土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的施工技術(shù)與設(shè)備故障處理[權(quán)威資料]

土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的施工技術(shù)與設(shè)備故障處理 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要：盾構(gòu)機(jī)是隧道作業(yè)的主要施工機(jī)械，本文總結(jié)了盾構(gòu)機(jī)的基本工作原理，分類，詳細(xì)介紹了土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造、基本工作工藝。并分析了目前施工過(guò)程中常見(jiàn)的施工問(wèn)題以及解決這些問(wèn)題的施工技術(shù)，對(duì)于現(xiàn)代的隧道施工具有指導(dǎo)意義。 關(guān)鍵詞：土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)，施工工藝 TU74 A Abstract: theshield machine is themain construction machinerytunneloperation,this paper summarizes thebasic working principle,classification of shield machine,introduces in detail thestructure,earth pressure balance shieldmachineworkingprocess.And the analysis of the currentproblems in the construction ofcommonconstruction processand the problem ofconstruction technology,which is of great guiding significance forthe constructionof moderntunnel. Keywords:earth pressure balance shieldmachine,construction technology 1、概述 1.1 盾構(gòu)機(jī)的 工作原理 盾構(gòu)機(jī)一種進(jìn)行隧道掘進(jìn)、施工的專用工程機(jī)械。近些年，交通壓力越來(lái)越大，地鐵在我國(guó)的各大中城市慢慢推廣，盾構(gòu)機(jī)的應(yīng)用也得到極大推廣。此外，盾構(gòu)機(jī)還越來(lái)越多的應(yīng)用到公路、鐵路、市政、水利等隧道作業(yè)領(lǐng)域。盾構(gòu)機(jī)的設(shè)計(jì)構(gòu)造涵蓋了力學(xué)、地質(zhì)、土木工程、機(jī)械工程、測(cè)量技術(shù)等等多領(lǐng)域的學(xué)科。隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，盾構(gòu)機(jī)還逐漸融入了光、液、電、傳感、電子信息等等先進(jìn)技術(shù)，不斷的完善，以適應(yīng)各種地質(zhì)條件的隧道施工。 現(xiàn)代盾構(gòu)機(jī)的基本工作原理是在金屬護(hù)盾的保護(hù)下，整機(jī)沿著隧洞的軸線前進(jìn)，利用旋轉(zhuǎn)刀盤 對(duì)挖掘面進(jìn)行切削分解，破碎的土渣通過(guò)刀盤開(kāi)口進(jìn)入整機(jī)土倉(cāng)，在螺旋輸送帶的作用下出土輸送到地面，同時(shí)由注漿裝置完成注漿。 1.2 盾構(gòu)機(jī)的分類 按照地質(zhì)條件的不同以及盾構(gòu)機(jī)工作方式的不同，可以把盾構(gòu)機(jī)分為三種類型、四種模式。三種類型分別為軟土盾構(gòu)機(jī)、硬巖盾構(gòu)機(jī)、混合盾構(gòu)機(jī)。按照工作方式的不同可以分為以下四種：開(kāi)胸式、半開(kāi)胸式（欠土壓平衡式）、閉胸式（土壓平衡式）、氣壓式四種。軟土盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)于未固結(jié)成巖的較軟土質(zhì)，半固結(jié)成巖及全風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化圍巖。對(duì)于這種土質(zhì)的巖層一般刀盤只安裝刮刀，無(wú)需滾刀。 硬巖盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)于硬且較致密完整的巖層，只安裝滾刀，不安裝刮刀。混合盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)于以上兩種情況，適應(yīng)更為復(fù)雜多變的復(fù)合地層?？赏瑫r(shí)安裝滾刀和刮刀。 1.3 土壓平衡式盾構(gòu)機(jī) 土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)是通過(guò)調(diào)節(jié)排土速度和排土量來(lái)平衡泥土倉(cāng)的土壓、開(kāi)挖面的土壓以及地下水壓，來(lái)達(dá)到保持開(kāi)挖面平衡穩(wěn)定的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)順利施工。 土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的主要組成部分為碎土機(jī)構(gòu)（主要刀盤）、盾體、主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)、螺旋輸送系統(tǒng)、管片輸送系統(tǒng)、過(guò)濾冷卻系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)等等。 碎土機(jī)構(gòu)的主要部件是刀盤，在 液壓或電驅(qū)動(dòng)下，高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)土壤的分解。刀盤按照刀片的切削性質(zhì)有滾刀和刮刀兩種，刮刀切削較軟土層，刮刀可以破碎較硬土層；盾體是整機(jī)的金屬保護(hù)裝置，要承受來(lái)自周圍土層的壓力，并臨時(shí)支撐周圍土層，挖掘、排土、注漿過(guò)程都在護(hù)盾的保護(hù)下進(jìn)行；主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是整個(gè)集體的動(dòng)力裝置，主驅(qū)動(dòng)裝置由主軸承、八個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、八個(gè)減速器及主軸承密封組成。按照驅(qū)動(dòng)方式分為液壓驅(qū)動(dòng)和電驅(qū)動(dòng)；推進(jìn)系統(tǒng)在中盾內(nèi)側(cè)，安裝有推進(jìn)油缸，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)切削；螺旋輸送系統(tǒng)把切削下來(lái)的土壤輸送出土壤倉(cāng)，通過(guò)調(diào)節(jié)螺旋輸送的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)輸送速度以及出土量調(diào)節(jié)壓力 平衡；管片輸送系統(tǒng)由裝機(jī)大梁、旋轉(zhuǎn)架、支撐架組成，通過(guò)液壓油缸的作用可以操作管片垂直升降及左右擺動(dòng)，準(zhǔn)確定位，順利完成注漿；注漿系統(tǒng)由注漿泵、漿液箱和管線組成。盾構(gòu)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中注入管片和土壤間隙中，漿液凝固后可以穩(wěn)定管片和土層。 2、土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的施工技術(shù) 土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的基本工藝流程是掘土、盾構(gòu)前進(jìn)、土方的挖掘與排出、管片拼裝以及同步注漿。 1）掘土 掘土即破巖。破巖的基本原理分為軟土破巖和硬土破巖，軟土破巖主要通過(guò)刀具對(duì)于巖層施加一定的擠壓所產(chǎn)生的剪切力實(shí)現(xiàn) 巖層的破碎。硬巖的破土方法是通過(guò)滾刀的剪切力以及滾刀對(duì)巖層的沖擊力，實(shí)現(xiàn)碾碎巖層的效果。為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)的切削土層，就要靠刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的切向力以及掘進(jìn)裝置產(chǎn)生的擠壓力共同作用。滾刀破巖要同時(shí)滿足兩大條件：第一巖層具有一定的強(qiáng)度，滾刀的啟動(dòng)扭矩要小。刀具的選擇、滾刀和刮刀數(shù)量的搭配、刀具參數(shù)的選擇對(duì)于掘進(jìn)速度、使用壽命、運(yùn)轉(zhuǎn)效率有較大影響。 2）盾構(gòu)前進(jìn) 盾構(gòu)前進(jìn)主要驅(qū)動(dòng)裝置是液壓泵和液壓油缸。液壓油缸的作用是調(diào)節(jié)球形鉸接桿的方向，調(diào)整支撐力及糾偏。液壓泵提供液壓油缸所需要的力。油缸上安裝有 位置傳感器，可以隨時(shí)掌握盾體的移動(dòng)及挖掘速度，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化控制。液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)刀盤旋轉(zhuǎn)，同時(shí)調(diào)節(jié)推進(jìn)油缸將盾構(gòu)機(jī)向前推進(jìn)，隨著推進(jìn)油缸的向前推進(jìn)，刀盤持續(xù)旋轉(zhuǎn)，被切削下來(lái)的碴土通過(guò)刀盤開(kāi)口進(jìn)入泥土倉(cāng)，螺旋輸送機(jī)將切削下來(lái)的渣土排送到皮帶輸送機(jī)上，后由皮帶輸送機(jī)運(yùn)輸至渣土車的土箱中，再通過(guò)豎井運(yùn)至地面。刀盤轉(zhuǎn)速、螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速、千斤頂推力、推進(jìn)速度、盾構(gòu)姿態(tài)、糾偏方向與糾偏量、漿液配比、注漿量、注漿壓力等是推進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行的主要參數(shù)。通過(guò)這些參數(shù)的優(yōu)化和匹配使盾構(gòu)達(dá)到最佳推進(jìn)狀態(tài)，即對(duì)周圍土層擾動(dòng)小、地層損失小、超孔 隙水壓力小，以控制地面的沉降和隆起，保證盾構(gòu)推進(jìn)速度快、隧道管片拼裝質(zhì)量好。海瑞克生產(chǎn)的土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)80mm/min 的進(jìn)給速度。 3）土方的挖掘與排出 第一步掘土完成后，土壤通過(guò)刀盤開(kāi)口進(jìn)入土倉(cāng)，收集土壤，然后經(jīng)螺旋輸送裝置把土方排出隧洞。要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的掘土工作，就要控制開(kāi)挖面土層壓力和土倉(cāng)壓力平衡。要實(shí)現(xiàn)壓力平衡就要對(duì)排土速度和排土量準(zhǔn)確控制。保持從螺旋輸送機(jī)和泥土倉(cāng)中輸送出去的渣土量與切削下來(lái)的流人泥土倉(cāng)中的渣土量相平衡時(shí)，開(kāi)挖工作就能順利進(jìn)行。 4）管片拼接 管片是整機(jī)的關(guān)鍵部件，直接影響到注漿的效果以及掘土軌跡的準(zhǔn)確控制，管片可以旋轉(zhuǎn)、垂直升降、水平移動(dòng)，有六個(gè)方向的自由度，便于我們對(duì)管片的位置進(jìn)行精確控制。同時(shí)掘進(jìn)的球形鉸接桿也連接在管片上，所以管片要有足夠的強(qiáng)度。拼裝工作的關(guān)鍵是保證環(huán)面的平整度，往往由于環(huán)面不平整造成管片破裂，甚至影響隧道軸線。同時(shí)要保證管片與管片之間以及管片與盾尾之間的密封性，防止管片漏水和盾尾漏水。 5）同步注漿 注漿系統(tǒng)，開(kāi)挖土體和管片之間的間隙在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中需要持續(xù)不斷地注入砂漿。注漿要做到及時(shí)、量 足，且漿液體積收縮小。注漿時(shí)壓入口的壓力要大于該點(diǎn)的靜止水壓力與土壓力之和，這樣可以使?jié){液填充充分。土壓平衡盾構(gòu)壓漿量一般為理論壓漿量的 140% 180%。 3、施工過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法 由于土層的多樣性以及土壤結(jié)構(gòu)的未可知性，在盾構(gòu)機(jī)施工過(guò)程中常出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題影響施工的進(jìn)度，工作效率，在這里重點(diǎn)分析了工作中常見(jiàn)的一些故障和原因分析、解決方案。 1）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)異常 盾構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、液壓油路錯(cuò)綜發(fā)雜，因此驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)異常是盾構(gòu)機(jī)最常見(jiàn)的故障之一，油液污染是引起盾構(gòu)液壓元件、系統(tǒng)故障的最主要原因，常出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象有液壓元件摩損加劇、液壓油箱溫度過(guò)高、液壓元件損壞，容易造成堵塞，冷卻器內(nèi)部水道、水過(guò)濾器濾網(wǎng)；液壓油泵供應(yīng)不足、回油不暢等。 解決這一難題，這就要求我們盡量保持油路的干凈整潔。主要解決方法有：平時(shí)經(jīng)常對(duì)液壓元件清洗，清洗完成后要進(jìn)行吹干。保證油箱清潔度和油液的質(zhì)量。 2）盾構(gòu)機(jī)無(wú)法推進(jìn) 施工中，盾構(gòu)機(jī)會(huì)出現(xiàn)刀盤正常運(yùn)轉(zhuǎn)但不能往前推進(jìn)，主要分為以下幾種： a、土倉(cāng)壓力過(guò)高：土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)一般設(shè)計(jì)土倉(cāng)最大允許土壓力為 0.3Mpa，當(dāng)出現(xiàn)土倉(cāng)壓力超過(guò)盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)的壓力值時(shí)，盾構(gòu)機(jī)將無(wú)法推進(jìn)。解決的主要方法為增加螺旋轉(zhuǎn)速提高出土量，來(lái)降低土倉(cāng)壓力。 b、刀盤壓力過(guò)高：當(dāng)在花崗巖孤石等巖石硬度較大的巖層挖掘隧道時(shí)，會(huì)造成造成刀盤的工作壓力增大。解決方法為：保持刀盤繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的情況下，待控制面板上刀盤壓力值。同時(shí)選擇正確的刀具參數(shù)，合理搭配刮刀和滾刀的數(shù)量，降低推進(jìn)速度。 3）皮帶機(jī)打滑及偏轉(zhuǎn) 造成這一現(xiàn)象的主要原因是拐彎偏大、皮帶機(jī)內(nèi)側(cè)沾又泥土、出土塊過(guò)大、皮帶兩邊松緊相差過(guò)大等。解決方法為在皮帶機(jī)發(fā)現(xiàn)跑偏 情況下，手動(dòng)葫蘆調(diào)整臺(tái)車皮帶架位置來(lái)解決拐彎偏大，有時(shí)出土塊過(guò)大會(huì)導(dǎo)致皮帶手里偏向某一側(cè)，可減小螺旋機(jī)出土速度來(lái)解決。 4、結(jié)束語(yǔ) 現(xiàn)在盾構(gòu)機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越多，加工難題也越來(lái)越多。本文綜合盾構(gòu)機(jī)的發(fā)展詳細(xì)介紹了土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造、施工工藝、施工難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施，平時(shí)的施工要注意設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，希望能推進(jìn)我國(guó)盾構(gòu)機(jī)的快速發(fā)展。 作者簡(jiǎn)介：趙康， 1984 年生，男，河北保定人，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，擔(dān)任中鐵二十局集團(tuán)有限公司青島市地鐵一期工程（ 3 號(hào)線）土 建04 標(biāo)項(xiàng)目物資設(shè)備部副部長(zhǎng)，分管機(jī)械設(shè)備。 文檔資料：土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的施工技術(shù)與設(shè)備故障處理 完整下載 完整閱讀 全文下載 全文閱讀 免費(fèi)閱讀及下載 閱讀相關(guān)文檔 :園林綠化施工管理的有效策略 試析園林綠化 “ 以花代草 ”的體會(huì) 建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能研究 分體液壓升降爬架在建筑施工中的應(yīng)用探討 現(xiàn)代橋梁施工的技術(shù)要點(diǎn)分析 淺談系統(tǒng)工程理論在土木工程施工組織中的應(yīng)用 淺談高速公路施工安全管理存在問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施 建筑電氣安裝中防雷接地措施探討 水下灌注樁施工中常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題及解 決措施 高層框剪結(jié)構(gòu)住宅樓板開(kāi)裂的原因及處理措施 關(guān)于有效控