独控制，可实现盾构机上、下、左、 右不同方向的调节。
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? 人仓 ? 中盾上安装有一个双舱的人仓结构，人仓的作用是
提供一个密闭的与土仓压力一致的施工环境，可在 施工过程中根据需要进行刀具的检查更换和土压传 感器的检修等工作，也为进入盾构机前方的施工人 员提供休息的空间。 ? 人仓内的作业可分为常压和带压，开仓作业是有很 高风险的施工，需编制专项施工方案以及做好充足 的安全保障准备和人员、技术准备。
? 切削刀的切削原理则主要是盾构机向前推进的同时，刀具随刀 盘旋转对开挖面土体产生轴向 (沿隧道前进方向 )剪切力和径向 (刀盘旋转切线方向 )切削力，不断将开挖面前方土体切削下来。 切削刀一般适用于粒径小于 400mm的砂卵石、砂土、粘土等 松散体地层。
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3号线一标区间需刀具类型、数量
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? 前盾的后边是中盾，中盾和前盾通过铰接油缸连接。 这两台盾构机的铰接模式是主动铰接，有12个铰 接油缸，分为4组进行控制。
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? 中盾与尾盾是焊接在一起的，因此，对焊接 质量和盾壳定位的要求很高，若盾尾的同轴 度误差过大，会增加掘进姿态和管片拼装质 量的控制难度；而焊接质量较差则直接影响 盾构施工的安全。
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? 管片拼装机的动作有六个自由度，六个自由 度的含义即沿着管片的三维方向进行平移和 旋转的六种方式的自由运动。
? 拼装机的操作由无线遥控器控制，其控制信 号经无线信号接收盒传递至PLC，再通过 PLC控制各液压阀组做相应的动作。
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? 拼装机的正常与否直接影响管片拼装质量和 施工进度，因此在每日掘进过程中，针对拼 装机的故障问题报告要引起足够重视，尽快 通知维修人员进行处理。
? 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）。
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S457/S458盾构机介绍
? 海瑞克S457和S458两台盾构机于2008年10月在 广州海瑞克隧道机械有限公司南沙工厂组装生产。
? 盾构刀盘由钢结构件焊接而成，目前其主流型式有 2种：面板式和辐条式。另外，还有介于2者之间 的辐板式刀盘（由辐条和幅板组成）
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S457刀盘
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? S457/S458盾构机刀盘开挖直径6280mm， 刀盘直径6250mm，开挖直径大于刀盘直 径，可以避免刀盘面板与开挖面的直接接触， 较少磨损和摩擦力。刀盘面板只是刀具以及 渣土改良剂管路的载体，前方土体开挖靠的 是刀具，而不是面板。
? 目前两台盾构机在江联重工维修车间内进行维修、 改造，承担南昌地铁3号线一标区间掘进任务
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盾构机主要组成部分
? 刀盘、刀具 ? 盾体 ? 拼装机 ? 螺旋机 ? 台车及后配套
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刀盘
? 作为盾构机的关键部件之一，刀盘主要起到开挖土 体、稳定工作面及搅拌土砂的功能，因此在掘进过 程中刀盘工作环境恶劣，受力复杂。刀盘型式及结 构关系到盾构的开挖效率、使用寿命及刀具费用。 刀盘配置及选型主要依赖于工程地质及水文地质条 件，不同的地层应采用不同的刀盘型式。
S457二号线出洞时刀具情况
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盾体
? 盾体主要包括前盾、中盾和尾盾三部分，这三部分 都是管状简体，其外径是6.25m，6.24m， 6.23m递减，呈倒锥型。前盾和与之焊在一起的承 压隔板用来支撑刀盘驱动，同时使泥土仓与后面的 工作空间相隔离。承压隔板上在不同高度处安装有 五个土压传感器，可以用来探测泥土仓中不同高度 的土压力。
? 2008年至今先后在广州和深圳及南昌等城市参与 地铁施工，两台盾构机于2015年1月至9月运抵公 司广州盾构维修中心由中船重工公司进行全面维护 保养，该土压平衡盾构机整机长度约75米,盾体长 度8.2米,最小转弯半径200米，总重量约为429吨, 总装机功率约为1660kw,变压器容量2000kVA。
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刀具
? 目前盾构机刀具按切削原理划分，一般公认有滚刀和切削刀两 种类型(根据隧道围岩性质不同、切削目的不同，这两类刀具还 可进一步细分 )。
? 滚刀的切削原理主要是刀具依靠挤压破岩，一般用于岩石隧道 的掘进。当虽然穿越松散地层但有大粒径的砾石 (粒径大于 400mm)、并且含量达到一定比例时，也可采用滚刀型刀具。 另在隧道地质条件复杂多变、岩石 (强度不算太高 )与一般土体 (或粘土或砂土 )交错频繁出现的情况，也有可能采用滚刀型刀 具，即在复合式盾构机中采用。
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? 盾构机盾体上还有各类预留孔，用于水、改 良剂、浆液的注入，尾盾还有三道盾尾刷， 用于紧贴管片，三道盾尾刷形成的两个空腔， 由盾尾油脂填充，进一步确保盾构机内部行 程密闭空间，保证作业安全，若盾尾刷破损 严重，会导致盾体内形成流体的通道，随着 地下水、沙的涌入，严重影响施工安全，因 此盾尾刷的选择和焊接质量也是需要重视的 地方。
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螺旋机
? 旋输送机是土压平衡盾构排土和建立土压平衡的主要设备，安 装于前体的底部和管片拼装机之间，其中线从前向后上扬一定 角度。螺旋输送机工作时，伸入土仓内的螺杆和螺旋叶片在液 压马达的驱动下旋转，渣土在螺旋叶片和机壳的共同作用下， 沿一定角度的螺旋线进行输送提升，至出土口处排出。
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Βιβλιοθήκη Baidu
拼装机
? 管片拼装机是一种设置在盾尾部位，并可以 迅速把管片拼装成确定形式的起重机械。
? 一般管片拼装机的形式有环式、空心轴式、 齿条齿轮式。我们所使用的管片拼装机采用 环式，由回转系统、提升系统、平移系统和 管片夹取系统构成，其中主要部件有大功率 马达、传动轴、传动齿轮、回转盘体、支重 轮、辊轮、提升横梁、水平平移系统、管片 夹取装置。