铁建重工盾构机生产车间实习参观报告Word文档格式.docx

1、盾构机既是一种施工机具，也是一种强有力的临时支撑结构。盾构机外形上看是一个大的钢管机，较隧道部分略大，它是设计用来抵挡外向水压和地层压力的。它包括三部分：前部的切口环、中部的支撑环以及后部的盾尾。大多数盾构的形状为圆形，也有椭圆形、半圆形、马蹄形及箱形等其他形式。虽说盾构机所有成产品的统称，但是铁建重工最大的生产特点是定制化、个性化，所有全场所有生产的工程装备没有两个是完全一样的。而再细分盾构机的种类，又多出许多小类，包含了土压平衡盾构机、泥水平衡盾构机、硬岩隧道掘进机（TBM）、双模式隧道掘进机四大种类。ZTE系列土压平衡盾构机ZTS系列泥水平衡盾构机ZZT系列硬岩隧道掘进机ZT系列双模式隧

2、道掘进机掘进机双护盾TBM土压平衡/泥水平衡双模式隧道掘进机土压平衡/TBM双模式隧道掘进机常规直径土压平衡盾构机大直径土压平衡盾构机小直径土压平衡盾构机常规直径泥水平衡盾构机大直径泥水平衡盾构机超大直径泥水平衡盾构机敞开式TBM单护盾TBM图X 铁建重工盾构机分类组织结构图1.ZTE系列土压平衡盾构机 ZTE系列土压平衡盾构是国家863计划重大专项和国务院16项重大技术装备之一，是中国铁建重工集团有限公司研发最早、出厂设备最多的隧道掘进机类型。铁建重工依托于在国内外隧道施工领域丰富的经验总结、在掘进机研发制造领域先进的系统集成和制造技术、国家大直径隧道掘进机相关科技支撑项目、湖南省发展重型装

3、备的科技支撑项目，经多年研发和积累，已全面掌握了土压平衡盾构机的设计、制造和应用技术。（1）主要特点：快速：集隧道开挖、出渣、管片衬砌支护于一体，连续快速掘进，施工效率高，最高日进尺30m。优质：管片衬砌支护和施工同步注浆同时完成，隧道成型质量高。高效：施工速度快，工期短，超挖量小，施工用人少，降低劳动强度，降低了材料消耗。安全：改善了劳动条件，有效的防护确保隧道施工安全，事故大大减少。环保：施工现场环境污染小，有利于环境、生态保护。自动化、信息化程度高，采用计算机控制、传感器、激光导向、测量、超前地质探测、通讯技术，具有施工数据采集，姿态管理，施工数据实时远传，实现信息化施工，自动化程度高。

4、（2）具体生产机型常规直径土压平衡盾构机该直径范围是国内城市地铁隧道施工的主流机型，也是铁建重工产量最大的机型，开挖直径5m8m。图X 常规直径土压平衡盾构机示意图 大直径土压平衡盾构机大直径土压平衡盾构主要用于多车道施工的大直径隧道施工，开挖直径一般为8m以上。名称参数开挖直径9330mm整机长度118m最小转弯半径300m驱动方式液动交接形式被动交接总功率3900kW图X 大直径土压平衡盾构机示意图 小直径土压平衡盾构机该机型为铁建重工针对小型隧道的非开挖施工研发的一系列小型土压平衡盾构机，适用于小直径隧道、涵洞和大口径管道的非开挖施工，开挖直径可在3m5m之间。3650mm65m100m

5、主动/被动交接785kW表X ZTE3600小直径土压平衡盾构参数表图X 小直径土压平衡盾构机示意图 2.ZTS系列泥水平衡盾构机 ZTS系列泥水平衡盾构是国家863计划重大专项和国务院16项重大技术装备之一，是中国铁建重工集团有限公司在成熟的土压平衡盾构机研发、制造和应用技术基础上为满足国内外城市地铁隧道、引水隧道、城市地下管路共同沟、水利水电隧道建设需求而自主开发的盾构机类型。铁建重工依托于在国内外隧道施工领域丰富的经验总结、在掘进机研发制造领域先进的系统集成和制造技术、国家大直径隧道掘进机相关科技支撑项目、湖南省发展重型装备的科技支撑项目，经多年研发和积累，已全面掌握了泥水平衡盾构机的设

6、计、制造和应用技术。集隧道开挖、出渣、管片衬砌支护于一体，连续快速掘进，施工效率高，最高日进尺33m。采用泥水加压来平衡刀盘切削面，能使开挖面保持稳定，具有对地层扰动小和沉降小。自动化、信息化程度高，采用计算机控制、传感器、激光导向、测量、超前地质探测、通讯技术，具有施工数据采集，TBM姿态管理，施工数据实时远传，实现信息化施工，自动化程度高。常规直径泥水平衡盾构机该直径范围是国内城市地铁隧道施工的主流机型之一，广泛应用于城市地铁、公路、引水隧洞等施工，掘进效率高、安全可靠。开挖直径一般为5m8m。图X 常规直径泥水平衡盾构机示意图 大直径泥水平衡盾构机 大直径泥水平衡盾构主要用于公路、铁路和

7、引水隧道施工，开挖直径8m11m。铁建重工已突破高水压、大直径泥水平衡盾构设计制造关键技术，该型产品集成了刀盘刀具适应性设计、隧道开挖面稳定、高效岩石破碎、长距离管道快速输送与处理、大吨位管片物料快速倒运、高水压环境主驱动密封、刀盘刀具常压更换等技术成果，可有效解决泥水平衡盾构机在掘进过程中出现的问题，极大地减少了整机故障率，提高了掘进速度确保施工安全性。9030mm128m1350m电驱约4000kW图X 大直径泥水平衡盾构机表X ZTS大直径9m级泥水平衡盾构参数表 超大直径泥水平衡盾构机12020mm76m600m约5600kW表X ZTS超大直径12m级泥水平衡盾构参数表14990mm

8、134m1000m约7760kW表X ZTS大直径15m级泥水平衡盾构参数表 3.ZTT系列硬岩隧道掘进机（TBM）敞开式TBM主要适用于围岩较完整、整体性好、有较好自稳性的岩，如遇局部不稳定围岩，可由掘进机自带的辅助设备如钢拱架拼装器、锚杆钻机、喷射混凝土等进行衬砌支护，保证洞壁的稳定。当遇到局部软岩及破碎带，需使用由设备附带的超前钻机及注浆设备进行超前加固，待围岩强度满足自稳要求后再掘进。掘进过程可直接的观测到洞壁岩性的变化，有利于地质图描绘。单护盾硬岩掘进机主要适用于围岩较破碎、抗压强度低、自稳性差的岩石地质。其推进原理类似于盾构机，通过推进油缸顶紧在已拼装好的预制管片或钢圈梁上步进前进

9、。双护盾硬岩掘进机是一种具有较广的地质适应性的岩石地质掘进机，既适用于稳定性良好的硬岩地层，又适用于稳定性差的软岩地层。集隧道开挖、出渣、管片衬砌支护、物料运输于一体，连续快速掘进，施工效率高，最高日进尺1100m。采用滚刀进行破岩，成洞周围岩层不会受爆破震动而破坏，洞壁完整光滑。改善了劳动强度，避免了爆破施工可能造成的人员伤亡，事故大大减少。施工现场环境污染小，减少了长达隧道的辅助坑数量，有利于环境、生态保护。 敞开式TBM 敞开式TBM主要适用于围岩较完整、整体性好、有较好自稳性的岩，如遇局部不稳定围岩，可由掘进机自带的辅助设备如钢拱架拼装器、锚杆钻机、喷射混凝土等进行衬砌支护，保证洞壁的

10、稳定。m约190整机重量t约1500500适应的最大坡度上坡2、下坡2换布时间min5掘进行程mm1800刀盘重量约160t7930mm最大扩挖量单边50mm装机功率kW5000kW图X 敞开式TBM示意图表X 8m级敞开式TBM参数表 单护盾TBM分项目名称单位设备型号ZTE7565斜井长度约2745m，5下坡盾体长度9300mm500m最小竖曲线半径600m1000m 5.2设计坡度120刀盘开挖直径7620mm转速03.5rpm3314.57kW图X 单护盾TBM表X 7m级单护盾TBM参数表 双护盾TBM细目部件名称主机长10.5m145m刀盘分块数量3块6540mm换刀方式背装式28

11、60kW图X 双护盾TBM示意图表X 6m级双护盾TBM参数表4. ZT系列双模式隧道掘进机铁建重工依托于在国内外隧道施工领域丰富的经验总结、在掘进机研发制造领域先进的系统集成技术、国家863大直径隧道掘进机科技项目和湖南省科技支持项目，全面掌握了双模式隧道掘进机的设计、制造和应用技术。根据不同的地质条件，铁建重工专业的研发团队能提供最具地质适应性、使用经济性和可靠性的设计方案，并能及时提供优质的售后服务和技术咨询。 土压平衡/泥水平衡双模式隧道掘进机开完模式土压平衡/泥水平衡模式6280mm105m250m液驱铰接形式1500kW表X 土压平衡/泥水平衡参数表这种结合的两种作业模式均使用封闭

12、压力系统，对掌子面提供支撑，其主要区别在于支撑介质的构成和特性、渣土清运方式以及开挖仓的设计。对于直径超过9米的大型掘进机，可以在开挖仓的仰拱部分同时安装螺旋输送机和泥水环路。但对于小直径机型则不可行，也就是说，变更掘进作业模式需要花费时间，并且会产生费用。如果需在泥水环路的入口格栅前加装碎石机，则花费的时间和开支将会更多。因此，只有在具体项目值得花费如此巨大的工夫时，才会采用土压平衡式和泥水平衡式的结合机型。 土压平衡/TBM双模式隧道掘进机图X 土压平衡/TBM双模式隧道掘进机土压平衡式盾构机的螺旋输送机安装在仰供部位，它可执行常规的封闭式土压平衡作业，也可执行敞开式作业。开挖仓和螺旋输送

13、机不是全部充满，这种情况下，在掌子面不会形成支撑压力，而螺旋输送机仅用于清运渣土。作为备用方案，可在机器中心安装一条附带可收缩式集渣环的皮带输送机。这种方案要求在刀盘设置额外的转换机构，而螺旋输送机在敞开式作业模式下要部分收缩。土压平衡式和敞开式的结合机型可以设计为模块化基本结构，也可以设计为螺旋输送机和中心皮带输送机并用的机型。 （三）盾构法施工盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种

14、机械化施工方法。1.盾构法施工的基本条件 在松软含水地层，或地下线路等设施埋深达到10m或更深时，可以采用盾构法，即：线位上允许建造用于盾构进出洞和出碴进料的工作井；隧道要有足够的埋深，覆土深度宜不小于6m且不小于盾构直径；相对均质的地质条件；如果是单洞则要有足够的线间距，洞与洞及洞与其它建（构）筑物之间所夹土（岩）体加固处理的最小厚度为水平方向1.0m,竖直方向1.5m；从经济角度讲，连续的施工长度不小于300m。2.盾构法施工特点（1）优点：安全开挖和衬砌，掘进速度快；盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现自动化作业，施工劳动强度低。不影响地面交通与设施，同时不影响地下管线等设施；穿越河

15、道时不影响航运，施工中不受季节、风雨等气候条件影响，施工中没有噪音和扰动；在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性。（2）缺点： 断面尺寸多变的区段适应能力差； 新型盾构购置费昂贵，对施工区段短的工程不太经济。工人的工作环境较差。3.盾构法施工步骤盾构施工方法由以下几个步骤组成：在置放盾构机的地方打一个垂直井，再用混泥土墙进行加固；将盾构机安装到井底，并装配相应的千斤顶；用千斤顶之力驱动井底部的盾构机往水平方向前进，形成隧道；将开挖好的隧道边墙用事先制作好的混泥土衬砌加固，地压较高时可以采用浇铸的钢制衬砌加固来代替混泥土衬砌。盾构法施工中，其隧道一般采用以预制管片拼装

16、的圆形衬砌，也可采用挤压混凝土圆形衬砌，必要时可再浇筑一层内衬砌，形成防水功能好的圆形双层衬砌。4.盾构法施工工序图X扩径盾构法采用盾构法施工时，首先要在隧道的始端和终端开挖基坑或建造竖井，用作盾构及其设备的拼装井（室）和拆卸井（室），特别长的隧道，还应设置中间检修工作井（室）。拼装和拆卸用的工作井，其建筑尺寸应根据盾构装拆的施工要求来确定。拼装井的井壁上设有盾构出洞口，井内设有盾构基座和盾构推进的后座。井的宽度一般应比盾构直径大1.62.0米，以满足铆、焊等操作的要求。当采用整体吊装的小盾构时，则井宽可酌量减小。井的长度，除了满足盾构内安装设备的要求外，还要考虑盾构推进出洞时，拆除洞门封板和

17、在盾构后面设置后座，以及垂直运输所需的空间。中、小型盾构的拼装井长度，还要照顾设备车架转换的方便。盾构在拼装井内拼装就绪，经运转调试后，就可拆除出洞口封板，盾构推出工作井后即开始隧道掘进施工（图X）。盾构拆卸井设有盾构进口，井的大小要便于盾构的起吊和拆卸。其他施工主要有土层开挖、盾构推进操纵与纠偏、衬砌拼装、衬砌背后压注等。这些工序均应及时而迅速地进行，决不能长时间停顿，以免增加地层的扰动和对地面、地下构筑物的影响。（1）土层开挖在盾构开挖土层的过程中，为了安全并减少对地层的扰动，一般先将盾构前面的切口贯入土体，然后在切口内进行土层开挖，开挖方式有：敞开式开挖。适用于地质条件较好、掘进时能保持

18、开挖面稳定的地层。由顶部开始逐层向下开挖，可按每环衬砌的宽度分数次完成。机械切削式开挖。用装有全断面切削大刀盘的机械化盾构开挖土层。大刀盘可分为刀架间无封板的和有封板的两种，分别在土质较好的和较差的条件下使用。在含水不稳定的地层中，可采用泥水加压盾构和土压平衡式盾构进行开挖。挤压式开挖。使用挤压式盾构的开挖方式，又有全挤压和局部挤压之分。前者由于掘进时不出土或部分出土,对地层有较大的扰动,使地表隆起变形，因此隧道位置应尽量避开地下管线和地面建筑物。此种盾构不适用于城市道路和街坊下的施工，仅能用于江河、湖底或郊外空旷地区。用局部挤压方式施工时,要根据地表变形情况,严格控制出土量，务使地层的扰动和

19、地表的变形减少到最低限度。网格式开挖。使用网格式盾构开挖时，要掌握网格的开孔面积。格子过大会丧失支撑作用，过小会产生对地层的挤压扰动等不利影响。在饱和含水的软塑土层中，这种掘进方式具有出土效率高、劳动强度低、安全性好等优点。（2）推进操纵与纠偏推进过程中，主要采取编组调整千斤顶的推力、调整开挖面压力以及控制盾构推进的纵坡等方法，来操纵盾构位置和顶进方向。一般按照测量结果提供的偏离设计轴线的高程和平面位置值，确定下一次推进时须有若干千斤顶开动及推力的大小，用以纠正方向。此外，调整的方法也随盾构开挖方式有所不同：如敞开式盾构，可用超挖或欠挖来调整；机械切削开挖，可用超挖刀进行局部超挖来纠正；挤压式

20、开挖，可用改变进土孔位置和开孔率来调整。（3）衬砌拼装常用液压传动的拼装机进行衬砌（管片或砌块）拼装。拼装方法根据结构受力要求，可分为通缝拼装和错缝拼装。通缝拼装是使管片的纵缝环环对齐，拼装较为方便，容易定位,衬砌圆环的施工应力较小,但其缺点是环面不平整的误差容易积累。错缝拼装是使相邻衬砌圆环的纵缝错开管片长度的1/21/3。错缝拼装的衬砌整体性好，但当环面不平整时，容易引起较大的施工应力。衬砌拼装方法按拼装顺序，又可分为先环后纵和先纵后环两种。先环后纵法是先将管片（或砌块）拼成圆环，然后用盾构千斤顶将衬砌圆环纵向顶紧。先纵后环法是将管片逐块先与上一环管片拼接好，最后封顶成环。这种拼装顺序，可

21、轮流缩回和伸出千斤顶活塞杆以防止盾构后退，减少开挖面土体的走动。而先环后纵的拼装顺序,在拼装时须使千斤顶活塞杆全部缩回,极易产生盾构后退，故不宜采用。（4）衬砌背后压注 为了防止地表沉降，必须将盾尾和衬砌之间的空隙及时压注充填。压注后还可改善衬砌受力状态，并增进衬砌的防水效果。压注的方法有二次压注和一次压注。二次压注是在盾构推进一环后，立即用风动压注机通过衬砌上的预留孔，向衬砌背后的空隙内压入豆粒砂，以防止地层坍塌；在继续推进数环后，再用压浆泵将水泥类浆体压入砂间空隙，使之凝固。因压注豆粒砂不易密实，压浆也难充满砂间空隙，不能防止地表沉降，已趋于淘汰。一次压注是随着盾构推进，当盾尾和衬砌之间出

22、现空隙时，立即通过预留孔压注水泥类砂浆，并保持一定的压力，使之充满空隙。压浆时要对称进行，并尽量避免单点超压注浆，以减少对衬砌的不均匀施工荷载；一旦压浆出现故障，应立即暂停盾构的推进。 盾构法施工时，还须配合进行垂直运输和水平运输，以及配备通风、供电、给水和排水等辅助设施，以保证工程质量和施工进度，同时还须准备安全设施与相应的设备。 小结：虽然参观只有短短的一个小时，但是在认识实习过程中我依然学到了很多。现代城市轨道交通的迅速发展，地铁作为其中的一种交通工具，在高速发展的现代化大都市中日前所具有的不可替代的积极作用。作为一名城地专业的学生去了解工程建设是十分必要的， 通过这次实习以及后期的查阅资料熟悉了盾构施工方法及盾构机的主要组成部分。其实，这次参观实习给我们提供了一个人开阔视野的平台，给我们起一定的引导作用，实习本身不一定有很多有价值的东西，但是可以启发去我们思考问题，激发我们学习热情，对于我而言，在这样的一个平台上我去约束自己了解更多东西，为将来的工作做好充足的准备。