目录隧道掘进机的技术说明5.1 概述 (3)5.2 功能(EPB盾构) (4)5.2.1 土料挖掘 / 推进 (5)5.2.2 控制 (6)5.2.3 管环拼装周期 (7)5.3 技术数据/总览 (8)5.4 操作步骤 (16)5.4.1 进入开挖室 (16)5.4.2 人行气闸 (19)准备和注意事项 (19)加压 (21)加压步骤 (22)加压图 (24)通过通道室加压(加压附加人员) (26)附加人员加压图 (27)卸压 (28)卸压步骤: (29)卸压图 (31)对一个人员的紧急卸压图 (33)紧急情况下,通道室和主室内应分别采取的措施 (36)紧急情况卡卡样 (37)5.4.3 将开挖工具送入压力室 (39)5.4.4 拼装管环 (40)5.4.5 回填 (42)通过尾部机壳进行回填 (42)灌浆泵的工作原理 (43)5.4.6 压缩空气供给 (45)工业用空气 (45)压缩空气调节 (46)5.4.7 发泡设备说明 (47)安装设计 (47)设备功能 (48)高压聚合物系统 (48)5.5 隧道掘进机各部件 (49)5.5.1 盾构 (50)概述 (50)前部盾构 (50)中间盾构 (51)尾部机壳 (51)推力缸 (51)盾构关节油缸 (52)5.5.2 人行气闸 (53)5.5.3 刀盘驱动装置 (55)原理 (55)旋转工作机构系统,主轴承 (55)齿轮润滑 (55)密封系统 (56)5.5.4 拼装机 (57)技术说明 (57)支架梁 (57)行走机架 (58)旋转机架 (58)带抓取头的横向行走装置 (59)旋转机架的动力提供 (60)安全设备 (60)5.5.5 螺旋输送机 (61)一般说明 (61)伸缩缸 (61)前部闸阀 (61)前部闸阀 (62)驱动装置 / 密封系统 (63)安全装置 (63)5.5.6 后援装置 (64)一般说明 (64)桥 (65)龙门架1 (66)龙门架2 (67)龙门架3 (69)龙门架4 (70)龙门架5 (72)5.1概述该设备是一种液压挖掘盾构机,采用土压支护隧道开挖面。
泥土由刀盘开挖。
隧道壁面采用管片(钢筋混凝土块)衬砌。
该设备的设计形式是土压平衡盾构。
设备制造商:海瑞克公司Schlehenweg 2D-77963 Schwanau海瑞克公司的供货范围包括:隧道掘进机本体、管片定位设备(拼装机)、后援列车以及相应的液压与电源装置。
它们组合起来构成隧道掘进机的整套设计。
5.2功能(EPB盾构)土压平衡盾构机(缩写为EPB盾构)尤其适用于各种黏性土质,其中有较高含量的低渗水性粘土、壤土或淤泥。
为防止出现沉降或隆起,将刀盘开挖下来的土料用于支撑隧道开挖面。
用作支撑介质的开挖土料必须具备如下特性:高塑性流质至松软的密实度低内摩擦低渗水性通常,这些特性在开挖前后均无法遇到。
土料必须利用添加物如斑脱土和泡沫予以调节,使其变得易于输送,但土压的变化必须予以考虑。
5.2.1土料挖掘 / 推进土料开挖是借助旋转刀盘完成的,然后,挖掘的土料在挤压作用下,通过刀盘上的开口进入挖掘室。
并与那里已经存在的浆状塑性土料混合搅拌。
推力千斤顶的作用力通过压力隔板传递到浆状土,以防止隧道开挖面的土料进入开挖室。
当开挖室内的浆状土无法被土压、水压进一步压实时,即达到了平衡。
此时,隧道开挖面上的土压大约等于静态土压。
如果进一步提高浆状土的支护压力,使其超过平衡状态,则会进一步压实开挖室内的浆状土和隧道开挖面,从而可能导致盾构前方区域发生隆起。
而如果降低土压,则土料将进入挖掘室,并因此而造成沉降。
借助于螺旋输送机,可以将开挖的土料从受压的开挖室内输送到处于大气压下的隧道部分。
要在不采用气闸的情况下,将土料从螺旋输送机出口输送到输送皮带上,土料应具有较低的渗水性,以避免其通过螺旋输送机流出。
土压主要受以下因素影响:•隧道掘进速度•开挖的土料数量•调节土料所用的添加介质在按某一给定速度进行隧道开挖时,土压的控制是通过改变螺旋输送机的转速来实现的。
如果提高螺旋转速,以更快的速度排出土料,则土压下降。
而如果放慢排土速度,则土压将会增加。
另外,一般还可以通过改变推进速度来控制土压。
降低隧道开挖速度,则降低土压,而提高隧道开挖速度,则引起土压的提高。
在隧道挖掘过程中,目标是要使土压保持恒定。
挖掘室内产生的压力必须补偿刀盘前部的压力,以避免发生沉降和土料泄漏。
借助于安装在压力隔板的各种不同高度上的土压传感器,在控制室内,可以实现土压和支护压力的可视化。
在隧道开挖过程中,可以变换刀盘的旋转速度,以便搅拌和调节土料,减少盾构的横摇。
5.2.2控制盾构机运行所必需的数据及控制设施均位于控制室内。
隧道挖掘速度、刀盘转速以及螺旋输送机的转速均可以在控制室内进行设置。
此外,在控制室内。
还可以确定隧道掘进方向,通过推力千斤顶组的压力调节,可以使盾构机按照导向系统所发出的指令受到控制。
5.2.3管环拼装周期在推进过程中,下一道待拼装的管片环被装载到管片送料机上。
随着轨道掘进机向前推移,已拼装好的上一道管环的外表面与刀盘开挖直径之间的间隙必须予以填充。
否则周边的土将填充此间隙,从而导致沉降的发生。
当完成推进周期后,若干个推力千斤顶将缩回,以便腾出足够的空间用于第一个管片。
其它的推力千斤顶将仍然保持与已建管环之间的接触,以防盾构因土压作用而后移。
拼装机提起管片,并将其放置到位,然后通过销钉与前一道管环连接。
在拼装机机头松开管片之前,必须确保缩回的千斤顶已将管片固定好,以避免管片的意外移位。
其它管片按完成管环的同样方式进行拼装。
5.3技术数据/总览隧道隧道长度:最大坡度/倾斜度3.459[m]+/- 5%隧道管隧道内径隧道外径管片长度管片数量∅ 5.400 [mm] ∅ 6.000 [mm] 1.500 [mm]5 + 1隧道掘进系统最高工作压力包含后援系统在内的总长度最大推进速度3 [bar]约80[m]80 [mm/min]盾构盾构总长度(不含刀盘)钢材质量隔板上定子的数量每台盾构机的土压传感器数量筛选加注的开口数约7.925 [mm] S355J2G34个5个6个前盾构部分前盾构部分的外径(不含硬质焊敷层)前部盾构长度盾构敷层的钢材厚度压力隔板的钢材厚度前盾构部分的钢结构重量螺旋输送机的标称宽度通道闸门的尺寸6.250 [mm] 1.710 [mm] 60 [mm]80 [mm]约570[m] DN 900 [mm] DN 600 [mm]中间盾构部分中间盾构部分的外径(不含硬质焊敷层)中间盾构部分的长度盾构敷层的钢材厚度中间盾构部分钢结构的重量6.240 [mm] 2.580 [mm] 40 [mm]约320[m]尾部机壳尾部机壳的外径(不含硬质焊敷层)尾部机壳的长度尾部机壳敷层的钢材厚度尾部机壳钢结构的重量6.230 [mm] 3.665 [mm] 40 [mm]约300[m]人行气闸公称宽度通道室容积主室容积最高工作压力.试验压力DN 1.600 [mm] 2,1 [m³]4,25 [m³]3 [bar]4,5 [bar]推力缸推力油缸的数量带行程测量系统的推力油缸的数量油缸规格行程组数350bar时的最大推力回缩速度,7个油缸最高伸出速度30个4个∅ 220/180 [mm] 2.000 [mm]4约34.200 [kN]2.000 [mm/min]] 80 [mm/min]盾构关节油缸油缸数量油缸规格行程带行程测量系统的推力油缸的数量250bar时,每一油缸的张力14个∅ 180/80 [mm] 150 [mm]4个7.200 [kN]刀盘标称直径重量旋转方向结构用钢材开口比率格栅条加注开口数(针对发泡)∅ 6.280 [mm] 约 573 [kN] 左/右S355J2G325 %Hardox 4008个工具中心刀具双碟数量刀具相对刀盘前端面的凸出量刀盘直径软岩石中心錾(可顶靠在软土中的刀盘上进行更换)錾子数量刀具相对刀盘前端面的凸出量硬岩石刀盘刀盘数量刀具相对刀盘前端面的凸出量刀盘直径软岩石錾子(可顶靠在软土中的刀盘上进行更换)錾子数量刀具相对刀盘前端面的凸出量切削刀数量工具高度刮刀left / right(左/右)工具高度切削刀具(4环碟)数量行程4个175 [mm] 17”4个140 [mm]31个175 [mm] 17”20个140 [mm]64个140 [mm]8个 / 8 个145 [mm]1个50 [mm]旋转接头斑脱土 / 泡沫通道液压通道4个2个刀盘驱动装置装机功率(3x 315 kW)双级行星齿轮转速起动力矩力矩1力矩2 945 [kW]8个0 – 6 [1/min] 5.400 [kNm] 4.500 [kNm] 2,000 [kNm]拼装机类型:液压,浮动中心伸缩臂式拼装机自由度数量液压比例,真空抓取系统纵向驱动装置伸缩拼装机回转角度(旋转机架)最高旋转速度(空载)拼装机机头回转角度倾斜拼装机机头倾斜拼装机机头62.000 [mm]1.200 [mm]+/- 200°0 – 2 [1/min] +/- 2,5°+/- 2°+/- 2,5°螺旋输送机装机功率长度螺旋输送机的标称直径螺旋线倾斜度最高转速 / 可连续调整最大扭矩起动力矩螺旋管处的加注开口检查口满载容量最大粒度允许工作压力检查压力旋向315 [kW]约12.290 [mm] Ø 900 [mm]630 [mm]0 – 22 [1/min] 198 [kNm]225 [kNm]2x 4 个/ 2“600x400300 [m³/h]210 [mm]4,5 [bar]6,75 [bar]左/右螺旋输送机卸料闸门1和2 缸数油缸油缸行程每缸2个80/45 [mm]800 [mm]可伸缩螺旋输送机缸数油缸油缸行程200bar时的每缸作用力2个∅ 160/90 [mm] 1.000 [mm] 800 [kN]螺旋输送机前闸门缸数油缸油缸行程2个∅ 130/70 [mm] 400 [mm]输送带装机功率长度输送能力带宽带速30 [kW]约58[m]400 [t/h]800 [mm]0 – 2,5 [m/s]齿轮油供给齿轮润滑齿轮油供给量主传动装置容积行星齿轮驱动装置的齿轮油加注20 [l/min] 220 [l]8x 13 [l]液压油供给液压油箱容积推力油缸供给量供给泵的供给量(刀盘驱动装置+螺旋输送机)刀盘驱动装置供给量(闭路)刀盘驱动装置转向油供给量盾构关节供给量螺旋输送机驱动装置供给量(闭路)拼装机供给量螺旋输送机闸门辅助液压装置供给量液压油箱过滤回路供给量灰浆加注装置供给量切削刀具供给量(单独的液压动力装置)4,000 [l]180 [l/min] 1.300 [l/min]3.264 [l/min]41 [l/min]23 [l/min] 1.088 [l/min]245 [l/min] 63 [l/min]660 [l/min] 145 [l/min] 41 [l/min]油脂供给刀盘驱动装置与螺旋输送机耗油量主传动装置的油脂桶容积尾部机壳密封复合物的消耗量尾部机壳密封复合物的桶容积约26 [cm³/min] 60 [ltr.]约35 [ltr./ Ring]200 [ltr.]工业用空气 / 压缩机装机功率空气压力压缩机能力空气罐2x 55 [kW]8 [bar]9 [m³/min] 1 [m³]工业冷却水水量要求(作业现场)最高水流温度冷却回路泵装机功率工作压力最小 40 [m³/h] 25 [C°]30 [m³/h]5,5 [kW]3 [bar]发泡加注点数 / 刀盘加注点数 / 压力隔板加注点数 / 螺旋输送机泡沫枪数量发泡剂储存箱离心泵 / 发泡的装机功率离心泵的最大容量液体泵装机功率+风扇发泡剂容积泵8个4个2 x 4个4个1 [m³]7,5 [kW]133 [l/min] 0,42 [kW]5 - 300 [l/h]排水排水泵 / 盾构的供给速率驱动模式30 [m³/h] 压缩空气辅助通风装机功率规格15 [kW]Ø 600 [mm]管片起重机承载能力起重驱动装置装机功率提升速度行程行走驱动装置装机功率行走速度最大增加量2x 2,5 [to]2x 3 [kW]最大 6,3 [m/min] 3 [m]2x 1,2 [kW]最大 25 [m/min] +/- 5 %轨道起重机(龙门架5)承载能力行程2x 0,75 [至]3 [m]管片给料机能力/管片行程总长度总宽度高度3个1.860 [mm]约5.220 [mm] 约1.660 [mm] 481 [mm]电控制电压照明阀电压系统保护(电动机)变压器装机功率一次电压二次电压频率24 [V]230 [V]24 [V]IP 552.000 [kVA] 10 [kV]400 [V]50 [Hz]装机功率液压刀盘驱动装置(3x 315kW)液压螺旋输送机驱动装置螺旋输送机卸料泵给料泵液压推力油缸转向泵拼装机液压系统灰浆加注液压系统辅助液压装置的液压系统液压油过滤器和冷却回路顶切削刀具液压系统齿轮油多路油脂泵辅助通风液体泵+风扇泡沫设备离心泵灰浆罐搅拌机压缩机(2x 55kW)冷却回路泵双水管盘输送带其它耗电设备约总计:945 [kW]315 [kW]132 [kW]75 [kW]75 [kW]5,5 [kW]45 [kW]30 [kW]22 [kW]11 [kW]7,5 [kW]4 [kW]0,25 [kW]15 [kW]0,37 [kW]7,5 [kW]7,5 [kW]110 [kW]5,5 [kW]2,2 [kW]30 [kW]200 [kW]约 2.050 [kW]5.4操作步骤5.4.1进入开挖室工作人员必须定期进入开挖/工作室,以便检查刀盘及其切削刀具、更换刀具、检查各水平面上的传感器并检查隧道开挖面。