盾构机技术参数

TB 880E隧道掘进机一、概述TB 880E型隧道掘进机由德国维尔特（Wirth）公司制造。

TBM 880E型隧道掘进机为开敞式硬岩掘进机，适用于硬岩的一次成型开挖。

隧道掘进机的英文为“Tunnel Boring Machine”，所以隧道掘进机又简称为“TBM”。

TBM集机、电、液、气、仪于一体，采用微电脑全程监控操作。

采用TBM施工，无论是在隧道的一次成型、施工进度、施工安全、施工环境、工程质量等方面，还是在人力资源的配置方面都比传统的施工工法有了质的飞跃，实现了隧道施工工厂化作业。

该机曾用于18.46km的西康铁路秦岭隧道施工，最高月进度达528.1m。

在6113m长的西安南京铁路磨沟岭隧道的施工中，创造最高日掘进达41.3m，最高月掘进达573.9m的国内新记录。

TBM具有优良操作性能，其主要特点是使用可靠性的内外凯（Kelly）机架。

TBM主机主要由刀盘、刀盘护盾、主轴承与刀盘驱动器、辅助液压驱动、主轴承密封与润滑、内部凯式、外部凯式与支撑靴、推进油缸、后支撑、液压系统、电气系统、操作台、变压器、行走装置等组成。

外凯机架上装有X型支撑靴；内凯机架的前面安装主轴承与刀盘驱动，后面安装后支撑。

刀盘与刀盘驱动由可浮动的仰拱护盾、可伸缩的顶部护盾、两侧的防尘护盾所包围并支承着。

刀盘驱动安装于前后支撑靴之间，以便在刀盘护盾的后面提供尽量大的空间来安装锚杆钻机和钢拱架安装器。

刀盘是中空的，其上安装许多刮板和铲斗，将石碴送到置于内凯机架中的输送机上。

后配套系统为双线轨道及加利福尼亚道岔系统，装有主机的供给设备与装运系统，石碴的运输通过矿车运出。

后配套系统由若干个平台拖车和一个皮带桥组成，皮带桥用来联接平台拖车与主机，平台拖车摆放在仰拱上的轨道上。

前进时皮带桥被TBM后端拉着，在掘进过程中后配套平台拖车是固定的，在掘进结束时被两个液压油缸牵引。

在后配套系统上，装有TBM液压动力系统、配电盘、变压器、总断电开关、电缆卷筒、除尘器、通风系统、操纵台、皮带输送系统、混凝土喷射系统、注浆系统、供水系统等。

另外在TBM拖车上还安装有钢拱架安装器、仰拱块吊装机、超前探测钻机、锚杆钻机、风管箱、辅助风机、除尘器、通风冷却系统、机器通讯系统、数据处理系统、导向系统、瓦斯监测仪、注浆系统、混凝土喷射系统、高压电缆卷筒、应急发电机、空压机、水系统、电视监视系统等辅助设备。

二、TBM技术参数1、外形尺寸掘进机型号TBM 880E掘进直径8800mm扩孔直径8900mm外形尺寸（主机）25530×8800×8800mm（其中后部斜坡1680mm长）掘进速度 1.0m/h（饱和抗压强度260MPa时）3.5m/h（饱和抗压强度100～120MPa时）主机重量780000 kg2、主轴承主轴承设计寿命25000h主轴承使用寿命≮15000h主轴承密封寿命≥25000h大齿圈使用寿命≥25000h3、刀盘驱动主驱动动力8×430kW =3440 kW主驱动型式双速可逆电机主驱动转速 2.7/5.4 rpm主驱动扭矩（效率95%时）5800 kNm脱困扭矩8700 kNm最大推进力21000kN步进行程1800mm辅助驱动型式液压马达辅助驱动转速正转0～1.0 rpm，反转0～0.26 rpm辅助驱动扭矩（效率75%时）10500 kNm辅助驱动功率385 kW4、支撑系统支撑靴数量16个额定支撑力41000 kN最大总支撑力60000 kN接地比压 1.9MPa撑靴缸数量32个撑缸靴（缸径×杆径×行程）300×200×800mm5、刀具滚刀直径432mm滚刀数量中心刀6把，正滚刀62把，边滚刀3把承载力25000 kg /把刀痕间距正滚刀84～31mm，边刀80～14 mm 扩孔刀2把6、变压器变压器容量2700 kV A×2功率因素补偿1200 kV A一次线圈电压10 kV二次线圈电压690/400/2307、后配套系统型式双轨系统拖车轨距2980mm列车轨距900mm后配套总长210m最小转弯半径500m斜轨坡度20‰拖车标准长度10m输送带宽1200mm输送带厚11mm输送速度0～2m/s输送能力770m3/h皮带桥的皮带机长26m装碴皮带机长160m装碴长度80m8、TBM辅助设备仰拱块吊机起吊能力13000 kg超前钻机工作范围摆角120°，仰角10°超前钻机钻孔直径Φ51mm，30m深；Φ102mm，20m深超前钻机功率55 kW（由锚杆钻机动力站提供）锚杆钻机数量、型号4台、HS300S锚杆钻机钻孔直径Φ381mm，3.5m深锚杆钻机功率2×55kW风管箱储存量100m，风管直径Φ2.2m辅助风机20m3/s，45kW，带消音器除尘器型式湿式带增压器和消音器除尘器型号36MRDE/RS/STD除尘器功率100 kW，10m3/s通风冷却系统数量、型号2套、LKM2－290通风冷却系统制冷能力2×290kW通风冷却系统压缩机功率2×90kW通风冷却系统风机功率2×22kW机器通讯系统型号WSA6数据处理系统型号WDA8导向系统型号ZED260瓦斯监测仪型号Exytron50109、后配套辅助设备注浆系统型号MT－7557注浆系统连续搅拌机型号HCM300E连续搅拌机能力、功率6m3/h、5.5kW注浆系统搅拌器型号HRW160搅拌器容量、电机功率160L、0.75kW注浆泵型号ZMP725注浆泵能力160L/min（1.5MPa时），最大190 L/min 注浆泵液压站型号HPU726/压力21MPa/电机功率9.2kW湿式混凝土喷射机型号AL－277，功率30kW，能力3～14m3/h 喷射机械手型号AL－303，功率22kW电缆卷筒容量400m应急发电机型号P200应急发电机功率350 kV A，400V/3相/50Hz空压机SSR－MH132型，风冷式螺杆空压机空压机容量及功率22 m3/min，132 kW，风压0.85 MPa供水系统2×7.5kW＋18.5kW排水系统22kW＋54kW三、隧道运输系统技术参数1、标准平板车每台总长（挂钩中心）6200mm平板长5500mm总宽1800mm轴距3000mm平板离轨面高度600mm平板上材料的稳定插座立柱式车轮直径Φ350/390mm轨距900mm载重16000 kg自重3500 kg数量17台2、搅拌罐容量 6.0m3宽1800mm高（平板至罐顶）1800mm载重12000 kg自重3200 kg动力18kW电动液压驱动数量4台3、仰拱块车总长（挂钩中心）6300mm平板长5750mm总宽1800mm轴距3000mm仰拱块固定半圆弧床车轮直径Φ350/390mm轨距900mm载重12000 kg自重3500 kg数量4台4、钢拱架/钢轨车总长（挂钩中心）6300mm总宽1800mm轴距3000mm平台离轨面高度560mm车轮直径Φ350/390mm 轨距900mm载重16000kg自重3300 kg数量4台5、矿车容量20m3总长（挂钩中心）7600mm总宽1600mm转向架中心距5000mm车轮直径Φ350/390mm 轨距900mm载重33000 kg自重7500 kg数量36台6、人车容量18人总长（挂钩中心）5500mm车厢长4800mm车宽1500mm高度1700mm轴距2800mm车轮直径Φ350/390mm 轨距900mm自重3400 kg数量4台7、45 t机车（秦岭隧道南口）重量45000 kg轨距900mm总长6850mm宽度1800mm高度2400mm轴距3000mm车轮直径 Φ1000mm 最小转弯半径 40m最大车速 1档18km/h ，2档28km/h ，直接档33 km/h 数量 6台8、35 t 机车（秦岭隧道北口）重量 35000kg 轨距 900mm 总长 6500mm 宽度 1700mm 高度 2400mm 轴距 2600mm 车轮直径 Φ860mm 最小转弯半径 30m最大车速 1档15km/h ，2档33km/h ，直接档38 km/h 数量 5台四、TBM 主要结构简介1、刀盘刀盘结构见图1，刀盘为焊接的钢结构件，由两半圆通过螺栓联接后再焊接成一体，以便于运输。

刀盘上的滚刀为背装式，刀座为凹式，这种结构的刀盘安装刀具方便，并且刀盘与掌子面的距离保持最小，能有效地防止在断层破碎地质条件下刀盘被卡住。

沿着刀盘圆周安装的刮板和铲斗将切削石碴从底部输送到顶部，然后沿着碴槽落到输送机的碴斗上。

敞开式铲斗与刮板向刀盘中心延伸一定距离，使得大量的石碴在落到底部之前进入铲斗，减少了石碴的二次挤压和铲斗刮板的额外磨损，刮板是用螺栓联接的可更换的耐磨板。

刀盘支承在主轴承上，用液压膨胀螺栓与轴承的旋转件相连。

刀盘支撑在刚性定位的内凯机架与液压预载的仰拱护盾上，在岩层变化时，刀盘不会下落和摆动，从而保持刀盘的轴线位置不变，确保滚刀在各自的切缝中，减少作业时的振动和滚刀的磨损。

刀盘配备有一套喷水系统，用以对掌子面的灰尘进行初步控制，也用以使滚刀冷却。

通过内凯机架上的人孔可以进入刀盘的内部，通过刀盘上的人孔可以进入掌子面。

人孔图1：刀盘2、刀盘护盾刀盘护盾见图2。

刀盘护盾由液压预载的抑拱护盾和三个可伸缩的拱形护盾组成。

刀盘护盾从刮板至隔板遮盖着刀盘，提供钢拱架安装及锚杆安装时的安全防护，防止大块岩石堵塞刀盘。

并在掘进时或掘进终了换步时，支撑住掘进机的前部。

护盾通过油缸联接带动隔板，护盾随刀盘浮动。

护盾上的预载油缸承受刀盘及驱动装置的重量，保持护盾与隧道仰拱相接触，并将石碴向前推动进行清理。

图2：TBM 880E掘进机刀盘护盾示意图1—顶部护盾2—侧护盾3—临时支承3、主轴承与刀盘驱动主轴承是一个双轴向径向式三维滚柱轴承，见图3。

刀盘驱动有两套动力，见图4。

轴承内圈上的内齿圈是轴承的组成部分，刀盘用液压膨胀螺栓与内齿圈相联接。

刀盘由相同的8套刀盘驱动装置共同经由内齿圈驱动。

驱动小齿轮由两个轴承支承，小齿轮的传动轴2通过齿形联轴节3与水冷式双级行星减速器8相联，然后通过摩擦式离合器6与驱动电机7相连。

正常作业时，刀盘由双速水冷电机7驱动，电动机装于两外凯机架之间，双速可逆式电机允许刀盘在不稳定的软弱围岩地质条件下半速驱动，在不利的承受径向力的滚柱轴承承受轴向力的主滚柱轴承图3：主轴承组成示意图条件下为了刀盘脱困允许电机反转。

微动时由液压马达4驱动，用以使刀盘旋转到换刀位置以便更换滚刀或进行维修保养作业。

图4：TBM 880E 掘进机 刀盘驱动示意图1－内齿圈 2－传动轴 3－齿形联轴节 4—液压马达 5－齿形联轴节 6—摩擦式离合器 7－双速水冷驱动电动机 8－双级水冷行星减速器4、主轴承密封与润滑主轴承密封由三个唇式密封构成，此密封又用迷宫式密封保护。