盾构机姿态控制与纠偏

盾构机姿态控制与纠偏
盾构机姿态控制与纠偏

土压平衡盾构机姿态控制与纠偏

目录

一、姿态控制 (3)

1、姿态控制基本原则 (3)

2、盾构方向控制 (3)

3、影响盾构机姿态及隧道轴线的主要因素 (6)

二、姿态控制技术 (10)

1 、滚动控制 (10)

2、盾构上下倾斜与水平倾斜 (11)

三、具体情况下的姿态控制 (12)

1 、直线段的姿态控制 (12)

2 、圆曲线段的姿态控制 (13)

3、竖曲线上的姿态控制 (14)

4、均一地质情况下的姿态控制 (15)

5、上下软硬不均的地质且存在园曲线段的线路 (15)

6、左右软硬不均且存在园曲线段的线路 (15)

7、始发段掘进调向 (16)

8 、掘进100m 至贯通前50m 的调向 (16)

9 、贯通前50 米的调向 (17)

10 、盾构机的纠偏 (17)

11 、纠偏的方法 (18)

四、异常情况下的纠偏 (19)

1 、绞接力增大,行程增大 (19)

2、油缸行程差过大 (20)

3、特殊质中推力增加仍无法调向 (20)

4 、蛇形纠偏 (22)

5 、管片上浮与旋转对方向的影响 (22)

五、大方位偏移情况下的纠偏 (23)

、姿态控制

1 、姿态控制基本原则

盾构机的姿态控制简言之就是,通过调整推进油缸的几个分组区的推进油压的差值,并结合绞接油缸的调整,使盾构机形成向着轴线方向的趋势,使盾构机三个关键节,是(切口、绞接、盾尾)尽量保持在轴线附近。以隧道轴线为目标,根据自动测量系统显示的轴线偏差和偏差趋势把偏差控制在设计范围内,同时在掘进过程中进行盾构姿态调整,确保管片不破损及错台量较小。通常的说就是保头护尾。测量系统主要的几个参数:盾首(刀盘切口)偏差:刀盘中心与设计轴线间的垂足距离。盾尾偏差:盾尾中心与设计轴线间的垂足距离。趋势:指按照当前盾构偏差掘进,每掘进1m产生的偏差,单位mm/m。滚动角:指盾构绕其轴线发生的转动角度。仰俯角:盾构轴线与水平面间的夫角。

2、盾构方向控制

通过调节分组油缸的推进力与油缸行程从而实现盾构的水平调向和垂直调向。不同的盾构油缸分组不同,分组的数量越多越利于调向。所有的油缸均自由的方式对调向最为有利。

方向控制要点:

( 1 )控制要点:以盾尾位置为控制点

1例如在盾构通过富水岩层中,管片己上浮和旋转,因此需要提前对盾构头部

姿态作出调整,一般情况下会通过人工测量反馈一定的上浮量,将垂直姿态适当的下调一定的比例,如上浮100mm时,需将整体姿态向下50mm。确保盾尾管片的姿态在控制轴线允许偏差范围内。

( 2 )调节量控制

一般情况下掘进调节量5mm/m以内较为合理,线性最佳,特殊情况下,可根据线路的转弯半径提前进行调节。例如在左转时,进入转弯曲线前,需提前向左边进行适当的偏移。因此主司机必须提前掌握整个线路的走向以及趋势,确保方向能够更加缓和的调整。

( 3 )趋势调节趋势一般情况下不能太大,否则会造成急于纠偏的现象,大趋势变化由大方位变化而来。趋势要与管片银行量调整大小匹配,在管片能够调整的范围内进行调向。也就是要跟着管片方向进行调向。反之则容易使管片与盾尾卡死,绞接力及行程会增力口。

( 4 )油在工行程差

一般情况下油在工行程差不大于50mm,在特殊情况下油缸行程差值也不要大于60mm。

油缸行走的差值,直接反映了调向的快慢,例如左边的油在工行程比右边的行程多行走50mm,那么方向将向右边偏移,一般情况下调节的行走行程的差值不大于管片调形量,例如管片银行量为38mm,那么每环最大的调节行程差控制在38mm以内较为合适,否则过快的调向会造成卡盾现象(5)铰接控制对于被动式铰接来说,铰接基本处于自由的状态,切口及盾尾的

姿态趋势决定了铰接的位置状态,一般来讲,如果切口和盾尾的位置状态控制的好的情况下,则铰接的位置状态也会比较理想,如果铰接位置偏离施工轴线较小,则不需要做刻意的调整,只需要使切口保持在施工轴线附近进行推进,再控制好盾尾的姿态,则铰接也可以回到施工轴线的附近,但如果铰接偏离施工轴线比较大,则需要通过调整推进方法进行调整,一般我们采取梯形推进的方法进行调整,即以靠近施工轴线的趋势推进一段距离,然后再以平行施工轴线的趋势推进一段距离,以此方法重复进行一段距离的推进后,则铰接的位置状态一般情况下可以在较短的距离内调整到施工轴线附近。

一般情况下铰接行程在其油缸总行程的中卫左右以下,例如铰接油缸极限行程为140mm一般情况下油缸进行控制在80mm以下较为合适,但是也不易过小,控制在30mn以上。

( 6 )速度与调向的关系掘进速度的快慢与调向也有直接的关系,在一般情况下,速度慢对调向更为有利,因此在调向困难时,一定要放慢掘进速度已确保方向可控,并且每掘进300-500mm的油在工行程,观察姿态的变化是否与调节的方向相一致。如果行程差在增大而方向没有任何变化或向相反的方向移动,那么需立即停机并将情况及时的反馈至相关人员进行测量核定。

3、影响盾构机姿态及隧道轴线的主要因素

在进行盾构法隧道施工中,由于盾构机是始终悬浮于原状土体之内的,整条隧道必须一次成型,不具有调整性。所以在施工中必须事先分析好一些影响施工的主要因素,从而确定相应的解决方案,以保证隧道的整体成型质量,

其中对盾构机姿态及隧道轴线的影响又是最主要的因素,需要进行系统地分析具体的解决。

主要包括以下几个方面:

(1)随地设计轴线的影响。隧道的总体设计除了要满足地铁运行的使用要求以外,对于盾构法施工,还应在设计中充分考虑到盾构法施工的特点,发挥盾构法施工的长处,避免一些不必要的难点,以保证施工的顺利高效进行。对于既有的隧道轴线,应充分地对设计轴线进行系统地分析研究。对不同的设计线型,确定具体的施工方案,主要包括:在设计轴线的基础上,结合盾构法施工的特点制定出一条指导施工的施工轴线;确定小半径施工、穿越建构筑物及河流施工、穿越不同地层施工等特殊工况的施工方案;确定具体的测量检测方案;确定轴线调整预案等。

( 2 )隧道穿越地层的地质状况的影响

盾构机在掘进中,所穿越的地层直接影响到盾构机及隧道的整体受力情况,尤其是在两种不同的地层之间进行掘进中,盾构机的受力情况更加复杂,给掘进中的姿态控制造成了较大的难度,所以在施工中,要对隧道穿越地层的地质情况进行系统地分析,事先确定施工方案,以保证施工的顺利进行。(3)隧道测量的影响在隧道掘进过程中,测量的正确性、准确性及精确性是至关重要的,它直接觉得了盾构机的掘进方向,所以在施工中应保证测量的万无一失,并经常进行复测,并对现有测量成果进行及时调整,保证隧道轴线的正确性。对于管片上浮或旋转造成测量系统出现问题,此时主司机要密

切注意油缸进程差值的变化以及线路是否正确,在发现异常时及时反馈至相关人员对测量系统进行校核,确保我们的“眼睛”是正确的。重庆 5 号线就是出现过由于管片上浮和旋转引起的测量系统误差问题。

(4)隧道管片型式的影响管片的不同形式对隧道的掘进有着不同的影响,目前国内普遍的管片设计形式是有两种类型即全部采用鍥行量一样的通用环和采用标准环(直线环)、左转弯环、右转弯环的形式,一般设计方会出具隧道的整体管片排列图,但根据具体的施工情况会做出相应的调整,同时根据管片的不同拼装方式(主要有通缝拼装和错缝拼装),也应确定相应的施工方

( 5 )地表建构筑物等的影响隧道掘进过程中,地表的附着物(包括建构筑物及河流等)也会对盾构机及隧道的受力情况造成一定影响,需要进行具体分析,并确定相应的施工方案,保证隧道掘进的整体安全性及质量规范要求。

( 6 )设备方面的影响隧道掘进过程中是否会出现小转弯半径是设备选型方面的一个关键,因此首先要在掘进前就确定设备最小的转弯半径值以确保能够顺利通过圆曲线段。

( 7 )刀具更换的方面的影响一般情况下盾构设备的最小转弯半径曲线是要求在全盘是斤刀的情况下模拟的,因此在掘进前就要考虑刀具更换的位置确定相应的更换方案,己确保能够顺利的通过曲线段。

(8)铰接形式方面的影响不同型式的盾构机其具体的原理也是有一些微秒的差别,就土压平衡式盾构机而言,其区别主要表现在铰接型式上。我们知道,现在的盾构机主要存在两种类型的铰接型式,一种是以日本、法国等国家生

产的盾构机为代表的,采用的是主动式铰接型式,俗称“死绞”,这种型式

的铰接,一般设置在滚钩机的中段(我们称之为“支承环”) ,每组铰接油缸的液压回路是独立的,可以独立操作,一般情况下是处在锁定状态的,盾

构机的前后部分在铰接锁定状态下采用螺栓及销轴的机械连接,盾构机的前后部分不会产生相对的运动,是一个固定的整体,就像没有铰接一样,只有

在盾构机偏离轴线较大或处于小半径曲线的掘进中,才有必要打开铰接,但

铰接的打开度需要提前计算打开角度,然后按计算值将铰接打开到所设定的

角度后,讲铰接锁定,然后再进行推进。这种铰接型式在进行直线段隧道的

掘进的施工中是比较有利的,操作人员在施工中可以不用考虑铰接的姿态位置,盾构机的纠偏操作也比较简单易行,在与轴线的偏差值不是特别大的情

况下,可以非常有效的控制盾构机的姿态,盾构机在覆土内的运行也比较稳定,基本不会产生较大的切口上浮及下沉,但在进行小半径曲线段施工的过

程中,这种铰接型式就存在机动性能不好,纠偏效果不好等弊端,并且在盾

构机与轴线偏差值较大的情况下,盾构机的纠偏会比较困难,并且会使盾构

及管片局部受力,造成盾构机或者管片的损伤,影响管片的成环质量以及工

程的整体质量;另一种是以德国生产的盾构机为代表的,采用的是被动式铰接型式,俗称“活铰”这种型式的铰接,一般设置在盾构机的前段与盾尾的连接处,魅族铰接油缸的液压回路是互相联通的,保持有相同的油缸压力,在推进的过程中可以进行“放松”和“拉紧”的操作,一般情况下处于“锁定”状态下,但其锁定状态与主动铰接的锁定有着本质上的区别,不是靠硬性机

械连接,而是靠闭合液压回路的进出油路来起到锁定作用,每组铰接油缸的

液压回路还是保持互相连通,受外力较大的铰接油缸行程会相应的逐渐伸长,受外力较小的铰接油缸行程会相应缩短,这种铰接型式,可以非常有效的起到保护管片的作用,可以适应各种型式的掘进轴线要求,具有较高的机动性,比较适应较大的变坡以及小半径隧道的施工工况,能够有效的保证管片的成环质量及隧道的整体质量,然而,由于盾尾始终处于游离状态,所以盾尾的姿态主要取决于管片的姿态,操作手在进行盾构姿态调整中,只能对其切口的高程及平面进行调整,所以如果要将盾构机的姿态调整到理想的状态,就要综合考虑切口、铰接、盾尾以及管片的相对姿态与位置,对操作手的综合素质有较高的要求,同时由于铰接部位的频繁运动,会造成铰接密封部件的较大磨损,很容易造成盾构机铰接部位密封件损坏以及的漏水漏浆,影响掘进工作的正常进行。由于被动式铰接盾构机的姿态控制存在较高的技术要求,如果控制好的话会得到比较好的效果。

( 9 )其他方面的影响在掘进中,影响盾构机姿态及隧道轴线控制的因素还很多,主要包括、地下水及地下不明物、隧道自身游离偏移等,都需要在具体施工中根据具体情况进行具体的分析解决。

二、姿态控制技术

1 、滚动控制

( 1 )刀盘旋转方向

刀盘的转速主要由地层的软硬情况来确定,一般情况下硬岩采用高转速,因此滚动角变化也会很快,这时要及时调整转向,每掘进一定的行程将进行刀盘的换向以确保滚动值在正确的范围内,不同的地层滚动值变化快慢也不同,其受到盾壳与地层间的摩擦力的影口向,一般情况下每一环都要进行几次换向,300-SOOmr须换向一次,滚动值一般控制在 + —5mm/m以内,特殊情况下不要超过J 10mm/m同时在掘进过程中如果发生一边转向掘进较快时请注意刀具磨损的情况。

( 2 )管片采取左右交叉顺序

( 3 )调整两腰推进油缸,使其轴线与盾构轴线不平行,增加摩擦力

2 、盾构上下倾斜与水平倾斜

( 1 )倾斜量应控制在2°/o 以内

滚动角控制在+—10mm/m 以内,滚动角太大盾构不能保持正确的姿态,影响管片的拼装质量。可翻转刀盘来减小。

( 2 )通过推进油缸的调整逐步纠正盾构机切口位置的控制可以通过调节几个推进油缸区域推进压力的差值来进行调整,当两腰的推进压力基本相同时,盾构切口平面会保持向前,若两腰的推进存在差值时,则盾构切口将产生调向的趋势,盾构方向左偏时,提高左侧的油缸推力,盾构方向下偏时,提高下边的油缸推力,反之亦然。一般在进行直线段顶进过程中,应尽量使盾构机切口的位置保持在施工轴线的,10mm ~ +

10mm范围之间,在盾构机姿态不好需进行纠偏时,可以适当放大切口

位置范围,但也应尽量控制在施工轴线的,20mm~ + 20mm范围之间, 最大不应超过30mm, 以免对盾构机的姿态造成进一步破坏;在进行转弯或变坡段顶进的过程中,应才是前对切口偏移位置进行预测算,并在推进的过程中适当调整各区推进油缸的推进压力差,以保证盾构机切口在推进的过程中始终保持在施工轴线的允许偏差范围内,一般情况下,我们会将允许偏差范围向曲线的中心方向作适度的偏移,以保证盾构机能够较好的控制在施工轴线附近。

三、具体情况下的姿态控制

1 、直线段的姿态控制

在进行直线段的推进时,应尽量控制切口位置保持在施工轴线的,10mm~ + 10mm 范围之间最大控制在施工轴线的-20mm~ +20mm 范围之间,左右两侧的推力应始终保持一致,并根据实际的刀盘受力情况作微小调整,使两侧油缸行程保持一致,左右油缸行程差值最大不应超过50mm合理控制铰接及盾尾位置,使之位置偏差亦控制在- 20 一 + 20m m的偏差范围之内,如出现超出偏差范围的情况,应及时作纠偏处理,纠偏时切口的位置亦要保持在—20 一+ 20mm 的偏差范围之内,严禁在纠偏过程中过大的调整切口位置,造成后续推进中的姿态失控;绞接油缸的行程应始终控制在30-80mm的范围之内,并且左右的绞接油缸行程差值不应超过10mm,如果出现超出偏差范围的情况,应及时作

纠偏处理,以保证绞接部位能够起到正常的保护调整作用,避免绞接部件的局部受损。

2 、圆曲线段的姿态控制

圆曲线段的姿态控制在进行圆曲线段的推进时,应提前计算好左右油缸行程的超前量。超前量的值可以通过计算求出,也可以通过AutoCAD 绘图直接量取。在推进过程中,切口的控制中心应向着因曲线的圆心方向作出一定量的偏移。偏移量的大小视圆曲线的半径大小而定,半径越小偏移量越大,推进中应控制切口位置保持在设定的控制中心附近,正常施工时的误差不应超过-10-+10mn,最大应控制在-20-+20mm间,左右两侧的油在工推力应始终保持有一定的差值,并根据实际的刀盘受力情况作微小调整,使两侧油在工行程差值与才是前计算得出的超前量的值保持一致,左右油缸行程差值与超前量之间的最大误差不应超过10mm。按照设计部门给出的曲线段的管片排列图进行管片选型拼装,并祝具体的施工情况进行管片处理,通过换形传力衬垫对管片姿态进行微量调整,并控制好环面平整度及喇叭度。

合理控制绞接及盾尾位置,盾尾的控制中心应向着圆曲线的圆心方向作出一定量的偏移,偏移量的大小视圆曲线的半径大小而定,半径越小偏移量越大,盾尾(绞接)的控制中心应向着背离圆曲线圆心的方向作出一定量的偏移,偏移量的大小视圆曲线的半径大小而定,半径越小偏移量越大,推进中应控制盾尾及绞接位置保持在设定的控制中心附

近,位置偏差亦控制在-20-+20mm 的偏差范围之内,如出现超出偏差范围的情况,应及时作纠偏处理,纠偏时切口的位置亦要保持在-20-+20mm 的偏差

范围之内,严禁在纠偏过程中过大的调整切口位置,造成后续推进中的姿态失控;绞接油在工的行程应始终控制在40-100mm勺范围之内,如果出现超出范围的情况,应及时作纠偏处理,以保证绞接部位能够起到正常的保护调整作用,避免绞接部件的局部受损。

3 、竖曲线上的姿态控制

竖曲线上的姿态控制相对比较简单,主要控制好盾构的坡度变化,在进行直线段的推进时,应尽量控制切口位置保持在轴线附近,正常施工时的误差不应超过-10-+1 Omni最大应控制在-20-+20mm之间,同时控制盾构机坡度与设计轴线纵坡基本保持一致,最大误差不应超过2% ,应根据实际盾构坡度值调整好上下两组推进油在工的推进油压,使盾构机的坡度保持在稳定的状态下,并根据实际的刀盘受力情况作微小调整,使上下油缸行程保持一致,上下油在工行程差值最大不应超过50mm,合理控制绞接及盾尾位置,使之位置偏差亦控制在—20-+20mm

的偏差范围之内,如出现超出偏差范围的情况,应及时作纠偏处理,纠偏时切口的位置亦要保持在—20-+20m m的偏差范围之内,严禁在纠偏过程中过大的调整切口位置,造成后续推进中的姿态失控;绞接油在工的行程应始终控制在30-80mm 的范围之内,并且上下的绞接油在工行程差值不应超过10mm,如果出现超出偏差范围的情况,应及时作纠偏处理,以保证绞接部位能够起到正常的保护调整作用,避免绞接部件的局部受损。

4 、均一地质情况下的姿态控制

一般情况下,盾构方向偏差控制在20mn之内,缓和曲线及园曲线段控制在30mm以内,曲线半径越小,控制难度越大。

这将受到设备状况,地质条件及施工操作等多方面因素影响,在地质均一的地层中控制姿态较容易,方向偏角(趋势)一般控制在5mm/m 以内,特殊情况下控制在10mm/m以内。否则会带来管片错台破损等不利后果。

5 、上下软硬不均的地质且存在园曲线段的线路

当开挖面存在上下不均时,为防止盾构机机头下垂,一般情况下要保持上仰姿态,掘进时注意上下两端及左右两端的油在工行程差,一般控制在50mm 以内,特殊情况下一般不超过60mm。

6 、左右软硬不均且存在园曲线段的线路

当存在左右不均且又处于园曲线时,盾构机的方向控制将会比较困难。在此情况下,可适当的降低掘进速度,合理的分自己各区域油在工压力。必要时,可将水平偏移角放宽至10mm/m以加大盾构结构向力度。当以上操作均无效时,可通过换刀作业增加开挖面的方式来调整方向。

因此在盾构过圆曲线段前,一方面要提前进行方向的调整,另一方面要在适合的地点进行换刀作业,确保能够顺利的通过。

7 、始发段掘进调向

( 1 )最初掘进的10 米

此时由于盾构掘进的反力由反力架提供,而盾构机的外壳摩擦力也不足,因此防止盾壳的滚动是比阶段的主要问题。在一般情况下都采取低转述,低掘进速度进行掘进。方向的调节主要受控于始发架的定位以及导轨的情况。因此在始发段掘进前一定要先安装导轨才能进行掘进否则肯定会出现机头下垂,无法调向的现象。始发段一般不进行调向,尤其是在推进反力不足的情况下,每组油在工都要有压力,以防止管片挤压不紧而造成的管片错台破损。

( 2) 10 米至100 米

此时已经可以初步调向且主机已经全部进入土休,但是由于反力不足,我们只能进行一个方向的调节,而另外的一个方向只能维持。通常情况下,为了防止盾构机机头下垂,底部油在工的压力会相对较大,而其他的油缸压力较为平均。

8 、掘进100m 至贯通前50m 的调向

此段掘进为正段掘进,推力等相关参数都正常,因此严格按照调向原则进行调向即可。

9 、贯通前50 米的调向

一般情况下盾构姿态已经被调节至设计中线附近,但是在姿态没有调节至设计中线偏差范围内时,此时就需要加大调向力度,先将刀盘姿态调节至

偏差范围以内保证盾构能够顺利掘出洞门。

一般情况下贯通前最后10m ,推力将逐渐减小,调向会比较困难,通常是维持盾构姿态。

因此在出洞10m前时刀盘必须调整到预定的姿态。否则需增加推力进行调向,这样就为贯通带来不必要的隐患。例如提前将掌子面掘塌等,严重时会造成洞门侧墙的不安全。

10 、盾构机的纠偏

根据盾构机的走向,即满足的关键点为管片的轴线要与盾构机的轴线重合,在考虑纠偏调整的时候应考虑几点注意事项,首先要根据推进油缸的行程分析,封顶块要才并装在行程最短的一侧,其次要看盾构机的姿态,1f 忖口盾构机向右,而右侧的行程又最大,那就得要看弟三个考虑的因素-- 绞接,这个因素也是最容易让人忽咯的一个,如果右侧绞接最小,那么才并装时所要优先考虑的是拼装在行程最短处的两侧,使得管片有向右的趋势,减小管片与盾构机轴线之间的夹角,如果左侧的绞接最小,那么拼在行程最短处也是可以的,因为盾构机已经有向左的趋势了。当盾构机转弯方向与姿态方向相反时,如果趋势过大,超过

± 10 ,从施工过程来看,急纠的危害是巨大的,如果从开始就调大推力压差,产生的结果是后点还是向外侧偏移,掘进过程中发现初始阶段大概推进400mm的时候,把压差调得适当,即保证的状态为维持前后点, 使得后点有向

内侧移动的趋势,然后再调大压差,就会容易使前点向外侧移动,顺利完成纠偏,同时这样也避免了过多的超挖。

实践发现,如果水平纠偏,最好先把垂直姿态稳住,再水平纠偏,也就是说要一个方向纠完,再纠另一方向,而实际的情况多是水平、垂直同时出现的,同时纠偏效果不是很好,有的时候,会出现推进压差不够的情况,另外最容易出现的问题就是脱顶,如果一侧脱顶严重的话,将有可能把管片拉开,这对防水及下一环的拼装都会产生不利的影响。

11 、纠偏的方法

( 1 )摆头、大摆尾。

这种情况,盾构机的姿态变化轨迹是以前,点后侧为基准点,后点进行扇型展开,这种情况主要多出现在方向回调的阶段,因此要注意回调的力度。同时这种情况会对掘进速度是有一定影口向的,对下一环的掘进也将产生不利的影口向,如果盾尾处的问隙很小,当掘进时受力不均等因素存在就会对管片产生扭动,不仅仅降低了推进油在工的有效推力,同时还会加大管片间的内力使得管片损坏或错台严重。

( 2 )摆头、小摆尾。

这种情况就是,前点变化明显,使得一侧的掌子面土体严重起挖,

并使掌子面土体的内聚力增加,另一侧出现很大空隙,而这个空隙暂时是无法添充的,当盾构机停止掘进时,由于一侧的内力释放,就会使得前点向另

一侧偏移,这就是为什么再次掘进时姿态会出现偏移的原因。这种情况多出现在急纠的第二阶段,当前点向轴线方向移动较快,而后点由于管片等卡住调向缓慢而引起,因此要及时的回调油在工压力。

( 3 )大摆头、大摆尾。

这种情况就是,前点变化明显,后点也变化明显,这种情况多出现在大方向纠偏的开始阶段,当前点向轴线移动,后点会继续想轴线相反方向移动这几种纠偏方式都各有其优缺点,在掘进过程中似具体情况灵活运用,利用其它参数的使用找到三者平衡点,但要保证的是尽量使盾构机减少对土体的抗动同时保证盾尾与管片之间问隙不要过小防止卡盾。

四、异常情况下的纠偏

1 、绞接力增大,行程增大

这是由于盾尾发卡造成的,我们一定要判断盾尾发卡的原因,管片与盾尾间隙过小或者土体与盾尾摩擦力过大造成。判断的依据由现场盾尾间隙测量的结果来判定。由土体与盾尾摩擦力增加而造成的卡盾,我们要及时的进行绞接油缸的收放,同时在盾尾部位注入适量的膨润土增加润滑。

在间隙过小的情况下我们要及时调整方向,同时在管片选型上作出调整,及时减小绞接压力,不得己的情况下还需增加辅助油缸等措施来进行脱困。

在重庆多次发生卡盾现象一方面是由于刀具更换不及时造成,另一方面是由于长时间的停机砂浆凝固而造成,我们要及时判断卡盾的原因找出问题

的根结及时作出调整。

2、油缸行程差过大

油在工行程差过大是由于多种因素造成,其中最主要的因素为调向过快和管片选型出现问题,管片选型一定要与调向相结合避免此类问题的发生。在发生此种情况的时候我们在盾尾没被卡住前首先要通过管片选型来调整油在工差,同时掘进过程中要注意油在工行程差的变化,当调向与行程差存在矛盾时,我们要减缓调向这率,但注意在大方位偏移调向时一定要保持方向仍然在向预定的方向前行。调向的行走行程差值不要大于管片挟形量调节差值。

3、特殊质中推力增加仍无法调向

这种情况多出现在软硬不均地层或者非常软的软弱地层竖立方向的调向,在软硬不均地质中掘进,如果出现了此类情况造成的原因可能是速度过快时发生的,因此首要的任务就是要将速度减缓,在低速度下进行推进,更有力于调向。要如何避免此种现象的出现呢,首先在圆曲线进入前提前进行换刀以增加开挖量,减小调向难度。其次,在进入前要提前进行调向。最后,在掘进过程中要放慢速度,通过调节油在工压力来进行方向调节,并且要观察油缸行程行走的差值,确认是否在进行调向。同时要观察绞接压力的变化情况,在趋势一定的情况下,适当的收放绞接帮助中前体先进行调向,然后在通过中前体将盾尾拉回至正确的方向。

在软弱地层垂直调向方面要注意考虑刀盘的重量造成的机头下垂问题,

因此一般情况下要保持一定上扬的姿态,有时可能要保持一定的趋势,我们要及时摸索趋势的情况,总结经验,确保盾构不能低头,再次情况下有可能趋势会达到6mm/m以上,甚至要进行调向时趋势可能会超过10mm/m,大家要注意特殊情况下的趋势不要墨守成规。例如在重庆5号线TBM施工刀盘重量达到100T以上的情况下至少要保证有一定的趋势(10mm/m )才能够保持正确的方向。在软弱地层中掘进,由于所需要的推力不是很大,在需要调向时,加大推力推进速度也会随之增加,就造成了调向的困难,因此在这种情况下,我们要找出速度与推力以及调向的平衡点,尽量减小速度的同时,力口大推进油在工油压的差值,确保姿态沿着正确线路前进。注意在此地层中掘进一

定不要造成掌子面的起挖。

4 、蛇形纠偏

蛇形纠偏往往是由于主司机过于着急调向造成的结果俗称急纠,这种情况多出现在大方向偏移纠偏时,调向过猛所致,在方向调整过程中一定要注意及时的回调,避免蛇形纠偏。注意事项:首先要调向过程避免急纠急调,在出现大方向的调向时,要注意及时回调,这样可以使盾构方向与设计轴线形成渐进曲线并逐渐靠拢,而不是超过轴线形成蛇形曲线。

5 、管片上浮与旋转对方向的影响

管片上浮及旋转造成管片在脱出盾尾时不稳定,由此造成测量系统后视点坐标变化,测量出现误差,这就是为什么在硬岩富水地层中方向变化很大

盾构姿态控制

土压平衡盾构机困难状况下的操纵及纠偏 董宇 摘要:为了能使操纵手更熟练的操纵盾构机,本文根据自身工作实践对盾构困难状况下操纵及纠偏的理解与广大技术工作者探讨。 关键字:轴线;纠偏;趋势 1 前言 盾构机是一种很笨重的机具,操纵及纠偏是受很多技术参数制约的,怎样合理地把这些参数科学的统一起来,是影响盾构机操纵及纠偏的关键,下面就这些参数的调节及注意事项通过具体情况进行阐述。 2 盾构操纵及各影响参数 推力对掘进的影响 ⑴如果推进过程中出现一侧推力比另一侧推力大,但推进油缸的行程显示却是推力小的一侧变化快,这种现象多出现在小半径施工,增加推力,使得压差变大,以满足转弯的需要,用降低掘进速度的办法来保证掘进的连续性,同时也避免刀盘被卡死。 ⑵管片拼装的好坏会影响推进油缸的有效推力,所以要充分挖掘盾构机的有效推力,要避免不必要的推力损失,这也解释了为什么有时加大推力而速度依然无法获得提升。 铰接对掘进的影响 在纠偏过程中一侧的铰接拉得太长是件很头痛的事情,收铰接会加大不利的趋势,严重时这环的纠偏可能前功尽弃,一定要做到收铰接时间不可太长,压力不要太高,尽量把趋势从正值纠到负值(或负值到正值),并使之过2个趋势点再收铰接,这样就会把姿态调到了有利的一侧,这时收铰接才会对姿态纠偏起到事半功倍的效果。 速度对掘进的影响 ⑴如果掌子面裂隙水丰富,或是在通过含水丰富地层时,要全速前进,在出土量有保证的前提下,尽可能提高掘进速度,这样做的好处是快速通过含水层,避免过多的水涌出。

⑵在掘进过程中脱顶现象是时有发生的事情,可通过增大速度的方法把脱顶的油缸伸出来,以达到所有推进油缸都顶在管片上,一次不行,可多次重复此方法,一定会见效的。这种情况多出现速度不是很快,扭距忽大忽小的硬岩状况中。速度不宜过快也不宜过慢,更不要走走停停,可以在扭距大的情况下减小速度达到减小扭距的办法,不要停机等扭距降下来在掘进。 刀盘转速及扭距对掘进的影响 刀盘的转速要满足的条件便是与掌子面的充分切削,基本操作原则是黏土层用低转速,硬岩用高转速,同时注意推力的调整,以提高或降低刀盘对土体的惯入度。扭距不可太大,超过200bar不但应该提高泡沫剂等的用量,也要通过降低掘进速度的措施,来保证刀具不被严重磨损。 3 盾构纠偏 管片点位的选择对纠偏的影响 根据盾构机的走向,即满足的关键点为管片的轴线要与盾构机的轴线重合,在考虑纠偏调整的时候应考虑几点注意事项,首先要根据推进油缸的行程分析,封顶块要拼装在行程最短的一侧,其次要看盾构机的姿态,例如盾构机向右,而右侧的行程又最大,那就得要看第三个考虑的因素--铰接,这个因素也是最容易让人忽略的一个,如果右侧铰接最小,那么拼装时所要优先考虑的是拼装在行程最短处的两侧,使得管片有向右的趋势,减小管片与盾构机轴线之间的夹角,如果左侧的铰接最小,那么拼在行程最短处也是可以的,因为盾构机已经有向左的趋势了。 当盾构机转弯方向与姿态方向相反时,如果趋势过大,超过±8,从施工过程来看,急纠的危害是巨大的,如果从开始就调大推力压差,产生的结果是后点还是向外侧偏移,掘进过程中发现初始阶段大概推进400mm的时候,把压差调得适当,即保证的状态为维持前后点,使得后点有向内侧移动的趋势,然后再调大压差,就会容易使前点向外侧移动,顺利完成纠偏,同时这样也避免了过多的超挖。 盾构机的纠偏 实践发现,如果水平纠偏,最好先把垂直姿态稳住,再水平纠偏,也就是说要一个方向纠完,再纠另一方向,而实际的情况多是水平、垂直同时出现的,

盾构机姿态控制与纠偏

土压平衡盾构机姿态控制与纠偏

目录 一、姿态控制 (3) 1 、姿态控制基本原则 (3) 2、盾构方向控制 (3) 3、影响盾构机姿态及隧道轴线的主要因素 (6) 二、姿态控制技术 (10) 1 、滚动控制 (10) 2 、盾构上下倾斜与水平倾斜 (11) 三、具体情况下的姿态控制 (12) 1 、直线段的姿态控制 (12) 2 、圆曲线段的姿态控制 (13) 3 、竖曲线上的姿态控制 (14) 4 、均一地质情况下的姿态控制 (15) 5 、上下软硬不均的地质且存在园曲线段的线路 (15) 6 、左右软硬不均且存在园曲线段的线路 (15) 7 、始发段掘进调向 (16) 8 、掘进100m 至贯通前50m 的调向 (16) 9 、贯通前50米的调向 (17) 10 、盾构机的纠偏 (17) 11 、纠偏的方法 (18) 四、异常情况下的纠偏 (19) 1 、绞接力增大,行程增大 (19) 2、油缸行程差过大 (20) 3、特殊质中推力增加仍无法调向 (20) 4 、蛇形纠偏 (22) 5 、管片上浮与旋转对方向的影响 (22) 五、大方位偏移情况下的纠偏 (23)

一、姿态控制 1 、姿态控制基本原则 盾构机的姿态控制简言之就是,通过调整推进油缸的几个分组区的推进油压的差值,并结合绞接油缸的调整,使盾构机形成向着轴线方向的趋势,使盾构机三个关键节,是(切口、绞接、盾尾)尽量保持在轴线附近。以隧道轴线为目标,根据自动测量系统显示的轴线偏差和偏差趋势把偏差控制在设计范围内,同时在掘进过程中进行盾构姿态调整,确保管片不破损及错台量较小。通常的说就是保头护尾。测量系统主要的几个参数:盾首(刀盘切口)偏差:刀盘中心与设计轴线间的垂足距离。盾尾偏差:盾尾中心与设计轴线间的垂足距离。趋势:指按照当前盾构偏差掘进,每掘进1m产生的偏差,单位mm/m 。滚动角:指盾构绕其轴线发生的转动角度。仰俯角:盾构轴线与水平面间的夫角。 2、盾构方向控制 通过调节分组油缸的推进力与油缸行程从而实现盾构的水平调向和垂 直调向。不同的盾构油缸分组不同,分组的数量越多越利于调向。所有的油缸均自由的方式对调向最为有利。 方向控制要点: ( 1 )控制要点:以盾尾位置为控制点

盾构姿态控制

复合地层长距离小半径曲线隧道盾构姿态控制 一、工程概况 大连市地铁二号线西安路站~交通大学站区间,本区间隧道起讫里程为DK16+803.630~CK18+462.893。本区间主要采用盾构法施工,在靠近交通大学站一端采用矿山法。本盾构区间隧道起讫里程为DK16+803.630~DK18+130.000,右线全长1326.370m,区间在DK16+796.63处设盾构始发井,在DK18+135.5处设盾构接收井。 西安路站至交通大学站区间平面线路出西安路站后沿南北向向南,通过半径为300m的曲线转入偏东西方向,再通过半径450m曲线接入黄河路,到达交通大学站。区间纵断布置形式呈“V”字形,最大纵坡为25‰。区间为双线地下隧道,左右线路为上下重叠至区间终点左右线逐渐分离并行。盾构段隧道开挖断面直径为6m,盾构隧道衬砌的管片采用厚300mm,宽1200mm,每环由6片管片拼装而成,拼装方式采用错缝拼装。 图1-1 西安路站至交通大学站区间平面

二、工程重、难点 2.1小半径(300m半径)曲线始发 由于受线路和现场条件限制,盾构机设计在线路为300m小半径曲线段上的竖井始发进洞,保证开挖隧道轴线在规范允许范围内是一项技术难题。 2.2复合地层长距离小半径R300曲线掘进 在硬岩地层或岩土复合地层小半径曲线掘进,对盾构掘进姿态的控制提出极高的要求。主要问题有: (1)风化岩地层基本无压缩性,在风化岩中刀具磨损较快,当边缘滚刀磨损5-8mm后盾构即出现卡盾及转向困难趋势;在曲线外侧超差时盾构需要以更小的转弯半径才能回正; (2)掘进中对盾构姿态控制的要求高,操作者对超差趋势需极其敏感。边缘滚刀的磨损检查及更换频率高。 (3) 推进油缸的推力方向为线路的切线方向,因此对管片有1个向外的分力,导致管片发生偏移,故油缸推力要合理设置 (4) 转弯过程中,盾尾和管片有一定的夹角,导致盾尾密封刷局部防水效果不理想,易发生盾尾漏浆。 (5)盾尾密封刷局部受压容易使盾尾密封损坏,同时管片外边缘易受损,铰接油缸及纠偏强度需合理设置 2.3长距离硬岩段掘进施工 相比上软下硬、砂层推进中可能导致的地面环境灾害,在长距离硬岩段中掘进主要的困难在于盾构穿越硬层时会出现刀具磨损快、掘进效率低下以及管片上浮等问题。硬岩段地层推进时管片脱出盾尾后上浮现象明显,下坡变坡段时尤盛。出现管片上浮的原因在于赋存与岩层中的地下水、壁后注浆浆液以及向工作面注入的改良性液体等汇集到盾尾处,这些带有一定压力的液体会使脱出盾尾的管片悬浮。在此过程中,应根据管片测量成果,对盾构姿态进行预压,保证在管片浮动后,成型隧道轴线与设计轴线偏差保持在规范允许范围内。

盾构管片拼装和姿态控制的要点

盾构管片拼装和姿态控制的要点盾构管片拼装质量和姿态控制是相互关联,密不不可分的。为保证拼装质量和姿态,我们可以从人、机、物、法、环几个方面进行控制。 1、人的控制首先人是控制工程质量的第一因素,在这里我认为主要是责任心和技能素质。责任心与自身所受的教育,家庭责任感和社会责任感及公司的管理制度有很大的关系。你的用心操作和一丝不苟的作风,将直接影响到拼装质量。所以拼装 负责人和机械操作手要掌握质量标准,以质量求进度,质量不达标准不进行下一环的拼装。 在技能方面,你们公司是第一次在上海做盾构,盾构机又是新购进的,人员也是新配备的,机械性能等方面都需要调试和一个熟悉的过程。这里固然有有利的因素,那就是机械性能先进,自动化程度高。但我们也要看到不利的因素,就是新的人员要驾御这匹性能还不完全熟悉的盾构机。一是需要专家的现场指导,二是在干中学学中干。并要结合实际,积累经验,达到熟练操作的程度。 2、管片拼装 1)、管片拼装的前期准备盾构推进的后座应与后壁密实贴紧,后座的环面应与推进轴线垂直,同时开口段的上半部应设有稳固的后座支撑体系。 盾构在基座导轨上推进时应同步垫实管片脱出盾尾后与导轨之间的空隙,不使管片下沉,垫实材料宜用木楔。 盾构的出洞施工由于后座条件的限制,一般盾构的上部千斤顶在一定期间内不能使用,为此要精心调整盾构正面土体反力以少用或不用底部范围千斤顶,防止盾构上飘以及后座因受力不均而遭破坏。当上飘较大而开口副环又没到位时,要临时在上部加支撑和使用上部千斤顶。. 盾构管片的第一环(包括副环),管片的横向轴线一定要垂直于隧道设计的纵向轴线。这一环致关重要,首次拼装一定要千万注意。 施工人员要加强对前一环管片环面进行质量检查和确认,及时通知地面管片进行调整接缝弹性密封垫厚度的调整。同时本环的第一块管片定位前,应观察管片与盾构四周的空隙情况及上环管片的成果报表来决定本环的纠偏方法和纠偏量,然后确定本环第一块的拼装位置。 送到盾构后续车架内的管片,要按先后顺序——由下而上,待拱底块管片就位

盾构隧道施工中盾构机的姿态控制

盾构隧道施工中盾构机的姿态控制 盾构隧道施工中盾构机的姿态控制包括机体滚转控制和前进方 向的控制, 在掘进过程中, 盾构机操作人员根据激光自动导向系统 在电脑屏幕上显示的数据, 通过合理选择各分区千斤顶及刀盘转向 等来调整盾构机的姿态。盾构机姿态控制操作原则有两条: (1)机体滚角值应适宜, 盾构机滚角值太大, 盾构机不能保持 正确的姿态, 影响管片的拼装质量, 此时, 可以通过反转刀盘来减 少滚角值。 (2) 盾构机的前进方向水平向右偏, 则需要提高右侧千斤顶分 区的推力; 反之, 则需要提高左侧千斤顶分区的推力。如果盾构机机头向下偏, 则需要提高下部千斤顶分区的推力; 反之亦然。 盾构机姿态控制的一般细则 一般情况下, 盾构机的方向纠偏应控制在±20mm 以内, 在缓和 曲线及圆曲线段, 盾构机的方向纠偏应控制在±30mm 以内。尽量保 持盾构机轴线与隧道设计轴线平行, 否则, 可能会因为姿态不好而 造成盾尾间隙过小和管片错台裂缝。当开挖面土体较均匀时, 盾构机姿态控制比较容易, 一般情况下方向偏角控制在±5mm?m 以内。当开挖面内的地层左、右软硬不均而且又是处在曲线段时,盾构机姿态控 制比较困难。此时, 可降低掘进速度, 合理调节各分区的千斤顶推力, 有必要时可考虑在硬岩区使用超挖刀(备有超挖刀的盾构机) 进行超挖。当盾构机遇到上软下硬土层时, 为防止盾构机“抬头”, 要保持下俯姿态; 反之, 则要保持上仰姿态。掘进时要注意上下两端和左右两侧的千斤顶行程差不能相差太大, 一般控制在±20mm 以内。在曲

线段掘进时, 一般情况下根据曲线半径的不同让盾构机向曲线内侧偏移一定量, 偏移量一般取10~ 30mm。在盾构机姿态控制中, 推进油缸的行程控制是重点。对于1.5m 宽的管片, 原则上行程控制在1700~ 1800mm 之间, 行程差控制在0~ 40mm 内, 行程过大, 则盾尾刷容易露出, 管片脱离盾尾较多, 变形较大; 行程差过大, 易使盾体与管片之间的夹角增大, 易造成管片的破损、错台。 不同地质环境中盾构机掘进姿态的控制技术 1. 淤泥质土层中盾构机掘进姿态的控制盾构机在软弱土层中掘进时, 由于地层自稳性能极差, 为控制盾构机水平和垂直偏差在允许范围内, 避免盾构机蛇形量过大造成对地层的过量扰动, 宜将盾构机掘进速度控制在30~40mm?m in 之间, 刀盘转速控制在1. 5r?m in 左右。在该段地层中掘进时, 四组千斤顶推力应较为均衡, 避免掘进过程中千斤顶行程差过大, 否则, 可能会造成推力轴线与管片中心轴线不在同一直线上。在掘进过程中应根据实际情况加注一定量的添加剂,以保持出土顺畅, 尽量保持盾构机的连续掘进, 同时, 要严格控制同步注浆量, 以保证管背间隙被有效填充。 2.砂层中盾构机掘进姿态的控制盾构机在全断面富水砂层中掘进, 由于含水砂层的自稳性极差, 含水量大, 极易出现盾构机“磕头”现象, 同时, 在含水砂层中盾构机也易出现上浮现象。为避免盾构机在含水砂层中掘进出现“磕头”现象, 在推进过程中盾构机应保持向上抬头的趋势, 如果发现有“磕头”趋势,应立即调节上下部压力, 维持盾构机向上的趋势。为避免盾构机在含水砂层中掘进出现上浮现象, 在盾构机掘进时应减小刀盘转速, 减小对周围砂层的扰动。

盾构机在淤泥质地层中推进如何控制盾构机姿态的研究

盾构机在淤泥质地层中推进应如何控制好盾构机姿态的方法和研究 作者:李懂懂 引言 随着城市的快速发展,我国各大城市都在进行建设地铁。盾构法施工技术得到了广泛的应用。当盾构机在不同地质条件推进时盾构姿态的控制是有所差别的。 东方大道站~独墅湖南站盾构区间左线1772.729m、右线1794.2m。总长度为3566.929m。 本区间线路始于东方大道站东端,下穿花泾港河道后线路稍向北偏,下穿独墅湖公园、赏湖路、规划地块(一类居住用地)及苏州运河后,线路转向北下穿过规划地块(二类居住用地)后折向启月街到达独墅湖南站。区间线路共有两段曲线,半径分别为2000m、450m,左右线路中心线间距13.0~16.5m。 区间隧道纵坡呈“V”字型,最大坡度25‰,最小坡度3.5‰。与车站相连端的竖曲线半径为3000m,其余半径为5000m。隧道埋深10.8~19.1m,下穿苏州运河段隧道最小埋深约11.6m。

图2.1 东方大道站~独墅湖南站区间平面示意图

图2.2 东方大道站~独墅湖南站区间地质断面示意图 1.淤泥质土层中盾构机掘进姿态的控制 盾构机在软弱土层中掘进时, 由于地层自稳性能极差, 为控制盾构机水平和垂直偏差在允许范围内, 避免盾构机蛇形量过大造成对地层的过量扰动, 宜将盾构机掘进速度控制在30~40mm?m in 之间, 刀盘转速控制在1. 5r?m in 左右。在该段地层中掘进时, 四组千斤顶推力应较为均衡, 避免掘进过程中千斤顶行程差过大, 否则, 可能会造成推力轴线与管片中心轴线不在同一直线上。在掘进过程中应根据实际情况加注一定量的添加剂,以保持出土顺畅, 尽量保持盾构机的连续掘进, 同时, 要严格控制同步注浆量, 以保证管片背后间隙被有效填充。盾构机在这种地

浅析盾构姿态控制(王春光)

浅析盾构机姿态控制——王春光2004.7.15(初稿) 在盾构隧道施工中,盾构机的姿态控制是至关重要的,它直接关系到隧道的施工质量,所以在进行隧道轴线控制中,除了要做好严格的测量及检验工作,更要对盾构机的姿态控制充分的重视起来,由于盾构施工是由盾构机在深层土体进行暗挖的一种施工工艺,盾构机所处土层的土质情况、隧道轴线的平面及高程的设计情况、管片形式及施工中选型、管片的楔形处理等因素都直接影响到盾构机的姿态控制,从而对隧道的成型产生至关重要的影响。鉴于此,我们对盾构机的姿态控制以及隧道轴线的控制作了比较充分的分析研究,希望对今后的盾构施工能够起到一些有益的帮助。 一、盾构机型式及参数 1、盾构机概述 本次工程中所使用的盾构机为土压平衡式盾构机,根据天津市区地层土质情况进行设计生产,适用于含有大量粘土、粉砂或低含水量粉土的地层,通过刀盘切削土体在后部土仓中屯积,形成切削土压力抵抗刀盘前端土体压力,形成土压平衡,缓解地面沉降,进行掘进。盾构机的操作主要为“计算机监控,手动操作”,即通过盾构机上的PLC及计算机系统进行盾构机掘进过程中各种数据参数的采集处理,在操作面板及计算机显示器上进行显示,由盾构机操作手根据所显示的数据资料情况进行手动控制,对盾构的掘进状态进行操作控制,所以对盾构机操作手(俗称盾构司机)的操作熟练程度及对盾构机及其工作原理以及盾构纠偏原理的理解等各方面的要求都比较高。比较适合于对盾构工程比较熟悉的操作人员,对于比较全面系统地掌握盾构机掘进过程的操作理念有很高的要求。

2、 盾构机相关参数(与盾构机姿态控制有关) ● 盾构机型号:德国HERRENKNECHT S-225 土压平衡式盾构机 ● 盾构外径:Φ6390mm ● 盾构长度:8500mm ● 推进千斤顶:16×2个,编为四组:A 组(2#、3#、4#、5#)、B 组(6#、7#、8#、9#、10#)、C 组(11#、12#、13#、14#)、D 组(15#、 16#、1#)。编组情况如图1。 图1:推进千斤顶编组图 ● 推进千斤顶行程:2200mm ● 铰接型式:被动式铰接 ● 铰接千斤顶数量:14个,分别在3#、5#、10#、12#千斤顶设行程传感器。布置情况如图2: C D B A

盾构机姿态调整措施

摘要】盾构隧道施工中盾构机的姿态控制包括机体滚转控制和前进方向的控制, 在掘进过程中, 盾构机操作人员根据激光自动导向系统在电脑屏幕上显示的数据, 通过合理选择各分区千斤顶及刀盘转向等来调整盾构机的姿态。盾构机姿态控制操作原则有两条:(1) 机体滚角值应适宜, 盾构机滚角值太大, 盾构机不能保持正确的姿态, 影响管片的拼装质量, 此时, 可以通过反转刀盘来减少滚角值。(2) 盾构机的前进方向水平向右偏, 则需要提高右侧千斤顶分区的推力; 反之, 则需要提高左侧千斤顶分区的推力。如果盾构机机头向下偏, 则需要提高下部千斤顶分区的推力; 反之亦然。 【关键词】盾构施工姿态控制 【本页关键词】硕士毕业论文写作、职称论文写作 【正文】 盾构隧道施工中盾构机的姿态控制包括机体滚转控制和前进方向的控制, 在掘进过程中, 盾构机操作人员根据激光自动导向系统在电脑屏幕上显示的数据, 通过合理选择各分区千斤顶及刀盘转向等来调整盾构机的姿态。盾构机姿态控制操作原则有两条:(1) 机体滚角值应适宜, 盾构机滚角值太大, 盾构机不能保持正确的姿态, 影响管片的拼装质量, 此时, 可以通过反转刀盘来减少滚角值。(2) 盾构机的前进方向水平向右偏, 则需要提高右侧千斤顶分区的推力; 反之, 则 需要提高左侧千斤顶分区的推力。如果盾构机机头向下偏, 则需要提高下部千斤顶分区的推力; 反之亦然。 一、盾构机姿态控制的一般细则 一般情况下, 盾构机的方向纠偏应控制在±20mm 以内, 在缓和曲线及圆曲线段, 盾构机的方向纠偏应控制在±30mm 以内。尽量保持盾构机轴线与隧道设计轴线平行, 否则, 可能会因为姿态不好而造成盾尾间隙过小和管片错台裂缝。当开挖面土体较均匀时, 盾构机姿态控制比较容易, 一般情况下方向偏角控制在 ±5mm?m 以内。当开挖面内的地层左、右软硬不均而且又是处在曲线段时,盾构机姿态控制比较困难。此时, 可降低掘进速度, 合理调节各分区的千斤顶推力, 有必要时可考虑在硬岩区使用超挖刀(备有超挖刀的盾构机) 进行超挖。当盾构机遇到上软下硬土层时, 为防止盾构机“抬头”, 要保持下俯姿态; 反之, 则要保持上仰姿态。掘进时要注意上下两端和左右两侧的千斤顶行程差不能相差太大, 一般控制在±20mm 以内。在曲线段掘进时, 一般情况下根据曲线半径的不同让盾构机向曲线内侧偏移一定量, 偏移量一般取10~ 30mm。在盾构机姿态控制中, 推进油缸的行程控制是重点。对于1.5m 宽的管片, 原则上行程控制在1700~1800mm 之间, 行程差控制在0~ 40mm 内, 行程过大, 则盾尾刷容易露出, 管 片脱离盾尾较多, 变形较大; 行程差过大, 易使盾体与管片之间的夹角增大, 易造成管片的破损、错台。 二、不同地质环境中盾构机掘进姿态的控制技术 1. 淤泥质土层中盾构机掘进姿态的控制盾构机在软弱土层中掘进时, 由于地层自稳性能极差, 为控制盾构机水平和垂直偏差在允许范围内, 避免盾构机蛇 形量过大造成对地层的过量扰动, 宜将盾构机掘进速度控制在30~40mm?m in 之间, 刀盘转速控制在1. 5r?m in 左右。在该段地层中掘进时, 四组千斤顶推力应较为均衡, 避免掘进过程中千斤顶行程差过大, 否则, 可能会造成推力轴 线与管片中心轴线不在同一直线上。在掘进过程中应根据实际情况加注一定量的

盾构姿态实时监控原理与方法

盾构姿态实时监控原理与方法 摘要:本文着重介绍盾构姿态自动监测与控制的原理与方法,并对系统软、硬件组成及运行界面进行简略说明。 关键词:盾构姿态自动监控 1引言 盾构姿态的良好保持是盾构法施工的重要控制目标,它直接关系到隧道质量与施工成败,如何实现高水平的盾构姿态实时监控一直是盾构施工人员关心的工程难题,盾构姿态实时监控技术的重要性不言而喻。 完整的盾构姿态实时监控系统包括盾构姿态偏差自动监测和自动控制两方面内容。国内使用的盾构姿态监测系统多为国外产品,主要有德国VMT公司的SLS-T系统、英国的ZED系统和日本TOKIMEC的TMG-32B(陀螺仪)系统等,许多地方还在使用人工测量;国内使用的盾构姿态控制系统大多取之于国外盾构生产厂家成套盾构产品中提供的控制功能(注:目前国内也有较成熟的盾构引导控制系统,如我公司使用的上海米度与上海力信两家公司研制生产盾构导向、顶管导向系统、隧道精灵软件等均已较成熟,本人现在使用中,欢迎探讨交流)。由于盾构控制系统富含PLC可编程控制器控制代码及上位控制计算机控制程序,又与具体的控制器件和动力设备的关系极为密切,因而具有一定的技术含量和非标准性。 国外有全自动盾构的研究,但少有成功应用的实例。在科学技术突飞猛进的今天,研究先进、自主的盾构姿态实时监控技术,建立盾构姿态实时监控理论、方法,对改善盾构施工水平有着深刻的现实意义。介绍盾构姿态自动监测与控制的原理与方法。 2盾构姿态监测系统原理 根据公路、轨道交通设计规范,公路、轨道交通的设计路线由平曲线和竖曲线组成,平曲线一般包括直线、缓曲线、圆曲线三种,竖曲线一般包括直线、圆曲线(凸曲线、凹曲线)两种。盾构根据公路、地铁隧道设计路线向前推进,盾

盾构机司机操作流程及参数控制

盾构机操作流程及参数控制1开机前准备 1) 检查延伸水管、电缆连接是否正常; 2) 检查供电是否正常; 3) 检查循环水压力是否正常; 4) 检查滤清器是否正常; 5) 检查皮带输送机、皮带是否正常; 6) 检查空压机运行是否正常; 7) 检查油箱油位是否正常; 8) 检查脂系统油位是否正常; 9) 检查泡沫原液液位是否正常; 10)检查注浆系统是否已准备好并运行正常; 11)检查后配套轨道是否正常; 12)检查出碴系统是否已准备就绪; 13)检查盾构操作面板状态:开机前应使螺旋输送机前门应处于开启状态,螺旋输送机的螺杆应伸出,管片安装模式应无效,无其它报警指示; 14)检查ZED导向系统是否工作正常; 若以上检查存在问题,首先处理或解决问题,然后再准备开机。 15)请示土木工程师并记录有关盾构掘进所需要的相关参数,如掘进模式(敞开式、半敞开式或土压平衡式等),土仓保持压力,线路数据,注浆压力等; 16)请示机械工程师并记录有关盾构掘进的设备参数; 17)若需要则根据土木工程师和机械工程师的指令修改盾构参数; 2 开机 1)确认外循环水已供应,启动内循环水泵; 2)确认空压机冷却水阀门处于打开状态,启动空压机; 3)根据工程要求选择盾尾油脂密封的控制模式,即选择采用行程控制还是采用压力控制模式; 4)在“报警系统”界面,检查是否存在当前错误报警,若有,首先处理;

5)将面版的螺旋输送机转速调节旋扭、刀盘转速调节旋扭、推进油缸压力调节旋扭、盾构推进速度旋扭等调至最小位; 6)启动前后液压泵站冷却循环泵,并注意泵启动是否正常,包括其启动声音及振动情况等。以下每一个泵启动情况均需注意其启动情况; 7)依次启动润滑脂泵(EP2)、齿轮油泵、HBW 泵、内循环水泵; 8)依次启动推进泵及辅助泵; 9)选择手动或半自动或自动方式启动泡沫系统; 10)启动盾尾油脂密封泵,并选择自动位;至此,盾构的动力部分已启动完毕,下面根据不同的工序进一步进行说明。 3掘进 1)启动皮带输送机 2)启动刀盘 ?根据ZED 面版上显示的盾构目前旋转状态选择盾构旋向按钮,一般选择能够纠正盾构转向的旋转方向; ?选择刀盘启动按扭,当启动绿色按钮常亮后。并慢慢右旋刀盘转速控制旋钮,使刀盘转速逐渐稳定在2rpm 左右。严禁旋转旋钮过快,以免造成过大机械冲击,损机械设备。此时注意主驱动扭矩变化,若因扭矩过高而使刀盘启动停止,则先把电位器旋钮左旋至最小再重新启动; 3)启动螺旋输送机 ?慢慢开启螺旋输送机的后门; ?启动螺旋输送机按钮,并逐渐增大螺旋输送机的转速; 4)按下推进按钮,并根据ZED 屏幕上指示的盾构姿态调整四组油缸的压力至适当的值,并逐渐增大推进系统的整体推进速度; 5)至此盾构开始掘进; 4土仓压力调整 1)如果开挖地层自稳定性较好采用敞开式掘进,则不用调正压力,以较大开挖速度为原则;

盾构机姿态控制总结

盾构机姿态控制总结 始发前的盾构姿态主要是靠盾体始发托架和反力架的的安装精度来控制的,同时反力架的安装精度还直接影响到环片的拼装姿态,因此对于盾体始发托架及反力架的控制尤为重要。 在进行完始发定向联系测量后,根据底板平面及高程控制点对始发托架进行定位。在盾体组装完成前,开始进行反力架的定位。始发托架及反力架的安装过程全过程进行监控,保证始发托架和反力架的左右偏差控制在±10mm之内,高程偏差控制在±5mm之内,反力架的与隧道设计轴线法平面偏差<2‰。盾构机已经从始发井到天府广场,前一段盾构机的姿态控制的很好。 但是在68环后盾构机的姿态就不是很理想了。在成都这种砂卵石地层,不同于粘土和岩石地层,在砂卵石地层,掘进过程中盾构机的盾体与砂卵石是紧密接触的,这使盾构机在偏移隧道中心线的时候很难快速的纠正过来,这就要求盾构机司机在掘进过成中,一定要掌握好掘进的路线,出现小的偏移要及时进行纠偏。盾构导向系统是隧道质量保证的重要因素之一,在掘进过程中对导向系统的监控及维护尤为重要。对VMT导向系统运行的可靠性进行定期检查,即盾构姿态的人工检测。盾构姿态人工检测工作一周进行一次,同时利用环片检测的方法每天对导向系统运行的可靠性进行检测。在前200m掘进过程中,VMT导向系统运行正常。 VMT工程师每次的移站都要快速准确完成,隧道中心线要经过多次测量并达到准确。在68环的时候由于VMT出现事故盾构机出

现忙掘的情况,使盾构机的方向与隧道中心先有了较大的偏差,在这种情况下,应当选择好纠偏曲线慢慢的使盾构机的姿态慢慢的纠正过来,我们却选择了强行快速纠偏,使得管片出现了大错台的情况,在一个就是由于管片的选型不是很完美,使得盾构机的姿态越来越差。除了定期对盾构姿态进行人工检测,同时还对TCA激光站及定向棱镜的稳定性进行检查。在始发前,导向系统的激光站及定向棱镜安装在始发井内,不会轻易发生碰动。在盾构掘进了30环后,进行了第一次激光站的移站,激光站固定在环片顶部,定向棱镜仍旧安装在始发井内,由于环片不稳定使得TCA激光站不稳定。在掘进过程利用导向系统自带方位检查功能对激光站及定向棱镜的稳定性进行检查。当偏差值超过限值时,利用井内控制点及时独立的对激光站及定向棱镜的位置进行复测。

浅谈盾构机姿态的控制方法

浅谈盾构机姿态的控制方法

摘要 南水北调中线穿黄一期工程以德国VMT公司的盾构机为例,介绍盾构机的组成、工作原理和激光导向系统的组成,探讨盾构隧道施工中盾构机姿态控制的原理。分析盾构施工过程中不同地质条件下姿态控制技术,并提出一些盾构机的纠编措施。 关键词:盾构施工; 盾构机; 姿态控制

目录 第1章绪论 (1) 1.1前言 (1) 第2章盾构机姿态控制的组成与功能 (2) 2.1推进系统 (2) 2.2导向系统 (3) 2.3数据采集系统 (4) 第3章定位的基本原理 (4) 第4章盾构掘进方向的控制与调整 (5) 4.1穿黄隧洞II-A标盾构施工地质条件 (5) 4.2盾构姿态偏差 (6) 4.3盾构机的纠偏措施 (7) 4.4不同地质环境中盾构机掘进姿态的控制方法 (7) 第5章盾构机姿态位置的测量及检测 (8) 5.1盾构机始发定位测量 (8) 5.2盾构推进中姿态测量和计算 (9) 5.4环片成环现状测量 (10) 5.5隧洞沉降测量 (11) 5.6盾构机推进中导向控制点的复测 (11) 5.7贯通测量 (12) 5.8贯通测量误差估算 (13) 结论 (14) 致谢 (15)

第1章绪论 1.1前言 20世纪70年代以来,盾构掘进机施工技术有了新的飞跃。伴随着激光、计算机以及自动控制等技术的发展成熟,激光导向系统在盾构机中逐渐得到成功运用、发展和完善。激光导向系统,使得盾构法施工极大地提高了准确性、可靠性和自动化程度,从而被广泛应用于铁路、公路、市政、油气等专业领域。 1.2 盾构机的基本工作原理 盾构机主要依靠千斤顶的推力向前推进的,盾构机千斤顶分置上下左右四个区,各区千斤顶相对独立,同一分区的千斤顶的动作是一致的,对盾构机的位置和姿态的线形管理是靠设定盾构机各区千斤顶的压力调节来实现的。穿黄隧洞盾构受地质条件影响,盾构机在推进过程中开挖面上土压力的不均衡性、地下土层变化及其他方面的影响,盾构机的实际推进轴线无法与理论轴线保持一致(如下图)。在实际施工过程中,盾构机推进方向主要是通过调整推进千斤顶的推力大小来控制的。

盾构机姿态控制的一般细则

盾构机姿态控制的一般细则 盾构机的姿态控制包括集体滚转控制和前进方向控制。在掘进过程中,根据激光自动导向系统显示的数据,盾构机操作人员通过合理调整各分区千斤顶的推理及刀盘转向以及铰接油缸的收放来调整盾构机的姿态。其原则只有两条: 1.滚动角应控制在±10mm/m,滚动角太大,盾构机不能保持正确的姿态,影响管片的拼装 质量。可通过反转刀盘来减小刀盘的滚动角。 2.如果盾构机向右偏,可提高右侧千斤顶的推力;反之亦然,如果盾构机向下偏,则提高 下部千斤顶的推力;反之亦然。 盾构机控制一般细则: →在一般情况下,盾构机的方向偏差应控制在±20mm/m之内,在缓和曲线段及园曲线段,盾构机的方向偏差量应控制在±30mm/m以内, 曲线半径越小,控制难度越 大。这将受到设备状况,地质条件和施工操作等方面原因的影响。当开挖面图提交 均匀或软硬上下相差不大时,保持盾构机轴线与隧道设计轴线平行较容易。方向偏 角应控制在±5mm/m以内,特殊情况下不宜超过±10mm/m;否则,会因盾构急转 弯过急造成盾尾间隙过小破坏盾尾刷和管片错台破裂漏水。 →当盾构机遇到上硬下软土层时,为防止盾构机机头下垂,要保持上仰姿态;反之保持下俯状态。掘进时要注意上下两段及左右两侧的千斤顶形程差不能相差太大,一 般控制在±20mm以内, 特殊情况下不能超过60.mm。 →当开挖面内的左,右低层软硬相差很大而且又处于曲线段时,盾构机的方向控制比较难。此时,可降低掘进速度,合理分配各区的千斤顶推理,必要时,可将水平偏 角放宽到±10mm/m,以加大盾构机的调向力度。当以上操作无法将盾构机的姿态 跳到合理位置时,将考虑实用仿行刀。 →在曲线掘进时,管片易望曲线外侧偏移,因此,一般情况下让盾构机往曲线内侧偏移一定量。根据曲线半径不同,偏移量通常取10-30mm。即盾构机进入缓和曲线 和曲线前,应将盾构机水平位置调整至±0mm,右转弯掘进逐步增加至+20mm,左 转弯则调整至-20mm。以保证隧道成型后与设计曲线基本一致。 →在盾构机姿态控制中,推进油缸的形程控制是重点。对于1.5米宽的管片,原则上推进油缸的形程在1700-1800mm之间,形程差控制在0~50mm之间。形程过大, 则盾尾刷容易露出,管片脱离盾尾较多,变形较大,以导致管片姿态变差;形程差

盾构施工姿态控制

17:29 盾构施工姿态控制 广州轨道交通建设监理有限公司广州地铁设计院盾构技术研究所 王晖 wh3 17:29 一、姿态控制的基本概念 二、姿态控制上易出现的问题及原因 三、影响盾构掘进姿态的要素 四、出现侵限时的处理措施 17:29姿态控制的基本概念 1、盾构机坐标控制系统模型 17:29 17:2917:29 偏航,通俗地讲就是偏离航向。严格的定义 是这样的,首先定义一个本体坐标,本体质心为原点O ,预定运动方向切线(或者说航向、轨迹切线)为x 轴,指向地心方向为z 轴,根据右手法则确定y 轴(即xOy 平面的法向)。有了坐标后如果本体绕x 、y 、z 轴转动,即相应地得到滚动角、俯仰角和偏航角,三个角度确定了物体的运动时姿态。在偏航角存在的情况下,物体发生偏航。

幻灯片 1 wh3 121212121 王晖, 2004-11-1

17:29假设盾构机前体中心A 和中体中心B 的坐标分别为(x A ,y A ,z A )、(x B ,y B ,z B ) AB B A S z z /)(?=俯仰角AB B A S H H /)(?=水平趋势AB B A S V V /)(?=垂直趋势17:29 2、姿态控制要达到的目的: (1)使盾构机沿着设计轴线前进 通过人工测量或自动导向系统测量盾构机姿态得知水平、垂直方向偏差以及水平和垂直方向趋势、滚动角等,当发生偏差时,通过改变分区千斤顶推力来调整。当偏差较大时,通过仿形刀(或超挖刀)、铰接装置 17:29 (2)使管片与盾构机之间保持良好姿态 17:29 通过铰接千斤顶行程/行程差/(铰接角度)的 控制和正确的管片选型达到目的。 17:29 二、姿态控制上易出现的问题及原因 1、测量问题导致偏差: (1)自动导向系统发生偏差导致的轴线偏差。 输入数据错误、全站仪误差、隧道扭转引起的系统测量误差、测量系统故障。 (2)工程施工测量误差引起盾构姿态超出轴线控制范围内。 测量计算方法不正确、控制点偏差、导线测量误差、人工复测调整数据不及时等。 17:29 2、操作失误造成的姿态差 (1)快速掘进时,千斤顶编组推力设定不合理,使盾构机快速偏离轴线;(2)纠偏过急

盾构姿态自动控制技术的应用与发展

文章编号:1001 831X(2003)01 0075 04 盾构姿态自动控制技术的应用与发展 李惠平1,夏明耀2 (1 上海理工大学城市建设与交通工程学院,上海 200093;2 同济大学地下建筑与工程系,上海 200092) 摘 要:为了保证地下隧道施工的高效及安全性,盾构掘进机的自动化技术得到了研究发展。目前这些研究主要集中于盾构技术发达的国家,在我国还很少。本文总结了国内外盾 构姿态自动控制技术的研究现状,阐述了该项技术在国内开展研究的必要性和迫切性。 关键词:盾构;姿态;自动控制 中图分类号:U455.3+9 文献标识码:A 1 引言 自1825年在英国太晤士河下首次使用盾构法修建第一条隧道以来,盾构法已有170多年的历史。由于其独特的优越性,世界上许多国家和地区修建或正在修建的城市隧道、越江或越海隧道大多采用盾构法修建。随着盾构机由低级到高级,由手工操作到计算机监控机械化施工不断地得到发展和完善,盾构法也日趋成熟。近年来,为了实现城市地下隧道施工的高效及安全性,盾构掘进机的自动化技术得到了发展。自动化技术应用于盾构法施工的目的之一就是使盾构机尽量准确地沿设计路线自动推进。 2 盾构姿态自动控制技术的研究现状 世界上不少发达国家,如欧美一些国家和日本,较早地在地下隧道施工中应用了盾构法,由此也带动了科研人员对盾构法施工中引发的各种问题进行深入的研究,大大推动了盾构法的完善和发展。随着自动控制的广泛应用,一些学者对盾构的自动控制进行了研究。 (1)酒井邦登等人[1]1987年将卡尔曼滤波理论(Kalman Filter Theory)应用于盾构控制。使用的数学模型为自回归模型(Autoregressive(AR)Model),它是建立在统计的基础上的,用下式来预测盾构位置。 x t= N i=1 a i x i-1+ i y i= N i=1 b i y i-1+ i 由于卡尔曼滤波理论非常繁解,并且要进行大量回归工作, 所以它的应用范围受到很大的限制。 图1 偏离量的隶属函数 (2)桑原洋等1988年讨论了模糊控制在盾构掘进控制中的适用性[2]。模糊控制的特点类似人的思维,与经典控制理论的最大区别就是它没有严格的数学模型。模糊控制是在以往工作经验的基础上形成一系列的控制规则,依照这些规则对盾构进行控制。他提出了单向推进度的概念,定义如下式。 单向推进度= 使用的千斤顶距盾构中心的距离之和 作用千斤顶数千斤顶距盾构中心最大值仓冈丰1991年在福市高速铁道1号线延伸部施工中应用了模糊自动控制进行掘进管理[3],取得 第22卷 第1期2003年3月 地 下 空 间 UNDERGROUND SPACE Vol.23 No.1 Mar.2003 收稿日期:2002 12 03(修改稿) 作者简介:李惠平(1973 ),女,河北人,博士,讲师,主要从事盾构姿态的自动控制研究。

盾构机姿态控制与纠偏

土压平衡盾构机姿态控制与纠偏 目录 一、姿态控制 (3) 1 、姿态控制基本原则 (3) 2、盾构方向控制 (3) 3、影响盾构机姿态及隧道轴线得主要因素 (6) 二、姿态控制技术 (11) 1 、滚动控制 (11) 2 、盾构上下倾斜与水平倾斜 (11) 三、具体情况下得姿态控制 (12) 1 、直线段得姿态控制 (12) 2 、圆曲线段得姿态控制 (13) 3 、竖曲线上得姿态控制 (14) 4 、均一地质情况下得姿态控制 (15) 5 、上下软硬不均得地质且存在园曲线段得线路 (15) 6 、左右软硬不均且存在园曲线段得线路 (16) 7 、始发段掘进调向 (16) 8 、掘进100m 至贯通前50m 得调向 (17) 9 、贯通前50米得调向 (17) 10 、盾构机得纠偏 (17) 11 、纠偏得方法 (18) 四、异常情况下得纠偏 (20) 1 、绞接力增大,行程增大 (20) 2、油缸行程差过大 (20) 3、特殊质中推力增加仍无法调向 (21) 4 、蛇形纠偏 (22) 5 、管片上浮与旋转对方向得影响 (22) 五、大方位偏移情况下得纠偏 (23)

一、姿态控制 1 、姿态控制基本原则 盾构机得姿态控制简言之就就是,通过调整推进油缸得几个分组区得推进油压得差值,并结合绞接油缸得调整,使盾构机形成向着轴线方向得趋势,使盾构机三个关键节,就是(切口、绞接、盾尾)尽量保持在轴线附近。以隧道轴线为目标,根据自动测量系统显示得轴线偏差与偏差趋势把偏差控制在设计范围内,同时在掘进过程中进行盾构姿态调整,确保管片不破损及错台量较小。通常得说就就是保头护尾。测量系统主要得几个参数:盾首(刀盘切口)偏差: 刀盘中心与设计轴线间得垂足距离.盾尾偏差: 盾尾中心与设计轴线间得垂足距离。趋势:指按照当前盾构偏差掘进,每掘进1m产生得偏差,单位mm/m 。滚动角:指盾构绕其轴线发生得转动角度。仰俯角:盾构轴线与水平面间得夫角。 2、盾构方向控制 通过调节分组油缸得推进力与油缸行程从而实现盾构得水平调向与垂直调向。不同得盾构油缸分组不同,分组得数量越多越利于调向。所有得油缸均自由得方式对调向最为有利。 方向控制要点: ( 1 )控制要点:以盾尾位置为控制点

中铁盾构机操作及参数控制

中铁盾构机操作及参数控制 王宝佳 (华东交通大学毕业生) 在社会主义现代化建设进程中,地铁建设已经深入到全国大部分省会城市,并有普及到所有省会城市及向深度空间发展的趋势。随着隧道技术的发展,盾构施工已深入到承建地铁施工的各中国中铁工程局单位。目前,各工程局单位大多采用中遂制造公司中铁盾构机、德国海瑞克盾构机、日本小松及三菱盾构机,而中铁盾构机价格低廉,性能良好,更加适合国内地质情况,越发受到用户青睐,现就其操作情况及参数控制作如下总结: 1 开机前准备 1) 检查延伸水管、电缆连接是否正常; 2) 检查供电是否正常; 3) 检查循环水压力是否正常; 4) 检查滤清器是否正常; 5) 检查皮带输送机、皮带是否正常; 6) 检查空压机运行是否正常; 7) 检查油箱油位是否正常; 8) 检查脂系统油位是否正常; 9) 检查泡沫原液液位是否正常; 10)检查注浆系统是否已准备好并运行正常; 11)检查后配套轨道是否正常; 12)检查出碴系统是否已准备就绪; 13)检查盾构操作面板状态:开机前应使螺旋输送机前门应处于开启状态,螺旋输送机的螺杆应伸出,管片安装模式应无效,无其它报警指示; 14)检查ZED导向系统是否工作正常; 若以上检查存在问题,首先处理或解决问题,然后再准备开机。 15)请示土木工程师并记录有关盾构掘进所需要的相关参数,如掘进模式(敞开式、半敞开式或土压平衡式等),土仓保持压力,线路数据,注浆压力等; 16)请示机械工程师并记录有关盾构掘进的设备参数;

17)若需要则根据土木工程师和机械工程师的指令修改盾构参数; 2 开机 1)确认外循环水已供应,启动内循环水泵; 2)确认空压机冷却水阀门处于打开状态,启动空压机; 3)根据工程要求选择盾尾油脂密封的控制模式,即选择采用行程控制还是采用压力控制模式; 4)在“报警系统”界面,检查是否存在当前错误报警,若有,首先处理; 5)将面版的螺旋输送机转速调节旋扭、刀盘转速调节旋扭、推进油缸压力调节旋扭、盾构推进速度旋扭等调至最小位; 6)启动前后液压泵站冷却循环泵,并注意泵启动是否正常,包括其启动声音及振动情况等。以下每一个泵启动情况均需注意其启动情况; 7)依次启动润滑脂泵(EP2)、齿轮油泵、HBW 泵、内循环水泵; 8)依次启动推进泵及辅助泵; 9)选择手动或半自动或自动方式启动泡沫系统; 10)启动盾尾油脂密封泵,并选择自动位;至此,盾构的动力部分已启动完毕,下面根据不同的工序进一步进行说明。 3掘进 1)启动皮带输送机 2)启动刀盘 ?根据 ZED 面版上显示的盾构目前旋转状态选择盾构旋向按钮,一般选择能够纠正盾构转向的旋转方向; ?选择刀盘启动按扭,当启动绿色按钮常亮后。并慢慢右旋刀盘转速控制旋钮,使刀盘转速逐渐稳定在 2rpm 左右。严禁旋转旋钮过快,以免造成过大机械冲击,损机械设备。此时注意主驱动扭矩变化,若因扭矩过高而使刀盘启动停止,则先把电位器旋钮左旋至最小再重新启动; 3)启动螺旋输送机 ?慢慢开启螺旋输送机的后门; ?启动螺旋输送机按钮,并逐渐增大螺旋输送机的转速; 4)按下推进按钮,并根据 ZED 屏幕上指示的盾构姿态调整四组油缸的压力至适当的值,并逐渐增大推进系统的整体推进速度;

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