海瑞克公司 HERRENKNECHT土压平衡盾构机ø 6,250mmBuilding the future together 中国盾构网：ｗｗｗ．ｚｇｄｕｎｇｏｕ．ｃｏｍ中国盾构网：ｗｗｗ．ｚｇｄｕｎｇｏｕ．ｃｏｍ中国盾构网：ｗｗｗ．ｚｇｄｕｎｇｏｕ．ｃｏｍ目录目录 (1)1工程概述 (4)1.1隧道数据 (4)1.2地下水 (4)1.3混凝土管片的设计 (4)1.4轨道延伸 (4)1.5辅助设备 (4)1.5.1管片运输 (4)1.5.2注浆 (4)1.5.3渣车 (5)1.6基本设计 (5)1.6.1个别部件的主要特征及作用 (5)1.6.2人员安全 (6)1.6.3隧道安全 (6)2功能（EPB盾构机） (7)2.1概况 (7)2.2开挖 (7)2.3复合模式 (8)2.3.1土压平衡模式 (8)2.3.2开放模式 (8)2.4控制 (8)2.5管片拼装循环 (8)3技术参数 (9)4供货范围 (13)5盾体 (16)5.1概述 (16)5.2前体和中体 (16)5.3盾尾 (16)5.4土压传感器 (17)5.5排水 (17)5.5.1概述 (17)5.5.2技术数据 (17)6刀盘 (17)6.1概述 (17)6.2结构 (17)6.3钢结构 (18)6.4切削刀具 (18)6.5耐磨保护 (18)6.6刀具更换 (18)7刀盘驱动 (19)7.1概述 (19)7.2齿轮箱，驱动齿轮 (19)7.3主轴承 (19)7.4密封系统 (19)7.5主驱动输出 (20)8管片安装器 (20)8.1概述 (20)中国盾构网：ｗｗｗ．ｚｇｄｕｎｇｏｕ．ｃｏｍ8.2悬臂梁 (20)8.3移动机架 (20)8.4回转机架 (21)8.5安装头 (21)8.6回转机架的动力输入 (21)8.7技术参数 (21)9物料运输 (22)9.1概述 (22)9.2螺旋输送机 (22)9.2.1螺旋输送机的前闸门 (23)9.2.2螺旋输送机伸缩 (23)9.3皮带输送机 (23)10后配套设备 (23)10.1概述 (23)10.2概念、结构、装置 (23)10.3管片装卸 (24)10.3.1管片吊机 (24)10.4拖车上的装置 (24)10.4.1液压系统 (24)10.4.2盾尾密封油脂泵 (25)10.4.3刀盘主驱动油脂泵 (25)10.4.4冷却回路 (26)10.4.5通风系统 (26)11电力系统 (26)11.1TBM动力电源变压器 (26)11.2配电柜 (26)11.3控制室控制台 (27)11.4控制系统 (28)11.5电缆 (28)11.6高压电缆卷筒 (29)11.7控制电缆，动力电缆 (29)11.8电机 (29)11.9接地 (29)11.10电压 (29)11.11插座 (29)11.12照明 (29)11.13安全装置 (30)11.13.1报警灯 , 报警喇叭 (30)11.13.2灭火保护系统 (30)11.14闭路电视系统 (30)12辅助设备 (30)12.1注浆设备 (30)12.1.1概述 (30)12.1.2技术参数 (31)12.2泡沫发生系统 (32)12.2.1概述 (32)12.2.2泡沫发生系统的构成 (32)12.2.3泡沫发生系统的功用 (32)12.3膨润土设备 (32)12.4数据采集系统 (33)12.5SLS-T隧道导向系统 (34)12.5.1前言 (34)12.5.2SLS-T APD 系统 (34)12.5.3SLS-T APD系统的操作 (34)12.5.4TBM掘进和管片安装顺序的预计算 (36)12.6人闸和压缩空气设备 (36)12.6.1概述 (36)12.6.2双室人闸仓 (36)12.6.3设备 (37)12.6.4压缩空气调节 (37)12.6.5压缩空气设备 (37)12.6.6工地供给设备 (38)12.7警报、互锁系统 (38)13可供选择设备 (38)13.1超前钻 (38)13.1.1钻探设备（液压） (38)13.1.2旋转冲击钻 (38)13.1.3支撑架 (39)13.1.4手动控制设备 (39)13.1.5电气电缆远程控制 (39)13.1.6钻探数据记录设备 (39)13.2保压泵渣装置 (40)13.2.1总体描述 (40)13.2.2技术描述 (40)13.2.3保压泵渣示意图 (41)14图纸清单 (41)中国盾构网：ｗｗｗ．ｚｇｄｕｎｇｏｕ．ｃｏｍ1 工程概述1.1 隧道数据最小曲线半径为600米，最大纵坡为25‰1.2 地下水全部路线设置于低于地下水面。
不同地带的水的渗透性估计为低渗透性。
我们预计盾构机的最大工作水压为3bar。
1.3 混凝土管片的设计管片设计：混凝土管片内径： 5,400mm混凝土管片外径： 6,000mm混凝土管片长度： 1,500mm管片设计： 5+key(1×10.89°；2×66.56°；3×72°)1.4 轨道延伸每延伸6m铺一次轨道。
若机器向前行进6m，拖车1前面就有6m的可用空间铺设新轨。
隧道里的轨道用空的平板渣车运送，并用吊车吊起，然后拖送到需架设处。
两条路轨安装前轨道支撑架或管片必须先安装。
1.5 辅助设备1.5.1 管片运输管片（总计6片）用两辆管片车运送到盾构机处，管片运输车进入后配套。
在前进过程中管片运输车必须与渣车分离。
管片吊车卸下管片运输车上的管片并将其放到较短的喂片机上。
或者喂片机由一个完整的吊车系统（一个双吊车系统）替代。
1.5.2 注浆砂浆在地面准备，通过带搅拌器的砂浆车(由工地提供)输送到后配套系统中的砂浆搅拌罐中，砂浆车置于渣车前。
砂浆转运泵安装在后配套拖车上，砂浆转运泵将砂浆车里的砂浆输送到后配套拖车的砂浆罐中。
一般来讲, 砂浆里有适量的阻凝剂以防止砂浆在注浆前凝固.掘进期间，注浆泵吸取砂浆罐的砂浆并将其注入盾尾管片与隧道的间 隙中。
砂浆泵从TBM上的砂浆罐向管片外环间隙注射砂浆，通过流量计和传感器控制，压力传感器连接到PLC以控制泵的速度，进而控制环间压力在预定的范围内。
1.5.3 渣车每辆渣车（5辆）都有约9至11m3的容量（待确认）。
每列渣车的编组可输送掘进半环的土量。
渣车尺寸限定在下面的尺寸内：宽度W=1,500mm全部渣车均置于后配套中，以便从最后一辆渣车开始装载碴土。
1.6 基本设计以下结构部件符合常规设计的盾构机的基本原则：·刀盘·盾体包括盾尾·刀盘驱动装置·管片安装器·后配套系统设计应允许在隧道中拆卸主要部件。
盾体钢结构应支撑隧道。
客户应对隧道面的稳定性负责并拥有必需的设备以展开工作。
1.6.1 个别部件的主要特征及作用刀盘-刀盘驱动装置-推进油缸刀盘按 “重负荷钢结构”规范设计。
刀盘上的刀具布置适合广州地段的挖掘。
推进油缸的总推力最大值为34，210kN，这足以克服在掘进过程中土压及盾体与土层之间的摩擦力，并有足够的推力储备。
驱动部分是一个成功有效的总成复合结构，安装在盾体中。
主驱动器全部输出功率峰值为945kW。
最高转速为4.5rpm。
管片安装器-推进油缸管片安装所用时间对TBM掘进日进尺有决定性的影响。
出于此目的，我们选择已成功地应用于许多同类工程项目的管片安装系统。
采用比例液压控制的管片安装器可以快速地达到毫米级的安装精度。
在管片安装模式下，为达到最理想的衬砌效果，每个/对推进油缸可以单独控制。
1.6.2 人员安全根据欧洲标准 prEN 12336（1996），在整体概念和盾构机的设计之间考虑人员安全。
遵循物料运输车（管片运送和渣车运行）和载人车（工作场地）相分离的基本原则。
同样地，工作区域的通道和服务区域的安全通过性要重点关注海瑞克公司多年来将相关的和知名的安全程序应用在隧道建设中。
1.6.3 隧道安全1.6.3.1 水渗透以下措施预防水渗透：a) 用三层尾刷密封盾构机此系统在全世界应用范围内证明是成功的。
该系统采用非常先进的盾尾注脂系统和有极好密封性能的密封刷相结合。
海瑞克公司已成熟地用这种密封方法并将其用于高地层压力和高水压下工作。
b) 盾构机与隧道开挖面的隔离在盾构机前体配置有舱壁，用它来隔离土舱内压力。
舱壁的设计承载工作压力为3bar。
盾构机在掘进过程中，通过关闭螺旋输送机的出料闸门，可以快速、安全地切断地下水防止其进入盾构机及隧道。
在失电的情况下螺旋输送机的出料闸门自动关闭。
1.6.3.2 避免火灾a) 液压油海瑞克公司基本使用不易自燃的液压油。
一般来讲，火灾的危险是由于高压系统泄漏所引起的。
因此，海瑞克公司使用4层钢丝编制的高压胶管以防高压系统泄漏。
b) 电力电缆所有电缆是H07-cables(难燃，不含PVC).c) 电气安装尺寸和安装依据欧洲标准。
d) 皮带输送机的皮带皮带输送机的皮带满足地下工程使用的防火、防毒要求。
2 功能（EPB盾构机）2.1 概况土压平衡式盾构机（简称EPB）特别适用于低渗水性的粘土、亚粘土或淤泥质的混合土质。
为了防止地表的隆陷，隧道开挖面由刀盘挖出的碴土来支撑。
为了使其成为支撑介质，挖出的碴土应具有以下特性：高的可塑性具有流动性，密度低低的内摩擦低的渗水性一般来说，开挖出来的泥土不经处理是不具有以上的特性的，因此我们可以采用如下方案解决：‐在支撑土体中加入一些添加剂，如膨润土和泡沫。
‐如果对土体特性不满意，那么可以预先定好土体改良措施，然 后交付现场执行。
2.2 开挖土体由旋转刀盘上的刀具切割下来，然后通过刀盘开口挤入土舱，与土舱内已有的粘性土浆混合。
推进油缸的压力通过舱壁传给土舱内土体，从而保证开挖面的稳定。
当土舱内的土体不能再被土压力和水压力压紧时，就达到了土压平衡，这时开挖面的土压约等于土舱中土体的压力。
当土舱中土体的压力增加至超过平衡时的土压时，土舱中土体就会压紧开挖面的土体，这会导致盾构前方的地面隆起。
当土舱中的土体压力小于平衡土压时，通常会引起地面下沉。
土舱中的土体在压力的作用下通过螺旋输送机被输送出去。
为了实现把土体从螺旋输送机运到皮带输送机，土体应具有低的渗水性以避免土体中的水流回到螺旋输送机中。
土体的压力主要受下列因素影响：掘进速度开挖土量土体改性所用添加剂的量在一定速度下进行掘进时通常可以通过改变螺旋输送机的速度来控制土压。
当螺旋输送机转速较快时泥土就会迅速被运出去，这时土压就会降低，相反土压就升高。
通常也可以通过改变掘进速度来控制土压，减小掘进速度土舱中的土压会降低，相反会升高。
为了保证在掘进过程中土压的稳定，土舱的压力应和刀盘前的土压相一致，以防止刀盘前的土体下沉和土体的泄漏。