土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)簡(jiǎn)介-

1、土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)簡(jiǎn)介樂(lè)貴平北京市亮馬河北路污水管線截流工程是酒仙橋污水處理廠的配套工程,其中有兩段采用盾構(gòu)施工,這是北京地區(qū)第一次采用機(jī)械式盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行隧道施工。施工中采用的加泥式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)是從日本IHI 株式會(huì)社引進(jìn),由北京市政總公司地下工程公司負(fù)責(zé)組織施工。目前西段919m (管道內(nèi)徑217m 已于2000年3月1日全線貫通,東段已進(jìn)入初始掘進(jìn)階段。西段地質(zhì)復(fù)雜多變,施工過(guò)程中曾經(jīng)遇到大面積流砂層、舊河道淤泥層、局部管涌,甚至在回填土層中穿越。實(shí)踐表明,加泥式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)能夠適應(yīng)北京市東部地區(qū)隧道的施工。下面簡(jiǎn)要介紹本工程所采用的土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)。1系統(tǒng)組成111盾構(gòu)機(jī)頭如圖1 所示

2、。圖1土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)112主要組成和功能(1主要組成部分刀盤切削系統(tǒng);推進(jìn)系統(tǒng);加泥與注漿系統(tǒng);螺旋輸送機(jī)系統(tǒng);管片拼裝系統(tǒng);盾尾密封系統(tǒng);皮帶運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng);數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng);后續(xù)臺(tái)車系統(tǒng); 管片吊運(yùn)系統(tǒng);(2主要系統(tǒng)的功能盾殼由切口環(huán)、支承環(huán)與盾尾三個(gè)部分組成,其作用是保護(hù)人和設(shè)備在地下正常掘進(jìn),主要承受土體壓力和掘進(jìn)過(guò)程中千斤頂?shù)耐七M(jìn)力。切削刀盤系統(tǒng)刀盤采用中心支撐方式,由盤體、切削刀、仿形刀、傳動(dòng)箱、集中潤(rùn)滑系統(tǒng)組成。掘進(jìn)時(shí),十字幅條式刀盤直接與開挖面接觸并旋轉(zhuǎn)切削土體,切削下來(lái)的土體在密封艙內(nèi)與外加泥或水充分?jǐn)嚢?使之成為可塑、滲透性極小的泥土,并保持一定的動(dòng)態(tài)平衡壓力,控制開挖面土

3、體不塌陷和地面不發(fā)生較大降沉。仿形刀主要為轉(zhuǎn)彎或糾偏而設(shè),其作用是創(chuàng)造轉(zhuǎn)彎空間和減少轉(zhuǎn)彎阻力。推進(jìn)系統(tǒng)推進(jìn)千斤頂共有12個(gè)?？紤]到小封頂軸向插入,而且管片能夠?qū)崿F(xiàn)錯(cuò)縫拼裝,設(shè)4只行程為1800mm 的千斤頂和8只行程為1150mm 的千斤頂。千斤頂推進(jìn)時(shí),可進(jìn)行編組和分區(qū)控制。管片拼裝系統(tǒng)用于隧道管片拼裝。該設(shè)備可實(shí)現(xiàn)繞軸向回轉(zhuǎn),徑向提升和軸向等三個(gè)自由度的移動(dòng),由回轉(zhuǎn)盤體、懸臂梁、提升橫梁、舉重鉗,以及千斤頂?shù)冉M成。螺旋輸送機(jī)螺旋輸送機(jī)采用液壓驅(qū)動(dòng),可根據(jù)密封艙內(nèi)土壓力伺服控制,是控制密封艙內(nèi)保持一定土壓與開挖面土壓和水壓平衡的關(guān)鍵。螺旋輸送機(jī)還設(shè)有斷電緊急關(guān)閉出土口裝置,以保證隧道的施工安

4、全。注漿系統(tǒng)注漿分為襯背同步注漿與管片二次注漿兩種,其中襯背同步注漿效果直接影響到地面沉降。襯背同步注漿系統(tǒng)可根據(jù)地層與地面構(gòu)筑物狀況,進(jìn)行雙液或單液注漿。注漿壓力和注漿量均可自由設(shè)定與調(diào)節(jié)。此外,還配有一套注漿管路清洗系統(tǒng),從而保證襯背注漿系統(tǒng)正常使用。盾尾密封系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式為三排二室鋼絲刷。采用電動(dòng)油脂泵注入油脂,每推進(jìn)一環(huán)注入一次,可保證盾尾在1MPa 壓力下不滲漏。數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)采用P LC 系統(tǒng),可對(duì)挖掘數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、數(shù)值運(yùn)算、邏輯控制、故障報(bào)警、實(shí)時(shí)畫面顯示與數(shù)據(jù)輸出等管理工作。42產(chǎn)品大世界建筑機(jī)械2000(6臺(tái)車系統(tǒng)臺(tái)車采用門型雙軌雙輪行走單側(cè)裝載型式,共9臺(tái)。1號(hào)臺(tái)車操作臺(tái)

5、車;2號(hào)臺(tái)車盾構(gòu)推進(jìn)千斤頂、螺旋輸送機(jī)及仿形刀液壓設(shè)備臺(tái)車;3號(hào)臺(tái)車刀盤及襯背注漿液壓設(shè)備臺(tái)車;4號(hào)臺(tái)車油箱、油脂泵臺(tái)車;5號(hào)臺(tái)車電起動(dòng)盤臺(tái)車;6號(hào)臺(tái)車泥漿泵及儲(chǔ)漿罐臺(tái)車;7號(hào)9號(hào)臺(tái)車襯背注漿泵、攪拌罐臺(tái)車。2主要技術(shù)參數(shù)基本參數(shù)外徑(mm<3330長(zhǎng)度(mm5875靈敏度118重量(kg68000推進(jìn)系統(tǒng)長(zhǎng)行程千斤頂:800kN/3413MPa/1800mm(4個(gè)短行程千斤頂:800kN/3413MPa/1150mm(8個(gè)總推力:800kN×12推進(jìn)速度(mm/min053刀盤幅條式中心軸支承方式,液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。轉(zhuǎn)速(r/min0212最大扭矩(kNm820仿形刀推力(kN1

6、3114行程(mm0100工作壓力(MPa2016螺旋輸送機(jī)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方式。公稱直徑(mm420螺距(mm300轉(zhuǎn)速(r/min02214排土能力(m3/h3912管片拼裝機(jī)回轉(zhuǎn)角(°±200轉(zhuǎn)速(r/min0118垂直行程(mm550水平行程(mm600盾尾密封型式注油脂式三道鋼絲刷。自動(dòng)注油電動(dòng)泵,工作壓力為5MPa數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控管理系統(tǒng)盾構(gòu)挖掘數(shù)據(jù)管理軟件(日文版,可輸出周報(bào)、日?qǐng)?bào)、環(huán)報(bào)以及以100mm為單位的管理數(shù)據(jù),有設(shè)定、測(cè)量、掘進(jìn)、歷史曲線、報(bào)警、動(dòng)態(tài)曲線等畫面(英文界面。皮帶運(yùn)輸機(jī)膠帶寬度(mm750膠帶走速(m/min76輸送能力(m3/h60電機(jī)715kW×380V管片起吊機(jī)起吊能力(kN15提升速度(m/min617行走速度(m/min1015盾構(gòu)供電和用電供電電源交流10kV供電容量315kVA動(dòng)力電源交流380V控制電源交流220V,直流24V操作電源直流24V電磁閥電源直流24V照明電源交流220V,直流36V儀器儀表電源交流220V,直流24V附:亮馬河北路污水截流工程地質(zhì)簡(jiǎn)況1.覆土厚度:58m;2.地下水位:距地表12m;3.穿越地層:輕亞粘土、亞砂土、中亞砂土及粉細(xì)砂亞粘土交互層;4.滲透系數(shù):511×10-