盾構(gòu)機(jī)的的構(gòu)造與與工作原理理機(jī)械工程程分公司司

二○○○九年年三月內(nèi)容一、盾構(gòu)構(gòu)法隧道道的起源源及發(fā)展展史二、盾構(gòu)構(gòu)機(jī)的概概述三、盾構(gòu)構(gòu)法施工工的特點(diǎn)點(diǎn)及工藝藝流程四、盾構(gòu)構(gòu)機(jī)的構(gòu)構(gòu)造五、盾構(gòu)構(gòu)機(jī)的工工作原理理一、盾構(gòu)法隧隧道的起起源及發(fā)發(fā)展史1、國外盾構(gòu)構(gòu)法隧道道的起源源及發(fā)展展史1818年，法國國的布魯魯諾爾(M.I.Brune1)從蛀蟲鉆鉆孔得到到啟示，最早提出出了用盾盾構(gòu)法建建設(shè)隧道道的設(shè)想想，并在在英國取取得了專專利。布魯諾爾爾注冊專專利的盾盾構(gòu)布魯諾爾爾構(gòu)想的的盾構(gòu)機(jī)機(jī)機(jī)械內(nèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)由不同同的單元元格組成成，每一一個單元元格可容容納一個個工人獨(dú)獨(dú)立工作作并對工工人起到到保護(hù)作作用。采采用的方方法是將將所有的的單元格格牢靠地地裝在盾盾殼上。。當(dāng)時設(shè)計(jì)計(jì)了兩種種方法，，一種是是當(dāng)一段段隧道挖挖完后，，整個盾盾殼由液液壓千斤斤頂借助助后靠向向前推進(jìn)進(jìn)；另一一種方法法是每一一個單元元格能單單獨(dú)地向向前推進(jìn)進(jìn)。第一種方方法后來來被采用用，并得得到了推推廣應(yīng)用用，演變變?yōu)槌墒焓斓亩軜?gòu)構(gòu)法此后，布布魯諾爾爾逐步完完善了盾盾構(gòu)結(jié)構(gòu)構(gòu)的機(jī)械械系統(tǒng)，，設(shè)計(jì)成成用全斷斷面螺旋旋式開挖挖的封閉閉式盾殼殼，襯徹徹緊隨其其后的方方式。M.I.Brunel螺旋盾構(gòu)構(gòu)，1818.1825年，他第第一次在在倫敦泰泰晤土河河下開始始用一個個斷面高高6.8m、寬11.4m，，并由12個鄰接的框架架組成的矩形形盾構(gòu)修建隧隧道。每一個個框架分成3個艙，每一個個艙里有一個個工人，共有有36個工人。此系統(tǒng)按照以以下模式工作作：首先，借助螺螺桿將鞍型框框架壓入前方方的土中。從從上部撤除隧隧道工作面上上的木料并掘掘土6英寸，然后，，隧道工作面面重新用木料料覆蓋并用螺螺桿支撐，緊緊接著盾構(gòu)后后部砌磚，把把它作為整個個機(jī)架的支座座。第一條隧道施施工的盾構(gòu)機(jī)機(jī)泰晤士河下的的隧道工程施施工期間遇到到了許多困難難，在經(jīng)歷了了五次以上的的特大洪水后后，直到1843年，經(jīng)過18年施工，完完成了全長長458m的第一條盾盾構(gòu)法隧道道。1828年1月12日泰泰晤晤土土河河水水涌涌入入盾盾構(gòu)構(gòu)機(jī)機(jī)1830年，，英英國國的的羅羅德德發(fā)發(fā)明明““氣氣壓壓法法””輔輔助助解解決決隧隧道道涌涌水水。。1866年，，莫莫爾爾頓頓申申請請“盾構(gòu)構(gòu)”專利利。。盾盾構(gòu)構(gòu)最最初初稱稱為為小小筒筒（（cell））或圓圓筒筒（（cylinder）），在在莫莫爾爾頓頓專專利利中中第第一一次次使使用用了了“盾構(gòu)構(gòu)”（（shield））這一一術(shù)術(shù)語語。。1865年，英英國的布布朗首次次采用圓圓形盾構(gòu)構(gòu)和鑄鐵鐵管片，，1869年用用圓形盾盾構(gòu)在泰泰吾士河河下修建建外徑2.2m的隧道。。在地下水水方面沒沒遇到什什么困難難。1874年，工程程師格瑞瑞海德發(fā)發(fā)現(xiàn)在強(qiáng)強(qiáng)滲水性性的地層層中很難難用壓縮縮空氣支支撐隧道道工作面面，因此此開發(fā)了了用液體體支撐隧隧道工作作面的盾盾構(gòu)，通通過液體體流，以以泥漿的的形式出出土。1886年，格瑞瑞海德在在倫敦地地下施工工中將壓壓縮空氣氣方法與與盾構(gòu)掘掘進(jìn)相組組合使用用，在壓壓縮空氣氣條件下下施工，，標(biāo)志著著在承壓壓水地層層中掘進(jìn)進(jìn)隧道的的一個重重大進(jìn)步步，20世紀(jì)初，，大多數(shù)數(shù)隧道都都是采用用格瑞海海德盾構(gòu)構(gòu)法修建建的。布魯諾爾爾發(fā)明盾盾構(gòu)法之之后的另另一個技技術(shù)進(jìn)步步是用機(jī)機(jī)械開挖挖代替人人工開挖挖。第一一個機(jī)械械化盾構(gòu)構(gòu)專利是是1876年英國人人約翰·荻克英森森·布倫敦和和姬奧基基·布倫敦申申請的。。這臺盾構(gòu)構(gòu)有一個個由幾塊塊板構(gòu)成成的半球球形的旋旋轉(zhuǎn)刀盤盤，開挖挖的土料料落入徑徑向裝在在刀盤上上的料斗斗中，料料斗將渣渣料轉(zhuǎn)運(yùn)運(yùn)至膠帶帶輸送機(jī)機(jī)上，再再將它轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)到后后面從盾盾構(gòu)中運(yùn)運(yùn)出，這這一構(gòu)想想后來被被用于修修建地鐵鐵隧道工工程。1917年，日本本引進(jìn)盾盾構(gòu)施工工技術(shù)，，是歐美美國家以以外第一一個引進(jìn)進(jìn)盾構(gòu)法法的國家家。1963年，土壓壓平衡盾盾構(gòu)首先先由日本本SatoKogyo公司開發(fā)發(fā)出來。。1963年SatoKogyo公司土壓壓平衡盾盾構(gòu)1974年第一臺臺土壓平平衡盾構(gòu)構(gòu)在東京京被采用用。該盾盾構(gòu)由日日本制造造商IHI（（石川島播播磨）設(shè)設(shè)計(jì)，其其外徑3.72m，掘進(jìn)了1900m的主管線線。在以后的的年代里里，很多多廠商以以土壓盾盾構(gòu)、壓壓力保持持盾構(gòu)、、軟泥盾盾構(gòu)、土土壤壓力力盾構(gòu)、、泥壓盾盾構(gòu)等名名稱生產(chǎn)產(chǎn)了“土壓平衡衡盾構(gòu)”。所有這些些名稱的的盾構(gòu)都都應(yīng)有了了同一種種工法國國際上稱稱為“土壓平衡衡系統(tǒng)”（EPBS））。1989年，日本本最引人人注目的的泥水盾盾構(gòu)隧道道工程開開工。東東京灣海海底隧道道長10km，是世界界最長公公路專用用海底隧隧道，用用八臺直直徑14.14m泥水加壓壓式盾構(gòu)構(gòu)施工。。日本東京京灣海底底隧道盾盾構(gòu)機(jī)示示意圖日本東京京灣海底底隧道泥泥水式盾盾構(gòu)機(jī)1992年，日本本研制成成世界上上第一臺臺三圓泥泥水加壓壓式盾構(gòu)構(gòu)，并成成功地用用于大阪阪市地鐵鐵7號線“商商務(wù)公園園站”車車站工程程施工。。2、我國盾構(gòu)構(gòu)機(jī)的發(fā)發(fā)展歷程程縱觀我國國盾構(gòu)法法隧道的的發(fā)展歷歷程，大大體上可可以分為為三個階階段：起步階階段(20世紀(jì)60年代-80年代初初)；平穩(wěn)發(fā)發(fā)展階階段(20世紀(jì)80年代中中-2000年)；快速發(fā)發(fā)展階階段。。（1））起步階階段(20世紀(jì)60年代-80年代初初)：1962年2月，我我國上上海市市城建建局隧隧道處處開始始塘橋橋試驗(yàn)驗(yàn)隧道道工程程。采采用直直徑4.16m的一臺臺普通通敞胸胸盾構(gòu)構(gòu)在兩兩種有有代表表性的的地層層下進(jìn)進(jìn)行掘掘進(jìn)試試驗(yàn)，，用降降水或或氣壓壓來穩(wěn)穩(wěn)定粉粉砂層層及軟軟粘土土地層層。選選用由由螺栓栓連接接的單單層鋼鋼筋混混疑土土管片片作為為隧道道襯砌砌，環(huán)環(huán)氧煤煤焦油油作為為接縫縫防水水材料料。試試驗(yàn)獲獲得成成功，，采集集了大大量盾盾構(gòu)法法隧道道數(shù)據(jù)據(jù)資料料。（2）平穩(wěn)穩(wěn)發(fā)展展階段段(20世紀(jì)80年代中-2000年)：這一時期，，隨著改革革開放和經(jīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，，地鐵建設(shè)設(shè)也由服務(wù)務(wù)于戰(zhàn)備轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為服務(wù)于于經(jīng)濟(jì)發(fā)展展。繼北京京、天津修修建地鐵外外，上海、、廣州也相相繼修建了了地鐵工程程。地鐵施施工技術(shù)突突破了原有有淺埋明挖挖法的限制制，盾構(gòu)法法施工方法法被引入地地鐵施工中中。1980年，上海開開始進(jìn)行盾盾構(gòu)法隧道道地鐵試驗(yàn)驗(yàn)工程，采采用直徑6.412m網(wǎng)格式機(jī)械械出土盾構(gòu)構(gòu)機(jī)施工。。掘進(jìn)長度度為565m，，采用泥水加加壓和局部部氣壓施工工。1980年11月開始地鐵鐵試驗(yàn)一期期、二期盾盾構(gòu)推進(jìn)，，1982年12月推進(jìn)結(jié)束束；1983年6月開始地鐵鐵試驗(yàn)三期期盾構(gòu)推進(jìn)進(jìn)，1984年10月推進(jìn)結(jié)束束，隧道總總長1130m。1987年，上海市市隧道工程程公司承建建市南站過過江電纜隧隧道工程，，成功設(shè)計(jì)計(jì)了我國第第一臺直徑徑4.35m加泥式土壓壓平衡盾構(gòu)構(gòu)掘進(jìn)機(jī)，，由上海造造船廠制造造。Ф4.35m土壓盾構(gòu)研研制該盾構(gòu)能控控制正面土土壓平衡和和減少地面面沉降，施施工速度快快，掘進(jìn)長長度達(dá)583m，，該技術(shù)獲得得1990年國家科技技進(jìn)步一等等獎。工程程于1988年1月開始盾構(gòu)構(gòu)推進(jìn)，9月推進(jìn)結(jié)束束。1990年12月，上海市市隧道工程程公司承建建的上海合合流污水治治理工程6.1標(biāo)過江隧道道推進(jìn)施工工。采用自自己設(shè)計(jì)制制造直徑5.17m加泥式土壓壓平衡盾構(gòu)構(gòu)。盾構(gòu)自自重190t,總推力28800kN，總功率500kW。直徑5.17m加泥式土壓壓平衡盾構(gòu)構(gòu)1994年10月，上海隧隧道工程股股份有限公公司采用盾盾構(gòu)法承建建的南京第第一條秦淮淮河治理工工程夾江隧隧道推進(jìn)。。最具風(fēng)險的的是盾構(gòu)推推抵江中段段，即鉆入入全斷面粉粉砂層中，，該粉砂層層上方?jīng)]有有其它土層層與夾江水水間隔。直徑6.34m土壓平衡盾構(gòu)構(gòu)掘進(jìn)機(jī)于1995年2月5日順利進(jìn)入江江心州接收井井。南京夾江隧道道直徑6.34m盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)1992年6月，上海市承承建上海地鐵鐵1號線上?；疖囓囌尽珴h中路路車站區(qū)間，，采用盾構(gòu)法法隧道施工，，1993年4月全線貫通。。1993年8月，上海承建建上海地鐵1號線黃陂路站站～陜西路站站區(qū)間隧道，，1994年4月全線貫通。。與法國FCB公司合作設(shè)計(jì)計(jì)制作的Φ6.34M土壓平衡盾構(gòu)構(gòu)機(jī)1995年，我國開始始研究矩形盾盾構(gòu)隧道掘進(jìn)進(jìn)技術(shù)，1996年上海隧道工工程股份有限限公司研制了了一臺2.5m×2.5m可變網(wǎng)格矩形形隧道掘進(jìn)機(jī)機(jī)，頂進(jìn)矩形形隧道60m，解決了推進(jìn)進(jìn)軸線控制、、糾偏技術(shù)、、沉降控制、、隧道結(jié)構(gòu)等等技術(shù)難題。。.1999年5月，上海隧道道工程股份有有限公司研制制成功國內(nèi)第第一臺3.8m×3.8m矩形組合刀盤盤式土壓平衡衡掘進(jìn)機(jī)，在在浦東陸家嘴嘴地鐵車站掘掘進(jìn)120m，建成兩條過過街人行地道道。1998年12月，中國第一一條較長距離離的水底觀光光游覽隧道――上海外灘觀光光隧道建成。。采用國外二二手直徑7.65m鉸接式土壓平平衡盾構(gòu)施工工。隧道施工不僅僅工期短，還還要在極大的的坡度和曲率率的條件下，，穿越地鐵2號線的兩條越越江隧道，觀觀光隧道與地地鐵隧道間距距離僅1.57m，，形成越江隧道道施工中罕見見的“三隧疊交”，創(chuàng)造了中外越越江隧道史上上的奇跡，實(shí)實(shí)現(xiàn)了中國軟軟土隧道施工工史上的又一一次飛躍。.1999年6月，深圳開埠埠以來第一臺臺地鐵盾構(gòu)開開始掘進(jìn)益田田～香蜜湖區(qū)區(qū)間隧道。此此項(xiàng)目由深圳圳地鐵有限公公司建設(shè)，由由上海隧道工工程股份有限限公司設(shè)計(jì)、、施工總承包包。深圳地鐵一號號線引進(jìn)2臺三菱和1臺

小松制造造的?6.20m復(fù)合型土壓盾盾構(gòu)（3）快速發(fā)展階階段：進(jìn)入21世紀(jì)，隨著國國家經(jīng)濟(jì)、技技術(shù)的迅猛發(fā)發(fā)展為地鐵建建設(shè)帶來了重重大機(jī)遇，同同時也為盾構(gòu)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用和和發(fā)展提供了了廣闊的平臺臺和空間。國家有關(guān)部門門已經(jīng)規(guī)定人人口在300萬以上、GDP值在1000億以上、年財(cái)財(cái)政收入在100億以上的城市市可以建地鐵鐵。據(jù)中國交通運(yùn)運(yùn)輸協(xié)會城市市軌道交通專專業(yè)委員分析析報告稱：目前我國正處處于軌道交通通建設(shè)的繁榮榮時期，中國國已經(jīng)成為世世界上最大的的城市軌道交交通市場。國國內(nèi)40多座百萬人口口以上的特大大城市中，已已經(jīng)有30多座城市開展展了城市快速速軌道的建設(shè)設(shè)或建設(shè)前期期工作，約有有15個大城市上報報城市軌道交交通網(wǎng)規(guī)劃方方案，擬規(guī)劃劃建設(shè)55條線路，長約約1500km，總投資5000億元，其中“十一五”期間預(yù)計(jì)投資資2000多億元，計(jì)劃在2010年前建成的地地鐵線路長度度超過1200km。目前已有成熟熟盾構(gòu)施工經(jīng)經(jīng)驗(yàn)的城市主主要分布在長長三角、珠三三角和環(huán)渤海海灣地區(qū)。如如廣州、深圳圳、上海、南南京、北京、、天津。近兩兩年已開始盾盾構(gòu)施工的有有沈陽、成都都、西安、杭杭州、武漢等等。據(jù)有關(guān)信信息寧波、無無錫等都將修修建城市地鐵鐵。并且且在在越越江江道道路路、、輸輸氣氣和和市市政政排排水水隧隧洞洞等等工工程程中中廣廣泛泛采采用用盾盾構(gòu)構(gòu)法法施施工工。。2003年9月，，上上海海隧隧道道工工程程股股份份有有限限公公司司建建設(shè)設(shè)的的中中國國首首條條雙雙圓圓隧隧道道在在軌軌道道交交通通8號線應(yīng)應(yīng)用3、盾構(gòu)設(shè)設(shè)備保保有情情況由于近近年來來我國國基礎(chǔ)礎(chǔ)建設(shè)設(shè)和城城市軌軌道交交通發(fā)發(fā)展迅迅速，，盾構(gòu)構(gòu)設(shè)備備裝備備大幅幅度提提升。。專家預(yù)預(yù)計(jì)：：到2020年前，，我國國的盾盾構(gòu)需需求量量約為為300多臺。。據(jù)不完全統(tǒng)統(tǒng)計(jì)，截至至目前，國國內(nèi)保有的的盾構(gòu)機(jī)在在170臺左右，其其中小松32臺、三菱34臺、海瑞克克45臺(不含7米以上盾構(gòu)構(gòu)機(jī))，其余的有有法碼通、、FCB、維爾特、、川崎、石石川島。盾構(gòu)機(jī)的分分布情況小松：主要在上海海、北京、、沈陽、西西安使用。。三菱：主要在上海海、北京、、天津、沈沈陽、廣州州、南京、、深圳使用用。海瑞克：主要在北京京、天津、、廣州、深深圳、成都都、南京、、沈陽使用用。維爾特：在廣州、深深圳使用，，法碼通、、FCB在上海使用用。川崎、石川川島：在上海、天天津、北京京使用。

直徑單位臺

數(shù)制造廠家＜6m6～7m＞7m中鐵一局0250海瑞克、小松中鐵二局0100海瑞克、小松中鐵三局080海瑞克、小松中鐵四局060三菱、小松、海瑞克中鐵五局010海瑞克中鐵隧道局22110海瑞克、維爾特、小松中鐵工程總總公司系統(tǒng)統(tǒng)盾構(gòu)機(jī)情情況表集團(tuán)公司盾盾構(gòu)機(jī)情況況2005年集團(tuán)公司司籌措資金金4800萬元，購置置日本三菱菱φ6340土壓平衡式式盾構(gòu)機(jī)2臺，分別由由機(jī)械工程程分公司（（杭州）和和二公司（（上海）管管理使用。。2006年投入資金金7222萬元，購置置日本小松松φ6340土壓平衡式式盾構(gòu)機(jī)2臺。日本小小松盾構(gòu)機(jī)機(jī)正天津施施工。2007年投入資金金11426萬元，購置置德國海瑞瑞克φ6250土壓平衡式式盾構(gòu)機(jī)2臺。目前海海瑞克即將將在深圳下下井施工。。二、盾構(gòu)機(jī)機(jī)概述盾構(gòu)機(jī)是掘掘進(jìn)機(jī)的一一種類型。。掘進(jìn)機(jī)的的定義是是：用機(jī)機(jī)械能破破碎隧道道掌子面面、隨即即將破碎碎物質(zhì)連連續(xù)向后后輸出并并獲得預(yù)預(yù)期的洞洞型、洞洞線的機(jī)機(jī)器。盾構(gòu)法隧隧道的基基本原理理是用一一件有形形的鋼質(zhì)質(zhì)組件沿沿隧道設(shè)設(shè)計(jì)軸線線開挖土土體而向向前推進(jìn)進(jìn)。這個個鋼組件件在初步步或最終終隧道襯襯砌建成成前，主主要起防防護(hù)開挖挖出的土土體、保保證作業(yè)業(yè)人員和和機(jī)械設(shè)設(shè)備安全全的作用用，這個個鋼質(zhì)組組件被稱稱為盾構(gòu)構(gòu)。盾構(gòu)的另另一個作作用是能能夠承受受來自地地層的壓壓力，防防止地下下水或流流沙的入入侵。2008年3月31日發(fā)布的的《盾構(gòu)法隧隧道施工工與驗(yàn)收收規(guī)范》定義：盾盾構(gòu)是盾盾構(gòu)掘進(jìn)進(jìn)機(jī)的簡簡稱，是是在鋼殼殼體保護(hù)護(hù)下完成成隧道掘掘進(jìn)、拼拼裝作業(yè)業(yè)，由主主機(jī)和后后配套組組成的機(jī)機(jī)電一體體化設(shè)備備下圖是我我局擁有有的土壓壓平衡式式日本三三凌盾構(gòu)構(gòu)機(jī)在上上海彭浦浦廠組裝裝是的照照片。該該盾構(gòu)機(jī)機(jī)直徑6340mm，長10515mm，全長78m。。我局共有有兩臺：：二公司司和我們們機(jī)械工工程分公公司各一一臺。1掘進(jìn)機(jī)的的定義確確定了以以下作為為掘進(jìn)機(jī)機(jī)的必要要條件。。1.1能量要求求：必須須是用機(jī)機(jī)械能破破碎隧道道掌子面面。主要要表現(xiàn)形形式是由由機(jī)械能能通過刀刀具擠裂裂巖石。。這完全全區(qū)別于于鉆爆法法用炸藥藥的化學(xué)學(xué)能破碎碎巖石的的機(jī)理和和方法。。1.2作業(yè)范圍圍：破碎碎范圍僅僅對隧道道的掌子子面。保保持范圍圍為預(yù)期期的洞線線、洞型型。1.3作業(yè)對象象：開挖挖的對象象是隧道道掌子面面的物質(zhì)質(zhì)。1.4出碴時間間要求：：掌子面面物質(zhì)破破碎后隨隨即連續(xù)續(xù)向后輸輸出，在在出碴的的時間上上特別強(qiáng)強(qiáng)調(diào)了隨隨即性和和連續(xù)性性，掘進(jìn)進(jìn)機(jī)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了邊掘掘進(jìn)邊出出碴同時時連續(xù)作作業(yè)。區(qū)區(qū)別于鉆鉆爆法和和人工掘掘洞時將將開挖和和出碴分分成二個個在不同同的時間間進(jìn)行的的工序。。1.5洞線要求求：必須須配置精精確的導(dǎo)導(dǎo)向裝置置以確保保開挖的的洞線滿滿足設(shè)計(jì)計(jì)預(yù)期的的要求。。1.6洞型要求求：必須須能開挖挖出滿足足預(yù)期要要求的隧隧道形狀狀和尺寸寸，并配配置相應(yīng)應(yīng)的支護(hù)護(hù)和襯砌砌設(shè)備以以保持所所需洞型型的穩(wěn)定定。2掘進(jìn)機(jī)的分類類掘進(jìn)機(jī)種類繁繁多，根據(jù)不不同的參照標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)有不同的的分類方法，，如：按一次開挖斷斷面占全部斷斷面的份額分分：全斷面、、部分?jǐn)嗝妗?。按開挖斷面的的形狀分：圓圓型斷面、非非圓型斷面。。按開挖的洞線線分：平洞、、斜洞、豎井井。按掘進(jìn)機(jī)的頭頭部形狀分：：刀盤式、護(hù)護(hù)盾式按掘進(jìn)機(jī)是否否帶有盾殼分分：敞開式、、護(hù)盾式。按掘進(jìn)機(jī)的盾盾殼的數(shù)量分分：單護(hù)盾、、雙護(hù)盾。按掘進(jìn)機(jī)機(jī)體體與推進(jìn)機(jī)構(gòu)構(gòu)是聯(lián)合一體體還是分成二二部分：整機(jī)機(jī)式、分體式式。盾構(gòu)的分類盾構(gòu)的分類為適應(yīng)各種不不同的土質(zhì)，，所以形成盾盾構(gòu)的種類繁繁多。按其構(gòu)構(gòu)造特點(diǎn)和開開挖方法，可可歸納為以下下4類。A類：敞口式盾盾構(gòu)或稱普通通盾構(gòu)有全部的或部部分的正面支支撐，人工或或正、反鏟開開挖；無正面支撐，，人工或正、、反鏟開挖；；正面有切削土土體或軟巖的的刀盤。B類：普通閉胸胸式盾構(gòu)或稱稱普通擠壓式式盾構(gòu)（半機(jī)機(jī)械化盾構(gòu)））正面全部胸板板封閉，擠壓壓推進(jìn)，留有有可調(diào)節(jié)進(jìn)土土孔口的面積積，局部擠壓壓推進(jìn)；正面網(wǎng)格上覆覆全部或部分分封板；或裝裝調(diào)節(jié)開挖面面積的閘門，，擠壓、局部部擠壓推進(jìn)。。C類：機(jī)械式閉閉胸盾構(gòu)正面封閉艙中中加壓，刀盤盤切削土體的的，稱局部氣氣壓盾構(gòu)；正面密封艙中中設(shè)泥漿或泥泥漿加氣壓平平衡裝置的稱稱泥水平衡盾盾構(gòu)、泥水加加壓式平衡盾盾構(gòu)；正面密密封艙艙中設(shè)設(shè)土壓壓或土土壓加加泥水水式平平衡裝裝置的的，稱稱土壓壓平衡衡盾構(gòu)構(gòu)或加加泥式式土壓壓平衡衡盾構(gòu)構(gòu)。D類：：TBM盾構(gòu)構(gòu)在硬硬巖巖中中（（＞＞50MPa））使用用的的隧隧道道掘掘進(jìn)進(jìn)機(jī)機(jī)（（TBM）），分敞開開型和密密閉型，，盾構(gòu)正正面的切切削由大大刀盤加加滾刀組組成的復(fù)復(fù)合刀盤盤。土壓平衡衡式盾構(gòu)構(gòu)機(jī)泥土加壓壓式盾構(gòu)構(gòu)機(jī)泥漿式盾盾構(gòu)機(jī)泥水式盾盾構(gòu)機(jī)多圓式盾盾構(gòu)機(jī)矩形盾構(gòu)構(gòu)機(jī)硬巖掘進(jìn)進(jìn)機(jī)——TBM3、掘進(jìn)機(jī)的的基本功功能全斷面掘掘進(jìn)機(jī)在在掘進(jìn)工工況時，，必須具具有掘進(jìn)進(jìn)、出碴碴、導(dǎo)向向、支護(hù)護(hù)四個基基本功能能，并配配置完成成這些功功能的機(jī)機(jī)構(gòu)。三、盾構(gòu)法施施工的特點(diǎn)及工工藝流程程1、盾構(gòu)施工工的特點(diǎn)(1)地下施工工，必須須面對復(fù)復(fù)雜的地地質(zhì)條件件和敏敏感的的地面面環(huán)境。。(2)所用設(shè)備備集成度度高，技技術(shù)含量量高。(3)涉及的專專業(yè)領(lǐng)域域較多，，對復(fù)合合型人才才有較多多需求。。2、盾構(gòu)法施施工的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)（1）盾構(gòu)法隧隧道施工工不受地地面自然然條件的的影響。在盾構(gòu)支支護(hù)下進(jìn)進(jìn)行地下下工程暗暗挖施工工，不受受地面交交通、河河道、航航運(yùn)、潮潮汐、季季節(jié)、氣氣候等條條件的影影響，能能較經(jīng)濟(jì)濟(jì)合理地地保證隧隧道安全全施工；；（2）盾構(gòu)法法施工隧隧道機(jī)械械化、自自動化程程度高。。盾構(gòu)的推推進(jìn)、出出土、襯襯砌拼裝裝等可實(shí)實(shí)行自動動化、智智能化和和施工遠(yuǎn)遠(yuǎn)程控制制信息化化，掘進(jìn)進(jìn)速度較較快，施施工勞動動強(qiáng)度較較低；（3）地面人人文自然然景觀受受到良好好的保護(hù)護(hù)，周圍圍環(huán)境不不受盾構(gòu)構(gòu)施工干干擾。在松軟地地層中，，開挖埋埋置深度度較大的的長距離離、大直直徑隧道道，具有有經(jīng)濟(jì)、、技術(shù)、、安全、、軍事等等方面的的優(yōu)越性性。3、盾構(gòu)法施施工的缺缺點(diǎn)（1）需要隧隧道襯砌砌管片預(yù)預(yù)制、運(yùn)運(yùn)輸、襯襯砌、襯襯砌結(jié)構(gòu)構(gòu)防水及及堵漏、、施工測測量、場場地布置置、機(jī)械械安裝等等施工技技術(shù)的配配合，系系統(tǒng)工程程協(xié)調(diào)復(fù)復(fù)雜；（2）施工工過程程變化化斷面面尺寸寸困難難；只只能前前進(jìn)，，不能能后退退，當(dāng)當(dāng)隧道道曲線線半徑徑過小小或隧隧道埋埋深較較淺時時，施施工難難度大大，在在飽和和含水水的松松軟地地層中中施工工，地地表沉沉陷風(fēng)風(fēng)險較較大；；（3）盾構(gòu)構(gòu)機(jī)制制造周周期長長，造造價較較昂貴貴，盾盾構(gòu)的的拼裝裝、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移等等較復(fù)復(fù)雜，，建造造短于于750m的隧道道經(jīng)濟(jì)濟(jì)性差差。4、盾構(gòu)施施工工工藝流流程大流程程：盾盾構(gòu)總總體施施工流流程小流程程：盾盾構(gòu)掘掘進(jìn)流流程4.1大流程程：盾盾構(gòu)總總體施施工流流程大流程程：盾盾構(gòu)總總體施施工流流程始始發(fā)井井交付付使用用→盾構(gòu)構(gòu)托架架就位位→盾盾構(gòu)機(jī)機(jī)下井井、安安裝、、調(diào)試試→初初始掘掘進(jìn)（（L=80~100m）→負(fù)負(fù)環(huán)拆拆除及及其它它調(diào)整整→正正常掘掘進(jìn)→→盾構(gòu)構(gòu)機(jī)到到達(dá)中中間站站→盾盾構(gòu)機(jī)機(jī)通過過中間間站→→盾構(gòu)構(gòu)機(jī)再再次安安裝、、調(diào)試試→盾盾構(gòu)機(jī)機(jī)再次次初始始掘進(jìn)進(jìn)→正正常掘掘進(jìn)→→盾構(gòu)構(gòu)機(jī)到到達(dá)終終點(diǎn)站站→盾盾構(gòu)機(jī)機(jī)解體體外運(yùn)運(yùn)→隧隧道清清理準(zhǔn)準(zhǔn)備驗(yàn)驗(yàn)收盾構(gòu)機(jī)下井盾構(gòu)機(jī)就位調(diào)試初始掘進(jìn)正常掘進(jìn)到達(dá)車站過站再次始發(fā)到達(dá)終點(diǎn)站盾構(gòu)機(jī)解體外運(yùn)設(shè)備調(diào)整始發(fā)端頭加固反力架安裝洞門密封圈安裝洞門圍護(hù)墻鑿除到達(dá)端頭加固洞門密封圈安裝盾構(gòu)機(jī)托架再次就位調(diào)試始發(fā)站中間站到達(dá)站盾構(gòu)隧隧道施施工流流程圖圖4.2小流程程：盾盾構(gòu)掘掘進(jìn)流流程準(zhǔn)備工工作→轉(zhuǎn)動動刀盤盤→→啟動動次級級運(yùn)輸輸系統(tǒng)統(tǒng)（皮皮帶機(jī)機(jī)）→→啟動動推進(jìn)進(jìn)千斤斤頂→→啟動動首級級運(yùn)輸輸系統(tǒng)統(tǒng)（螺螺旋機(jī)機(jī)）→→停止止掘進(jìn)進(jìn)→安安裝管管片→→回填填注漿→準(zhǔn)備備下一一環(huán)掘掘進(jìn)，，開挖→→出土→拼裝→注漿（請看看動畫畫）四、土土壓平平衡式式盾構(gòu)構(gòu)機(jī)的的構(gòu)造造1、盾構(gòu)體體1.1盾構(gòu)的的外形形作為一一種保保護(hù)人人體的的空間間，隧隧道的的形狀狀因其其使用用要求求不同同而造造成盾盾構(gòu)外外形不不同。。無論論盾構(gòu)構(gòu)的形形狀如如何，，隧道道掘進(jìn)進(jìn)總是是沿軸軸線方方向前前進(jìn)，，所以以，盾盾構(gòu)的的外形形就是是指盾盾構(gòu)的的斷面面形狀狀，絕絕大多多數(shù)盾盾構(gòu)還還是采采用圓圓形。。1.2盾構(gòu)的的材料料盾構(gòu)在在地下下穿越越，要要承受受水平平荷載載、豎豎向荷荷載和和水壓壓力，，如果果地面面有構(gòu)構(gòu)筑物物，還還要承承受這這些附附加荷荷載；；盾構(gòu)構(gòu)推進(jìn)進(jìn)時，，還要要克服服正面面阻力力，所所以，，盾構(gòu)構(gòu)整體體要求求具有有足夠夠的強(qiáng)強(qiáng)度和和剛度度。盾盾構(gòu)主主要用用鋼板板成型型制成成?？紤]到水平平運(yùn)輸和垂垂直吊裝的的困難，大大型盾構(gòu)可可制成分體體式到現(xiàn)場場拼裝，部部件的連接接一般采用用定位銷定定位、高強(qiáng)強(qiáng)度螺栓連連接，最后后焊接成型型的方法。。盾構(gòu)的種類類繁多，所所有盾構(gòu)的的形式，其其本體從工工作面開始始均可分為為切口環(huán)、、支承、盾盾尾三部分分，借以外外殼鋼板聯(lián)聯(lián)成整體。。擁有可充充分承受土土壓、水壓壓、盾構(gòu)千千斤頂推進(jìn)進(jìn)反作用力力、挖掘反反作用力的的強(qiáng)度。支支承前部收收納有刀盤盤裝置的驅(qū)驅(qū)動部分、、通過艙墻墻與切口環(huán)環(huán)區(qū)分開來來。艙墻下下方設(shè)置有有螺旋輸送送機(jī)。上方方裝有人行行孔，中央央裝有人行行閘、回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)節(jié)。支承承外周呈圓圓周方向，，均等配置置有為推進(jìn)進(jìn)盾構(gòu)機(jī)運(yùn)運(yùn)行的盾構(gòu)構(gòu)千斤頂。。1.3盾構(gòu)本體的的構(gòu)造1.4切口環(huán)切口環(huán)部分分是開挖和和擋土部分分,它位于盾構(gòu)構(gòu)機(jī)的最前前端,施工時最先先切入土層層并掩護(hù)開開挖作業(yè)。。切口環(huán)保保持著工作作面的穩(wěn)定定，并作為為開挖下來來的土砂向向后方運(yùn)輸輸?shù)耐ǖ?，，采用機(jī)械械化開挖式式盾構(gòu)時，，就根據(jù)開開挖下來土土砂的狀態(tài)態(tài)，確定切切口環(huán)的形形狀、尺寸寸。切口環(huán)的長長度主要取取決于盾構(gòu)構(gòu)正面支承承、開挖的的方法。對對于機(jī)械化化盾構(gòu)切口口環(huán)內(nèi)按不不同的需要要安裝各種種不同的機(jī)機(jī)械設(shè)備，，這些設(shè)備備是用于正正面土體的的支護(hù)及開開挖，而各各類機(jī)械設(shè)設(shè)備是由盾盾構(gòu)種類而而定的。切口環(huán)內(nèi)主主要設(shè)備情情況：土壓平衡盾盾構(gòu)安置有有切削刀盤盤、攪拌器器和螺旋輸輸送機(jī)泥水盾構(gòu)安安置有切削削刀盤、攪攪拌器和吸吸泥口在局部氣壓壓、泥水加加壓、土壓壓平衡等盾盾構(gòu)中，因因切口環(huán)內(nèi)內(nèi)壓力高于于隧道內(nèi)常常壓，所以以在切口環(huán)環(huán)處還需要要布設(shè)密封封隔板及人人行艙的進(jìn)進(jìn)出閘門。。1.5支承環(huán)支承環(huán)是盾盾構(gòu)的主體體結(jié)構(gòu)，是是承受作用用于盾構(gòu)上上全部荷載載的骨架。。它緊接于于切口環(huán)，，位于盾構(gòu)構(gòu)中部，通通常是一個個剛性很好好的圓形結(jié)結(jié)構(gòu)。地層層壓力、所所有千斤頂頂?shù)姆醋饔糜昧σ约扒星锌诃h(huán)入土土正面阻力力、襯砌拼拼裝時的施施工荷載均均由支承環(huán)環(huán)來承受。。在支承環(huán)外外沿布置有有盾構(gòu)千斤斤頂，中間間布置拼裝裝機(jī)及液壓壓設(shè)備、動動力設(shè)備、、操縱控制制臺。當(dāng)切切口環(huán)壓力力高于常壓壓時，在支支承環(huán)內(nèi)要要布置人行行加、減壓壓艙。支承環(huán)的長長度應(yīng)不小小于固定盾盾構(gòu)千斤頂頂所需的長長度，對于于有刀盤的的盾構(gòu)還要要考慮安裝裝切削刀盤盤的軸承裝裝置、驅(qū)動動裝置和排排土裝置的的空間。擁有可充分分承受土壓壓、水壓、、盾構(gòu)千斤斤頂推進(jìn)反反作用力、、挖掘反作作用力的強(qiáng)強(qiáng)度。支承承前部收納納有刀盤裝裝置的驅(qū)動動部分、通通過艙墻與與切口環(huán)區(qū)區(qū)分開來。。艙墻下方方設(shè)置有螺螺旋輸送機(jī)機(jī)。上方裝裝有人行孔孔，中央裝裝有人行閘閘、回轉(zhuǎn)節(jié)節(jié)。支承外外周呈圓周周方向，均均等配置有有為推進(jìn)盾盾構(gòu)機(jī)運(yùn)行行的盾構(gòu)千千斤頂。推推進(jìn)油缸用用螺栓緊固固在連接法法蘭上并在在活塞桿端端帶有彈性性軸承和頂頂在管片上上的撐靴。。它們可以以分組由流流量和壓力力控制推進(jìn)進(jìn)和轉(zhuǎn)向。。1.6盾尾盾尾鋼結(jié)構(gòu)鋼鋼板厚40mm，，以適應(yīng)預(yù)計(jì)的的工作壓力,與盾體的連接接是一種被動動式鉸接設(shè)計(jì)計(jì)。機(jī)加工的的中盾尾部和和盾尾前部為為鉸接提供密密封面。后體與中盾的的連接采用的的是鉸接油缸缸。鉸接油缸缸行程和壓力力由數(shù)字顯示示在控制室。。盾尾包括：盾尾密封：安安裝在盾體的的最后部分，，3道鋼絲密封刷刷,采用非常先進(jìn)進(jìn)的盾尾注脂脂系統(tǒng)和有極極好密封性能能的密封刷相相結(jié)合。它的的作用是：防防止地下水、、土砂、壁后后注漿材料等等進(jìn)入管片與與盾構(gòu)殼體之之間的縫隙。。雙鉸接密封：：由重載型橡橡膠密封和緊緊急密封（緊緊急膨脹）組組成。為了提高密封封刷的密封性性能，需要在在密封刷之間間注入粘性油油脂材料。盾盾構(gòu)機(jī)對盾尾尾之間的前方方一般有6處自動供給盾盾尾油脂，每每條注脂管都都連接到前油油脂腔和后油油脂腔。（6x2注脂管）盾尾密封裝置置在加注密封封油脂后能在在0.4MPa壓力下應(yīng)能不不漏漿液，否否則就應(yīng)更換換。注漿管路直徑徑50mm，整合在盾尾尾內(nèi)（內(nèi)置式式）注漿管設(shè)計(jì)有有特制的窗口口以便于進(jìn)行行維修或清洗洗堵塞在正常的工作作情況下（例例如足夠注脂脂等），不需需要更換盾尾尾刷。如確有必要更更換，選擇地地質(zhì)條件較好好的地段進(jìn)行行盾尾刷更換換作業(yè)。更換盾尾刷上一環(huán)拼裝結(jié)結(jié)束后，盾構(gòu)構(gòu)推進(jìn)，直至至推進(jìn)油缸完完全伸出（2000mm）。縮回推進(jìn)油缸缸，安裝墊木木或頂鐵（寬寬度約650mm），伸出推進(jìn)進(jìn)油缸繼續(xù)推推進(jìn)，至第一一和第二道盾盾尾刷完全暴暴露。進(jìn)行盾尾刷更更換。拆除墊木或頂頂鐵，拼裝管管片?；謴?fù)掘進(jìn)。盾尾密封示意意圖1.7盾構(gòu)機(jī)的組成成盾構(gòu)機(jī)主要由由下列部件和和系統(tǒng)構(gòu)成：：有盾構(gòu)殼、推推進(jìn)油缸、、刀盤、刀盤盤驅(qū)動、主軸軸承、人閘倉倉、管片安裝裝機(jī)、螺旋輸輸送機(jī)、皮帶帶輸送機(jī)等設(shè)設(shè)備和裝置；；還有控制系統(tǒng)統(tǒng)、液壓系統(tǒng)統(tǒng)、電力系統(tǒng)統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)統(tǒng)、密封潤滑滑系統(tǒng)、隧道道導(dǎo)向系統(tǒng)、、報警裝置；；以及服務(wù)于盾盾構(gòu)工作要求求的后配套設(shè)設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)設(shè)備、注漿設(shè)設(shè)備等輔助設(shè)設(shè)備。2.盾構(gòu)殼盾構(gòu)機(jī)的鋼結(jié)結(jié)構(gòu)是根據(jù)土土壓、水壓和和動荷載及操操作荷載的壓壓力而設(shè)計(jì)的的。盾殼由兩兩片焊接構(gòu)件件組成。此焊焊接構(gòu)件帶有有機(jī)械加工的的密封面和中中心回轉(zhuǎn)軸承承以及兩盾體體間（前盾和和中盾）的連連接法蘭。這這樣，組裝和和拆卸工作將將更加方便。。盾構(gòu)機(jī)集成成了所有的接接頭和工作所所需的管線。。3.推進(jìn)油缸盾體的前進(jìn)由由推進(jìn)油缸完完成。每一組組油缸均可獨(dú)獨(dú)立控制壓力力進(jìn)行操縱而而不會引起管管片移位或產(chǎn)產(chǎn)生引起損壞壞的壓力過載載。在控制室室里，司機(jī)可可以看到數(shù)字字顯示的每組組油缸行程及及壓力。油缸缸的布置避開開了管片接縫縫，所有的油油缸撐靴均為為球形絞接式式以避開管片片裂縫或損壞壞。推進(jìn)油缸缸頂在壓力艙艙板后部。油缸缸體尾部部由一個塑膠膠軸承支撐，，這樣，這些些油缸就可以以不受側(cè)向力力的作用從管管片向壓力艙艙板自由伸展展。推進(jìn)油缸缸為兩個一組組，每對油缸缸均有獨(dú)立的的撐靴。在推推進(jìn)時，組油油缸各自獨(dú)立立進(jìn)行壓力調(diào)調(diào)節(jié)?？偟耐仆七M(jìn)速度由一一個總流量控控制閥來調(diào)節(jié)節(jié)。推進(jìn)油缸缸回路設(shè)計(jì)最最大推進(jìn)速度度為80mm/分鐘。推進(jìn)系統(tǒng)具有有糾偏和爬坡坡功能。.根據(jù)計(jì)算，最最大總推力約約為35,180-40000kN,主驅(qū)動器全部部輸出功率峰峰值為440kW，最高轉(zhuǎn)速為為2.5rpm。并有安全余量量。油缸位置示意意圖4刀盤4.1刀盤設(shè)計(jì)要求求(1)能夠降低對刀刀具的磨損(2)保護(hù)刀盤的鋼鋼結(jié)構(gòu)(3)能夠?qū)崿F(xiàn)高的的貫入度(4)刀盤開口率為為最小36%。大的開口率率能夠大大降降低刀具具的磨損。(5)4個幅輪設(shè)計(jì)以以使每個旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)方向都有4個碴土出口口(6)2個旋轉(zhuǎn)方向(左/右)(7)刀盤前面4條獨(dú)立的泡沫沫注入管用于于渣土改良以以降低磨損(8)連接到主驅(qū)動動的連接臂（（厚壁管）保保證刀盤良好好的穩(wěn)定性(9)出渣通道的幾幾何設(shè)計(jì)必須須滿足開挖艙艙容易出渣(10)大的物料通道道從刀盤外緣緣通到刀盤中中心區(qū)域，這這樣便于將挖挖掘的物料運(yùn)運(yùn)輸?shù)介_挖艙艙。(11)渣土開口設(shè)計(jì)計(jì)限制大的石石塊進(jìn)入，這這些石塊可以以通過螺旋輸輸送機(jī)運(yùn)出去去。4.2刀盤的材料刀盤的結(jié)構(gòu)材材料為Q345B、16MnR、GS52或相當(dāng)于這種種材料的鑄鋼鋼。4.3刀盤結(jié)構(gòu)刀盤設(shè)計(jì)成盤盤形結(jié)構(gòu)且?guī)в泻荛煹倪M(jìn)進(jìn)料口。4根輻臂支撐的的厚壁法蘭連連接主驅(qū)動裝裝置，并且作作為刀盤面板板的基座。刀刀盤在下列的的開口邊緣備備有所需的刀刀具以便于將將挖掘的物料料運(yùn)輸?shù)介_挖挖艙：刀盤中心的徑徑向開口邊緣緣刀盤外圓周的的開口邊緣中心回轉(zhuǎn)體上上配有注射調(diào)調(diào)節(jié)土壤介質(zhì)質(zhì)的通道。刀刀盤有4個泡沫/膨潤土/水通道和2個液壓油通道道。4.4切削刀具切削刀具數(shù)量量：軟土刀具（刮刮刀）：120把中心刀：1把鏟刀：16把仿形刀：2把刮刀：刮刀安裝在碴碴土通道的一一側(cè)。高質(zhì)量的碳質(zhì)質(zhì)刀刃,寬度100mm。可以從刀盤后后面更換刀具具。刮刀示意圖鏟刀：鏟刀的設(shè)計(jì)保保證了快速、、清潔的開挖挖；它們可以雙向向進(jìn)行開挖,同時保證了開開挖直徑的穩(wěn)穩(wěn)定不變。鏟刀用可更換換的螺紋固定定到鋼結(jié)構(gòu)上上，因此，可可以被單獨(dú)更更換。鏟刀示意圖仿形刀：刀盤上安裝了了仿形刀。安安裝的仿形刀刀通過一個行行程（50mm海瑞克；120mm三菱）的油缸缸進(jìn)行操作。。仿形刀的伸伸縮則在主控控室內(nèi)按每10°事先加以設(shè)置置控制。盾構(gòu)具有仿形形超挖功能是是目前盾構(gòu)中中較為先進(jìn)的的一種，其仿仿形超挖方位位、超挖量可可根據(jù)不同的的施工要求而而調(diào)整。仿形刀示意圖圖刀具圖片4.5耐磨保保護(hù)一般采采用以以下耐耐磨保保護(hù)方方法：：刮刀：：軟土土齒形形刀具具有高高耐磨磨的鋼鋼刀體體和高高質(zhì)量量的碳碳化切切削邊邊緣。。刀齒齒的支支撐有有硬質(zhì)質(zhì)堆焊焊層保保護(hù)。。鏟刀：：鏟刀刀的前前刀面面硬質(zhì)質(zhì)堆焊焊到切切削邊邊緣，，同時時刀具具后端端由碳碳化襯襯片保保護(hù)。。刀盤：：刀盤盤上某某些極極易磨磨損的的部分分安裝裝了特特殊的的耐磨磨保護(hù)護(hù)：在在外圍圍部分分增加加了硬硬質(zhì)堆堆焊,圓周有耐耐磨保護(hù)護(hù)環(huán).4.6刀具更換換所有的滾滾刀、刮刮刀和鏟鏟刀都可可以在隧隧道內(nèi)從從刀盤后后部更換換。一般般不需要要中途換換刀。如如有必要要，刀具具更換作作業(yè)可以以在常壓壓和帶壓壓方式下下進(jìn)行。。如果地面面具備地地層加固固條件或或事先已已經(jīng)進(jìn)行行了地層層加固處處理，開開挖面的的穩(wěn)定有有保障，，則可在在常壓下下進(jìn)行刀刀具檢查查和更換換作業(yè)。。盾構(gòu)在在選定地地點(diǎn)停機(jī)機(jī)后，將將土倉里里的土排排出一部部分，直直至土倉倉內(nèi)土體體高度低低于土艙艙隔板上上的密封封門，此此時作業(yè)業(yè)人員可可以通過過氣閘打打開通往往土倉的的密封門門在不帶帶壓的情情況下進(jìn)進(jìn)入土倉倉，從而而進(jìn)行刀刀具檢查查和更換換。如果沒有有注漿加加固條件件，開挖挖面又不不是可以以自穩(wěn)的的地層，，則需要要用壓縮縮空氣來來維持開開挖面的的穩(wěn)定。。作業(yè)人人員需在在土倉內(nèi)內(nèi)帶壓作作業(yè)。做做這項(xiàng)工工作就由由經(jīng)過培培訓(xùn)的專專業(yè)人員員進(jìn)行。。具體步驟驟如下：：盾構(gòu)推進(jìn)進(jìn)到選定定地點(diǎn)停停機(jī)。將土倉內(nèi)內(nèi)的土排排出一部部分，使使倉內(nèi)土土體高度度下降至至土倉隔隔板上的的密封門門以下。。在排土土的同時時，通過過盾構(gòu)機(jī)機(jī)上自帶帶的保壓壓系統(tǒng)向向土倉內(nèi)內(nèi)注入壓壓縮空氣氣。壓縮縮空氣的的壓力經(jīng)經(jīng)過設(shè)定定，可以以自動維維持在設(shè)設(shè)定值，，以確保保倉內(nèi)的的壓力與與在停機(jī)機(jī)前的相相同，從從而保證證開挖面面穩(wěn)定。。與此同時時，作業(yè)業(yè)人員進(jìn)進(jìn)入氣閘閘，開始始對人閘閘加壓，，逐步把把人閘內(nèi)內(nèi)的氣壓壓升到與與土倉壓壓力一致致。當(dāng)人閘內(nèi)內(nèi)壓力與與土倉內(nèi)內(nèi)壓力一一致達(dá)到到平衡時時，作業(yè)業(yè)人員從從人閘內(nèi)內(nèi)打開土土倉隔板板上的密密封門，，進(jìn)入土土倉。進(jìn)行刀具具檢查和和更換。。刀盤上上的刀具具可以方方便地從從刀盤后后部更換換，人員員不需要要到刀盤盤前方。。逐步將將刀具檢檢查和更更換完畢畢后，人人員退回回到人閘閘，關(guān)閉閉密封門門。人員員在人閘閘內(nèi)減壓壓。與此此同時，，可以恢恢復(fù)掘進(jìn)進(jìn)。人員減壓結(jié)束束，退出人閘閘。注意：加壓檢查刀具具時人員應(yīng)經(jīng)經(jīng)過相關(guān)培訓(xùn)訓(xùn)和身體檢查查，加壓和減減壓過程中的的壓力控制和和調(diào)節(jié)應(yīng)按相相關(guān)規(guī)范進(jìn)行行。（見動畫）5、刀盤驅(qū)動5.1概述刀盤驅(qū)動用螺螺栓安裝在壓壓力艙壁上，，主要部件如如下：齒輪箱主軸承密封支撐刀盤安裝法蘭蘭環(huán)密封壓緊環(huán)內(nèi)外密封系統(tǒng)統(tǒng)小齒輪，齒輪輪馬達(dá)和軸承承刀盤驅(qū)動是液液壓驅(qū)動，通通過在閉式回回路的功率控控制變量液壓壓泵,可實(shí)現(xiàn)雙向無無級調(diào)速。5.2齒輪箱，驅(qū)動動齒輪安裝有3級液壓變速馬馬達(dá)并帶有齒齒輪沖刷裝置置。變速箱齒輪的的尺寸有足夠夠的富余量以以保證在給定定的工地能安安全的運(yùn)行。。驅(qū)動齒輪的兩兩軸端都由球球面滾動軸承承支撐，可使使承載時齒輪輪良好嚙合。。5.3主軸承主軸承由三軸軸滾柱軸承支支撐，帶有內(nèi)內(nèi)齒圈。軸承承設(shè)計(jì)使用壽壽命10,000小時。該軸承承具有承受徑徑向和軸向推推力的功能。。5.4密封系統(tǒng)內(nèi)外兩個密封封系統(tǒng)可將小小齒輪或軸承承室與土倉分分隔開。密封封系統(tǒng)使用一一個三道唇密密封系統(tǒng)，該該系統(tǒng)有連續(xù)續(xù)的油脂進(jìn)行行潤滑。該三三道密封是重重載荷加強(qiáng)型型唇形密封。。潤滑脂均勻勻注入第一、、二層密封之之間的整個環(huán)環(huán)形間隙。多多余的潤滑脂脂從第一道密密封溢出至土土倉。潤滑脂脂除潤滑第一一、二、三道道密封唇外，，還對第一道道密封唇有清清潔作用。第第三層密封唇唇是通過小齒齒輪的潤滑油油來潤滑。第第二、三層密密封之間的空空間有孔通向向后部，用來來做泄漏檢查查。5.5齒輪的潤滑驅(qū)動小齒輪的的潤滑由齒輪輪油完成。驅(qū)驅(qū)動齒輪軸承承和嚙合通過過飛濺潤滑和和強(qiáng)制供油潤潤滑。對油位位、流量和溫溫度的檢查同同取樣程序一一起進(jìn)行。行行星齒輪需要要不間斷供油油；它與主軸軸承使用的齒齒輪油型號一一致。同時還還有監(jiān)測系統(tǒng)統(tǒng)以防止設(shè)備備空轉(zhuǎn)。變速速箱底部區(qū)域域的齒輪油被被吸出、再通通過過磁性的的濾器注入到到存儲箱內(nèi)。。5.6主驅(qū)動輸出主驅(qū)動全為液液壓驅(qū)動。在在后配套上裝裝有電機(jī)驅(qū)動動液壓泵。液液壓驅(qū)動變速速箱配備變量量馬達(dá)。變量量泵和變量馬馬達(dá)的聯(lián)合使使用可將刀盤盤適宜的轉(zhuǎn)速速控制在0-2.5rpm之間。刀盤的的最大扭矩為為5,213KNm（脫困扭矩））。6管片安裝機(jī)6.1概述管片安裝器安安裝在盾尾區(qū)區(qū)域，用來安安裝襯砌管片片。安裝器所所具有的各種種動作能在施施工場地條件件下使管片精精密地就位。。它主要的運(yùn)運(yùn)動構(gòu)件的功功能均可通過過比例控制來來實(shí)現(xiàn)。在管管片安裝模式式下，為達(dá)到到最理想的襯襯砌效果，每每個/對推進(jìn)進(jìn)油缸缸可以以單獨(dú)獨(dú)控制制。所所有方方向運(yùn)運(yùn)動可可靠，，功率率足夠夠，采采用比比例液液壓控控制的的管片片安裝裝器可可以快快速地地達(dá)到到毫米米級的的安裝裝精度度。管片安安裝器器由以以下構(gòu)構(gòu)件組組成：：臂梁移動機(jī)機(jī)架回轉(zhuǎn)機(jī)機(jī)架安裝頭頭管片安安裝器器的行行程允允許在在隧道道內(nèi)更更換前前面兩兩排盾盾尾刷刷。6.2懸臂梁梁懸臂梁梁用于于管片片安裝裝器的的縱向向移動動。它它通過過法蘭蘭與中中盾H架連接接。盾盾構(gòu)與與拖車車之間間的所所有管管線連連接都都穿過過管片片安裝裝機(jī)敞敞開的的中心心部位位。管管片安安裝器器懸臂臂梁與與橋架架用油油缸鉸鉸接。。6.3移動機(jī)機(jī)架移動機(jī)機(jī)架安安裝在在懸臂臂梁上上，可可通過過兩個個液壓壓缸的的伸縮縮作縱縱向移移動。。帶內(nèi)內(nèi)齒的的滾動動軸承承用法法蘭連連接在在移動動機(jī)架架上，，并以以此帶帶動回回轉(zhuǎn)機(jī)機(jī)架。?；剞D(zhuǎn)轉(zhuǎn)驅(qū)動動馬達(dá)達(dá)安裝裝在移移動機(jī)機(jī)架上上?；鼗剞D(zhuǎn)運(yùn)運(yùn)動通通過驅(qū)驅(qū)動馬馬達(dá)上上的齒齒輪驅(qū)驅(qū)動，，該液液壓馬馬達(dá)具具有制制動裝裝置。。6.4回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基基架架回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)機(jī)機(jī)架架用用法法蘭蘭安安裝裝在在滾滾動動軸軸承承的的內(nèi)內(nèi)圈圈上上，，其其側(cè)側(cè)向向安安裝裝有有伸伸縮縮臂臂。。由由內(nèi)內(nèi)部部的的伸伸縮縮油油缸缸帶帶動動，，伸伸縮縮油油缸缸可可以以單單獨(dú)獨(dú)伸伸縮縮。。6.5安裝裝頭頭內(nèi)部部伸伸縮縮管管兩兩端端固固定定在在安安裝裝頭頭的的懸懸臂臂梁梁上上，，安安裝裝頭頭帶帶有有機(jī)機(jī)械械夾夾持持系系統(tǒng)統(tǒng)。。安安裝裝頭頭上上可可以以實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)如如下下運(yùn)運(yùn)動動：：安安裝裝頭頭的的旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)與與傾傾側(cè)側(cè)。。6.6動力力輸輸入入管片片安安裝裝器器旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)部部件件裝裝有有：：液液壓壓動動力力、、閥閥的的信信號號電電壓壓。。動動力力通通過過組組合合供供能能系系統(tǒng)統(tǒng)供供給給。。6.7技術(shù)參數(shù)數(shù)6.7.1結(jié)構(gòu)安安裝器器為中空空式，并并帶有管管片夾持持系統(tǒng)，，有6個自由度度。6.7.2運(yùn)動全液壓驅(qū)驅(qū)動，速速度可以以比例調(diào)調(diào)節(jié)縱向移動動：2000mm旋轉(zhuǎn)：＋＋/-200度伸縮：1000mm.安裝頭旋轉(zhuǎn)：： ＋/-2.5度安裝頭傾側(cè)：： ＋/-2.5度6.7.3操作力縱向移動：50kN提升力：120kN額定扭矩：0-150kNm6.7.4移動速度旋轉(zhuǎn)速度：0-1rpm縱向移動：0-8m/min主油缸伸縮：：0-8m/min8.7.5規(guī)格：設(shè)備功功率45kW。8.7.6對混凝土管片片的要求：起吊螺紋管位位于管片中心心點(diǎn)，螺紋管管的尺寸大于于或等于M30，允許的拉力力150kN，允許的徑向向力90kN?？拷鸬蹩卓滋幱娩摻罴蛹訌?qiáng)，以承受受管片拼裝或或后配套系統(tǒng)統(tǒng)上的管片吊吊車側(cè)向位移移時產(chǎn)生的剪剪力。6.8真圓保持器盾構(gòu)向前推進(jìn)進(jìn)時管片就從從盾尾脫出，，管片受到自自重和土壓的的作用會產(chǎn)生生變形，當(dāng)該該變形量很大大時，既成環(huán)環(huán)和拼裝環(huán)拼拼裝時就會產(chǎn)產(chǎn)生高低不平平，給安裝縱縱向螺栓帶來來困難。為了了避免管片產(chǎn)產(chǎn)生高低不平平的現(xiàn)象，應(yīng)應(yīng)有必要讓管管片保持真圓圓，該裝置就就是真圓保持持器。真圓保持器上上裝有上、下下可伸縮的千千斤頂，上下下裝有圓弧形形的支架，它它在動力車架架挑出的梁上上是可以滑動動的。當(dāng)管片片拼裝成環(huán)后后，就讓真圓圓保持器移到到該管片環(huán)內(nèi)內(nèi)，支柱千斤斤頂使支架圓圓弧面密貼管管片后，盾構(gòu)構(gòu)就可進(jìn)行下下一環(huán)推進(jìn)。。盾構(gòu)推進(jìn)后后由于它的作作用，圓環(huán)不不易產(chǎn)生變形形而保持真圓圓狀態(tài)。7、螺旋輸送機(jī)7.1物料運(yùn)輸概述述掘進(jìn)過程中產(chǎn)產(chǎn)生的碴土，，通過速度可可調(diào)的螺旋輸輸送機(jī)，從土土倉運(yùn)送到皮皮帶輸送機(jī)進(jìn)進(jìn)料端，再由由皮帶輸送機(jī)機(jī)運(yùn)送到盾構(gòu)構(gòu)機(jī)后部的渣渣車。皮帶輸輸送機(jī)長度的的確定取決于于渣車的數(shù)量量。每個渣車車都可移動到到皮帶輸送機(jī)機(jī)出料口的下下方。7.2螺旋輸送機(jī)螺旋輸送機(jī)安安裝在土倉壁壁的連接法蘭蘭上。把碴土土從盾構(gòu)機(jī)土土倉底部運(yùn)送送到皮帶輸送送機(jī)進(jìn)料端。。驅(qū)動裝置由由球面軸承支支撐能應(yīng)付螺螺旋輸送機(jī)如如有磨損時并并保護(hù)驅(qū)動密密封系統(tǒng)。螺旋輸送機(jī)主主要部件包括括：安裝/連接法蘭（焊焊接在倉壁上上）前段帶有耐磨磨保護(hù)伸縮段出料管。驅(qū)動裝置，包包括：·離合器座·離合器·帶有球面軸承承的3排密封系統(tǒng)·帶有行星齒輪輪的液壓馬達(dá)達(dá)有軸式螺旋（（3分之1的螺旋具有耐耐磨保護(hù)）卸料口的閘門門.螺旋輸送機(jī)外外管有六個R2”螺紋接頭型的的物料注射孔孔。螺旋輸送送機(jī)內(nèi)徑和軸軸徑?jīng)Q定了能能通過的碴土土的最大尺寸寸為520mmx290mm。如果孤石的尺尺寸超過可以以通過螺旋輸輸送機(jī)的最大大粒徑，可以以將螺旋輸送送機(jī)縮回，并并關(guān)閉前閘門門。然后可以以從開挖艙人人工搬除孤石石。.周末停機(jī)及維維護(hù)期間，螺螺旋輸送機(jī)出出料口可用滑滑動閘門關(guān)上上?；瑒娱l門靠液液壓油缸操縱縱，具備在停停電時自動關(guān)關(guān)閉的緊急功功能。。7.3螺旋輸送機(jī)前前閘門閘門由分別位位于盾體中心心左右兩側(cè)的的兩部分組成成，兩個液壓壓油缸裝在艙艙壁后面通過過連桿控制閘閘門。螺旋輸輸送機(jī)出料口口可用滑動閘閘門關(guān)上?；瑒娱l門靠液液壓油缸操縱縱，具備在停停電時自動關(guān)關(guān)閉的緊急功功能。盾構(gòu)機(jī)機(jī)在掘進(jìn)過程程中，通過關(guān)關(guān)閉螺旋輸送送機(jī)的出料閘閘門，可以快快速、安全地地切斷地下水水防止其進(jìn)入入盾構(gòu)閘門7.4螺旋輸送機(jī)伸伸縮正常工作時螺螺旋輸送機(jī)螺螺旋前端伸入入土倉。為了了關(guān)閉土倉，，螺旋輸送機(jī)機(jī)可以通過伸伸縮油缸自動動縮回。伸縮縮行程1000mm。螺旋輸送機(jī)機(jī)在任何位置置上都可以進(jìn)進(jìn)行操作，即即使在其伸縮縮過程中。此此特性使得螺螺旋輸送機(jī)被被木頭或大石石頭阻塞時可可以自由進(jìn)退退。8.皮帶輸送機(jī)皮帶輸送機(jī)把把螺旋機(jī)卸料料口的出土運(yùn)運(yùn)送到渣車。。皮帶機(jī)由驅(qū)驅(qū)動單元和位位于后配套上上的出料口組組成。皮帶上上有防跑偏裝裝置。皮帶輸送機(jī)主主要由以下部部件組成：皮帶卸料部件張緊裝置在驅(qū)驅(qū)動裝置部分分裝有一個機(jī)機(jī)械式可調(diào)節(jié)節(jié)的刮料器。。皮帶輸送機(jī)有有急停拉線裝裝置。9.壓力傳感器與與排水9.1土壓傳感器土壓傳感器安安裝在艙壁上上，可從壁后后更換而無需需進(jìn)入前方的的壓力艙。9.2排水盾體內(nèi)安裝了了一臺氣動馬馬達(dá)泵（40m3/h）來進(jìn)行盾體體內(nèi)的排水工工作。廢水經(jīng)經(jīng)由該泵泵入入列車上的水水箱內(nèi)。10、后配套設(shè)備后配套系統(tǒng)由由盾體牽引，，在架設(shè)在管管片上的路軌軌上行走。后后配套系統(tǒng)的的外形輪廓確確保了它可以以在路軌上曲曲線前進(jìn)。盾盾構(gòu)機(jī)工作和和管片安裝所所需的設(shè)備和和裝置均安裝裝在后配套拖拖車上。10.1構(gòu)成后配套系統(tǒng)統(tǒng)主要由以以下構(gòu)成：：運(yùn)送送管管片片的的橋橋架架吊運(yùn)運(yùn)系系統(tǒng)統(tǒng)（（管管片片存存儲儲））5臺裝裝載載盾盾構(gòu)構(gòu)機(jī)機(jī)工工作作必必需需的的電電氣氣及及液液壓壓元元件件的的拖拖車車所有有設(shè)設(shè)備備都都安安裝裝在在拖拖車車行行進(jìn)進(jìn)方方向向左左右右兩兩側(cè)側(cè)。。這這使使得得拖拖車車中中間間有有足足夠夠的的空空間間讓讓運(yùn)運(yùn)輸輸車車行行走走，，把把管管片片輸輸送送到到安安裝裝器器10.2管片片裝裝卸卸整環(huán)環(huán)管管片片由由2部特特殊殊的的管管片片運(yùn)運(yùn)輸輸車車運(yùn)運(yùn)到到1號拖拖車車前前。。通通過過1號拖拖車車上上的的吊吊機(jī)機(jī)梁梁，，利利用用管管片片吊吊機(jī)機(jī)的的兩兩個個電電動動葫葫蘆蘆將將管管片片逐逐一一卸卸到到管管片片輸輸送送小小車車上上。。管管片片吊吊機(jī)機(jī)下下方方空空間間允允許許承承載載了了三三塊塊管管片片的的管管片片車車自自由由進(jìn)進(jìn)入入管管片片吊吊機(jī)機(jī)下下方方。。兩兩個個平平行行工工作作的的電電動動葫葫蘆蘆由由人人工工通通過過一一個個操操縱縱板板操操縱縱。。技術(shù)術(shù)參參數(shù)數(shù)：：管管片片吊吊車車梁梁20.0m；起起升升力力2××25kN；設(shè)設(shè)備備功功率率2××2.0kW。管片片儲儲存存在在連連接接橋橋區(qū)區(qū)域域和和喂喂片片機(jī)機(jī)上上，，喂喂片片機(jī)機(jī)安安裝裝在在連連接接橋橋區(qū)區(qū)域域下下，，用用于于將將管管片片運(yùn)運(yùn)輸輸?shù)降焦芄芷舶惭b裝機(jī)機(jī)區(qū)區(qū)域域。。10.3拖車車上上的的裝裝置置10.3.1液壓壓系系統(tǒng)統(tǒng)(1)推進(jìn)進(jìn)千千斤斤頂頂和和絞絞接接油油缸缸壓壓力力控控制制的的高高壓壓泵泵輸出出功功率率75KW,最大大推推進(jìn)進(jìn)速速度度80mm/min,最大大回回程程速速度度1,600mm/min。(2)電機(jī)機(jī)驅(qū)驅(qū)動動泵泵用于于刀刀盤盤驅(qū)驅(qū)動動電電機(jī)機(jī)液液壓壓變變量量泵泵:輸出出功功率率630kW(2x315kW)用于于管管片片安安裝裝機(jī)機(jī)電電機(jī)機(jī)驅(qū)驅(qū)動動變變量量泵泵：：輸輸出出功功率率45kW(3)螺旋旋輸輸送送機(jī)機(jī)電電機(jī)機(jī)驅(qū)驅(qū)動動泵泵驅(qū)動電機(jī)液液壓變量泵：：輸出功率200kW(4)濾油器過濾系統(tǒng)直接接裝在液壓油油箱下面。螺螺旋泵把油連連續(xù)泵到過濾濾、冷卻系統(tǒng)統(tǒng)，再回到油油箱。連續(xù)過過濾能夠確保保液壓系統(tǒng)保保持清潔和機(jī)機(jī)器的正常工工作。10.3.3刀盤主驅(qū)動油油脂泵一個氣動油脂脂泵安裝在后后配套系統(tǒng)中中。此泵連接接到多管路油油脂泵，給主主驅(qū)動，螺旋旋驅(qū)動和回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)單元提供油油脂。10.3.4冷卻回路盾構(gòu)機(jī)具有一一個封閉的回回路用以冷卻卻設(shè)備上的電電氣及液壓元元件。10.3.5通風(fēng)系統(tǒng)新鮮的空氣是是由一條空氣氣管來輸送。。抽風(fēng)管從拖拖車1一直延伸到整整個后配套系系統(tǒng)。它將盾盾體及液壓系系統(tǒng)中的廢氣氣撤出，此管管路中含有消消音通風(fēng)機(jī)（（次級通風(fēng)設(shè)設(shè)備）。通風(fēng)風(fēng)機(jī)及管路保保證了隧道中中有持續(xù)的新新鮮空氣提供供。10.3.6盾尾密封油脂脂泵一個氣動油脂脂泵安裝在后后配套系統(tǒng)中中。11.電力系統(tǒng)(1)供應(yīng)電力變壓壓器用變壓器將高高壓電降到400V。變壓器為完完全密封，戶戶外型，自帶帶風(fēng)機(jī)用于盾盾構(gòu)機(jī)上。類型：功率1,250KVA初級電壓10KV±10%次級電壓0.4KV頻率50HZ防護(hù)等級IP55監(jiān)控：溫度監(jiān)監(jiān)控，觸點(diǎn)斷斷開報警，觸觸點(diǎn)斷開停止止制造標(biāo)準(zhǔn)：：DINVDE0532/IEC60076o(2)配電柜配電柜位于后后配套鋼架上上，防護(hù)等級級為IP55，配電柜相應(yīng)應(yīng)地分成由總總線相連的獨(dú)獨(dú)立部分。在在配電柜面板板裝有電壓表表和電流表，，以及獨(dú)立的的回路過載保保護(hù)和短路保保護(hù)器件。(3)電容補(bǔ)償裝置置機(jī)器上安裝了了適當(dāng)?shù)墓β事恃a(bǔ)償設(shè)備以以保證載荷于于0.9功率補(bǔ)償器是是自動的。功功率因數(shù)在主主配電盤上顯顯示。(4)控制室控制臺臺控制室控制臺臺需用IP48防護(hù)等級。本本控制臺包括括所有的遠(yuǎn)程程控制系統(tǒng)，，盾構(gòu)機(jī)安全全操作及其環(huán)環(huán)境的顯示器器。顯示屏顯顯示盾構(gòu)機(jī)及及其系統(tǒng)的所所有參數(shù),盾構(gòu)機(jī)的所有有動作均由操操作按鈕來實(shí)實(shí)現(xiàn)。(5)現(xiàn)場控制面板板現(xiàn)場控制面板板是用于調(diào)整整機(jī)器上如安安裝器，管片片起重和管片片輸送小車等等移動部分的的控制裝置。。所有控制面面板都適當(dāng)?shù)牡难b有急停和和鑰匙開關(guān)，，用以維修時時現(xiàn)場隔離保保護(hù)。(6)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)用以以控制盾構(gòu)機(jī)機(jī)的主要功能能，安裝在帶帶有遠(yuǎn)程接口口的操作臺上上。此PLC系統(tǒng)接入位于于操作臺中的的工業(yè)計(jì)算機(jī)機(jī)，所有的軟軟件都可完全全防止未經(jīng)授授權(quán)的登錄