盾構(gòu)機(jī)選型及適應(yīng)性評(píng)價(jià)方案

1、目 錄第一章 概述1.1.1、 概述11.2、 上標(biāo)段使用情況 1第二章 工程概況2.2.1、 工程位置22.2、 設(shè)計(jì)概況22.3、 工程地質(zhì)及水文地質(zhì) 32.3.1、 地形地貌32.3.2、 地質(zhì)構(gòu)造 32.3.3、 巖土層特征42.3.4、 土層可挖性分級(jí)和隧道圍巖分類(lèi) 52.3.5、 水文情況6第三章盾構(gòu)機(jī)特點(diǎn)7.3.1、 功能設(shè)計(jì)特點(diǎn) 73.2、 海瑞克盾構(gòu)機(jī)針對(duì)成都砂卵石地層的功能特點(diǎn) 83.2.1、 刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)及主軸承密封系統(tǒng) 83.2.2、 刀盤(pán)刀具布置 83.2.3、 盾體93.2.4、 盾尾93.2.5、 螺旋輸送機(jī) 93.2.6、 材料閘 93.2.7、 壓縮空氣氣源 93

2、.2.8、 后配套設(shè)計(jì)103.3、 四臺(tái)盾構(gòu)機(jī)的性能參數(shù)說(shuō)明 103.3.1、 S-394/S-395盾構(gòu)機(jī)主要性能參數(shù) 103.3.2、 S-526/S-527盾構(gòu)機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 13第四章四臺(tái)盾構(gòu)機(jī)對(duì)該項(xiàng)目地質(zhì)的適應(yīng)性及可靠性描述 1 74.1、 盾構(gòu)機(jī)對(duì)工程的適應(yīng)性 174.2、 盾構(gòu)機(jī)的可靠性 184.3、 工程重難點(diǎn)及盾構(gòu)機(jī)功能的適應(yīng)性對(duì)照表 194.4、 刀盤(pán)刀具特點(diǎn)及其對(duì)區(qū)間地質(zhì)的適應(yīng)性 204.4.1、 刀盤(pán)刀具整體布置 204.4.2、 刀盤(pán)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)214.4.3、 刀具的布置形式 244.4.4、 刀盤(pán)、刀具對(duì)地質(zhì)的適應(yīng)性 254.4.5、 刀具選擇對(duì)地層的適應(yīng)性 254.

3、4.6、 刀盤(pán)設(shè)計(jì)對(duì)地層的適應(yīng)性 264.4.7、 對(duì)大粒徑卵石、漂石的處理方式 26第五章盾構(gòu)機(jī)的改造和維修275.1、 S-394/S-395盾構(gòu)機(jī)的改造275.1.1、 推進(jìn)油缸275.1.2、 漿液攪拌275.1.3、 加水系統(tǒng)275.1.4、 二次補(bǔ)漿裝置275.2、 S-526/S-527盾構(gòu)機(jī)的改造275.2.1、 力口水系統(tǒng)275.2.2、 二次補(bǔ)漿裝置285.3、 盾構(gòu)機(jī)的維修 285.3.1、 海瑞克檢測(cè)項(xiàng)目（S-394/S-395/S-526/S-527 盾構(gòu)機(jī)） 285.3.2、 自檢維修項(xiàng)目 28第六章盾構(gòu)機(jī)維修評(píng)估總結(jié)37附錄1 S-394/S-395整機(jī)圖 錯(cuò)誤!

4、未定義書(shū)簽。附錄2 S-526/S-527整機(jī)圖 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。附錄3 S-394/S-395刀盤(pán)圖 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。附錄4 S-526/S-527刀盤(pán)圖 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。附錄5隧道斷面圖錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。附錄6西客站蘇坡立交站地面布置圖 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。附錄7中壩站西客站地面布置圖 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。第一章概述1.1、 概述我公司預(yù)計(jì)于2012年8月11日對(duì)成都地鐵4號(hào)線土建3標(biāo)段蘇坡立交站至 中壩站實(shí)施盾構(gòu)施工掘進(jìn)。本項(xiàng)目投入德國(guó)海瑞克生產(chǎn)的土壓平衡盾構(gòu)機(jī)（編號(hào)分別為為 S-394、S-395、S-526、S-527）共計(jì) 4 臺(tái)。目前，S-394、S-395 盾構(gòu) 機(jī)陳放于成都

5、地鐵4-3標(biāo)西蘇盾構(gòu)始發(fā)井場(chǎng)地進(jìn)行維修，S-526、S-527盾構(gòu)機(jī) 陳放于成都龍泉驛中鐵 15局盾構(gòu)堆場(chǎng)進(jìn)行維修。根據(jù)施工組織及維修計(jì)劃， S-394、S-395盾構(gòu)機(jī)分別于2012年8月11日和8月25日依次進(jìn)入中壩站場(chǎng)地 并順序下井，至I 8月31日和9月24日分別達(dá)到始發(fā)條件。S-526、S-527盾構(gòu) 機(jī)分別于2012年8月20日和9月10日依次進(jìn)入西蘇區(qū)盾構(gòu)始發(fā)井場(chǎng)地并順序 下井，至I 9月19日和10月9日分別達(dá)到始發(fā)條件。1.2、 上標(biāo)段使用情況S-394、S-395在2012年4月份完成了成都地鐵2號(hào)線西延伸線土建1標(biāo)（始 發(fā)井外語(yǔ)學(xué)院站中間風(fēng)井）分別掘進(jìn)約2823.4延米，

6、掘進(jìn)中各項(xiàng)主要參數(shù)均正常，每臺(tái)機(jī)器月掘進(jìn) 345延米，速度基本保持在 35mm/min45mm/min之 問(wèn)，每日的掘進(jìn)進(jìn)度保持穩(wěn)定，掘進(jìn)效率高，機(jī)器的整體故障率低。全程掘進(jìn)過(guò) 程中每臺(tái)機(jī)器進(jìn)行過(guò)5次刀具的更換。S-526、S-527在2011年6月份完成了成都地鐵2號(hào)線土建9標(biāo)（白果林站 中醫(yī)學(xué)院站通惠門(mén)站將軍衙門(mén)站）分別掘進(jìn)約2398.9延米，掘進(jìn)中各項(xiàng)主要參數(shù)均正常，每臺(tái)機(jī)器月掘進(jìn)約 360延米，速度基本保持在40mm/min50mm/min之間，盾構(gòu)機(jī)整體的性能完好，機(jī)械方面沒(méi)出現(xiàn)較大的故障，每日的 掘進(jìn)進(jìn)度保持相對(duì)穩(wěn)定，掘進(jìn)效率高。整個(gè)標(biāo)段施工掘進(jìn)過(guò)程中每臺(tái)機(jī)器進(jìn)行過(guò) 4次刀具的更換

7、。第二章工程概況2.1、 工程位置本標(biāo)段盾構(gòu)區(qū)間包括中壩站西客站盾構(gòu)區(qū)間、 西客站蘇坡立交站盾構(gòu)區(qū) 問(wèn)以及中間風(fēng)井和盾構(gòu)始發(fā)工作井工程。線路出中壩站后沿規(guī)劃線路向北穿過(guò)成溫路， 拐入國(guó)鐵西客站，實(shí)現(xiàn)與國(guó)鐵 換乘。出西客站后拐入IT大道延線，沿IT大道延線東行，穿過(guò)三環(huán)路，進(jìn)入青 江西路，最后進(jìn)入三環(huán)路東側(cè)的蘇坡立交站。區(qū)間線路位置示意圖2.2、 設(shè)計(jì)概況中壩站西客站盾構(gòu)區(qū)間設(shè)計(jì)里程為：Z(Y)DK18+627.800 Z(Y)DK20+360.000,左右線長(zhǎng)均為1733.8m,線路最小平曲線半徑 R=400m最大線 間距15.0m,線路在該區(qū)間線間距由13m過(guò)渡到15m線路最大軌面埋深24m

8、 最小坡度 5.000%,最大坡度 22.496%,在 YDK19+766.093YDK19+786.845® 設(shè)中間風(fēng)井，區(qū)間在 YDK19+186 YDK19+776 YDK20+234.5處設(shè)3個(gè)聯(lián)絡(luò)通道， 其中YDK19+77M的聯(lián)絡(luò)通道與中間風(fēng)井結(jié)構(gòu)合建。西客站蘇坡立交站盾構(gòu)區(qū)間設(shè)計(jì)里程為：ZDK20+684.903ZDK22+716.20Q YDK20+614.203YDK22+716.200 左線長(zhǎng) 2031.3m,右線長(zhǎng)2102m線路最小平曲線半徑 R=400m最大線間距21.02m,線路在該區(qū)間線間距 由15m過(guò)渡到13m線路最大軌面埋深24.1m,最小坡度6.00

9、0%,最大坡度 21.948%;在YDK21+237YDK21+31砂設(shè)盾構(gòu)始發(fā)井兼中間風(fēng)井，區(qū)間在 YDK21+250 YDK21+850 YDK22+45處設(shè)3個(gè)聯(lián)絡(luò)通道，其中 YDK21+25處的聯(lián) 絡(luò)通道與中間風(fēng)井結(jié)構(gòu)合建。中間風(fēng)井和盾構(gòu)始發(fā)井采用明挖法施工，一般段采用小 12002000勺旋挖 樁，盾構(gòu)洞門(mén)范圍內(nèi)采用小15001800勺玻璃纖維筋樁。風(fēng)井和盾構(gòu)始發(fā)井端頭 采用鋼管內(nèi)支撐，標(biāo)準(zhǔn)段采用錨索支持體系，內(nèi)襯結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土的形 式。區(qū)間隧道采用盾構(gòu)法施工，內(nèi)襯為鋼筋混凝土管片，管片外徑為6000mm內(nèi)徑為5400mm厚度為300mm曲線半徑400m段管片幅寬為1.2m,

10、其他地段采 用1.5m的幅寬。采用六分塊方案，三塊標(biāo)準(zhǔn)塊，兩塊鄰接塊，一塊封頂塊。管 片組合方式為直線環(huán)+左右轉(zhuǎn)彎環(huán)，拼接方式為錯(cuò)縫拼裝，管片接頭采用彎螺栓。聯(lián)絡(luò)通道采用降水條件下的礦山法施工，支護(hù)體系由超前支護(hù)、初期支護(hù)和二次襯砌組成。2.3、 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)2.3.1、 地形地貌中壩站西客站盾構(gòu)區(qū)間隧道地處川西平原岷江水系I級(jí)階地，為沖洪積地貌，地形平坦，地面高程 515.26m517.88m,最大高差為1.62m。西客站蘇坡立交站盾構(gòu)區(qū)間隧道地處川西平原岷江水系R級(jí)階地，為沖洪積地貌，地形平坦，地面高程 513.25m516.34m,最大高差為3.09m。2.3.2、 地質(zhì)構(gòu)造成都平

11、原處于新華夏系第三沉降帶之JI西褶帶的西南緣，界于龍門(mén)山隆褶帶和龍泉山褶皺帶之間，為一斷陷盆地。市區(qū)一帶斷裂構(gòu)造和地震活動(dòng)較微弱，歷史上從未發(fā)生過(guò)強(qiáng)烈地震，從地殼的穩(wěn)定性來(lái)看應(yīng)屬于穩(wěn)定區(qū)。工程位于龍門(mén)山東部邊緣構(gòu)造帶。成都市區(qū)距龍泉山褶皺帶20Km距龍門(mén)山褶皺帶50Km歷史上于2008年5月12日發(fā)生了汶川8.0級(jí)特大地震對(duì)場(chǎng)地 區(qū)域內(nèi)建筑、成都平原及周邊構(gòu)造未造成破壞。2.3.3、 巖土層特征（1）、區(qū)域內(nèi)土層特征1）第四系全新統(tǒng)人工填筑土（ Q4ml<1>人工填筑土：褐黃、灰黑等雜色，松散，稍濕。由碎石、砂土、磚瓦 碎塊等建筑垃圾組成，其間重填粘性土，分布于地表，層厚1.6m1

12、1.0m?？拷袎握舅淼烙揖€位置填土較厚，是由原來(lái)道路施工回填所致。該層在場(chǎng)地內(nèi)分布 普遍，土均勻性差，多為欠壓密土，結(jié)構(gòu)疏松，強(qiáng)度較低，壓縮性高，受壓易變 形。2）第四系全新統(tǒng)沖積層（Q4al）2-3粉質(zhì)粘土：褐黃色，軟塑可塑，含少量鐵鉆質(zhì)氧化物等。在場(chǎng)地 內(nèi)普遍分布，層厚 0.50m3.30m。2-4粉土：褐黃色，松散，稍濕，含少量鐵鉆質(zhì)氧化物、云母等。在場(chǎng) 地內(nèi)局部分布，層厚0.90m2.20m。2-5粉、細(xì)砂：青灰色，松散，稍濕，含少量鐵鉆質(zhì)氧化物、云母、石 英等，分布于卵石層頂面或以呈透鏡體狀分布于卵石土中，厚度0.50m1.50m。2-6中砂土：青灰色或褐黃色，松散，飽和，以透鏡體

13、形式分布于卵石 土中。場(chǎng)地內(nèi)局部存在，層厚 0.70m1.80m。2-8卵石土：青灰色，褐黃色，濕飽和。卵石成分主要以巖漿巖、變 質(zhì)巖類(lèi)巖石組成。以亞圓形為主，少量圓形，分選性差，卵石含量60%-85%粒徑以20mnr80mm%主，部分粒徑大于100mm最大粒徑180mm充填物為細(xì)砂， 局部夾漂石，頂面埋深2.9m11.0m。根據(jù)超重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)成果及卵石含量， 將卵石土分為松散卵石土 2-8-1、稍密卵石土 2-8-2、中密卵石土 2-8-3 和密實(shí)卵石土 2-8-4，共4個(gè)亞層。3）第四系上更新統(tǒng)沖洪積層（Q3al+pl）<3-8>卵石土：褐黃色，稍濕飽和。卵石成分主要以巖漿

14、巖、變質(zhì)巖類(lèi) 巖石組成。以亞圓形為主，少量圓形，分選性差，卵石含量50%-75%粒徑以20mrrr80mncfc主，個(gè)別粒徑大于100mm充填物為中砂，局部夾少量角礫或漂石， 頂面埋深25.10m34.90m。根據(jù)N120®重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)成果及卵石含量分析，該層卵石土均為密實(shí)卵石土 3-8-4，共1個(gè)亞層。(2)、隧道所穿越巖層本標(biāo)段隧道所穿越的巖層以中密卵石土 2-8-3和密實(shí)卵石土 2-8-4為 主。2.3.4、 土層可挖性分級(jí)和隧道圍巖分類(lèi)(1)、土石工程分級(jí)I級(jí)松土：包括砂層，即巖土分層代號(hào)2-5、2-6層。機(jī)械能全部直接 鏟挖滿(mǎn)載。II級(jí)普通土：包括人工填筑土 1、粉質(zhì)粘

15、土2-3、粉土2-4、松散卵 石層2-8-1、稍密卵石層2-8-2 >0機(jī)械需局部刨松方能鏟挖滿(mǎn)載，或可直接 鏟挖但不能滿(mǎn)載。田級(jí)硬土：包括沖洪積成的中密卵石層和密實(shí)卵石層，巖土分層代號(hào)分別為2-8-3、2-8-4和3-8-4層，機(jī)械普遍刨松方能鏟挖滿(mǎn)載。(2)、隧道圍巖分類(lèi)本標(biāo)段隧道洞身通過(guò)的圍巖巖土層代號(hào)為2-8。隧道圍巖分類(lèi)根據(jù)實(shí)測(cè)的圍巖彈性縱波數(shù)據(jù)劃分為I、n>田類(lèi)。區(qū)間隧道圍巖分級(jí)見(jiàn)下表：區(qū)間隧道圍巖分級(jí)表層號(hào)巖土名稱(chēng)巖土特征圍巖類(lèi)別圍巖級(jí)別<1>人工填筑土松散，稍濕nVI<2-3>粉質(zhì)粘土可塑nV<2-4>粉土松散nVI<2-5

16、>細(xì)砂松散，稍濕飽和iVI<2-6>中砂松散，稍濕飽和iVI<2-8-1>卵石土松散，稍濕飽和nV<2-8-2>卵石土稍密，稍濕飽和nV層號(hào)巖土名稱(chēng)巖土特征圍巖類(lèi)別圍巖級(jí)別<2-8-3>卵石土中密，飽和mV<2-8-4>卵石土密實(shí)，飽和mV<3-8-4>卵石土密實(shí)，飽和inV2.3.5、 水文情況(1)、地表水根據(jù)調(diào)查，清水河由北向南穿過(guò)本標(biāo)段盾構(gòu)區(qū)間，區(qū)間隧道下穿清水河。清水河屬川西平原岷江水系，具豐富的地表徑流，為本區(qū)段地下水形成提供了豐富 的補(bǔ)給來(lái)源。該段清水河寬約 35m河床深約4.8m,河身為人工條石U型河

17、堤， 邊坡較穩(wěn)定。(2)、地下水類(lèi)型本標(biāo)段區(qū)間隧道地下水主要為賦存第四系砂卵石地層中的孔隙型潛水。第四系孔隙水主要賦存于第四系卵石土中，卵石土層結(jié)構(gòu)比較松散，含水豐富，含水層厚度大于30m(3)、土層的透水性和富水性1人工填筑土層：區(qū)間隧道內(nèi)廣泛分布于地表，滲透系數(shù)差異較大。2-3粉質(zhì)粘土、2-4粉土層：為弱透水性，富水性較差，位于地下 水位以上，滲透系數(shù)k=0.01m/d o2-5、2-6砂層：呈透鏡狀分布，滲透系數(shù)k=10.0m/d,為強(qiáng)透水層， 富水性好。2-8、3-8卵石土層：廣泛分布，滲透系數(shù) k=18.022.0m/d ,為強(qiáng) 透水層，富水性好。(4)、地下水腐蝕性評(píng)價(jià)區(qū)間范圍內(nèi)場(chǎng)

18、地土和地下水對(duì)混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有微腐 蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性。第三章盾構(gòu)機(jī)特點(diǎn)3.1、 功能設(shè)計(jì)特點(diǎn)(1)基本功能四臺(tái)盾構(gòu)機(jī)均大量采用液壓、控制、導(dǎo)向等領(lǐng)域的新技術(shù)。其控制系統(tǒng)的終 端全部由pc可編程控制器直接控制，上端由上位機(jī)進(jìn)行總體控制。盾構(gòu)機(jī)還可 以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由洞外技術(shù)部門(mén)或盾構(gòu)廠家進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、調(diào)試及控制。盾構(gòu)機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以記錄盾構(gòu)操作過(guò)程的所有參數(shù)。由于自動(dòng)化控制程度高，大大降低了盾構(gòu)機(jī)操作控制的強(qiáng)度及難度，提高了掘進(jìn)效率。液壓系統(tǒng)的主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)、螺旋輸送機(jī)系統(tǒng)及管片安裝系統(tǒng)大量采 用比例控制、恒壓控制、功率限止等先進(jìn)的液壓控制技術(shù)。同時(shí)，選用高質(zhì)量

19、的 液壓元件，保證了盾構(gòu)機(jī)的可靠性，降低了盾構(gòu)機(jī)故障率，有利的保證了施工生 產(chǎn)的順利進(jìn)行。盾構(gòu)采用先進(jìn)的激光導(dǎo)向系統(tǒng)來(lái)控制隧道的掘進(jìn)方向， 這在隧道的方向控制 上也是比較前沿的技術(shù)。(2)總體功能特點(diǎn)盾構(gòu)在卵石土、漂石地層施工時(shí)重點(diǎn)考慮以下功能：具備土壓平衡掘進(jìn)功能；具備足夠的刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)扭矩和盾構(gòu)推力；具備足夠的刀盤(pán)開(kāi)口率及合理的刀盤(pán)形式。 刀具的形式及布置設(shè)計(jì)能最大 限度滿(mǎn)足不同粒徑卵石的處理；具備渣土改良系統(tǒng)；盾構(gòu)機(jī)有良好的出渣性能；盾構(gòu)本體在高水壓下的防水密封性能可靠；盾構(gòu)具備防噴涌功能；人閘設(shè)計(jì)滿(mǎn)足帶壓換刀的需要；管片壁后同步注漿；盾構(gòu)預(yù)留超前注漿接口，可對(duì)開(kāi)挖面前端的不良地質(zhì)進(jìn)行超前加

20、固；(3)盾構(gòu)機(jī)總圖(見(jiàn)附件1、附錄2)3.2、 海瑞克盾構(gòu)機(jī)針對(duì)成都砂卵石地層的功能特點(diǎn)3.2.1、 刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)及主軸承密封系統(tǒng)(1)主軸承同時(shí)承受推力、徑向負(fù)荷和傾覆力矩，采用直徑較大的重型軸 承。(2)刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)采用大強(qiáng)度、大剛度設(shè)計(jì)，以便優(yōu)化主軸承的壽 命。(3)主軸承的設(shè)計(jì)壽命為10000小時(shí)。到目前為止，S-394、S-395分別推 進(jìn)6498.855米、6792.433米，使用時(shí)間分別約為4330小時(shí)、4520小時(shí)；而S-526、 S-527分別推進(jìn)2398.7米、2065米，使用時(shí)間分別約為1000小時(shí)、870小時(shí)。(4)刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)三重唇形密封來(lái)提高刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)的密封性

21、能，三重密封可抵抗1.0Mpa的水壓。(5)密封系統(tǒng)包含了連續(xù)油脂潤(rùn)滑和泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，更好的提高了密封的 可靠性(6)砂卵石的摩擦阻力較大，盾構(gòu)刀盤(pán)扭矩較大，而且施工中常會(huì)出現(xiàn)刀盤(pán)扭矩瞬間過(guò)大的現(xiàn)象。S-394/S-395盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)額定扭矩設(shè)計(jì)為5980kN?m(S-526/S-527為5380KN?m ,實(shí)踐證明此扭矩適合砂卵石地層的隧道施工，也 間接提高了盾構(gòu)機(jī)的使用壽命。(7)根據(jù)工程實(shí)踐反饋，3米直徑的大主驅(qū)動(dòng)可以提供較高的扭矩能力。由于主驅(qū)動(dòng)尺寸較大，導(dǎo)致空間有限，螺旋輸送機(jī)的尺寸則受到限制，只能設(shè)計(jì) 為800mm但是實(shí)踐證明800mmi勺螺旋輸送機(jī)也能較好適應(yīng)當(dāng)前的地質(zhì)情況。3 米

22、直徑的主驅(qū)動(dòng)，結(jié)合945kW驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，可達(dá)到7150kN?m的脫困扭矩(S-526/S-527為6930 kN?m),可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期過(guò)載負(fù)荷。3.2.2、 刀盤(pán)刀具布置軟硬巖刀具基座相同，刀具可互換，并可以從刀盤(pán)背后更換。砂卵石刀具布 局：S-526、S-527分別配置了 4把17寸雙刃中心滾刀，17把17寸單刃滾刀，9 把17寸雙刃滾刀，28把刮刀，8把邊刮刀。而S-394、S-395刀具配置了 4把 18寸雙刃中心滾刀，17把18寸單刃滾刀，15把18寸雙刃滾刀，20把焊接撕裂 刀，6把噴口保護(hù)刀，32把刮刀，8把邊刮刀。實(shí)踐證明，這樣的刀具布置是適 合成都地層的，最大限度減少了刀具的磨損，

23、每盤(pán)刀標(biāo)準(zhǔn)直徑配置時(shí)最長(zhǎng)掘進(jìn)距離達(dá)500余米。S-526、S-527刀盤(pán)開(kāi)口率為35% 而S-394、S-395刀盤(pán)開(kāi)口率為36% 根 據(jù)S-526、S-527在成都地鐵2號(hào)線的使用情況，刀盤(pán)開(kāi)口適當(dāng)，使粒徑小于300mm 的渣土能順暢通過(guò)，有利于降低掘進(jìn)時(shí)的推力，使刀具的磨損減到很小。3.2.3、 盾體(1)推進(jìn)千斤頂由德國(guó)MONTANHYDRAULIK生產(chǎn)商提供，具有很高的使 用可靠性。(2)耐壓、耐磨的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)適應(yīng)所需的工作壓力。(3)管片安裝機(jī)有6個(gè)自由度，保證了管片安裝的質(zhì)量。(4)暢通的維保工作通道。3.2.4、 盾尾(1)鋼結(jié)構(gòu)鋼板厚度設(shè)計(jì)適應(yīng)預(yù)計(jì)的工作壓力。(2)密封系統(tǒng)為3

24、排密封刷，保證了盾尾密封的可靠性。3.2.5、 螺旋輸送機(jī)(1)螺旋機(jī)葉片具備足夠的剛度和強(qiáng)度。(2)螺旋機(jī)出土口的土塞區(qū)長(zhǎng)度和閘門(mén)開(kāi)口大小是防止水噴涌現(xiàn)象的基本 硬件措施。3.2.6、 材料閘海瑞克盾構(gòu)機(jī)設(shè)置了材料閘和主閘，材料閘在工作人員需要在壓力艙內(nèi)工 作時(shí)，可以幫助提高工作效率。材料閘的尺寸為600mm長(zhǎng)約1.8m (S-526/S-527 長(zhǎng)約1.6m),用于把工具、物料和設(shè)備轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)開(kāi)挖艙，尤其是在帶壓進(jìn)行維保以 及保壓需要注入壓縮空氣的時(shí)候，材料閘的作用更加明顯。3.2.7、 壓縮空氣氣源根據(jù)我公司在成都地鐵1號(hào)線、成都地鐵2號(hào)線的帶壓換刀經(jīng)驗(yàn)，由于地層 透氣性能高，原先所配置的空

25、氣壓縮機(jī)供氣量不足以保持土倉(cāng)所需設(shè)定的壓力。因此，我公司在S-394/S-395盾構(gòu)機(jī)上增加了 2臺(tái)空氣壓縮機(jī)，由原來(lái)的18.6m 3/min增加到46.8 m3/min ,壓縮空氣最高壓力為 8bar。在S-526/S-527盾構(gòu)機(jī) 上增加1臺(tái)空氣壓縮機(jī)，由原來(lái)的 20n3/min增加到30 m3/min ,壓縮空氣最高 壓力為7.5bar。同時(shí)配置油水分離的過(guò)濾系統(tǒng)，以加強(qiáng)過(guò)濾和呼吸氣的清潔。此外還配置了 Samson壓縮空氣自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該裝置能自動(dòng)調(diào)節(jié)土倉(cāng)內(nèi)氣 體壓力，保持土倉(cāng)內(nèi)壓力的恒定。3.2.8、 后配套設(shè)計(jì)(1)吊機(jī)的設(shè)計(jì)適應(yīng)運(yùn)輸要求。(2)大尺寸的皮帶機(jī)系統(tǒng)保證渣土流動(dòng)順暢。

26、(3)在輔助軌道上運(yùn)行能夠保證后配套系統(tǒng)最佳轉(zhuǎn)向的實(shí)現(xiàn)。(4)進(jìn)入維保工作空間的道路暢通。(5)配備了水路循環(huán)、壓縮空氣、通風(fēng)系統(tǒng)。(6)喂片機(jī)實(shí)現(xiàn)安全可靠的管片裝卸。3.3、 四臺(tái)盾構(gòu)機(jī)的性能參數(shù)說(shuō)明3.3.1、 S-394/S-395盾構(gòu)機(jī)主要性能參數(shù)S-394、S-395盾構(gòu)機(jī)主要性能參數(shù)序號(hào)位置項(xiàng)目名稱(chēng)參數(shù)1盾構(gòu)整體盾構(gòu)類(lèi)型土壓平衡標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)挖直徑6280mm機(jī)體總長(zhǎng)8285mm尾殼厚度(前/中/后)60/40/40mm裝備總功率1778KW最大掘進(jìn)速度80mm/min盾尾密封三排鋼絲刷，注脂密封2刀盤(pán)開(kāi)挖直徑由 6280mm型式中心支撐式驅(qū)動(dòng)型式液壓驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)功率945KW開(kāi)挖范圍4 62

27、80m最大轉(zhuǎn)速4.56rpm最高扭矩7150 KN.m3校接裝置型式被動(dòng)式較接最大行程差垂直、水平150mm/150mm最大轉(zhuǎn)角垂直、水平1.4 ° /1.4 °4攪拌器葉片外徑4 870mm轉(zhuǎn)速12rpm攪拌容量6m5傳感器土壓傳感器06bar(4 20Ma), 5 只序號(hào)僅直壩日名稱(chēng)參數(shù)液壓傳感器0 400bar(4 20mA), 1 只0 20bar(4 20mA), 1 只0 40bar(4 20mA), 1 只0 60bar(4 20mA), 1 只6潤(rùn)滑系統(tǒng)各閥件性能能止常汪脂中間回轉(zhuǎn)接頭能正常注泡沫、膨潤(rùn)土等改艮劑較接密封由重載型橡膠密封和緊急密封（緊急氣囊）

28、組成驅(qū)動(dòng)部密封潤(rùn)滑狀況良好供脂距離約50米油脂泵供脂流量0 3.2L/min供脂壓力120bar盾尾油脂WR897管片拼裝器類(lèi)型中心回轉(zhuǎn)式6個(gè)自由度轉(zhuǎn)速01.6rpm連續(xù)可調(diào)旋轉(zhuǎn)角度±200°負(fù)荷能力11.52 噸徑向行程1200mm軸向行程2000mm8液壓油缸推進(jìn)油缸頂力3421 tf行程2000 mm數(shù)量30臺(tái)正常壓力_ 20300 kgf/cm最高壓力2350 kgf/cm較接油缸頂力615 tf行程150 mm數(shù)量14臺(tái)正常壓力_ _20300 kgf/cm最高壓力 _2350kgf/cm管片拼裝器提升油缸頂力57 tf行程1000 mm數(shù)量2臺(tái)正常壓力0 125

29、kgf/cm2最高壓力150kgf/cm 2管片拼裝器平移油缸頂力10 tf行程2000 mm數(shù)量2臺(tái)正常壓力_ _20 100kgf/cm最高壓力 _2250kgf/cm管片拼裝器保持油缸頂力40 tf行程50 mm序號(hào)僅直壩日名稱(chēng)參數(shù)數(shù)量1百正常壓力0 200kgf/cm2最高壓力250kgf/cm螺旋機(jī)閘門(mén)油缸貝力10 tf仃程800 mm數(shù)量2臺(tái)正常壓力0 200kgf/cm2最高壓力330kgf/cm 2管片運(yùn)送器行走油缸頂力40 tf行程1860 mm數(shù)量1臺(tái)正常壓力0 200kgf/cm2最高壓力250kgf/cm 2管片運(yùn)送器拖 拽油缸頂力9.4 tf行程150 mm數(shù)量1臺(tái)正

30、常壓力0 120kgf/cm2最高壓力150kgf/cm 2管片運(yùn)送器舉升油缸頂力10 tf行程50 mm數(shù)量8臺(tái)正常壓力:2 ,2 0 200kgf/cm最高壓力 _2225kgf/cm9液壓馬達(dá)刀盤(pán)液壓馬達(dá)正常壓力 2 0 230 kgf/cm扭矩45720 kgf.m數(shù)量9臺(tái)工作壓力_ _20 230kgf/cm最高壓力 2350kgf/cm管片拼裝器回轉(zhuǎn)正常壓力_ _20 195 kgf/cm扭矩15000 kgf.m數(shù)量1臺(tái)工作壓力_ _20 195kgf/cm最高壓力210kgf/cm 2螺旋機(jī)長(zhǎng)度13400mm直徑800mm功率315KW正常壓力_ _20 300 kgf/cm扭

31、矩22500 kgf.m轉(zhuǎn)速022rpm無(wú)級(jí)調(diào)速數(shù)量1臺(tái)工作壓力_ _20 200kgf/cm序號(hào)位置項(xiàng)目名稱(chēng)參數(shù)最高壓力300kgf/cm 210液壓泵刀盤(pán)回轉(zhuǎn)排量3375 L/min工作壓力0 300kgf/cm轉(zhuǎn)速1500 rpm數(shù)量3臺(tái)施工末期油樣化驗(yàn)結(jié)果油樣檢測(cè)合格掘進(jìn)和較接排量195+24 L/min工作壓力0 300kgf/cm2轉(zhuǎn)速1500 rpm數(shù)量1+1臺(tái)施工末期油樣化驗(yàn)結(jié)果油樣檢測(cè)合格管片拼裝器的回轉(zhuǎn)排量250 L/min工作壓力_ _ ,20 195kgf/cm轉(zhuǎn)速1500 rpm數(shù)量1臺(tái)施工末期油樣化驗(yàn)結(jié)果油樣檢測(cè)合格螺旋機(jī)排量750 L/min工作壓力_ _20 2

32、50kgf/cm轉(zhuǎn)速022 rpm ,無(wú)級(jí)調(diào)速數(shù)量1臺(tái)施工末期油樣化驗(yàn)結(jié)果油樣檢測(cè)合格11刀盤(pán)設(shè)計(jì)和刀具布置刀盤(pán)設(shè)計(jì)刀盤(pán)對(duì)地層的適應(yīng)性適應(yīng)性強(qiáng)、針對(duì)性好刀盤(pán)的開(kāi)口率36%刀具布置中心刀的類(lèi)型雙刃滾刀（可更換成齒刀）刀具的數(shù)量4把18寸雙刃中心滾刀，17把18寸單刃滾刀，15把18寸 雙刃滾刀，20把焊接撕裂刀，6把噴口保護(hù)刀刮刀的數(shù)量32把刮刀，8把邊刮刀各種刀具的高差設(shè)置滾刀高出刮刀55mm滾刀高出撕裂刀 55mm滾刀高出噴口保護(hù)刀75mm12人閘氣壓設(shè)備有渣土改良裝置可加膨潤(rùn)土、泡沫劑、聚合物13注漿系統(tǒng)同步注漿盾尾注漿管數(shù)4最大注漿速度20m 3/h最大注漿壓力5bar3.3.2、 S-

33、526/S-527盾構(gòu)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)S-526、S-527盾構(gòu)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)位置名稱(chēng)技術(shù)參數(shù)備注1管片設(shè)計(jì)外徑6000mm序號(hào)1立直名稱(chēng)技人參數(shù)備注內(nèi)彳空5400mm官片長(zhǎng)度1500mm/1200mm分布5+1刖盾體數(shù)重1個(gè)2盾體中殖體數(shù)量1 個(gè)直在（刖、中、后）6250mm 6240mm 6230mm長(zhǎng)度（刖、中、后）2100mm 2180mm 3300mm盾構(gòu)類(lèi)型土壓平衡取大-L作壓力3bar土壓計(jì)5個(gè)3盾尾肩尾數(shù)量1個(gè)型式釵接長(zhǎng)度3300mm油脂管數(shù)量8個(gè)(2X4)DN25密封3排鋼絲刷注漿口4+4個(gè)DN50 （4個(gè)備用）4推進(jìn)油缸數(shù)量30個(gè)10組雙缸+10組單缸分組數(shù)量4組推進(jìn)力3

34、4210KN300bar仃程2000mm伸出速度80mm/min所有油缸收回速度1600mm/min一組油缸5較接油缸類(lèi)型被動(dòng)式數(shù)量14個(gè)行程150mm6刀盤(pán)數(shù)量1個(gè)型式裝配有滾刀式刀具4把17寸雙刃中心滾刀，17把17寸單刃滾刀,9把17寸雙刃滾刀，28把刮刀，8 把邊刮刀直徑6280mm旋轉(zhuǎn)方向左/右噴嘴數(shù)量8個(gè)中心回轉(zhuǎn)體1個(gè)4+1根泡沫/水輸送管7刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)裝置數(shù)量1個(gè)型式液壓回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)數(shù)量9個(gè)額定轉(zhuǎn)矩5380KNm脫困扭矩6930KNm轉(zhuǎn)速0 to 4.5rpm功率945KW3X315KW8人閘數(shù)量1個(gè)型式雙倉(cāng)式（一個(gè)主閘和一個(gè)材料閘）直徑1600mm序號(hào)1立直名稱(chēng)技人參數(shù)備注工作

35、壓力-3bar人數(shù)（容納）-3+2-土閘/材料閘9管片安裝器數(shù)量1個(gè)型式中心回轉(zhuǎn)式抓緊系統(tǒng)機(jī)械式目由度6舉伸油缸仃程1000mm比例控制縱向移動(dòng)行程2000mm比例控制控制裝直尢線控制10螺旋輸送機(jī)數(shù)量1個(gè)型式后軸螺旋式直徑800mm功率315KW后動(dòng)扭矩217KN.M轉(zhuǎn)速0 至J 22rpm無(wú)級(jí)調(diào)速輸送量350mmh螺距630mm出料口門(mén)1個(gè)土壓計(jì)1個(gè)11皮帶輸送機(jī)數(shù)量1個(gè)皮帶架的校止以及從動(dòng)輪、張緊輪的安裝驅(qū)動(dòng)電動(dòng)帶寬800mm最大輸送量450mmh12后配套臺(tái)車(chē)數(shù)量5+連接橋在軌道上行進(jìn)，并式結(jié)構(gòu)管片吊車(chē)1個(gè)帶機(jī)械抓緊裝置油壓?jiǎn)卧?個(gè)包括過(guò)濾器和油箱冷卻系統(tǒng)（泵/油冷器/閥）1個(gè)由工地提

36、供。注漿系統(tǒng)1個(gè)注漿泵2個(gè)KSP或相似型號(hào)，流量10m/h壓力測(cè)量裝置4個(gè)砂漿罐1個(gè)容量6ms帶攪拌器膨潤(rùn)土儲(chǔ)存罐/泵1個(gè)由工地提供注漿泵1個(gè)330m/h儲(chǔ)存罐1個(gè)容量6ms帶攪拌器泡沫發(fā)生裝置1個(gè)泡沫發(fā)生器4個(gè)泡沫泵1臺(tái)300ltr/h壓縮空氣供應(yīng)1臺(tái)空壓機(jī)2臺(tái)110KW7.5bar ; 20m3/min ,高壓空氣儲(chǔ)存罐1個(gè)1000ltr壓力氣體調(diào)節(jié)裝置2個(gè)DN65,在盾體內(nèi)主驅(qū)動(dòng)裝置潤(rùn)滑泵1個(gè)容量：200kg序號(hào)僅直技木參數(shù)備注盾尾油脂漿1個(gè)容量：200kg控制行1個(gè)帶空調(diào)王副配電柜1個(gè)功率因數(shù)補(bǔ)償器1個(gè)cos phi=0.9水管卷盤(pán)1個(gè)，業(yè)水，軟管DN80高壓電纜卷盤(pán)1個(gè)用力200m電

37、纜，本設(shè)備小 含高壓電纜二次通風(fēng)設(shè)備1個(gè)DN600風(fēng)管通風(fēng)管儲(chǔ)存裝置1個(gè)1米風(fēng)管，100米儲(chǔ)量（不, 含風(fēng)管）小型起吊裝置1個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1個(gè)海瑞克公司標(biāo)準(zhǔn)配置，中英語(yǔ)導(dǎo)向系統(tǒng)1個(gè)型號(hào)SLS-SL管片排序系統(tǒng)1個(gè)導(dǎo)向系統(tǒng)初級(jí)電壓10KV次級(jí)電壓400V變壓器2000KVA液體型，IP55控制電壓24V/230V照明電壓230V閥工作電壓24V頻率50HZ系統(tǒng)絕緣保護(hù)IP55PLCS7 （西門(mén)子）總功率1794KW第四章 四臺(tái)盾構(gòu)機(jī)對(duì)該項(xiàng)目地質(zhì)的適應(yīng)性 及可靠性描述4.1、 盾構(gòu)機(jī)對(duì)工程的適應(yīng)性針對(duì)盾構(gòu)在掘進(jìn)施工中復(fù)雜多變的地層、周邊環(huán)境和線路特點(diǎn)等情況，盾構(gòu) 機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)也作了相應(yīng)的特殊設(shè)計(jì)，使

38、盾構(gòu)機(jī)具有安全、順利通過(guò)特殊地段的能 力。(1)盾構(gòu)刀具根據(jù)在砂卵石、卵石密集區(qū)中不同的破巖機(jī)理來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和選 擇。刀具的布置可適應(yīng)對(duì)大塊卵石、礫石及漂石的破碎或入倉(cāng)，防止卵石、礫石 在刀盤(pán)前滾動(dòng)，對(duì)刀具有一定的保護(hù)作用。(2 )盾構(gòu)機(jī)配置高密度膨潤(rùn)土注入系統(tǒng)。通過(guò)雙柱塞泵將高密度澎潤(rùn)土注入 到土倉(cāng)里、刀盤(pán)前和螺旋機(jī)中，經(jīng)充分?jǐn)嚢枘苁垢邼B水性的砂礫土達(dá)到較好的流 塑性和止水性，再配合壓縮空氣控制單元的氣壓自動(dòng)調(diào)節(jié)作用，可穩(wěn)定學(xué)子面和減少水的滲出，防止噴涌的發(fā)生及學(xué)子面的坍塌。(3)螺旋機(jī)出土口的土塞區(qū)長(zhǎng)度和閘門(mén)開(kāi)口大小是防止水噴涌現(xiàn)象的基本硬 件措施，解決了從皮帶機(jī)上向外漏法的難題， 并可將粒

39、徑小于300mm勺大礫石從 開(kāi)挖室排到渣車(chē)內(nèi)。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)經(jīng)過(guò)透水砂層時(shí)，通過(guò)有效的渣土改良技術(shù)，可有 效控制涌砂、涌水現(xiàn)象發(fā)生。(4)增大了刀盤(pán)中心開(kāi)口率，使泥渣在刀盤(pán)中心能順暢通過(guò)， 減少了形成泥 餅的機(jī)會(huì)，有利于降低掘進(jìn)時(shí)的推力。(5)盾構(gòu)機(jī)根據(jù)0.3MPa的水壓假設(shè)進(jìn)行設(shè)計(jì)。機(jī)器主要部件均采用有限元 分析由計(jì)算機(jī)計(jì)算得出，能準(zhǔn)確的反應(yīng)出機(jī)器部件的性能。(6 )盾尾處安裝了 3排鋼絲刷，每?jī)膳配摻z刷之間都注入足量的盾尾密封脂， 以保證盾尾良好的密封性。(7)泡沫注入系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于 EPB技術(shù)當(dāng)中。使用發(fā)泡液和壓縮空氣混合 產(chǎn)生的泡沫，可以提高開(kāi)挖倉(cāng)中泥渣的流動(dòng)性、抗?jié)B透性和彈性，可降低對(duì)刀

40、盤(pán) 及刀具的粘附性，減少對(duì)刀盤(pán)及刀具的磨損。同時(shí)能降低開(kāi)挖學(xué)子面的滲水性，有利于學(xué)子面的穩(wěn)定。(8 )在前盾承壓隔板上部安有雙室人閘， 雙室人閘之間用一個(gè)供人進(jìn)出的壓 力門(mén)隔開(kāi)。與承壓隔板用法蘭相連的一個(gè)倉(cāng)室為主閘， 工作人員可以由此穿過(guò)至 開(kāi)挖室。另一個(gè)倉(cāng)室是材料閘，可讓工作人員安全地進(jìn)入主閘。 主閘安裝了在壓 縮空氣下工作所必需的標(biāo)準(zhǔn)配置，使用主閘可以帶氣壓進(jìn)倉(cāng)完成維修、 檢查和換 刀作業(yè)。(9)壓縮空氣自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)能自動(dòng)調(diào)節(jié)土倉(cāng)內(nèi)氣體壓力，保持土倉(cāng)內(nèi)壓力的恒定，這一系統(tǒng)為人員進(jìn)倉(cāng)作業(yè)提供了可靠的保證。4.2、 盾構(gòu)機(jī)的可靠性(1)德國(guó)海瑞克公司所制造的盾構(gòu)內(nèi)各液壓、電氣元器件均采用國(guó)際知

41、名品 牌產(chǎn)品，充分保證盾構(gòu)機(jī)的各部件質(zhì)量。液壓元器件主要采用德國(guó)力士樂(lè)公司、 哈威公司的產(chǎn)品，電氣元器件主要采用西門(mén)子公司的產(chǎn)品。這些優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的應(yīng)用 確保了盾構(gòu)掘進(jìn)中各系統(tǒng)功能的有效發(fā)揮。(2 )盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)主軸承采用世界上最大的回轉(zhuǎn)支承軸承制造公司德國(guó)賀 氏公司的產(chǎn)品。主軸承能承受大負(fù)荷要求，同時(shí)設(shè)置了可靠的主軸承內(nèi)、 外密封 系統(tǒng)，有效地保證了主軸承的使用壽命。(3)盾構(gòu)機(jī)在設(shè)計(jì)上滿(mǎn)足通過(guò)特殊地段的能力。用先進(jìn)的盾尾注脂系統(tǒng)，把有極好密封性能的密封脂注入到三層盾尾刷之間，密封盾構(gòu)機(jī)與管片的間隙來(lái)防 止水滲漏。這種密封方式適用于高地層壓力和高水壓下工作。(4)在盾構(gòu)機(jī)前體配置有隔艙壁，用它

42、來(lái)隔離土艙內(nèi)壓力。艙壁的設(shè)計(jì)承載 工作壓力為3bar。盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過(guò)程中，通過(guò)關(guān)閉螺旋輸送機(jī)的出料閘門(mén)，可 以快速、安全地切斷地下水，防止其進(jìn)入盾構(gòu)機(jī)及隧道。在失電的情況下螺旋輸 送機(jī)的出料閘門(mén)自動(dòng)關(guān)閉，以防止過(guò)量出渣導(dǎo)致學(xué)子面失穩(wěn)。(5)刀盤(pán)合適的開(kāi)口和針對(duì)性的刀具配備， 再通過(guò)螺旋輸送機(jī)、渣土改良裝 置及氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的有機(jī)配合，保證了盾構(gòu)機(jī)在含水量豐富的卵石土地層中長(zhǎng)距 離可靠運(yùn)行。(6)保護(hù)環(huán)境方面：盾構(gòu)掘進(jìn)中改良土壤加入的泡沫是無(wú)害可降解材料， 機(jī) 器用的液壓油等在更換時(shí)都用桶裝密封好運(yùn)走進(jìn)行再生利用， 油品基本沒(méi)有對(duì)環(huán) 境造成污染。（7）可靠的土壓平衡掘進(jìn)控制模式和精密的 SLS-T

43、激光定位導(dǎo)航系統(tǒng)，通過(guò)嚴(yán)格管理渣土量及進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保線路方向及地面的隆沉在規(guī)定的范圍內(nèi)4.3、 工程重難點(diǎn)及盾構(gòu)機(jī)功能的適應(yīng)性對(duì)照表盾構(gòu)機(jī)針對(duì)性設(shè)計(jì)對(duì)照表序號(hào)工程重難點(diǎn)關(guān)鍵部件功能要求盾構(gòu)機(jī)功能部件的適應(yīng)性1長(zhǎng)距離掘進(jìn)中刀盤(pán)、刀具磨蝕問(wèn)題及主軸承的壽命刀盤(pán)米用 Q345R材料、帆磨 （hadx500耐磨鋼板和耐磨焊絲）保護(hù)、刀盤(pán)雙向旋轉(zhuǎn)及恒功率驅(qū) 動(dòng)、特殊形狀溜槽設(shè)計(jì)、泡沫注入系統(tǒng)、高密澎潤(rùn)土注入系統(tǒng)、 液壓伸縮裝置、主軸承壽命10000h 等。刀盤(pán)材料選用、刀盤(pán)外緣、中心及刀具的各種耐磨設(shè)計(jì)，增加了刀盤(pán)及刀具的耐用度；S-394/S-395滾刀直徑由17”加大為18”；開(kāi)口率 大及渣土溜

44、槽特殊形狀有利于渣土流動(dòng)，泡沫注入系統(tǒng)、高密澎潤(rùn)土注入系統(tǒng)可改良渣土，減小磨蝕；減少換刀次數(shù)，從而保護(hù)刀盤(pán)及刀 具，確保長(zhǎng)隧施工正常進(jìn)行；恒功率驅(qū)動(dòng)對(duì)工程的適應(yīng)性強(qiáng)，軸承壽 命高，確保掘進(jìn)順利進(jìn)行。2帶壓換刀作業(yè)高密膨潤(rùn)土注入系統(tǒng)、雙人閘及 精確氣壓調(diào)節(jié)裝置、足夠空壓機(jī) 氣源、應(yīng)急發(fā)電裝置等膨潤(rùn)土注入封水固結(jié)掌子面，加氣排渣、雙人閘、足夠氣源及精確調(diào) 壓確保換刀作業(yè)安穩(wěn)；應(yīng)急發(fā)電提供安全儲(chǔ)備。3掘進(jìn)中遇障礙，如 大粒徑漂石刀具在刀盤(pán)上的合理配置、高密 澎潤(rùn)土注入系統(tǒng)、雙人閘及精確 氣壓調(diào)節(jié)裝置、液壓錘等刀盤(pán)合理配置刀具能將大粒徑卵礫石破碎到螺旋機(jī)可排出的粒徑范 圍（0-300mm。雙人閘、壓縮

45、空氣調(diào)節(jié)裝置等，可確保人員帶壓進(jìn)入 開(kāi)挖倉(cāng)清障作業(yè)的安全。4開(kāi)挖面穩(wěn)定控制推進(jìn)系統(tǒng)、刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、螺旋輸送排渣系統(tǒng)、膨潤(rùn)土注入系統(tǒng)、氣壓調(diào)節(jié)裝置、精密的 SLS-T激光定位導(dǎo)航系統(tǒng)等。通過(guò)以上各系統(tǒng)的互相協(xié)調(diào)作業(yè)可滿(mǎn)足盾構(gòu)機(jī)各種掘進(jìn)狀態(tài)下的掘 進(jìn)面穩(wěn)定和地表隆降的控制要求。5盾構(gòu)機(jī)受阻在困難地段盾構(gòu)中盾周?chē)A(yù)留地質(zhì)鉆機(jī)通孔（直徑120毫米），隔板上也設(shè)預(yù) 留孔，利用鉆機(jī)向刀正面上部和 正面鉆注漿孔。當(dāng)盾機(jī)受阻在困難地段，可利用中盾上和隔板上的預(yù)留孔及旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)，向盾體斜上方預(yù)留地質(zhì)鉆機(jī)通孔（直徑 120毫米）和刀盤(pán)正前方鉆超前注漿孔，加固地層后，再利用上述各種措施進(jìn)行處理；向地層注入雙液快凝漿（

46、水泥漿+水玻璃漿），凝結(jié)時(shí)間10s以下；注漿壓力和流量可調(diào)，確保各孔的漿液擴(kuò)散半徑達(dá)1m左右。序號(hào)工程重難點(diǎn)關(guān)鍵部件功能要求盾構(gòu)機(jī)功能部件日勺適應(yīng)性6盾構(gòu)機(jī)的密封性及主驅(qū)動(dòng)密封可靠的主軸承內(nèi)、外密封系統(tǒng)， 中、尾盾可靠的較接密封系統(tǒng)， 先進(jìn)的三層盾尾刷式注脂密封系 統(tǒng)?？煽康闹鬏S承內(nèi)、外密封系統(tǒng)，中、尾盾可靠的較接密封系統(tǒng)，先進(jìn) 的三層盾尾刷式注脂密封系統(tǒng)，這些系統(tǒng)有效地保證了盾構(gòu)機(jī)的防水 密封性和保護(hù)了主驅(qū)動(dòng)裝置。7盾構(gòu)穿越建筑物、 穿越密集管線要求盾構(gòu)機(jī)必須具有較強(qiáng)的平衡 水土壓力的能力，保證地表變形 保持在正常范圍內(nèi)。通過(guò)盾構(gòu)本身所配備的平衡水土壓力控制系統(tǒng)可以很好的控制盾 構(gòu)機(jī)對(duì)土體的

47、擾動(dòng)，有效的降低地面沉降，防止對(duì)建筑物造成損害； 盾構(gòu)機(jī)配備一套數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，可以對(duì)盾構(gòu)機(jī)的施工數(shù)據(jù)進(jìn)行 實(shí)時(shí)分析，有效的協(xié)助工程人員做出正確的判斷和決策；盾構(gòu)筒體分前后兩段，中間設(shè)有較接連接，這樣可以減小盾構(gòu)的長(zhǎng) 徑比，而使盾構(gòu)的姿態(tài)容易改變；推進(jìn)系統(tǒng)的油缸在圓周方向分為四組，每組可以單獨(dú)控制，通過(guò)調(diào)整推進(jìn)油壓而改變盾構(gòu)的掘進(jìn)方向。8噴涌問(wèn)題高密澎潤(rùn)土注入系統(tǒng)通過(guò)有效的渣土改良技術(shù)，可有效控制涌砂、涌水現(xiàn)象發(fā)生。9管片上浮或位移增設(shè)氣動(dòng)雙液注漿泵及雙液注漿 管路系統(tǒng)，與盾構(gòu)掘進(jìn)同步進(jìn)行 注漿。選用體積小、重量輕、作業(yè)安全的氣動(dòng)式雙液注漿泵，安裝在連接橋 附近；在盾構(gòu)機(jī)尾部后 5-7m處，

48、鑿?fù)ㄋ淼理敳抗芷牡跹b孔，向管 片面頂部及時(shí)注入雙液快凝漿液固定管片。4.4、 刀盤(pán)刀具特點(diǎn)及其對(duì)區(qū)間地質(zhì)的適應(yīng)性4.4.1、 刀盤(pán)刀具整體布置刀盤(pán)設(shè)計(jì)成圓盤(pán)形結(jié)構(gòu)且?guī)в休^寬的進(jìn)料口， 用合格的Q345RH料制作，能 安裝硬巖刀具和軟土刀具。刀盤(pán)面是封閉的鋼結(jié)構(gòu)件，邊緣上焊耐磨鋼條。刀盤(pán) 前面的周邊區(qū)域焊耐磨層，邊緣區(qū)域的后部焊耐磨塊。四根輻臂支撐的厚壁法蘭連接主驅(qū)動(dòng)裝置并且作為刀盤(pán)面板的基座。刮刀裝在整個(gè)刀盤(pán)開(kāi)口的邊緣，同時(shí)在刀盤(pán)中心的徑向開(kāi)口邊緣以及刀盤(pán)外圓周的開(kāi)口 邊緣也裝有輪廓刀具。在中心回轉(zhuǎn)體上配有注射調(diào)節(jié)土壤介質(zhì)的通道。刀盤(pán)上有四個(gè)泡沫通道。本工程所采用的刀盤(pán)及刀具設(shè)計(jì)形式充分考慮

49、了本區(qū)間的地質(zhì)特點(diǎn)。本區(qū)間地層為卵石土，所以刀盤(pán)的刀具配備應(yīng)針對(duì)砂卵石地層。中心比之前減少刀具的軌跡密度， 增加刀盤(pán)開(kāi)口率，使大粒徑卵、礫石容易 脫落而進(jìn)入土倉(cāng)；周邊換單刃滾刀為雙刃滾刀，增加刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，從而增強(qiáng)刀 具的切削能力，延長(zhǎng)了刀盤(pán)的使用壽命。刮刀和撕裂刀刀刃到刀盤(pán)面板的距離小于滾刀刀刃到刀盤(pán)面板的距離。此種刀具的布置優(yōu)點(diǎn)如下：滾刀與刮刀和撕裂刀刃高差的存在保證了在遇到大直徑卵礫石時(shí)通過(guò)滾刀 進(jìn)行破碎而保護(hù)刮刀與撕裂刀不受損害；滾刀在刀盤(pán)正面的一字形布置方式能減 小大直徑卵礫石在刀盤(pán)前的滾動(dòng)，有利于卵礫石的破碎或刮落。刀具與刀盤(pán)面板間高差的存在有利于渣土的流動(dòng)和排出，防止刀盤(pán)泥餅的形

50、 成，并減少渣土對(duì)刀盤(pán)面板的磨損。4.4.2、 刀盤(pán)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)刀盤(pán)為焊接結(jié)構(gòu)，在刀盤(pán)上焊接了安裝各種刀具的刀座。刀盤(pán)和主驅(qū)動(dòng)通過(guò) 一個(gè)很厚的4幅臂鑄鋼結(jié)構(gòu)與主驅(qū)動(dòng)法蘭盤(pán)相連， 傳遞足夠的扭矩和推力。刀盤(pán) 可以雙向旋轉(zhuǎn)。刀盤(pán)直徑6280mm底裝新滾刀時(shí)的最大直徑),刀盤(pán)厚度450mm從法蘭盤(pán)底 面到刀盤(pán)面板高1310mm刀盤(pán)總重約52t (S-526/S-527為60t)。S-394、S-395刀盤(pán)刀具布置圖S-526、S-527刀盤(pán)刀具布置圖為了保證刀盤(pán)的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度，周邊和中心部件在制造時(shí)采用先栓接后焊接的方式連接。根據(jù)對(duì)刀盤(pán)設(shè)計(jì)模型在硬巖模式下對(duì)每個(gè)滾刀加載25t的荷載有限元分析結(jié)果顯

51、示，刀盤(pán)的強(qiáng)度和剛度均滿(mǎn)足要求。耐磨設(shè)計(jì)：對(duì)刀盤(pán)及刀具的保護(hù)措施如下表所示：保護(hù)措施表保護(hù)項(xiàng)目技術(shù)措施鏟刀鏟刀有高耐磨的鋼刀體，刀刃是鑲嵌的硬質(zhì)合金刀刃，背面又焊有耐磨層。刮刀刮刀有高耐磨的鋼刀體，刀刃是鑲嵌的硬質(zhì)合金刀刃，背面又焊有耐磨層。滾刀滾刀用耐磨層表面刀圈；破碎卵礫石保護(hù)鏟刀及刮刀。保護(hù)壩日技不措她刀盤(pán)刀盤(pán)上采用了特殊的耐磨保護(hù)（hadox500耐磨鋼板）： 刀盤(pán)用Q345R材料制作 刀盤(pán)外圍部分進(jìn)行了耐磨的硬質(zhì)堆焊 刀盤(pán)前面的周邊區(qū)域焊耐磨層、焊耐磨塊 刀盤(pán)輪緣上焊耐磨鋼條保護(hù)環(huán) 高出刀盤(pán)面板的刀具進(jìn)行保護(hù)刀座設(shè)計(jì)特點(diǎn)：刀盤(pán)上的滾刀刀座和齒刀刀座相同， 安裝方式也相同。這樣的設(shè)計(jì)可以滿(mǎn)足滾刀和齒刀的互換性要求。刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)及支撐形式：刀盤(pán)由九個(gè)液壓馬達(dá)通過(guò)九個(gè)減速機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。 刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)配備的功率為945KWS-394/S-395額定轉(zhuǎn)矩為5980 KN.M脫困扭矩,7150 KNM, 刀盤(pán)的轉(zhuǎn)速范圍為04.56rpm；而S-526/S-527額定轉(zhuǎn)矩為5380KN- M,脫困扭矩為6930KNM,刀盤(pán)的轉(zhuǎn)速范圍為04.5rpm。刀盤(pán)采用中間支撐方式。刀盤(pán)主軸承采用德國(guó) Hosche公司的產(chǎn)品，主軸承 外徑3000mm主軸承的外密封采用三道注脂密封， 主密封的設(shè)計(jì)壽