1、會計(jì)學(xué)1盾構(gòu)機(jī)配電系統(tǒng)簡介盾構(gòu)機(jī)配電系統(tǒng)簡介第1頁/共51頁內(nèi)容簡介盾構(gòu)機(jī)的起源和發(fā)展史我我國國盾盾構(gòu)構(gòu)機(jī)機(jī)的的發(fā)發(fā)展展歷歷程程盾構(gòu)機(jī)概述盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造及工作原理盾構(gòu)機(jī)上的電力系統(tǒng)結(jié)語第2頁/共51頁第3頁/共51頁 盾構(gòu)機(jī)，全稱為盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)，其名稱是由“盾構(gòu)”和“隧道掘進(jìn)機(jī)”組合而成。其中“隧道掘進(jìn)機(jī)”說明該設(shè)備是一種隧道掘進(jìn)的專用工程機(jī)械，而“盾構(gòu)”二字則來源于盾構(gòu)法施工。 盾構(gòu)法施工是利用盾構(gòu)進(jìn)行隧道開挖，襯砌等作業(yè)的施工方法，其中盾構(gòu)指的是一種帶有護(hù)罩的專用設(shè)備，利用尾部已裝好的襯砌塊作為支點(diǎn)向前推進(jìn)，用刀盤切割土體，同時(shí)排土和拼裝后面的預(yù)制混凝土襯砌塊。 盾構(gòu)發(fā)明于19世紀(jì)初期，首

2、先應(yīng)用于開挖英國倫敦泰晤士河水底隧道。 一、盾構(gòu)機(jī)的起源及發(fā)展史第4頁/共51頁3一、盾構(gòu)機(jī)的起源及發(fā)展史第5頁/共51頁一、盾構(gòu)機(jī)的起源及發(fā)展史第6頁/共51頁一、盾構(gòu)機(jī)的起源及發(fā)展史第7頁/共51頁1830年，英國的羅德發(fā)明“氣壓法”輔助解決隧道涌水。一、盾構(gòu)機(jī)的起源及發(fā)展史1866年，莫爾頓申請“盾構(gòu)”專利。盾構(gòu)最初稱為小筒(cell)或圓筒(cylinder)，在莫爾頓專利中第一次使用了“盾構(gòu)” ( shield )這一術(shù)語。1865年，英國的布朗首次采用圓形盾構(gòu)和鑄鐵管片，1869年用圓形盾構(gòu)在泰吾士河下修建外徑2.2m的隧道。1874年，工程師格瑞海德發(fā)現(xiàn)在強(qiáng)滲水性的地層中很難用壓

3、縮空氣支撐隧道工作面，因此開發(fā)了用液體支撐隧道工作面的盾構(gòu)，通過液體流，以泥漿的形式出土。1876年英國人約翰荻克英森布倫敦和姬奧基布倫敦申請第一個(gè)機(jī)械化盾構(gòu)專利。這臺盾構(gòu)有一個(gè)由幾塊板構(gòu)成的半球形的旋轉(zhuǎn)刀盤，開挖的土料落入徑向裝在刀盤上的料斗中，料斗將渣料轉(zhuǎn)運(yùn)至膠帶輸送機(jī)上，再將它轉(zhuǎn)運(yùn)到后面從盾構(gòu)中運(yùn)出，這一構(gòu)想后來被用于修建地鐵隧道工程。1886年，格瑞海德在倫敦地下施工中將壓縮空氣方法與盾構(gòu)掘進(jìn)相組合使用，在壓縮空氣條件下施工，標(biāo)志著在承壓水地層中掘進(jìn)隧道的一個(gè)重大進(jìn)步，20世紀(jì)初，大多數(shù)隧道都是采用格瑞海德盾構(gòu)法修建的。第8頁/共51頁1917年，日本引進(jìn)盾構(gòu)施工技術(shù)，是歐美國家以外第

4、一個(gè)引進(jìn)盾構(gòu)的國家。一、盾構(gòu)機(jī)的起源及發(fā)展史1963年，土壓平衡盾構(gòu)首先由日本Sato Kogyo公司(佐藤工業(yè))開發(fā)出來。下圖為當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)的土壓平衡盾構(gòu)示意圖。 第9頁/共51頁1974年第一臺土壓平衡盾構(gòu)在東京被采用。該盾構(gòu)由日本制造商IHI（石川島播磨）設(shè)計(jì)，其外徑3.72m，掘進(jìn)了1900m的主管線。一、盾構(gòu)機(jī)的起源及發(fā)展史1989年，日本最引人注目的泥水盾構(gòu)隧道工程開工。東京灣海底隧道長10km，是世界最長公路專用海底隧道，用八臺直徑14.14m泥水加壓式盾構(gòu)施工。 在以后的年代里，很多廠商以土壓盾構(gòu)、壓力保持盾構(gòu)、軟泥盾構(gòu)、土壤壓力盾構(gòu)、泥壓盾構(gòu)等名稱生產(chǎn)了“土壓平衡盾構(gòu)”。所有這些

5、名稱的盾構(gòu)都應(yīng)有了同一種工法國際上稱為“土壓平衡系統(tǒng)”（EPBS）。1992年，日本研制成世界上第一臺三圓泥水加壓式盾構(gòu)(由3個(gè)直徑7.8m的刀頭構(gòu)成，總長17.3m)，并成功地用于大阪市地鐵7號線“商務(wù)公園站”車站工程施工。第10頁/共51頁第11頁/共51頁我國于20世紀(jì)60年代引進(jìn)盾構(gòu)技術(shù)，1962年2月在上海市城建局隧道處的塘橋試驗(yàn)隧道工程中采用直徑4.16m的一臺普通敞胸盾構(gòu)在兩種有代表性的地層下進(jìn)行掘進(jìn)試驗(yàn)，試驗(yàn)獲得成功，采集了大量盾構(gòu)法隧道數(shù)據(jù)資料。20世紀(jì)80年代至2000年，隨著改革開放和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，地鐵建設(shè)也由服務(wù)于戰(zhàn)備轉(zhuǎn)為服務(wù)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展。繼北京、天津修建地鐵外，上海、廣州也

6、相繼修建了地鐵工程。地鐵施工技術(shù)突破了原有淺埋明挖法的限制，盾構(gòu)法施工方法被引入地鐵施工中。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著國家經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的迅猛發(fā)展為地鐵建設(shè)帶來了重大機(jī)遇，同時(shí)也為盾構(gòu)技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展提供了廣闊的平臺和空間。國家有關(guān)部門已經(jīng)規(guī)定人口在300萬以上、GDP值在1000億以上、年財(cái)政收入在100億以上的城市可以建地鐵。目前我國正處于軌道交通建設(shè)的繁榮時(shí)期，中國已經(jīng)成為世界上最大的城市軌道交通市場。同時(shí)，盾構(gòu)機(jī)在越江道路、輸氣和市政排水隧洞等工程中也得到了廣泛應(yīng)用。專家預(yù)計(jì)：到2020年前，我國的盾構(gòu)需求量可達(dá)300多臺。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2009年，國內(nèi)保有的盾構(gòu)機(jī)在170臺左右，主要為日本三菱

7、重工、小松制作所、德國海瑞克制造。二、我國盾構(gòu)機(jī)的發(fā)展歷程第12頁/共51頁第13頁/共51頁盾構(gòu)機(jī)是掘進(jìn)機(jī)的一種類型。掘進(jìn)機(jī)的定義是：用機(jī)械能破碎隧道掌子面、隨即將破碎物質(zhì)連續(xù)向后輸出并獲得預(yù)期的洞型、洞線的機(jī)器。盾構(gòu)法隧道的基本原理是用一件有形的鋼質(zhì)組件沿隧道設(shè)計(jì)軸線開挖土體而向前推進(jìn)。這個(gè)鋼組件在初步或最終隧道襯砌建成前，主要起防護(hù)開挖出的土體、保證作業(yè)人員和機(jī)械設(shè)備安全的作用，這個(gè)鋼質(zhì)組件被稱為盾構(gòu)。盾構(gòu)的另一個(gè)作用是能夠承受來自地層的壓力，防止地下水或流沙的入侵。盾構(gòu)是盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的簡稱，是在鋼殼體保護(hù)下完成隧道掘進(jìn)、拼裝作業(yè)，由主機(jī)和后配套組成的機(jī)電一體化設(shè)備。為適應(yīng)各種不同的土質(zhì)，

8、所以形成盾構(gòu)的種類繁多。按其構(gòu)造特點(diǎn)和開挖方法，可歸納為以下4類。其中敞口式盾構(gòu)或稱普通盾構(gòu)、普通閉胸式盾構(gòu)或稱普通擠壓式盾構(gòu)（半機(jī)械化盾構(gòu)）以及TBM硬巖盾構(gòu)在本司的產(chǎn)品中尚未涉及，因此不作詳述，下面主要了解一下機(jī)械式閉胸盾構(gòu)。三、盾構(gòu)機(jī)概述第14頁/共51頁三、盾構(gòu)機(jī)概述正面封閉艙中加壓，刀盤切削土體的，稱局部氣壓盾構(gòu)。正面密封艙中設(shè)泥漿或泥漿加氣壓平衡裝置的稱泥水平衡盾構(gòu)、泥水加壓式平衡盾構(gòu)。泥水加壓式盾構(gòu)適用于沖積形成砂礫、砂、粉砂、粘土層、弱固結(jié)的互層地基以及含水率高開挖面不穩(wěn)定的地層；洪積形成的砂礫、砂、粉砂、粘土層以及含水很高固結(jié)松散易于發(fā)生涌水破壞的地層，是一種適用于多種土質(zhì)條

9、件的盾構(gòu)型式。但是對于難以維持開挖面穩(wěn)定性的高透水性地基、礫石地基，有時(shí)也要考慮采用輔助施工方法。正面密封艙中設(shè)土壓或土壓加泥水式平衡裝置的，稱土壓平衡盾構(gòu)或加泥式土壓平衡盾構(gòu)。土壓平衡盾構(gòu)適用于含水量和粒度組成比較適中的粉土、粘土、砂質(zhì)粉土、砂質(zhì)粘土、夾砂粉粘土等土砂可以直接從掘削面流入土艙及螺旋排土器的土質(zhì)。但對含砂粒量過多的不具備流動性的土質(zhì)，不宜選用。地層滲透系數(shù)對于盾構(gòu)機(jī)的選型是一個(gè)很重要的因素。當(dāng)?shù)貙拥耐杆禂?shù)小于10-7m/s時(shí)，可以選用土壓平衡盾構(gòu)；當(dāng)?shù)貙拥臐B水系數(shù)在10-7m/s和10-4m/s之間時(shí)，既可以選用土壓平衡盾構(gòu)也可以選用泥水式盾構(gòu)；當(dāng)?shù)貙拥耐杆禂?shù)大于10-4m

10、/s時(shí)，宜選用泥水盾構(gòu)。現(xiàn)在還有土壓與泥水結(jié)合的雙模式盾構(gòu)，能夠適應(yīng)更大范圍的地質(zhì)條件。第15頁/共51頁第16頁/共51頁四、盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造及工作原理下面我就通過介紹中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司生產(chǎn)的2套14.93m盾構(gòu)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作情況來熟悉和了解盾構(gòu)機(jī)的工作方式。該盾構(gòu)機(jī)為泥水氣壓平衡復(fù)合式隧道掘進(jìn)機(jī)，用于南京市緯三路過江通道工程，該工程采用八車道“X”形隧道方案，S從浦口到定淮門將有兩條隧道“X”形交叉過江，左右線分離布置兩隧，內(nèi)設(shè)上下層雙向四車道，共為雙層雙向八車道。S線全長7363m，其中盾構(gòu)隧道長4135m，N線全長7014m，其中盾構(gòu)隧道長3557m。盾構(gòu)機(jī)直徑14.93m，隧道

11、管片外徑14.5m，內(nèi)徑13.3m。盾構(gòu)機(jī)的驅(qū)動部總功率為3750kW，并預(yù)留1臺250kW的安裝位置，其設(shè)計(jì)推進(jìn)速度為5cm/min，日最大掘進(jìn)能力可達(dá)到20米，是國內(nèi)最大的泥水氣壓平衡復(fù)合式隧道掘進(jìn)機(jī)。第17頁/共51頁四、盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造及工作原理 下圖是天地重工生產(chǎn)的土壓平衡盾構(gòu)機(jī)，請大家結(jié)合剛才的動畫，了解一下土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)與泥水平衡盾構(gòu)機(jī)的異同。而我接著會為大家介紹盾構(gòu)機(jī)的最重要的組成部分，盾體。前盾中盾后盾刀盤人行閘推進(jìn)油缸排土系統(tǒng)管片拼裝機(jī)盾尾刷和同步注漿系統(tǒng)第18頁/共51頁四、盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造及工作原理盾構(gòu)機(jī)的控制系統(tǒng)大體上可分為主控和輔控，目前我司已經(jīng)可以獨(dú)立承接盾構(gòu)機(jī)上所有輔

12、控系統(tǒng)的生產(chǎn)和調(diào)試工作，但對尚未介入主控系統(tǒng)，目前正在積極努力中。上文提及的刀盤驅(qū)動系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)、排土系統(tǒng)以及管片拼裝系統(tǒng)全部屬于盾構(gòu)機(jī)的主控系統(tǒng)，而同步注漿系統(tǒng)則屬于盾構(gòu)機(jī)的輔控系統(tǒng)。下面會向大家介紹盾構(gòu)機(jī)還有哪些重要的輔控系統(tǒng)及設(shè)備。潤滑油脂系統(tǒng) ：盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)，潤滑油脂系統(tǒng)將潤滑油脂送到主驅(qū)動齒輪箱、螺旋輸送機(jī)齒輪箱及刀盤回轉(zhuǎn)接頭中。這些油脂起到兩個(gè)作用，一個(gè)作用是被注入到上述三個(gè)組件中唇形密封件之間的空間起到潤滑唇形密封件工作區(qū)域及幫助阻止贓物進(jìn)入被密封區(qū)域內(nèi)部的作用，對于螺旋輸送機(jī)齒輪箱還有另外一個(gè)作用，就是潤滑齒輪箱的球面軸承。通風(fēng)系統(tǒng)：新鮮的空氣是由一條空氣管來輸送。抽風(fēng)管從拖

13、車一直延伸到整個(gè)后配套系統(tǒng)。它將盾體及液壓系統(tǒng)中的廢氣撤出，此管路中含有消音通風(fēng)機(jī)。通風(fēng)機(jī)及管路保證了隧道中有持續(xù)的新鮮空氣提供?？諝馔ㄟ^壓縮后還用來驅(qū)動盾尾油脂泵和潤滑油脂泵，用來給人行閘、開挖室加壓，用來操作膨潤土、盾尾油脂的氣動開關(guān)，用來與泡沫劑、水混合形成改良土壤的泡沫等。 第19頁/共51頁四、盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造及工作原理土體改良系統(tǒng)：對于在不同種類且高滲水性的土壤中（砂層、礫石等）中開挖時(shí)，需要進(jìn)行土體改良來保證土壓平衡操作模式能夠順利進(jìn)行（易于形成結(jié)塊從而保持螺旋輸送機(jī)內(nèi)的水壓）。對于泥水平衡式盾構(gòu)來說，為保證注入工作倉的泥水可以與盾構(gòu)機(jī)前端的水土壓力抗衡，其必須以下特性：高的可塑性；

14、具有流動性，密度低；低的內(nèi)摩擦；低的滲水性。而一般的泥土不經(jīng)處理是不具有以上特性的，因此泥水平衡式盾構(gòu)注入的泥水全部是由膨潤土調(diào)節(jié)而成。膨潤土往往被稱為盾構(gòu)的血液，可見其重要性。泡沫是另一種調(diào)節(jié)介質(zhì)，適合于靠土壓支持的盾構(gòu)在掘進(jìn)過程中泥土粘性非常高的意外情況。經(jīng)泡沫調(diào)節(jié)后的土壤有以下特點(diǎn)和好處：使支持壓力傳遞到隧道開挖面、流動性好、滲水性能低、良好的彈性、降低對盾構(gòu)機(jī)的附著性、減少對盾構(gòu)機(jī)的磨損、減少驅(qū)動功率。泡沫是在泡沫發(fā)生器內(nèi)用空氣對液體進(jìn)行攪拌混合而獲得的?？諝夂鸵后w的劑量是通過 PLC 和流量計(jì)來計(jì)量的。是否進(jìn)行調(diào)整主要是根據(jù)掘進(jìn)速度、支持壓力和所給的配方來決定。泡沫發(fā)生系統(tǒng)有三種操作

15、模式：手動、半自動和全自動。通過控制可控制球閥，盾構(gòu)機(jī)操作手通過操作控制臺元件向有關(guān)注入點(diǎn)將泡沫注入到刀盤前端、土倉和螺旋輸送機(jī)內(nèi)。第20頁/共51頁四、盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造及工作原理發(fā)泡處理前后對比第21頁/共51頁四、盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造及工作原理泡沫注入試驗(yàn)泡沫注入試驗(yàn)視頻第22頁/共51頁四、盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造及工作原理管片拼裝循環(huán)：在掘進(jìn)過程中要安裝的管片由管片運(yùn)輸機(jī)車運(yùn)送過來，至第一節(jié)臺車前的電動葫蘆，由電動葫蘆吊起管片向前運(yùn)送到管片小車上，由管片小車再向前運(yùn)送，供給管片拼裝機(jī)使用。管片運(yùn)輸機(jī)車和電動葫蘆吊同時(shí)還負(fù)責(zé)各種油箱、膨潤土箱的運(yùn)輸工作。 管片第23頁/共51頁四、盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造及工作原理在掘進(jìn)完

16、一環(huán)后后，一部分推進(jìn)千斤頂回縮，為第一片管片留出足夠的空間。其余推進(jìn)千斤頂和已經(jīng)裝好的管片仍保持接觸，以防止盾構(gòu)機(jī)由于土壓而后退。管片拼裝機(jī)抓起管片并將其放在應(yīng)放的位置，在此位置它可以和上一管片用螺栓連接起來。在管片拼裝機(jī)夾頭放開管片之前，一定要保證已回縮的推進(jìn)油缸再次頂緊管片，以防止管片意外移動。其余管片的安裝方法與此相同，而最后一塊管片稱為封頂塊，一般為楔形，從管片前方插入已拼好的管片中，形成完整的管片環(huán)。每個(gè)管片都有編號，需安裝預(yù)先制定好的順序才可以將管片環(huán)拼裝成功。相鄰管片環(huán)的封頂塊不會位于管片環(huán)的相同位置，防止封頂塊意外滑出。而盾構(gòu)機(jī)的正常工作流程也就是在這樣掘進(jìn)、拼環(huán)、再掘進(jìn)、再拼

17、環(huán)的循環(huán)中不斷進(jìn)行著。下面通過視頻來直觀的了解一下盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)、拼環(huán)過程。掘進(jìn)、拼環(huán)視頻第24頁/共51頁四、盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造及工作原理氣體保護(hù)系統(tǒng)：盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)中有可能會遭遇瓦斯泄露，氧氣不足等種種危險(xiǎn)，該系統(tǒng)通過測量氣體中的氧氣和有害氣體的含量，適時(shí)進(jìn)行報(bào)警，保證工作人員的人身安全。冷卻系統(tǒng)：盾構(gòu)機(jī)具有一個(gè)封閉的回路用以冷卻設(shè)備上的電氣及液壓設(shè)備。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：采集、處理、存儲、顯示和評估與掘進(jìn)機(jī)聯(lián)網(wǎng)所獲得的數(shù)據(jù)。比如壓力、水位、溫度、電氣參數(shù)等，通過分析這些數(shù)據(jù)作為盾構(gòu)機(jī)控制系統(tǒng)的控制依據(jù)。隧道導(dǎo)向系統(tǒng)：系統(tǒng)可以提供盾構(gòu)機(jī)高精度地沿著設(shè)計(jì)路線掘進(jìn)所需的必要信息。為了進(jìn)行文件處理，測量到的盾構(gòu)

18、機(jī)姿態(tài)和管片數(shù)據(jù)可以在任何時(shí)候保存、顯示或打印出來?？刂葡到y(tǒng)：控制系統(tǒng)用以控制盾構(gòu)機(jī)的主要功能，所有的軟件都必須完全防止未經(jīng)授權(quán)的登錄。所有系統(tǒng)都有失效保護(hù)，包括在錯(cuò)誤情況下的錯(cuò)誤操作引起的電路自鎖及斷路保護(hù)。所有的主要設(shè)備均設(shè)置有預(yù)先報(bào)警系統(tǒng)及遠(yuǎn)程的控制功能。關(guān)鍵部件的硬件安全措施是與總控系統(tǒng)（PLC）分設(shè)的。這部分是電控事業(yè)部的內(nèi)容，就不多作描述了。第25頁/共51頁四、盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造及工作原理水循環(huán)系統(tǒng)：在隧道中鋪設(shè)盾構(gòu)機(jī)的進(jìn)、回水管，將豎井地面的蓄水池與水管卷筒上的水管連接起來，與蓄水池連接的一臺高壓水泵驅(qū)動盾構(gòu)機(jī)用水在蓄水池和盾構(gòu)機(jī)之間循環(huán)。正常掘進(jìn)時(shí)，進(jìn)人盾構(gòu)機(jī)水循環(huán)系統(tǒng)的水有以下的

19、用途：對掖壓油、主驅(qū)動齒輪油、空壓機(jī)、配電柜中的電器部件及刀盤驅(qū)動副變速箱具有冷卻功能，為泡沫劑的合成提供用水，提供給盾構(gòu)機(jī)及隧道清潔用水。臺車：臺車式盾構(gòu)機(jī)盾體后掛的配套拖車，盾構(gòu)機(jī)上所有的設(shè)備都置于臺車上。上文中提及的設(shè)備和系統(tǒng)一般都安裝于靠前及靠近盾體的臺車上，但是還有一個(gè)重要的系統(tǒng)還沒有介紹，此系統(tǒng)一般安裝與盾構(gòu)靠后的臺車上。那就是：第26頁/共51頁第27頁/共51頁五、盾構(gòu)機(jī)上的電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)：我司配電技術(shù)部完成的就是該系統(tǒng)的工作，盾構(gòu)機(jī)的電力系統(tǒng)一般由以下設(shè)備構(gòu)成。電力變壓器：盾構(gòu)機(jī)一般為10kV上電，因此需設(shè)置變壓器進(jìn)行降壓。若無防護(hù)外殼，則一般選用防護(hù)等級IP55以上，全封

20、閉，戶外型的油浸式變壓器。若在變壓器另有防護(hù)外殼，則可選用戶內(nèi)型的干式變壓器。配電柜：盾構(gòu)機(jī)配電柜防護(hù)等級為 IP55以上，配電柜由高壓進(jìn)線柜和若干低壓饋線柜組成，在主配電柜面板上須裝有儀表測量電壓、電流、有功功率，無功功率等電參數(shù)。根據(jù)實(shí)際需要，設(shè)置電度表用于監(jiān)測電量使用情況。每個(gè)回路設(shè)置單獨(dú)的過載保護(hù)和短路保護(hù)器件。電容補(bǔ)償裝置：盾構(gòu)機(jī)上必須安裝適當(dāng)?shù)墓β恃a(bǔ)償設(shè)備以保證系統(tǒng)功率因數(shù)大于 0.9，無功補(bǔ)償裝置通過無功補(bǔ)償控制器是自動投切。在明顯位置設(shè)置功率因數(shù)用于檢測系統(tǒng)實(shí)時(shí)功率因數(shù)。箱式變電站：上述設(shè)備即可以分散安裝，也可以安裝與同一箱式變電站中，我司目前完成的盾構(gòu)機(jī)配電產(chǎn)品多為此種形式。

21、第28頁/共51頁散熱系統(tǒng)：由于盾構(gòu)機(jī)工作環(huán)境惡劣，箱變空間緊張、箱變防護(hù)等級又高達(dá)IP55，因此需設(shè)置有效的通風(fēng)措施幫助變壓器和電容補(bǔ)償裝置散熱，以保證盾構(gòu)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。電纜卷筒：電纜卷筒通過控制電纜的卷起和放出，選擇合適的電纜長度將外界電源引入系統(tǒng)中。盾構(gòu)機(jī)上類似的裝置還有水管卷筒等輔助設(shè)備。電纜：電纜必須置于專用的電纜橋架或懸掛系統(tǒng)中永久固定，對其加以保護(hù)以防止絕緣層損壞，電纜的行走路徑應(yīng)方便接線或維護(hù)。動力電纜與控制、通信電纜應(yīng)分離，防止出現(xiàn)電力干擾。安全裝置：設(shè)置有專用的聲光報(bào)警裝置、安全繼電器、急?；芈繁ＷC電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。照明：在合適位置設(shè)置照明裝置方便系統(tǒng)設(shè)備的操作、維護(hù)及檢

22、修。接地系統(tǒng)：盾構(gòu)機(jī)安全接地系統(tǒng)用適當(dāng)?shù)慕拥鼐€將所有拖車連結(jié)在一起，使得盾構(gòu)機(jī)成為一個(gè)等勢區(qū)域，在此區(qū)域中所有暴露的導(dǎo)電零件和外部金屬件維持相同的電位。電力系統(tǒng)內(nèi)的所有設(shè)備的地線都必須連接起來在同一點(diǎn)統(tǒng)一接地。五、盾構(gòu)機(jī)上的電力系統(tǒng)第29頁/共51頁第30頁/共51頁六、結(jié)語用盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行隧洞施工具有自動化程度高、節(jié)省人力、施工速度快、一次成洞、不受氣候影響、開挖時(shí)可控制地面沉降、減少對地面建筑物的影響和在水下開挖時(shí)不影響水面交通等優(yōu)點(diǎn)，在隧洞洞線較長、埋深較大的情況下，用盾構(gòu)機(jī)施工尤為經(jīng)濟(jì)合理?，F(xiàn)代盾構(gòu)機(jī)集光、機(jī)、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體，具有開挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測量導(dǎo)向

23、糾偏等功能，涉及地質(zhì)、土木、機(jī)械、力學(xué)、液壓、電氣、控制、測量等多門學(xué)科技術(shù)。 其中電氣作為其中不可或缺的一環(huán)，起到了至關(guān)重要的作用。截止到2010年5月，我國十大城市地鐵總運(yùn)營總里程1039公里，已有30多個(gè)城市獲批興建地鐵，2016年底擬建92條線路，總長2677公里。據(jù)預(yù)測，2020年，我國將有36個(gè)以上的城市擁有地鐵，城市軌道交通累積營業(yè)里程將達(dá)到11042公里?？梢姡磥?10年，將迎來地鐵的發(fā)展高峰，這將帶來巨大的盾構(gòu)市場。而且，由于近年多發(fā)的洪澇災(zāi)害，中國政府已經(jīng)意識到中國城市市政排水管的脆弱，預(yù)計(jì)未來58年，會有越來越多的盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入市政排水管道施工領(lǐng)域。時(shí)值今日，我們港迪人尤其

24、應(yīng)抓住如今的大好形勢，大力開拓新的市場領(lǐng)域，力爭進(jìn)入到盾構(gòu)機(jī)的核心領(lǐng)域。在盾構(gòu)機(jī)的電氣系統(tǒng)專業(yè)樹立起港迪的品牌，借軌道交通高速發(fā)展的東風(fēng)，奠定港迪成就“中國的西門子，中國的ABB”的基石！第31頁/共51頁第32頁/共51頁刀盤鏟刀切削刀滾刀與推出式滾刀仿行刀與超挖刀 刀盤通過安裝在前盾承壓隔板上的法蘭上的刀盤電機(jī)來驅(qū)動。它可以使刀盤在順時(shí)針和逆時(shí)針兩個(gè)方向上實(shí)現(xiàn)無級變速。刀盤電機(jī)的變速齒輪箱內(nèi)需設(shè)置制動裝置，用于制動刀盤。電機(jī)的防護(hù)等級需大于IP55。第33頁/共51頁鏟刀 鏟刀可以雙向進(jìn)行開挖，主要用于保證開挖直徑的穩(wěn)定不變。第34頁/共51頁切削刀切削刀主要用于切削軟土、泥砂地層刀口與刀

25、盤旋轉(zhuǎn)方向水平的稱為切刀，刀口與刀盤旋轉(zhuǎn)方向垂直的稱為削刀第35頁/共51頁滾刀與推出式滾刀滾刀用于砂卵石、硬巖地層，滾刀可以將大塊的巖石打碎，分成小塊。推出式滾刀可替代外部已磨損的滾刀，從而減少復(fù)合地層的帶壓換刀，延長掘進(jìn)距離，加快施工進(jìn)度，縮短工期。同推出式滾刀一樣，切削刀同樣有推出式的。第36頁/共51頁仿行刀和超挖刀刀盤上安裝了仿形刀。安裝的仿形刀通過一個(gè)油缸進(jìn)行伸縮操作。仿形刀的伸縮則在主控室內(nèi)事先加以設(shè)置控制。盾構(gòu)具有仿形超挖功能是目前盾構(gòu)中較為先進(jìn)的一種，其仿形超挖方位、超挖量可根據(jù)不同的施工要求而調(diào)整。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)因?yàn)樗淼缆肪€設(shè)計(jì)或由于地質(zhì)狀況需要轉(zhuǎn)向時(shí)，仿行刀的超挖功能可以幫助盾

26、構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)向。第37頁/共51頁人行閘人行閘裝在前盾上，包括前室和主室兩部分，當(dāng)掘進(jìn)過程中刀具磨損工作人員進(jìn)入到泥土倉檢察或更換刀具時(shí)，要通過人行閘。 如果地面具備地層加固條件或事先已經(jīng)進(jìn)行了地層加固處理，開挖面的穩(wěn)定有保障，則可在常壓下進(jìn)行刀具檢查和更換作業(yè)。盾構(gòu)在選定地點(diǎn)停機(jī)后，將土倉里的土排出一部分，直至土倉內(nèi)土體高度低于土艙隔板上的密封門，此時(shí)作業(yè)人員可以通過氣閘打開通往土倉的密封門在不帶壓的情況下進(jìn)入土倉，從而進(jìn)行刀具檢查和更換。如果沒有注漿加固條件，開挖面又不是可以自穩(wěn)的地層，則需要用壓縮空氣來維持開挖面的穩(wěn)定。作業(yè)人員需在土倉內(nèi)帶壓作業(yè)。做這項(xiàng)工作必須由經(jīng)過培訓(xùn)的專業(yè)人員進(jìn)行?，F(xiàn)以工

27、作人員從常壓的操作環(huán)境下進(jìn)入有壓力的泥土倉為例，來說明人行閘的作用。工作人員甲先從前室進(jìn)入主室，關(guān)閉前室和主室之間的隔離門，按照規(guī)定程序給主室加壓，直到主室的壓力和泥土倉的壓力相同時(shí)，打開主室和泥土倉之間的閘閥，使兩者之間壓力平衡，這時(shí)打開主室和泥土倉之間的隔離門，工作人員甲進(jìn)入泥土倉。人行閘示意圖第38頁/共51頁人行閘第39頁/共51頁推進(jìn)油缸推進(jìn)油缸又稱作掘進(jìn)千斤頂，安裝在中盾內(nèi)側(cè)的周邊位置，推進(jìn)油缸桿上安有塑料撐靴，撐靴頂推在后面已安裝好的管片上，通過控制油缸桿向后伸出可以提供給盾構(gòu)機(jī)向前的掘進(jìn)力，這些千斤頂按上下左右被分成A、B、c、D四組，掘進(jìn)過程中，在操作室中可單獨(dú)控制每一組油缸

28、的壓力，這樣盾構(gòu)機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、抬頭、低頭或直行，從而可以使掘進(jìn)中盾構(gòu)機(jī)的軸線盡量符合隧道設(shè)計(jì)軸線。第40頁/共51頁排土系統(tǒng)土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的排土機(jī)構(gòu)主要包括螺旋輸送機(jī)和皮帶輸送機(jī)。螺旋輸送機(jī)由斜盤式變量軸向柱塞馬達(dá)驅(qū)動，皮帶輸送機(jī)由電機(jī)驅(qū)動。碴土由螺旋輸送機(jī)從泥土倉中運(yùn)輸?shù)狡л斔蜋C(jī)上，皮帶輸送機(jī)再將碴土向后運(yùn)輸至第四節(jié)臺車的尾部，落入等候的碴土車的土箱中，土箱裝滿后，由電瓶車牽引沿軌道運(yùn)至豎井，龍門吊將士箱吊至地面，并倒人碴土坑中。土倉內(nèi)較大的巖石會由螺旋輸送機(jī)入口前的破碎機(jī)將其破碎成小塊，如巖石的尺寸超過可以通過螺旋輸送機(jī)的最大粒徑，且破碎機(jī)無法處理，可以將螺旋輸送機(jī)縮回，并關(guān)閉

29、前閘門。然后可以從開挖艙人工搬除巖石。(破碎機(jī)往往對質(zhì)地較軟的物體沒有辦法，如木頭等。) 螺旋輸送機(jī)有前后兩個(gè)閘門，前者關(guān)閉可以使泥土倉和螺旋輸送機(jī)隔斷，后者可以在停止掘進(jìn)或維修時(shí)關(guān)閉，在整個(gè)盾構(gòu)機(jī)斷電緊急情況下，此閘門也可由蓄能器貯存的能量自動關(guān)閉，以防止開挖倉中的水及渣土在壓力作用下進(jìn)入盾構(gòu)機(jī)。泥水平衡盾構(gòu)的排土設(shè)備是由排泥管系統(tǒng)構(gòu)成。螺旋機(jī)示意圖第41頁/共51頁排土系統(tǒng)第42頁/共51頁管片拼裝機(jī)管片拼裝機(jī)安裝在盾尾區(qū)域，用來安裝襯砌管片。安裝器所具有的各種動作能在施工場地條件下使管片精密地就位。它主要的運(yùn)動構(gòu)件的功能均可通過比例控制來實(shí)現(xiàn)。在管片安裝模式下，為達(dá)到最理想的襯砌效果，對

30、每個(gè)推進(jìn)油缸可以單獨(dú)控制。所有方向運(yùn)動可靠，采用比例液壓控制的管片拼裝機(jī)可以快速地達(dá)到毫米級的安裝精度。管片拼裝機(jī)還可以用來安裝供盾構(gòu)機(jī)臺車行走的軌道。第43頁/共51頁盾尾刷和同步注漿系統(tǒng)盾尾密封油脂泵在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)將盾尾密封油脂和砂漿通過管路壓送到盾尾密封鋼絲刷與管片之間形成的腔室中，從而填補(bǔ)管片間的縫隙，防止地面沉陷，同時(shí)防止地下水和泥沙進(jìn)入隧道中。同步注漿演示視頻第44頁/共51頁內(nèi)容簡介盾構(gòu)機(jī)的起源和發(fā)展史我我國國盾盾構(gòu)構(gòu)機(jī)機(jī)的的發(fā)發(fā)展展歷歷程程盾構(gòu)機(jī)概述盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造及工作原理盾構(gòu)機(jī)上的電力系統(tǒng)結(jié)語第45頁/共51頁第46頁/共51頁 盾構(gòu)機(jī)，全稱為盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)，其名稱是由“盾構(gòu)”和“隧道掘進(jìn)機(jī)”組合而成。其中“隧道掘進(jìn)機(jī)”說明該設(shè)備是一種隧道掘進(jìn)的專用工程機(jī)械，而“盾構(gòu)”二字則來源于盾構(gòu)法施工。 盾構(gòu)法施工是利用盾構(gòu)進(jìn)行隧道開挖，襯砌等作業(yè)的施工方法，其中盾構(gòu)指的是一種帶有護(hù)罩的專用設(shè)備，利用尾部已裝好的襯砌塊作為支點(diǎn)向前推進(jìn)，用刀盤切割土體，同時(shí)排土和拼裝后面的預(yù)制混凝土襯砌塊。 盾構(gòu)發(fā)明于19世紀(jì)初期，首先應(yīng)用于開挖英國