盾构机.docx

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盾构机

1.盾构机的概念

　　盾构机，全名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。

盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。

2.盾构机的原理

　　盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。

该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时文撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。

挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。

3.盾构机的分类

（1）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）。

（2）盾构机根据其适用的土质及工作方式的不同主要分为压缩空气式、泥水式，土压平衡式盾构机等不同类型。

下面简单介绍后两种：

　　①泥水式盾构机是通过加压泥水或泥浆（通常为膨润土悬浮液）来稳定开挖面，其刀盘后面有一个密封隔板，与开挖面之间形成泥水室，里面充满了泥浆，开挖土料与泥浆混合由泥浆泵输送到洞外分离厂，经分离后泥浆重复使用。

　　②土压平衡式盾构机是把土料（必要时添加泡沫等对土壤进行改良）作为稳定开挖面的介质，刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室，刀盘旋转开挖使泥土料增加，再由螺旋输料器旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出料器出土量（旋转速度）进行调节。

　　根据盾构机不同的分类，盾构开挖方法可分为：

敞开式、机械切削式、网格式和挤压式等。

为了减少盾构施工对地层的扰动，可先借助千斤顶驱动盾构使其切口贯入土层，然后在切口内进行土体开挖与运输。

4.盾构机的发展历史

盾构机问世至今已有近180年的历史，其始于英国，发展于日本、德国。

近30年来，通过对土压平衡式、泥水式盾构机中的关键技术，如盾构机的有效密封，确保开挖面的稳定、控制地表隆起及塌陷在规定范围之内，刀具的使用寿命以及在密封条件下的刀具更换，对一些恶劣地质如高水压条件的处理技术等方面的探索和研究解决，使盾构机有了很快的发展。

国外主要生产厂家有日本三菱重工人川崎重工、日立造船、德国海伦克内希特（HerrenknechtAG）公司等。

盾构机尤其是土压平衡式和泥水式盾构机在日本由于经济的快速发展及实际工程的需要发展很快。

德国的盾构机技术也有独到之处，尤其是在地下施工过程中，保证密封的前提以及高达0.3MPa气压的情况下更换刀盘上的刀具，从而提高盾构机的一次掘进长度。

德国还开发了在密封条件下，从大直径刀盘内侧常压空间内更换被磨损的刀具。

系统类产品

1加泥、注浆、泡沫等辅助系统

  注浆系统作用：

盾构机在推进的同时保证能充裕地填满,随着盾构机推进而出现的盾尾空间，从而控制地层的沉降。

   泡沫加泥加水系统作用：

根据需要向土舱和刀盘前部加注泡沫、水或泥浆，改良土体物理状态。

   主要业务范围：

注浆系统、加泥系统、泡沫系统的原理设计及控制部分设计、管路布置、元器件采购等系统成套或部分承包制作。

   辅助系统相当于盾构的血管和神经，它的好坏将直接影响盾构的性能，为此我们不光注重专业队伍的建设，而且配备专业的配套工具，如大型冲洗泵站，高精度污染度检测仪，专业酸洗设备等。

 注浆系统

 砂浆搅拌箱

 加泥系统

 加泥搅拌箱

 泡沫系统（左）

 泡沫发生器（右）

公司注浆、加泥、泡沫等辅助系统采用独立的控制系统，控制画面采用更为形象与人性化的人机控制界面，使操作更方便，使用更简单。

且结合实际施工经验，加入了各种工况下的智能控制和自动保护功能。

先

进

的

人

机

交

换

界

面

现场扣

压胶管

总成、

钢管制

作及管

路安装

2集中润滑和盾尾密封系统

（1）集中润滑系统由电动补油泵、电动压注泵、压力开关、分配器等组成，构成双线干油润滑系统。

集中润滑系统由控制台进行控制，控制方式为压差控制。

当润滑油脂两线压差达到预先设定值时，整个油脂分配器动作一次。

油脂润滑系统主要用于大轴承的内外周密封、中心回转接头、仿行刀、螺旋机驱动、铰接系统等的润滑。

集中润滑系统

系统原理图

（2）盾尾油脂的压注由气动压注泵完成，系统由一台空压机提供动力。

它主要用于对盾尾密封装置进行补充充填盾尾密封油脂。

盾尾油脂系统的开启在驾驶室操作完成。

盾尾油脂的控制有自动和手动2种模式。

作用：

盾尾密封确保盾构壳体的内表面和管片的外表面之间的密封，防止地下水、外层土和支承液体或灰浆的侵入。

盾尾密封系统

盾尾密封系统图

盾尾密封刷

3供气、供水、供电系统

空气系统：

为人闸及气动执行元件等提供气源

水系统：

主要为设备冷却和工业用途提供水源。

系统原理图

供水系统

冷却系统

水箱

气路系统

4液压、电气系统

5测量、掘进管理系统

6后配套台车系统整体提供

7盾构整机制造及总装承包

零部件类产品

1盾构刀具

2盾尾刷

采用先进生产工艺，融合欧洲及日本多家盾尾刷技术，充分考虑到盾尾刷的安装，使每个细节设计更加科学合理。

  主要优势：

 1：

采用组装、焊接工艺适合工厂化生产，用油压机压装的方法，尾刷用万向钢丝束，钢丝束整体压装紧密，钢丝不容易散落每根钢丝能在任何角度都能为弹簧护板提供良好的弹性，并可将钢丝刷片压紧压实。

焊接工艺采用倒角焊接，符合国家标准。

2：

上下护板采用低碳钢板利于与盾尾焊接。

3：

尾刷的铆钉数量多，以便更加牢固。

4：

尾刷上下座板厚于其它生产厂家。

5：

为确保图纸尺寸要求，提高尺寸精度，我厂采用盾尾刷组装后整体加工上板至图纸尺寸，光洁度为6.3，采用此方法全国只有我们一家。

6：

盾尾刷整备修型后，并做尾刷整体防锈处理。

使用我厂生产的盾尾刷精度高，美观实用，深受国内用的好评及国外专家的肯定。

盾尾刷

3注浆枪

4泡沫发生器

5皮带机

6加泥箱、注浆箱、水箱等箱体类零部件

7盾构油缸

8法兰、管夹、卡箍接头等管路连接用零部件

卡箍

沟槽卡箍

快速接头

9闸阀、蝶阀、球阀等阀类零部件

球阀

10流量计、过滤器压力传感器等盾构用其他零部件

11刀盘、驱动、螺旋机、拼装机等盾构主要部件

消耗类产品

1盾尾油脂

2泡沫添加剂

3聚合物等高分子材料

服务类产品

1盾构安装调试及转场

2盾构的维护、保养及大修改造

3盾构掘进分包

4盾构的回收与租赁

5盾构制造与施工相关咨询