土压平衡盾构机与泥水平衡盾构机比较
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泥水盾构
•在掘进过程中使用压缩空气对刀盘土仓内的泥水压力进行控制. •在掘进过程中可以对泥浆流量和密度进行控制以避免超挖.
Байду номын сангаас
地表沉降控制
总结
•在管片安装和换步时刀盘土仓内压力的控制 •在极紧密的测中连续掘进
- 保持刀盘土仓内渣土的流动和压力 - 推进油缸自动伸出 - 土体改良注射弥补损失
•掘进时盾尾同步注浆 •在护盾沿线控制压力
- 在护盾环面注射泥浆来填充空隙
掘进时出渣量的控制
• 矿车计数 • 即时称重系统 • 体积测定仪 • 利用伽马射线进行密度探测
EPB 传感器
监测刀盘土仓内压力
膨润土发泡系统
快速膨润土注射系统
PLC 控制系统
从EPB传感器读取数据并向膨润土箱发 送命令
带压膨润土箱
从PLC接受信号并将膨润土注射到 刀盘土仓内
1089
1395
19.6
RME386SE (9.80 m)
1996
1800
1934
2166
28.7
RME370SE (9.40 m)
2000
2700
2056
2467
35.6
RME320SE (8.13 m)
2002
2100
1440
1959
37.8
RME306SE (7.77 m)
2002
2100
2045
土压平衡盾构vs. 泥水盾构
土压平衡盾构与泥水盾构之间的选择 对于刀盘扭矩的需求 地面沉降控制
粒径尺寸表
粘土
土压平衡盾构不含添加剂
淤泥
土压平衡盾构含添加剂
泥水盾构含添加剂
砂质
泥水盾构不含添加剂
砾石
卵石
通过率 (%)
土压平衡和泥水盾构适应性图表
粒径大小 (mm)
土压平衡盾构 vs. 泥水盾构
土压平衡盾构
•在 土 仓 压 力 控 制 方 面 具 有更高的准确性
掌停面支撑的种类 – 土压平衡或泥水？
标准 刀盘动力/扭矩 工地整体耗电量 对添加剂的需求
成本 工地规模 出渣方式 掘进速度 隧道清洁度 土仓压力计算
EPB 高 中等 需要 低 中等 简单 快 低
预定
SLURRY 低 高 需要 高 大 复杂 中等 好 自动
2556
Torque Increase in 10 Years
53.9
压力为何加大 ?
•地表沉降控制 •进水控制
地表沉降控制
土压平衡
•在掘进过程中对刀盘土仓内土压进行控制. •对掘进过程中的恶劣地层进行控制以避免超挖. •土压平衡盾构通过渣土改良系统对土体进行改造以适应不同地质 .
地表沉降控制
•总 装 和 始 发 需 求 空 间 较 小
•对环境的影响更小
泥水盾构
•需要一个泥水分离厂
•围 岩 比 较 稳 定 的 情 况 下 不能掘进（有一定的局 限性）
•需要的工地规模更大
土压平衡盾构 vs. 泥水盾构
土压平衡盾构
•运营成本更低
•土 仓 压 力 需 在 隧 道 推 进 前进行计算并设定
•对刀盘扭矩需求较大 •对刀盘动力需求较大
•渣 土 直 接 暴 露 在 隧 道 中 ，会对隧道产生污染
•能 够 应 付 较 大 直 径 的 漂 石
泥水盾构
•对 于 环 境 的 影 响 较 大 ， 并且运营成本偏高
•土 仓 压 力 在 掘 进 过 程 中 直接探测并由系统进行 控制
•对刀盘扭矩需求较小
•对刀盘动力需求较小
•渣 土 在 运 至 地 表 前 不 会 暴露
泥水盾构
•整体构造简洁，有利于学习 ，操作及维护
•整体构造复杂（相对于学习 ，操作及维护）
•适用地质范围更广
•对地质要求更严格
•对渣土改良材料需求量更少
•需要额外的添加剂
•对于掌停面的塌陷量可以控 制
•掌停面一旦塌陷，塌陷量相 当大
土压平衡盾构 vs. 泥水盾构
土压平衡盾构
•出渣及时
•围 岩 比 较 稳 定 的 情 况 下 能够掘进
土压平衡盾构和泥水盾构的选择
选择标准:
•地质条件
- 粒度分布 - 水压 - 隧道沿线的漂石及其他阻碍
•渣土改良添加剂和/或膨润土 •工地处理车间的可行性及空间 •渣土最终处理方式 •最终用户的经验及信心 •成本
扭矩计算经验公式 – 土压平衡盾构
TEPB = D3 • 2
T = 刀盘扭矩 (吨•米) D = 掘进机直径（米）
(理论扭矩)
刀盘扭矩 – 泥水盾构
TSLURRY =
TEPB 1.47
高扭矩传动简表
型号 (直径)
年份
RME375SE (9.53 m)
1992
刀盘动力
(kW)
最大扭矩
脱困扭矩
(tonne•meters) (tonne•meters)
脱困扭矩 与刀盘表面积比
率
(tonne•meters/m2)
1800
•在掘进过程中使用压缩空气对刀盘土仓内的泥水压力进行控制. •在掘进过程中可以对泥浆流量和密度进行控制以避免超挖.
Байду номын сангаас
地表沉降控制
总结
•在管片安装和换步时刀盘土仓内压力的控制 •在极紧密的测中连续掘进
- 保持刀盘土仓内渣土的流动和压力 - 推进油缸自动伸出 - 土体改良注射弥补损失
•掘进时盾尾同步注浆 •在护盾沿线控制压力
- 在护盾环面注射泥浆来填充空隙
掘进时出渣量的控制
• 矿车计数 • 即时称重系统 • 体积测定仪 • 利用伽马射线进行密度探测
EPB 传感器
监测刀盘土仓内压力
膨润土发泡系统
快速膨润土注射系统
PLC 控制系统
从EPB传感器读取数据并向膨润土箱发 送命令
带压膨润土箱
从PLC接受信号并将膨润土注射到 刀盘土仓内
1089
1395
19.6
RME386SE (9.80 m)
1996
1800
1934
2166
28.7
RME370SE (9.40 m)
2000
2700
2056
2467
35.6
RME320SE (8.13 m)
2002
2100
1440
1959
37.8
RME306SE (7.77 m)
2002
2100
2045
土压平衡盾构vs. 泥水盾构
土压平衡盾构与泥水盾构之间的选择 对于刀盘扭矩的需求 地面沉降控制
粒径尺寸表
粘土
土压平衡盾构不含添加剂
淤泥
土压平衡盾构含添加剂
泥水盾构含添加剂
砂质
泥水盾构不含添加剂
砾石
卵石
通过率 (%)
土压平衡和泥水盾构适应性图表
粒径大小 (mm)
土压平衡盾构 vs. 泥水盾构
土压平衡盾构
•在 土 仓 压 力 控 制 方 面 具 有更高的准确性
掌停面支撑的种类 – 土压平衡或泥水？
标准 刀盘动力/扭矩 工地整体耗电量 对添加剂的需求
成本 工地规模 出渣方式 掘进速度 隧道清洁度 土仓压力计算
EPB 高 中等 需要 低 中等 简单 快 低
预定
SLURRY 低 高 需要 高 大 复杂 中等 好 自动
2556
Torque Increase in 10 Years
53.9
压力为何加大 ?
•地表沉降控制 •进水控制
地表沉降控制
土压平衡
•在掘进过程中对刀盘土仓内土压进行控制. •对掘进过程中的恶劣地层进行控制以避免超挖. •土压平衡盾构通过渣土改良系统对土体进行改造以适应不同地质 .
地表沉降控制
•总 装 和 始 发 需 求 空 间 较 小
•对环境的影响更小
泥水盾构
•需要一个泥水分离厂
•围 岩 比 较 稳 定 的 情 况 下 不能掘进（有一定的局 限性）
•需要的工地规模更大
土压平衡盾构 vs. 泥水盾构
土压平衡盾构
•运营成本更低
•土 仓 压 力 需 在 隧 道 推 进 前进行计算并设定
•对刀盘扭矩需求较大 •对刀盘动力需求较大
•渣 土 直 接 暴 露 在 隧 道 中 ，会对隧道产生污染
•能 够 应 付 较 大 直 径 的 漂 石
泥水盾构
•对 于 环 境 的 影 响 较 大 ， 并且运营成本偏高
•土 仓 压 力 在 掘 进 过 程 中 直接探测并由系统进行 控制
•对刀盘扭矩需求较小
•对刀盘动力需求较小
•渣 土 在 运 至 地 表 前 不 会 暴露
泥水盾构
•整体构造简洁，有利于学习 ，操作及维护
•整体构造复杂（相对于学习 ，操作及维护）
•适用地质范围更广
•对地质要求更严格
•对渣土改良材料需求量更少
•需要额外的添加剂
•对于掌停面的塌陷量可以控 制
•掌停面一旦塌陷，塌陷量相 当大
土压平衡盾构 vs. 泥水盾构
土压平衡盾构
•出渣及时
•围 岩 比 较 稳 定 的 情 况 下 能够掘进
土压平衡盾构和泥水盾构的选择
选择标准:
•地质条件
- 粒度分布 - 水压 - 隧道沿线的漂石及其他阻碍
•渣土改良添加剂和/或膨润土 •工地处理车间的可行性及空间 •渣土最终处理方式 •最终用户的经验及信心 •成本
扭矩计算经验公式 – 土压平衡盾构
TEPB = D3 • 2
T = 刀盘扭矩 (吨•米) D = 掘进机直径（米）
(理论扭矩)
刀盘扭矩 – 泥水盾构
TSLURRY =
TEPB 1.47
高扭矩传动简表
型号 (直径)
年份
RME375SE (9.53 m)
1992
刀盘动力
(kW)
最大扭矩
脱困扭矩
(tonne•meters) (tonne•meters)
脱困扭矩 与刀盘表面积比
率
(tonne•meters/m2)
1800