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土压平衡盾构机工作原理及构造

中天重工2019-01-10 17:53:07

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  土压平衡盾构机工作原理

  土压平衡式盾构机是利用安装在盾构机最前面的全断面切削刀盘,在刀盘扭矩力和推进油缸推力的作用下,将盾构机向前推进。

  随着推进油缸的向前推进,刀盘持续旋转,将正面的土体切削下来通过刀盘上的开口,进入到刀盘后面的土仓内,通过配备的泡沫、膨润土系统对充满土仓的切削土体进行改良,形成具有流动性的膏状土体。并使仓内具有适当的压力与开挖面的土压力和水压压力平衡,以减少盾构推进对地层土体的扰动,从而控制地表沉降。与此同时,安装在土仓下面的螺旋输送机进行连续排土作业,螺旋输送机将切削下来的渣土排送到皮带输送机上,后由皮带输送机运输至渣土车的土箱中,再通过竖井运至地面。

  盾构机掘进一环的距离后,拼装机操作手操作拼装机拼装单层衬砌管片,使隧道一次成型。

土压平衡盾构机工作原理图

  土压平衡盾构机总体构造

  盾构机主要由以下系统组成:推进及铰接系统、刀盘及驱动系统、管片拼装系统、排土系统、同步注浆系统、泡沫及膨润土系统、集中润滑系统、盾尾密封系统、水冷却系统、工业用气系统、土仓保压系统、电气及中央控制系统、数据采集系统、SLS-T隧道激光导向系统,这些系统分别安装在盾构机的盾体和车架上。

  盾体是由刀盘、前盾、中盾和盾尾通过螺栓连接组成的。

土压盾构机总体构造

  盾构机出土系统

  刀盘是一个带有多个进料槽的切削盘体,位于盾构机的最前部,用于切削土体。刀盘型式为辐条加面板式,刀盘配置中心鱼尾刀并且中心区采用了大开口率设计,保证了刀盘中心区域的渣土流动性,降低了刀盘中心接泥饼的危险,同时刀盘具备磨损检测与超挖功能。

  在盾体中还安装有排土机构,主要包括螺旋输送机和皮带输送机。碴土由螺旋输送机从土仓中运输到皮带输送机上,皮带输送机再将碴土向后运输至台车的尾部,落入碴土车的土箱中,土箱装满后,由电瓶车牵引沿轨道运至竖井,龙门吊将土箱吊至地面,并倒人碴土坑中。

盾构机出土系统

  盾构机推进系统

  盾构的推进机构提供盾构向前推进的动力。推进机构包括16组(32个)推进油缸和推进液压泵站。

盾构机推进系统

  盾构机管片拼装系统

  管片拼装机是用来拼装管片的设备,拼装手可以使用有线的或遥控的控制器操作管片拼装机,在盾尾的保护下,用来拼装管片。

  盾构管片一般由六块管片组成:三个标准块、两块临接块和一块封顶块

  管片拼装机具有回转、提升、平移和钳口调整夹紧四个动作,以满足管片拼装的动作要求,并配有电缆卷筒,以改善拼装机的工况条件。

盾构机管片拼装系统

  盾尾密封系统

  盾尾密封由二道钢丝刷和一道钢板刷组成,施工中通过盾尾油脂压注系统向管片和盾尾密封之间充填油脂来保证密封效果和减少摩擦力。通过注浆管路压入浆液,充填建筑间隙,防止漏水和地面沉降。

盾构机盾尾密封系统

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