地鐵隧道工程復合式bm選型方案知名企業(yè)

xx軌道環(huán)線區(qū)間隧道工程復合式TBM選型方案編制：審核：批準：中鐵局集團有限公司二О一四年二月二十日PAGE復合式TBM選型方案第一章編制依據(jù)（1）《地下鐵道設計規(guī)范》；（2）《地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范》；（3）《地下防水工程質量驗收規(guī)范》；（4）xx市軌道交通環(huán)線xx站、xx站及區(qū)間隧道工程招標文件和合同文件；（5）xx市軌道交通環(huán)線xx站、xx站及區(qū)間隧道工程地質勘察報告；（6）適用于本合同文件及有關國家、部委及xx市技術規(guī)范、規(guī)程、標準、法規(guī)文件等。第二章工程概況2.1區(qū)間工程概況2.2工程地質2.4招標文件對復合式TBM設備參數(shù)要求2.4.1復合式TBM基本要求根據(jù)xx地質條件，地下區(qū)間所經(jīng)地層主要以巖石為主，局部地段表層存在一定厚度的第四系人工填土和粉質粘土，當區(qū)間采用機械化施工時，要求復合式TBM主要以滿足巖石地段掘進功能為主，中風化巖層地段的掘進功能。2.4.2設備功能要求（1）根據(jù)本工程區(qū)間結構埋深來看，xx橋～xx壩區(qū)間隧道拱頂埋深為17～42m，區(qū)間位于砂質泥巖地層內；xx壩～xx站區(qū)間隧道拱頂埋深為31～46m，區(qū)間位于砂質泥巖地層內；xx～高家花園南橋頭區(qū)間隧道拱頂埋深為19～40m，區(qū)間位于砂巖地層內。（2）根據(jù)勘察單位提供的初步設計地質資料，復合式TBM施工段所經(jīng)地層由上而下依次可分為第四系全新統(tǒng)填土層（Q4ml）、殘坡積層（Q4el+dl）和侏羅系中統(tǒng)上、下沙溪廟組（J2s）沉積巖層。隧道沿線覆土層下部巖層特征明顯，主要為上部砂巖下部砂質泥巖。砂質泥巖單軸飽和抗壓強度約為6.9～13.4MPa不等；砂巖單軸飽和抗壓強度約為36.6～48.5MPa不等；由于巖層傾斜，局部基巖中的裂隙水具承壓性。（3）復合式TBM需根據(jù)各段地質情況配置適合該地層條件的刀盤，使?jié)L壓破巖、切削破巖混合使用，滾刀和齒刀混裝。根據(jù)地層條件，配置的刀盤以滾刀為主，以保證能夠順利掘進破巖。刀盤驅動應能提供足夠的脫困扭矩、反轉功能及過載保護的功能和裝置。（4）根據(jù)本工程的地質條件，充分考慮設備破巖情況，復合式TBM出碴土倉要進一步進行優(yōu)化設計，確保出碴過程中不留“死角”，防止碴土不能順利排出而形成“泥餅”，影響施工進度。（5）復合式TBM需考慮敞開式與土壓平衡式兩者互換結合的掘進模式，預留皮帶機與螺旋機互換結合的出碴模式。（6）在滿足工程工期要求的前提下，如果新購設備不能滿足工期需要，我單位同時對設備進行針對性改造，特別是應對刀盤、刀具等關鍵部件進行重新設計和改造，以便更加有利于掘進。（7）復合式TBM施工采用管片支護，設備應具有管片安裝、豆礫石噴射系統(tǒng)及同步注漿功能，盡早填充管片背后間隙，以控制地面沉降及地下水流失。（8）復合式TBM在本工程的地層條件下應能夠滿足一次性掘進長度接近5km的需要，主軸承使用壽命應不低于10000小時，相應的刀盤、液壓系統(tǒng)、推進系統(tǒng)等設備性能均要滿足要求。（9）復合式TBM應配置添加劑注入系統(tǒng)，如泡沫、膨潤土、聚合物、水等，刀盤采用倒八字形開口，可向刀盤前方、土倉及螺旋機內注入添加劑，改善碴土流塑性，有利于碴土進入土倉。（10）由于砂巖段掘進對刀具、刀盤、螺旋機磨損嚴重，適當向土倉內注入添加劑可保證開挖碴土能夠順利通過螺旋機輸出，盡量減少碴土對設備部件的磨損，同時應對螺旋機的耐磨性設計提出更高的要求，確保其使用壽命。（11）復合式TBM施工段部分段落埋深較大，可能存在承壓水，設備有防“噴涌”發(fā)生的措施。（12）復合式TBM必須配置自動導向系統(tǒng)，隨動鉸接裝置，分區(qū)控制推進油缸，實時指示并控制行進姿態(tài)，可靈活轉彎并實時糾偏，滿足各標段內的線路曲線及縱坡要求，并考慮后續(xù)線網(wǎng)的使用條件。（13）復合式TBM應根據(jù)各段地層情況合理配置刀具，刀具采用背裝式，滿足掘進過程中洞內換刀方便快捷。（14）復合式TBM施工過程中，若圍巖較破碎，對盾殼約束阻力不夠，或者較長時間停機檢修后重新啟動導致刀盤初始扭矩過大時，有可能出現(xiàn)設備自身反轉現(xiàn)象，在盾體上增加6個穩(wěn)定器，以防止設備自身發(fā)生反轉。（15）根據(jù)廣州地鐵及六號線一期工程的施工經(jīng)驗，復合式TBM裝備瓦斯及有毒有害氣體檢測功能，當有害氣體濃度達到預設值時，能自動報警；達到極限值時，應能自動切斷電源，同時啟動應急照明燈和其它應急設備。（16）洞內配備應急發(fā)電機，排水系統(tǒng)要具有各段最長反坡排水的能力配置，滿足反坡排水及在突發(fā)涌水情況下的排水需要。（17）刀具及相關的備品備件等考慮充分，現(xiàn)場備足，一旦出現(xiàn)問題時及時更換，以免影響施工進度。（18）設備應有制冷裝置，使復合式TBM工作區(qū)域的環(huán)境溫度適宜工作，洞內通風能力應滿足施工需要。（19）復合式TBM配備超前地質預報及超前鉆探設備。第三章設備選型及適應性分析3.1設備選型原則及選型依據(jù)復合式TBM的性能及其對地質條件和工程施工特點的適應性是隧洞施工成敗的關鍵。本工程的復合式TBM選型按照性能可靠、技術先進、經(jīng)濟適用相統(tǒng)一的原則，依據(jù)招標文件提供的地質資料，并參考國內外已有復合式TBM工程實例及相關的技術規(guī)范進行。3.2本工程對復合式TBM的功能要求針對本工程具有的長距離、掘進進度指標較高等施工特點，所選的復合式TBM應具有以下主要功能：3.2.1復合式TBM主機⑴刀盤針對本工程不同的地質有良好的開挖能力。⑵刀盤采用無級變頻驅動，轉速應能根據(jù)地層條件變化隨時可調。⑶刀盤設計應能便于檢查刀盤、刀具，且能保證刀具安全快速更換。⑷刀盤設計能滿足人員進入掌子面排除刀盤前方的障礙物。⑸采用17英寸盤型滾刀為主，配置的刀具應有足夠的破巖能力和耐磨損能力。具有足夠的推力、扭矩、功率儲備。⑹主軸承及驅動組件工作壽命不小于10000h，并有可靠的主軸承密封系統(tǒng)。⑺配置的管片安裝機應能高效地運轉，并有足夠的行程，能滿足拆卸盾尾內第二環(huán)管片，能滿足洞內更換兩排盾尾密封刷的需要。管片輸送器能存放3塊管片。管片吊機需有足夠的行程，其移動范圍能覆蓋到管片車正常停放的位置。⑻在中盾頂部180度范圍內能實現(xiàn)超前鉆探和加固的功能并能實現(xiàn)頂部180度工作，以滿足超前地質預報和不良地層處理要求。⑼良好的方向控制能力，滿足掘進方向水平誤差≤±50mm，豎向誤差≤±50mm的控制要求。⑽自動測量導向系統(tǒng)有足夠的精度，能及時顯示復合式TBM主機的方位和姿態(tài)。⑾復合式TBM配置的電氣設備應具有好的防水性能。⑿良好的液壓和潤滑系統(tǒng)。⒀PLC自動控制功能，具有各種掘進參數(shù)顯示功能。⒁數(shù)據(jù)采集處理和故障自動顯示功能。⒂復合式TBM滿足解體洞內回運的要求。3.2.2復合式TBM后配套⑴復合式TBM應急照明、通風、排水設備應具有防爆能力，通風能力與排水能力應能滿足本工程的需要。⑵具有良好的二次通風設備及隧洞主風管的自動延伸機構。⑶良好的出碴運輸系統(tǒng)，做到碴土連續(xù)輸送。⑷完善的材料供應系統(tǒng)及起吊設備，具有足夠的材料儲備空間。⑸風、水、電管路具有自動延伸功能。⑹具備良好的豆礫石噴射和同步注漿能力，滿足復合式TBM最快掘進速度的要求。⑺具有有害氣體（瓦斯監(jiān)測）、消防、通訊、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)。3.2.3復合式TBM整機安全性能好，保證人員及設備的安全；主要部件重量和尺寸滿足公路及隧洞運輸要求。3.3復合式TBM選型的確定用于本工程各區(qū)段施工的復合式TBM充分吸取了盾構機和敞開式硬巖TBM等多種掘進機的優(yōu)點而設計的，它能夠適應較廣范圍的地質條件，既能用于粘結性、砂質泥巖、非粘結性、有水或無水的軟土或硬巖等多種復雜的地層；同時又能保證較高的掘進速度，能有效的控制地表沉降。經(jīng)過采取優(yōu)化的輔助措施，如膨潤土、加泡沫劑、聚合物等，可以在松散的砂、礫地層中穩(wěn)定開挖面，從而確保安全地掘進；為了保證復合式TBM在本工程的各個區(qū)段都具有良好的地質適應性，復合式TBM可以根據(jù)地層的不同特性分別采用不同的掘進模式進行開挖。在不穩(wěn)定的地層中開挖時復合式TBM可以采用土壓平衡模式掘進；在穩(wěn)定性比較好的地層中可以轉換出碴模式，把螺旋機更換為主機皮帶機出碴的敞開模式掘進；根據(jù)實際地層的不同還可以采用半敞開式掘進，并且3種掘進模式可以靈活轉換。對于特殊地層如在含水砂巖或其它地下水比較大的地層中掘進時，可以采用土壓平衡添加泡沫或膨潤土配合施工，保證可靠的防噴止水。通過這幾種工作模式的組合工作，復合式TBM具有了十分完善的功能和先進的技術性能，復合式TBM完全能夠適應本工程的各種地層掘進施工。所以本工程復合式TBM是最佳的選擇。表5-3-1復合式TBM主要參數(shù)表系統(tǒng)名稱項目參數(shù)單位備注復合式TBM型號φ6250mm驅動形式變頻電機驅動開挖直徑φ6280mm總長75.8m主機總長9174mm包括刀盤總重約500t最大推進速度80mm/min最大推進力38773kN34MPa時水平曲線半徑250m鉸接角度1.44°滿足最大縱向坡坡度±50‰設計壓力5bar工作壓力3bar管片內徑φ5400mm外徑φ6000mm厚度300mm寬度1500mm最大重量4.5t每環(huán)數(shù)量3+2+1塊前體外徑φ6250mm不含硬化層前體長度2065mm鋼結構重量44.1t材質Q345B攪拌臂4個隔板噴水孔8個中體外徑φ6240mm長度2795mm鋼結構重量35.6t材質Q345B超前地質鉆探孔孔8個上部180°范圍盾尾外徑φ6230mm長度3803mm鋼結構重量20.3t材質Q690D鋼絲刷密封數(shù)量量3排3排密封刷設計壓壓力4.5bar3排密封刷工作壓壓力3bar注脂點數(shù)量2×6路注漿管路數(shù)量2×4路緊急氣囊密封1道鉸接密封1道鉸接密封設計壓壓力5bar鉸接密封工作壓壓力3bar人艙主艙人數(shù)3個輔助艙人數(shù)2個設定工作壓力3bar測試壓力6bar重量8t推進油缸規(guī)格φ220/1800mm行程2150mm數(shù)量30個四個行程傳感器器分組4組設定工作壓力1115MPa設定工作壓力2230MPa最大推力38773kN設定為34MPPa時鉸接油缸規(guī)格φ160/80mm行程150mm數(shù)量14個分組4組四個行程傳感器器最大工作壓力20MPa總拉力7179kN后配套拖車設備橋1節(jié)拖車數(shù)量6節(jié)刀盤開挖直徑φ6280mm重量約54t旋轉方向正/反攪拌臂4個材質Q345B開口率35%中心刀4把把17英寸雙刃滾刀正滾刀35把17英寸單刃滾刀切刀56把刮刀16把膨潤土注入口2個泡沫注入口7個旋轉接頭泡沫3/DN50道膨潤土注入管道道2/DN50道液壓管道4道刀盤驅動變頻電機6個減速機數(shù)量6個驅動功率1200kW轉速范圍0～5.9r/min額定扭矩4380kN.m脫困扭矩5475kN.m主軸承直徑φ3000mm內密封數(shù)量3道外密封數(shù)量4道通訊系統(tǒng)程控系統(tǒng)1套普通電話1部防爆電話4部聲能電話3部消防系統(tǒng)消防裝置1套管片安裝機類型中心回轉式自由度6個縱向油缸行程2000mm提升油缸行程1200mm旋轉范圍+/-200°擺動角+/-2°仰俯角+/-2.5°提升力120kN最大扭矩150kN.m裝配功率55kW螺旋機類型周邊驅動驅動馬達數(shù)量5組裝配功率200kW內徑φ750mm外徑Φ800mm節(jié)距630mm最大出碴粒徑Φ270×L6000mm速度0～22rpm最大扭矩150kN.m輸送能力275m3/h3/4旋轉方向正/反前閘門數(shù)量1道后閘門數(shù)量1道泡沫口數(shù)量6個膨潤土口數(shù)量3個預留保壓泵接口口有土壓傳感器數(shù)量量2個重量16．97t長度11.34m超前鉆探系統(tǒng)超前鉆機ATLAS18838套超前鉆機配套系系統(tǒng)1套管片輸送小車承載管片數(shù)3縱向輸送行程1760mm管片吊機提升重量3.2×2t行走速度10m/min起吊速度4/1（快/慢慢）m/min行走驅動鏈輪鏈條驅動38.1節(jié)距鏈鏈皮帶機驅動功率37kW輸送速度2.5m/s輸送能力450m3/h皮帶寬度800mm皮帶機長度55m左右齒輪油系統(tǒng)齒輪油泵能力25l/min齒輪油系統(tǒng)壓力力40bar主驅動注油量750L盾尾密封系統(tǒng)盾尾油脂泵能力力14L/min盾尾油脂泵壓力力315bar油脂桶規(guī)格200L油脂用量28kg/環(huán)Condat((WR899)HBW密封系統(tǒng)統(tǒng)HBW油脂泵能能力3.7L/min油脂泵壓力350bar油脂桶規(guī)格200L油脂消耗120ml/minCondat((HBW))主驅動油脂系統(tǒng)統(tǒng)主驅動油脂泵能能力2.7L/min油脂泵壓力315bar油脂桶規(guī)格200L油脂用量100ml/minSHELL(EEP2)同步注漿系統(tǒng)注漿泵數(shù)量2臺2臺泵4個輸出口注漿泵能力12×2m3/h注漿孔數(shù)量4×2個四用四備注漿箱容積6.8m3盾尾注漿管徑72×30×55mm內貼式橢圓式膨潤土注入系統(tǒng)統(tǒng)功率18.5kW擠壓泵能力20m3/h膨潤土箱容積5m3泵壓力1.6MPa盾殼膨潤土功率率7.5kW盾殼膨潤土注入入點12盾殼膨潤土注入入管12盾殼膨潤土箱容容積1.5m3盾殼膨潤土壓力力1.6MPa盾殼膨潤土能力力2～８m3/h擠壓泵工業(yè)空氣及保壓壓系統(tǒng)空壓機數(shù)量2臺空壓機功率2×37kW壓力8bar能力2×6.4m3/min空氣罐1m3泡沫注入系統(tǒng)泡沫水泵能力9m3/h泡沫泵能力5～300L/h儲存箱1m3供排水系統(tǒng)供水能力30～50m3/h排水能力200m3/h揚程30m排水泵功率22kW管路截面DN80mm進水溫度<25℃工作壓力5～8bar通風系統(tǒng)二次管路通徑φ600mm儲存箱數(shù)量2個能力100m主風管直徑Φ1000供配電系統(tǒng)整機裝機容量2800kVA一級進線電壓10kV二級電壓690/4000/2300V變壓器容量2000+8000kVA照明電壓230AC應急照明24/230DC/AC控制電壓24DC電機保護等級IP55功率補償因數(shù)0.9頻率50Hz柴油發(fā)電機75kW高壓電纜截面YJV22-110-3××50mm2液壓油供給系統(tǒng)統(tǒng)液壓油箱容積2800L導向系統(tǒng)ZEDGloobal1套測量精度2s裝機功率刀盤驅動1200kW螺旋機200kW推進75kW管片安裝機55kW注漿30kW輔助泵22kW液壓油箱過濾泵泵11kW控制油泵5.5kW空壓機137kW空壓機237kW膨潤土泵18.5+7..5kW二次風機15kW泡沫水泵11kW增壓泵7.5kW內循環(huán)水泵5.5kW齒輪油泵5.5kW砂漿攪拌5.5kW膨潤土攪拌5.5kW風筒吊機2.2kW盾殼膨潤土攪拌拌12.2kW盾殼膨潤土攪拌拌22.2kW進水水管卷筒1.5kW出水水管卷筒1.5kW泡沫泵0.55kW皮帶機37kW吊機11kW工控系統(tǒng)5kW其他裝備75kW總裝機功率1892.155kW3.4復合式TBM適應性分析及針對性設計3.4.1本標段復合式TBM適應性分析3.4.1.1工程地質條件對復合式TBM的影響根據(jù)設計院提供的勘察資料，在本工程的三個區(qū)段TBM掘進隧道中，區(qū)間隧道穿越的地層較為簡單，基本上以砂質泥巖和砂巖為主，地下水量大小與裂隙發(fā)育程度和裂隙貫通性密切相關，水量一般較小，多呈滴狀和脈狀，動態(tài)不穩(wěn)定，局部基巖中的裂隙水具承壓性。根據(jù)設計院提供的地質縱斷面圖，較大部分地段的巖層產(chǎn)狀比較平緩，與隧道掘進軸線的夾角不大，因此平行于層理方向的圍巖抗壓強度，在進行掘進碎巖參數(shù)及刀具選擇時，應充分考慮巖石強度差異，按砂巖天然抗壓強度最大值的1.5～2.0倍作為刀具選擇的依據(jù)。另外，按照復合式TBM盤形滾刀破巖的巖體處于三向應力狀態(tài)考慮，實際計算輸入的圍巖強度也高于提供的無側限抗壓強度，故從破巖的角度，考慮的圍巖抗壓強度初估在54.9MPa～97MPa左右，但該種考慮與支護強度考慮的圍巖強度沒有內在的聯(lián)系，屬于兩種不同的計算方式。根據(jù)設計院提供的勘察資料，本工程圍巖應屬于開挖后能夠自穩(wěn)或自穩(wěn)時間較長的圍巖，由于大部分地段的埋深在30m～40m之間，以及根據(jù)提供的巖層受構造作用輕微資料，在該地段開挖后圍巖的收斂作用應較輕微。復合式TBM針對不同的地層掘進設計了6個穩(wěn)定器，在盾體摩擦系數(shù)較低時，可以通過穩(wěn)定器獲得更大的扭轉反力。根據(jù)設計院提供的勘察資料，本工程區(qū)間大部分為砂質泥巖地層，在這種地段掘進，復合式TBM配置了性能良好的添加劑系統(tǒng)，可以通過加入添加劑改善掘進情況，確保了不堵倉的情況發(fā)生。3.4.1.2刀具、刀盤的布局對地質的適應性分析1）對硬巖的適應性刀盤上布置了12把中心滾刀，21把正滾刀，每把滾刀可以承受25t的推力，刀具設計的最大硬巖開挖強度為200MPa。本標段內的硬巖單軸抗壓強度大部分在60MPa以下，所以刀盤刀具對于本工程的硬巖是完全適應的。刀盤上焊接的耐磨條及耐磨焊層也是刀盤在硬巖中掘進時的重要保護措施。2）對軟硬交錯地層的適應性刀盤的設計同樣能夠適應軟硬交錯地層的施工。當通過軟硬交錯的地層時，可以根據(jù)地層的實際情況將刀盤上的滾刀和齒刀混裝或全部采用滾刀，配合碴土改良系統(tǒng)，調整刀盤的推力和扭矩參數(shù)，在掘進的過程中注意隨時調整復合式TBM的姿態(tài)。3）刀盤的剛度對地層的適應性刀盤結構設計足夠的剛度和強度，盤體結構在極端情況下發(fā)生局部磨損時仍能保持不發(fā)生變形，同時也為洞內修復提供可能。在加工工藝上采取消除內應力、焊接時加熱保溫、焊縫無損探傷檢查等工藝措施確保刀盤的加工質量，防止產(chǎn)生疲勞裂紋及損壞。同時刀盤具有足夠的耐磨性設計，在面板上堆焊耐磨網(wǎng)格和耐磨塊，磨損修復間隔里程可達到3km以上。4）主軸承、主驅動適應性分析在較硬的地層中掘進，要求掘進的貫入度較小，刀盤轉速高，主驅動配置按照硬巖掘進要求轉速較高的特點進行選型配置，高轉速、大功率。配置的主驅動功率為7×220kW，額定轉速2.616r/min，最高轉速5.9r/min，額定扭矩6770kN.m，脫困扭矩7440kN.m，較一般的土壓平衡盾構配置大大加強。3.4.2長距離的砂巖泥巖層掘進適應性分析3.4.2.1破巖分析根據(jù)設計院提供的資料，本工程巖層抗壓強度在36.6MPa～48.5MPa之間，單純從巖層強度角度來看屬于較堅硬巖。且?guī)r體完整性較好，需完全依靠滾刀壓痕產(chǎn)生的裂紋破裂巖體。由于不能充分利用巖體原有的節(jié)理裂隙破碎巖石，產(chǎn)生和擴展裂紋需要更多的能量，一次滾壓產(chǎn)生的裂紋可能不足以破裂巖石，要第二次滾壓或更多次滾壓才能裂破巖面，因此推進獲得的貫入度不可能很大，根據(jù)同類地質工程案例統(tǒng)計數(shù)據(jù)，約在3～8mm左右。由于貫入度不大，要更小的刀間距才能使相鄰壓痕之間的巖石破碎角貫通從而能夠順利剝裂開挖面。在刀盤設計時，充分考慮刀具的破巖能力，盡可能減小刀間距離、最大可能多布置滾刀，一共布置了4把雙刃中心滾刀、35把單刃滾刀，在相同直徑的硬巖掘進機刀盤中安裝滾刀數(shù)是最多的，破巖能力也是最強的。3.4.2.2刀盤進碴與刀具二次磨損當采用平衡模式掘進時，不能采用主機皮帶機出碴方式時，復合式TBM主機只能采用螺旋機出碴。存留在土倉中的碴土會阻礙刀盤前的碴土進入土倉，同時存留在土倉中的碴土會對轉到底部的刀具有較嚴重的二次磨損及損壞作用。因此在刀盤設計時，盡可能增大刀盤的開口率（開口率達35%），且中心滾刀可及時更換成中心齒刀,使開口率進一步增大，刀盤切削時，切落的碴土能順利進入到土倉內。中心刀盤面板和隔板之間存在相對運動,借助于攪拌棒充分攪拌碴土,不易產(chǎn)生泥餅。在面板上設計防磨損的耐磨網(wǎng)格、焊接耐磨塊等措施防止磨損。復合式TBM預留由螺旋機轉換為主機皮帶機出碴模式的接口，并配備相應的設備及配件，在需要轉換時，能在隧道內快速完成轉換工作投入使用。3.4.2.3主機振動與盾體滾轉復合式TBM在硬巖掘進會產(chǎn)生比土層掘進更強烈的沖擊震動問題。硬巖對盾體的圍裹作用減弱，盾體可能不能從周圍的地層中獲得足夠的摩擦力矩，刀盤扭矩的反作用力矩會使盾體產(chǎn)生滾轉。在復合式TBMM主機設計計時，在前前盾設計增增加了6套液壓油油缸撐靴方方式的穩(wěn)定定器，在硬硬巖掘進時時，巖層不不能給盾體體提供足夠夠的扭轉阻阻力時，將將穩(wěn)定器撐撐出支撐在在徑向開挖挖面上隨盾盾體向前移移動。穩(wěn)定定器與盾體體底部及上上部與開挖挖面的接觸觸點一起形形成一個三三角形支撐撐結構，撐撐靴的油缸缸可以吸收收主機傳來來的振動，同同時對刀盤盤振動形成成半剛性約約束，可有有效減少刀刀盤的振動動。由于增增加了約束束點，增大大了盾體與與開挖面的的摩擦力以以獲得更大大的反扭矩矩，減少盾盾體由于刀刀盤扭矩引引起的滾轉轉速率。刀盤驅動設計為為雙向旋轉轉的，在復復合式TBM發(fā)生較大大扭轉時，可可以通過改改變刀盤旋旋轉方向掘掘進來調整整主機的滾滾轉。3.4.2.4刀盤盤轉速與掘掘進進度由于推進的貫入入度小，刀刀盤需要提提供較高的的轉速才能能獲得需要要的掘進進進度，在保保證刀盤足足夠的驅動動扭矩前提提下，提高高刀盤轉速速勢必加大大主驅動的的功率。在在復合式TBM設計時，已已經(jīng)考慮足足夠大的驅驅動扭矩，復復合式TBM配置的主主驅動功率率為1540kW，額定轉轉速2.6116r/mmin，最高轉轉速可達5.9rr/minn，額定扭扭矩67770kN..m，脫困扭扭矩74440kN..m。完全全能滿足硬硬巖掘進的的要求。3.4.2.5卡盾盾與轉向復合式TBM在在不利地層層中掘進與與在硬巖中中不能從周周圍的地層層中獲得足足夠的摩擦擦力矩相反反，當邊刀刀磨損后不不能及時更更換，或不不排除局部部地段破碎碎巖塊落入入盾體外開開挖空隙時時，會發(fā)生生卡盾現(xiàn)象象。根據(jù)其其他城市施施工案例，在在硬巖掘進進中，當邊邊刀磨損55mm～8mm后，復復合式TBM會出現(xiàn)卡卡盾和轉向向困難的趨趨勢。由于于硬巖地層層幾乎沒有有可壓縮性性，糾偏時時掘進的設設計中線曲曲線半徑有有時并不大大。如果在在350m曲線外側側超挖時就就需要小于于350m曲線的轉轉向半徑才才能糾偏回回到設計軸軸線上。因因此即使隧隧道曲線半半徑較為理理想，復合合式TBM在硬巖里里的轉向問問題也不容容忽視。復合式TBM推推進系統(tǒng)設設計推力儲儲備能力大大，最大推推力達466533kkN,刀盤驅動動具有正反反轉功能，并并且脫困扭扭矩較大，同同時，盾體體圓周預留留有徑向孔孔和超前鉆鉆探孔，可可以通過這這些孔向盾盾體外周加加注潤滑的的添加劑，有有利于盾體體脫困。配配置能力足足夠、性能能良好的膨膨潤土注入入系統(tǒng)，可可有效減少少盾體的摩摩擦阻力，防防止卡盾。根根據(jù)工程案案例統(tǒng)計數(shù)數(shù)據(jù)，盾殼殼外膨潤土土注入可減減少600t～10000t的推阻力力。在小半徑曲線掘掘進時，為為防止復合合式TBM超限后出出現(xiàn)調向困困難，首先先在掘進過過程中，嚴嚴格管理復復合式TBM導向參數(shù)數(shù)的調整，短短距離搬站站和人工復復測，確保保復合式TBM掘進方向向在設計軸軸線控制范范圍內，其其次，在復復合式TBM進入小曲曲線半徑掘掘進前，更更換安裝新新邊刀以便便開挖直徑徑較大，利利于復合式式TBM調向。3.4.2.6刀具具及螺旋機機磨損巖石碴塊對刀具具和螺旋機機的磨損及及損壞作用用強烈。巖巖石碴塊對對螺旋機卡卡困的作用用強烈，螺螺旋機必須須有足夠的的驅動扭矩矩。螺旋機機必須考慮慮在洞內能能夠進行較較大的修理理、修復工工作。復合式TBM在在硬巖掘進進中，通過過添加劑系系統(tǒng)向刀盤盤、螺旋機機同時注入入泡沫劑，以增加碴土的流動性,利于碴土的排出，減小碴土對刀具和螺旋機的磨損，同時也降低了刀具的溫度和螺旋機的扭矩。3.4.2.7管片片上浮原因因分析及防防止措施由于硬巖地層大大多數(shù)地段段幾乎不發(fā)發(fā)生收斂變變形，同步步注漿漿液液在同等的的配比條件件下處于液液態(tài)狀態(tài)時時，致使安安裝后拖出出盾尾的管管片環(huán)產(chǎn)生生上浮，管管片上浮后后不但改變變了隧道中中心位置，同時使盾尾間隙消失管片安裝困難。并易造成尾刷的加速損壞。故將同步注漿改改成吹填豆豆礫石，豆豆礫石能有有效控制管管片沉降量量，在管片片安裝后，對對管片姿態(tài)態(tài)進行連續(xù)續(xù)的監(jiān)測，發(fā)發(fā)現(xiàn)管片上上浮及時采采取措施。在在發(fā)現(xiàn)管片片有上浮趨趨勢或少量量上浮時，采采用從管片片注漿孔補補充注漿對對管片背后后進行進一一步的充填填。在復合合式TBM掘進到達達圍巖變化化處和涌水水較大段前前，提前對對管片壁后后進行二次次補充注漿漿，在涌水水段掘進時時每隔10環(huán)對管片片后補充注注雙液漿固固定管片，防防止管片上上浮。3.4.2.8掘進進過程中防防止螺旋機機噴涌措施施螺旋機中部有6600mmm的長度沒沒有螺旋葉葉片，當碴碴土通過此此段時因堆堆積而形成成土塞，對對防止噴涌涌有一定的的效果。根根據(jù)施工需需要還可以以向螺旋機機內注入膨膨潤土或者者在排水閥閥門處安裝裝雙向排泥泥泵來排水水和防止噴噴涌發(fā)生。螺旋機的后倉門門可以緊急急關閉，在在需要時可可以關閉后后門以處理理噴涌等緊緊急情況。在其它含水地層層采用土壓壓平衡模式式掘進時，擬擬向刀盤面面、土倉內內注入泡沫沫劑，并增增加對螺旋旋輸送機內內注入的膨膨潤土，以以利于螺旋旋輸送機形形成土塞效效應，涌水水較大時，注注入高分子子聚合物防防止噴涌。3.4.3復合式TTBM其他針對對性設計⑴本標段區(qū)間隧道道工程重難難點分析及及復合式TBM的針對性性設計刀盤上布置了44把中心雙雙刃滾刀，35把單刃滾滾刀，每把把滾刀可以以承受25t的推力，刀刀具設計（刀刀盤主要配配備單刃滾滾刀）的破破巖能力為為最大抗壓壓強度200MMPa。本標段段內的硬巖巖單軸抗壓壓強度大部部分在60MPPa以下，所所以刀盤刀刀具對于本本標段的硬硬巖是完全全適應的。刀盤上焊接的耐耐磨條及耐耐磨焊層（復復合鋼板）也也是刀盤在在硬巖中掘掘進時的重重要保證措措施。所有的刀具都可可以在刀盤盤背后安裝裝和拆卸，從從而保證安安全、高效效地更換刀刀具。復合合式TBM在硬巖中中的設計掘掘進速度為為30～80mmm/min，能夠滿滿足本標段段的工期要要求。刀盤開口率大，最最大可達到到35%，刀盤開開口內側擋擋板向內斜斜向布置，當當?shù)侗P在軟軟土中掘進進時，這樣樣的設計有有利于碴土土的流動并并進入土倉倉。刀盤上上設置有88個泡沫注注入口和2個膨潤土土注入口，能能夠充分保保證碴土的的改良效果果。在通過軟土及粘粘性土地段段，還可以以將刀盤上上的部分或或全部滾刀刀更換為正正齒刀，根根據(jù)需要可可以開啟中中心部分的的4個泡沫注注入孔（刀刀盤面板的的碴土改良良口），可可以有效的的防止中心心泥餅的產(chǎn)產(chǎn)生。刀盤的設計同樣樣能夠適應應軟硬交錯錯地層的施施工。當通通過軟硬交交錯的地層層時，可以以根據(jù)地層層的實際情情況將刀盤盤上的滾刀刀和齒刀混混裝或全部部采用滾刀刀，配合碴碴土改良系系統(tǒng)，調整整刀盤的推推力和扭矩矩等參數(shù)，在在掘進的過過程中注意意隨時調整整掘進的姿姿態(tài)。⑵復合式TBM在在保壓工作作系統(tǒng)方面面的的特殊殊設計，可可滿足人員員在帶有氣氣體壓力的的情況下進進入土倉工工作的需要要。本復合合式TBM設計了可可靠的人艙艙工作系統(tǒng)統(tǒng)，包括雙雙供氣系統(tǒng)統(tǒng)、雙通訊訊系統(tǒng)、可可靠的操作作裝置等。⑶復合式TBM設設計充分考考慮了在隧隧道施工中中可能發(fā)生生的各種情情況，具備備了在掘進進施工中開開挖、出碴碴、支護、注注漿、導向向、壓力控控制等過程程所需的全全部功能，包包括開挖系系統(tǒng)、主驅驅動系統(tǒng)、推推進系統(tǒng)、管管片安裝系系統(tǒng)、出碴碴系統(tǒng)、注注漿系統(tǒng)、油油脂系統(tǒng)、液液壓系統(tǒng)、電電氣控制系系統(tǒng)、激光光導向系統(tǒng)統(tǒng)及通風、供供水、供電電系統(tǒng)等。⑷復合式TBM的的難點之一一就是在施施工過程中中某些關鍵鍵部件不易易維修，所所以對復合合式TBM關鍵部件件的設計是是要求百分分之百可靠靠，如主軸軸承、刀盤盤及盾體等等。由于復復合式TBM在施工時時荷載變化化范圍很大大，并且往往往難以得得到準確的的荷載值，所所以復合式式TBM在結構設設計時選取取了較大的的安全系數(shù)數(shù)，各部件件的強度、剛剛度均留有有較大余量量，以滿足足施工特殊殊的荷載要要求。⑸復合式TBM各各部件及液液壓、電氣氣元器件均均采用國際際上的知名名品牌產(chǎn)品品，充分保保證復合式式TBM的各部件件質量可靠靠。其中主主軸承采用用世界最大大的回轉支支承軸承制制造公司德德國（Rothheerrde）公司的的產(chǎn)品，液液壓元器件件主要采用用力士樂公公司、哈威威公司的產(chǎn)產(chǎn)品。電氣氣控制系統(tǒng)統(tǒng)主要采用用西門子公公司的產(chǎn)品品。⑹復合式TBM的的操作設計計充分考慮慮到減輕操操作者的勞勞動強度，提提高操作者者的勞動效效率。司機機在主控室室內可以控控制TBM掘進的絕絕大部分操操作，如啟啟動泵站、推推進、調向向、刀盤操操作、土倉倉壓力控制制、油脂系系統(tǒng)的注入入、螺旋機機的控制等等，復合式式TBM的主要狀狀態(tài)參數(shù)如如各種油壓壓油溫、氣氣壓力、姿姿態(tài)等也直直接反饋到到主控室內內。⑺管片安裝機的操操作采用無無線遙控與與有線操作作的方式，不不但使操作作者能輕松松、高效的的操作，使使注意力更更多地集中中在控制管管片安裝的的質量控制制上，同時時也避免了了操作者使使用有線控控制時在安安裝管片過過程中頻繁繁更換位置置可能帶來來的危險。⑻注漿過程的操作作和參數(shù)控控制全部在在一個操作作面板上完完成，其過過程由PLC自動控制制。⑼復合式TBM上上大量采用用液壓、電電控、導向向等領域的的新技術。其其控制系統(tǒng)統(tǒng)的底端全全部由PLC可編程控控制器直接接控制，上上端由上位位機進行總總體控制。復復合式TBM還可以通通過網(wǎng)絡系系統(tǒng)由洞外外技術部門門或TBM廠家進行行遠程監(jiān)控控、調試及及控制。復復合式TBM的數(shù)據(jù)采采集系統(tǒng)可可以記錄TBM操作全過過程的所有有參數(shù)。液液壓系統(tǒng)的的推進系統(tǒng)統(tǒng)、螺旋機機系統(tǒng)及管管片安裝系系統(tǒng)大量采采用比例控控制、恒壓壓控制、功功率限止等等先進的液液壓控制技技術。⑽復合式TBM充充分考慮了了對施工環(huán)環(huán)境的保護護復合式TBM的的土壓平衡衡模式可以以有效的穩(wěn)穩(wěn)定開挖面面地層，并并通過同步步注漿可以以很好地控控制地表隆隆陷，避免免地層過多多失水，從從而能夠保保證地面環(huán)環(huán)境、地面面建筑物不不受隧道施施工的影響響。復合式TBM使使用的主軸軸承密封油油脂、盾尾尾密封油脂脂均具有生生物可降解解性、無毒毒無殘留，泡泡沫劑在使使用后的一一天內即可可自行分解解，屬于綠綠色環(huán)保材材料。第四章復合式TBM參參數(shù)計算4.1計算依據(jù)據(jù)及方法（1）招標文件、工程程勘察報告告、設計圖圖紙、地鐵鐵隧道設計計（施工）規(guī)規(guī)范及相關關標準；（2）試驗統(tǒng)計數(shù)據(jù)；；實際工程程案例統(tǒng)計計數(shù)據(jù)；（3）國內外復合式TTBM制造廠商商提供的計計算方法和和實例。4.2復合式TTBM參數(shù)的計計算4.2.1復合合式TBM掘進速度度計算4.2.1.1復合式TBM主要設計計參數(shù)見表表4-2-11表4-2-1復復合式TBM主要設計計參數(shù)序號項目單位設計值備注1最大推進速度mm/min80mm2最大推力kN46533工作壓力35MMPa3刀盤轉速r/min0～5.94刀盤額定扭矩kN.m6770額定轉速2.6616rppm5刀盤最大開挖直直徑mm68606刀盤脫困扭矩kN.m74407螺旋機輸出量m3/h450按3/4充滿率8皮帶機輸出量m3/h4509每環(huán)管片安裝時時間min35熟練時10螺旋機驅動功率率kW25011主驅動變頻電機機功率kW15406×200kWW12管片安裝機功率率kW5513皮帶機功率kW3714空壓機功率kW1102×55kWW4.2.1.2刀盤切削削推進速度度由V=h×rr其中：V刀盤切削削推進速度度（mm/mmin）h貫入度度（mm）根據(jù)xxx地區(qū)復合合式TBM的施工經(jīng)驗驗，掘進貫貫入度為6～10mmm，取8mmmr刀盤轉轉速（r/miin）當巖體體抗壓強度度為48MPa時，刀盤盤切削阻力力矩為1176kN..m，取刀盤盤轉速為4r/mmin，在此轉轉速下刀盤盤能夠提供供的扭矩為為28644kN.m，實際扭扭矩儲備系系數(shù)為2.18，故刀盤盤有能力實實現(xiàn)貫入度度為8mmm時4r/mmin的轉速。得：V=h×rr=88×4==32mm//min→→46.88min//環(huán)--（式1）4.2.1.3螺旋機輸輸出能力計計算由W=R2××π×B×Κ其中：W為每環(huán)理理論的松方方量（m3）RR刀盤最大大開挖半徑徑（3.43m）BB管片寬度度（1.55m/環(huán)）KK松方系數(shù)取1.5得W=R2××π×B×Κ=3..432×π×1.55×1.55=81..7m3（式2）由（式1）得知知，每環(huán)的的掘進時間間為46.88min，經(jīng)推算算，螺旋機機在46.88min內的輸碴碴能力為275×446.8//60==2144.5m33＞81.7m3，滿足最最快掘進出出碴要求。4.2.1.4皮帶輸送送機能力計計算皮帶機在46..8minn內的輸碴碴能力為450×446.8//60==3511（m3）＞81.7m3滿足最最快掘進出出碴需要。4.2.1.5每月掘進進速度計算算每環(huán)掘進及安裝裝管片總時時間為46.88min++30minn=76..8minn11.28hh每天按照有效掘掘進時間220h計算，則則每天掘進進24/1..28=115.625環(huán)233.43755m。每月按照有效工工作天數(shù)25天計算，則則每月掘進進23.44375××25==5855.9m＞331.3m（工期進進度要求平平均每天11m），滿足工工期需要。4.2.2盾體體結構強度度計算4.2.2.1類比計算算由于盾體外部的的地層荷載載計算中不不確定因素素較多，直直接并簡單單的類比法法反而較可可靠，故提提供復合式式TBM盾體結構構強度按類類比法的比比較計算。計算項目本工程區(qū)間隧道道工程xx6號線二期期區(qū)間隧道道工程備注地質概況砂巖及砂質泥巖巖，巖體完完整性較好好，裂隙不不發(fā)育，最最大埋深47m，最大抗抗壓強度448.5MMPa。地下水水量小。砂巖及砂質泥巖巖，巖體完完整性較好好，裂隙不不發(fā)育，最最大埋深1100.22m，最大大抗壓強度度36MPPa。地下水水量小。掘進機類型復合式TBM復合式TBM開挖直徑6860mm6280mm前盾殼體厚度50mm60mmQ345板前盾隔板厚度50mm60mmQ345板中盾殼體厚度50mm40mmQ345板尾盾殼體厚度35mm（設有環(huán)環(huán)向加強筋筋厚度500mm，盾盾體材料為為690板）25mm（設有有環(huán)向加強強筋厚度550mm，盾盾體材料為為690板）從上表類類比，復合合式TBM盾體強度度可滿足本本標段最高高外土壓力力要求。4.3復合式TTBM推力的計計算在本工程各段地地層中，最最大埋深位位于xx壩站～～xx站區(qū)間間，故在此此地段整機機需要的推推力最大，復復合式TBM按照在該該地段土壓壓平衡模式式掘進推力力計算，若若該地段推推力滿足，則則其他地段段也應滿足足。復合式TBM的的總推力根根據(jù)各種推推進阻力的的總和及所所需的富余余量決定，通通?？紤]的的推進阻力力有盾體的的摩擦力、作作用在刀具具上的阻力力、開挖面面的平衡壓壓力、盾尾尾與管片及及盾尾密封封刷間的摩摩擦力、后后配套的拖拖拉力等。這這些推進阻阻力根據(jù)地地層情況和和復合式TBM的尺寸參參數(shù)計算如如下：4.3.1盾體的的摩擦力對于中風化砂巖巖地層，盾盾體與地層層間的摩擦擦阻力由公公式（1）計算F1=π×D×L×μ11×（P1v+PP2v+PP3v+PP4v）/4（1）其中：D——復合式TBM直直徑（6.86m）L——盾體長度（8..54m）——盾體與地層間的的摩擦系數(shù)數(shù)，根據(jù)設設計院提供供的資料取取0.4，當盾體體與地層間間采取潤滑滑措施時可可以降到0.1～0.2，此處仍仍取0.4。P1v頂部外土土壓強，按按照設計院院提供的砂砂巖內摩擦擦角42..56°考慮，圍圍巖堅實系系數(shù)應為0.6，按照自自然拱高度度【h=R//f其中R開挖半徑徑，f堅實系數(shù)數(shù)】5.7m，砂巖重度24.9kN/mm3計算應為為128..5kNN/m22。P2v底部外土土壓強，按按照主機總總重30000kN，投影面面積6.82×8.544=52.229m2計算，主主機給底部部的壓強為為57.337kNN，加上頂頂部壓強，應應為181..87kkN/m2P3v、P4v左右側壓壓強，按照照崩壞拱高高度19..8m，側側壓力系數(shù)數(shù)0.3計算，應應為152..8kNN/m22故F1=3.14×66.28××8.2××0.455×(1228.5++181..87+1152.88+1522.8)/4=1112055kN4.3.2刀具具上的推力力刀盤上共布置443個滾刀刀刀刃（4把雙刃中中心滾刀，35把單刃滾滾刀），切切刀56把，刮刀16把，由于于平衡模式式滾刀換裝裝正齒刀，其其伸出刀盤盤面板量大大于切刮刀刀，僅考慮慮正齒刀推推力，北碚碚段砂巖抗抗壓強度3MPa，正齒刀刀按照寬度度60mmm，長度1550mm計計算，每把把正齒刀推推力為27kN。F2=43×27==11611kN4.3.3盾尾尾與管片間間的摩擦力力盾尾與管片間的的摩擦力由由公式（2）計算（2）式中:——盾尾內管片的環(huán)環(huán)數(shù)，取1.5環(huán)；Ws——1環(huán)管片的重量，取161kN；——管片與盾尾間的的摩擦系數(shù)數(shù)，取0.15；D0——管片外徑6m；；——盾尾刷的長度00.9m;;——尾刷內油脂壓力力300bbar；F3=1.5×1661×0..15+33.14××6×0..9×3000×0..15=7799.22kN4.3.4后配配套拖車的的拖拉力后配套的拖拉力力暫按750kN考慮F4=750kNN4.3.5開挖挖面的支撐撐壓力開挖面的支撐壓壓力按公式式（3）計算，對對于土壓平平衡復合式式TBM計算算公式如下下(3))式中Ps——設計掘進土壓，此此處取200kkPaF5=3.14×66.2822×2000/4=66191kkN4.3.6整機機總推進阻阻力F=F1+F22+F3+F4+F5=111205++11611+7999.2+7750+66191=201106.22kN復合式TBM最最大推力387773kN＞201006.2kkN，儲備系系數(shù)為1.9，滿足。4.4復合式TTBM刀盤扭矩矩的計算本標段段在軟巖掘掘進刀盤的的切削扭矩矩最大，在在北碚段軟軟泥巖中采采用平衡模模式掘進時時刀盤的切切削力不大大于700kkN.m，但攪拌拌力矩有可可能很大甚甚至堵轉。此此時應加強強碴土改良良解決刀盤盤扭矩過大大問題，但但攪拌力矩矩難以計算算。故本投投標書僅進進行硬巖滾滾刀切削計計算。由M＝0.5R×b××Rc×sinn2{coss－1【（R－h(huán)）/R】}×nn×0.66×R′×μ×10－6/μ1式中：R滾刀半徑徑（mm）b刀刃寬度度（mm）Rc巖石石抗壓強度度（MPa）n滾刀數(shù)量量R′刀盤開開挖半徑（mm）μ其他摩擦擦阻力矩修修正系數(shù)μ1機械傳傳動效率h貫入度（mm）M刀盤純純切削扭矩矩（kN.m）得如表4-4--1中不同貫貫入度刀盤盤扭矩計算算值表4-4-1不同同貫入度刀刀盤扭矩計計算值計算條件：巖石石強度60MPPa、17＂新刀、平平刃口寬度度20mmm、43把刀、開開挖直徑66280mmm、機械械效率0.9、根據(jù)工工程案例統(tǒng)統(tǒng)計的其他他摩擦阻力力矩修正系系數(shù)1.35。貫入度刀盤所需扭矩2轉3轉4轉5轉速度/功率速度/功率速度/功率速度/功率3447kN.mm0.36m/11030.54m/11550.72m/22070.9m/25584593kN.mm0.48m/11370.72m/22070.96m/22751.2m/34445740kN.mm0.6m/17710.9m/25581.2m/34431.5m/42296887kN.mm0.72m/22051.08m/33091.44m/44121.8m/511571031kN..m0.84m/22391.26m/33591.68m/44772.1m/599881176kN..m0.96m/22731.44m/44101.92m/55462.4m/688391320kN..m1.08m/33061.62m/44612.16m/66132.8m/7667101465kN..m1.2m/33391.8m/51112.4m/68803.0m/85504.5復合式TTBM功率的計計算（僅考考慮主驅動動功率）根據(jù)國外硬巖TTBM在同類項項目的實際際掘進參數(shù)數(shù)及提供的的主驅動參參數(shù)進行比比較，主驅驅動提供的的扭矩及功功率應為刀刀盤實際阻阻力矩的1.3～1.6倍，按照1.48取值，則則復合式TBM的主驅動動參數(shù)見表表4-5-1。表4-5-1復合合式TBM的主驅動動參數(shù)表計算條件：巖石石強度60MPPa、17＂新刀、平平刃口寬度度20mmm、43把刀、開開挖直徑66280mmm、機械械效率0.9、安全系系數(shù)1.488貫入度主驅動應提供的的扭矩2轉3轉4轉5轉速度/功率速度/功率速度/功率速度/功率3738kN.mm0.36m/11700.54m/22550.72m/33420.9m/42254978kN.mm0.48m/22260.72m/33420.96m/44541.2m/566851221kN..m0.6m/28820.9m/42261.2m/56661.5m/700361463kN..m0.72m/33381.08m/55091.44m/66801.8m/855071701kN..m0.84m/33941.26m/55921.68m/77872.1m/988781940kN..m0.96m/44501.44m/66771.92m/99002.4m/1112792178kN..m1.08m/55041.62m/77612.16m/110112.8m/12266102417kN..m1.2m/55591.8m/84432.4m/111223.0m/14403配置的復合式TTBM主驅動功功率為12000kW，額定轉轉速2.6116r/mmin，最高轉轉速5.9rr/minn，額定扭扭矩43800kN.mm，脫困扭扭矩54755kN.mm。當轉速為5轉時時，主驅動動扭矩為20633kN..m時，對照照上表，此此時能夠達達到的貫入入度為8mmm，對應應的實際功功率為11277kW。4.6同步注漿漿能力的計計算4.6.1注漿漿量計算計算公式：式中：Ds——開挖直徑徑62800mm；DD0——管片外徑徑60000mm；VV——取掘進速速度80mmm/miin；A——滲透率取1.22；(砂巖泥巖巖地層)設備配置泵能力力為2×122＝24＞15.555,滿足使用用要求。4.6.2砂漿漿罐容量計計算計算公式：式中：Ds———開挖直徑徑62800mm；D00——管片外徑徑60000mm；LL——管片長度度1.5mm；A——滲透率(砂巖泥巖巖地層取1.2)。砂漿罐的容積取取標準設計計6m3＞4.866m3，滿足使使用要求。4.7主軸承計算——軸向載載荷———徑向載荷荷——傾覆力矩矩——扭矩通過以上主軸承承相關載荷荷計算，主主軸承額定定壽命達365555h＞100000h，滿足要要求。第五章復合式TBM主主要部件功功能描述5.1復合式TTBM主機復合式TBM采采用最安全全、最可靠靠、最先進進的技術設設計。復合合式TBM主機主要要由刀盤、主主軸承及驅驅動組件、前前盾、中盾盾、盾尾、螺螺旋機、及及其輔助設設備組成。復復合式TBM主機結構構見圖4--1-1。圖5-1-1復合式TBM主機結構圖圖5-1-1復合式TBM主機結構圖5.1.1復合合式TBM刀盤刀盤針對本工程程地質條件件設計，為為封閉面板板式箱型結結構，盤型型滾刀采用用背裝式，刀刀具更換在在刀盤背后后進行，保保證了換刀刀的人員安安全。刀盤盤與刀具均均采用很好好的耐磨設設計，以保保證刀盤在在硬巖或砂砂巖掘進時時的耐磨性性能。為防防止刀盤開開裂，在制制造過程中中，通過有有效的工藝藝控制，如如消除應力力、探傷、焊焊接保溫措措施等保證證制造質量量，確保使使用安全。刀盤開挖直徑為為6860mm，刀盤上上配置安裝裝中心滾刀刀、正滾刀刀、切刀、刮刮刀等各類類型刀具，刀刀具根據(jù)地地質條件進進行合理的的選型和配配置。刀盤盤面板設直直徑6000mm人孔2個，作業(yè)業(yè)人員可以以通過人孔孔進入刀盤盤前面，排排除刀盤前前面的障礙礙物或檢查查。復合式式TBM刀盤結構構見圖4--1-2。圖5-1-2刀盤結構圖圖5-1-2刀盤結構圖5.1.2刀盤盤驅動系統(tǒng)統(tǒng)刀盤驅動方式為為變頻驅動動，配置功功率為12000kW（6個200kkW變頻電機機驅動，電電壓等級為為690VV），額定轉轉速2.6116rpmm，最高轉轉速5.9rrpm，額定扭扭矩43800kN.mm，脫困扭扭矩54755kN.mm，刀盤可可以雙向旋旋轉。刀盤轉速可以根根據(jù)不同的的地質條件件和由PLC控制系統(tǒng)統(tǒng)支持的驅驅動模式而而相應改變變。其基本本原理是：：限制最大大推力，控控制掘進速速度，具體體如下：⑴如果推力達到最最大值，掘掘進速度會會自動減小小。.⑵如果推力下降了了一定數(shù)值值，PLC就會發(fā)出出提高掘進進速度的信信號。⑶當主司機經(jīng)過核核查認為掌掌子面地質質條件均勻勻、允許增增速，確認認后其便可可提高掘進進速度。⑷如果扭矩和掘進進速度變化化很大，PLC將會自動動改變刀盤盤轉速。⑸如果地質條件變變好了，主主司機可將將運行模式式改為全速速模式。⑹在檢查刀盤或更更換刀具的的時候，刀刀盤驅動可可由一個位位于刀盤后后的控制板板來直接操操作。此時時，出于安安全考慮，應應停止TBM的其他任任何操作。刀刀盤驅動系系統(tǒng)的設計計留有最大大的安全儲儲備。5.1.3復合合式TBM主軸承主軸承采用大直直徑、高承承載力、長長壽命的三三軸式設計計，軸承內內圈帶有內內齒圈。雙雙軸承支座座驅動小齒齒輪與內齒齒圈嚙合，支支承穩(wěn)固的的驅動齒輪輪可最大限限度地減小小齒輪的磨磨損，主軸軸承與大齒齒圈設計壽壽命均超過過100000h。驅動小小齒輪和減減速器、變變頻電機連連于一體，結結構緊湊,驅動結構構見圖4--1-3。圖5-1-3刀盤驅動示意圖圖5-1-3刀盤驅動示意圖5.1.4主軸軸承密封主軸承密封包括括外密封和和內密封兩兩套密封系系統(tǒng)。內外外密封系統(tǒng)統(tǒng)均由帶有有迷宮環(huán)的的三道唇形形密封組成成，前兩道道密封防止止雜物進入入主軸承和和齒輪腔內內（第一道道密封為油油脂潤滑密密封，第二二道密封用用來控制泄泄漏），第第三道唇形形密封可以以防止主軸軸承潤滑油油的流失。主主軸承內密密封見圖44-1-44。圖5-1-4主軸承內密封示意圖圖5-1-4主軸承內密封示意圖5.1.5主驅驅動潤滑主軸承和驅動裝裝置采用強強制式循環(huán)環(huán)系統(tǒng)進行行潤滑，潤潤滑系統(tǒng)與與主驅動連連鎖，并先先于主驅動動啟動，當當潤滑系統(tǒng)統(tǒng)出現(xiàn)故障障不能啟動動或停止運運行時，刀刀盤將無法法轉動，以以確保主軸軸承的安全全。主軸承承潤滑油與與齒輪箱潤潤滑油的循循環(huán)管路相相互隔離，以以防止齒輪輪磨損的顆顆粒進入主主軸承。所所有潤滑油油液均流入入驅動部件件的油槽底底部，過濾濾后被泵送送到循環(huán)系系統(tǒng)中。循循環(huán)系統(tǒng)中中設置有傳傳感器以監(jiān)監(jiān)測潤滑油油的壓力、流流量和溫度度。5.1.6復合合式TBM前盾前盾又稱切口環(huán)環(huán)，其外直直徑62550mm，長長度20665mm，盾盾殼厚度660mm。它它里面裝有有支撐主軸軸承、主驅驅動和螺旋旋機的鋼結結構。壓力力隔板將前前體的土倉倉和主艙分分離開來。隔隔板上面的的門可以讓讓作業(yè)人員員進出土倉倉進行保養(yǎng)養(yǎng)、檢查以以及刀具更更換工作。此此外，隔板板上開有一一定數(shù)量的的功能口，可可以作為碴碴土改良材材料的注入入口以及作作為壓力作作業(yè)修理時時輸電線的的接線盒接接頭。水、膨膨潤土或泡泡沫被輸送送至土倉，通通過焊接在在刀盤上的的4個攪拌棒棒使土倉內內的碴土充充分攪拌。在在保養(yǎng)和修修理時，螺螺旋機的縮縮回后，通通過液壓系系統(tǒng)關閉前前艙門，從從而關閉螺螺旋機的進進碴口，保保證安全。前盾在前部切口口環(huán)外周邊邊堆焊5mmm厚的耐耐磨層，以以增加耐磨磨性。為了了改善碴土土的流動性性，土壓艙艙內隔墻上上設有4個固定攪攪拌棒，在在刀盤旋轉轉時，帶動動的碴土就就會被這4個攪拌棒棒攪拌，增增加碴土攪攪拌性。其其中兩個攪攪拌棒注泡泡沫，另兩兩個注膨潤潤土，攪拌拌棒有效攪攪拌長度5550mmm，攪拌棒棒中間有一一個Φ50mmm材料注入入通孔，攪攪拌棒表面面用耐磨焊焊條網(wǎng)狀堆堆焊，增加加耐磨性。人閘內部壓力隔隔板上部設設有Φ600mmm前艙門門孔和一個個前艙門。工工作人員通通過前艙門門進入土倉倉檢查更換換刀具及處處理艙內問問題。土倉內上下左右右配置了5個具有高高靈敏度的的壓力傳感感器，通過過自動土壓壓系統(tǒng)中的的PLC能將土倉倉內的土壓壓傳送到主主控室內的的顯示屏顯顯示，并且且能自動地地與設定土土壓進行比比較，調節(jié)節(jié)螺旋機的的轉速，土土壓過高過過低都會報報警，操作作人員能很很好地控制制土壓平衡衡，減少地地面沉降。前前盾結構示示意圖見圖圖4-1--5。圖5-1-5前盾結構示意圖圖5-1-5前盾結構示意圖5.1.7復合合式TBM中盾及超超前鉆探設設備中盾又稱支撐環(huán)環(huán)，直徑為為62400mm，半半徑方向比比前盾小55mm，中中盾長度為為27955mm，盾盾殼厚度為為40mmm。中盾與與前盾通過過高強度螺螺栓聯(lián)接，中中盾和盾尾尾之間采用用鉸接油缸缸聯(lián)接，中中盾和尾盾盾之間設計計有兩道密密封，一道道橡膠圈密密封，一道道緊急氣囊囊密封。在在橡膠密封封之間設置置擋環(huán)，端端部設置壓壓緊塊，鉸鉸接部位設設有三種注注入口，分分別注入油油脂、聚氨氨酯（緊急急時注入）、壓壓縮空氣（緊緊急氣囊）。圖5-1-5超前鉆探設備示意圖沿中盾盾殼圓周周上半部180°設計8個超前注注漿孔，可可對地質進進行超前鉆鉆探，注漿漿加固。超超前鉆探設設備示意圖圖見圖4--1-5。圖5-1-5超前鉆探設備示意圖5.1.8復合合式TBM尾盾盾尾由鉸接密封封環(huán)和殼體體組成，殼殼體直徑66230mmm，半徑徑方向比中中盾小5mmm，盾尾尾長度38803mmm，殼體厚厚度25mmm。所有有管片背后后注漿及盾盾尾油脂管管路都布置置在盾殼內內側。為了了增強盾殼殼的剛度，內內置加強筋筋板。相對對于其它將將管路嵌入入殼體內的的設計，這這種設計增增強了盾殼殼的承載能能力；相對對于其它將將管路外置置于殼體外外的設計，這這種設計可可減少盾體體前進阻力力及減少始始發(fā)通過洞洞門時對洞洞門密封的的阻力。每每根注漿管管分為兩段段對接布置置，利于管管路保護、清清洗、維修修和更換。注注漿管共8根，其中4根備用。盾盾尾油脂管管數(shù)量12根通向兩兩個尾刷密密封室。尾刷密封由三排排焊接在殼殼體上的密密封刷組成成，防止注注漿材料和和水漏進盾盾體內部，在在土壓平衡衡時還有保保持其各自自壓力的作作用。三排排密封刷組組形成兩個個環(huán)形空間間，中間密密封腔室一一直充滿油油脂，盾尾尾油脂由后后配套上的的油脂泵泵泵送注入，每每個環(huán)形密密封腔空間間各由6根油脂管管注入，可可承受6bar以上工作作壓力。設計盾尾間隙為為30mmm，滿足安安裝管片及及調向要求求。在施工工當中，盾盾尾可能發(fā)發(fā)生變形，在在曲線段掘掘進，盾尾尾空隙可能能不等。盾盾尾變形或或調向時，即即使盾尾間間隙達到設設計值的2倍時，盾盾尾密封也也能承受注注漿壓力和和地下水壓壓力。采用用的盾尾密密封具有良良好的彈性性，盾尾密密封由彈性性鋼板保護護。圖5-1-6盾尾密封示意圖盾尾尾部有一排排止?jié){板（鋼鋼板束）和和密封刷組組成盾尾密密封系統(tǒng)。耐耐磨鋼板制制成的止?jié){漿板可以防防止砂漿填填充到盾體體前部，也也可以防止止盾體前部部的泥漿影影響注漿效效果，盾尾尾結構及密密封形式見見圖4-11-6。圖5-1-6盾尾密封示意圖5.1.9復合合式TBM穩(wěn)定器盾體圓周上設置置6個油缸撐撐靴方式的的穩(wěn)定器，在在硬巖掘進進時，巖層層不能給盾盾體提供足足夠的扭轉轉阻力時，就就要將穩(wěn)定定器伸出支支撐在徑向向開挖面上上隨盾體向向前移動。穩(wěn)穩(wěn)定器與盾盾體底部與與開挖面的的接觸點一一起形成三三角形支撐撐結構，撐撐靴的油缸缸可以吸收收主機傳來來的振動，對對刀盤振動動形成半剛剛性約束，可可有效減少少刀盤的振振動。同時時由于增加加了約束點點，增大了了盾體與開開挖面的摩摩擦力以獲獲得更大的的反扭矩，減減少盾體由由于刀盤扭扭矩引起的的滾轉速率率。當復合合式TBM遇到較軟軟地層時，盾盾體獲得足足夠摩擦力力時可將穩(wěn)穩(wěn)定器撐靴靴縮回。穩(wěn)穩(wěn)定器結構構示意圖見見圖5-1-7。圖5-1-7穩(wěn)定器結構示意圖圖5-1-7穩(wěn)定器結構示意圖5.1.10復復合式TBM推進系統(tǒng)統(tǒng)根據(jù)管管片形式及及規(guī)格，推推進油缸采采用10對雙缸、10個單缸均均布，考慮慮掘進調向向可操作性性，將油缸缸分成四組組（A/B//C/D）。每組組油缸的液液壓系統(tǒng)采采用獨立的的壓力、流流量控制。通通過調整每每組油缸的的不同壓力力和流量來來對復合式式TBM進行糾偏偏和調向。推推進油缸行行程為21150mmm。具備安安裝寬度1.5m的管片能能力。在掘進進的過程中中，推進油油缸的后端端靴板頂在在已經(jīng)安裝裝好的管片片上以提供供TBM前進的反反力，通過過調整每組組油缸的不不同推進速速度來對復復合式TBM進行糾偏偏和調向。為為了保證調調向的可靠靠性，需對對復合式TBM姿態(tài)調整整油缸行程程變化進行行監(jiān)控，為為此每組油油缸均安裝裝了一個內內置式行程程傳感器。通通過這四根根均布的帶帶傳感器的的油缸行程程顯示，可可以判斷此此時復合式式TBM掘進姿態(tài)態(tài)。一般四四個油缸行行程差不大大于1200mm，若若推進油缸缸行程差超超過1200mm時，就就要采取安安裝楔形管管片（轉彎彎環(huán)）來進進行調整油油缸行程，否否則，容易易造成調向向困難、后后部管片受受力不均，造造成管片破破裂等不良良影響。5.1.11復復合式TBM鉸接系統(tǒng)統(tǒng)鉸接油油缸的主要要作用就是是在掘進過過程中，拖拖動盾尾向向前移動，屬屬于被動鉸鉸接，鉸接接油缸的布布置主要考考慮結構上上合理，通通過鉸接油油缸的行程程變化適應應復合式TBM轉彎要求求。根據(jù)復復合式TBM的最小極極限2500m轉彎半半徑及復合合式TBM結構設計計參數(shù)并確確保鉸接密密封系統(tǒng)能能夠正常工工作，經(jīng)校校核確定鉸鉸接油缸圓圓周布置14根，分4組控制，最最大工作壓壓力20MPPa，最大拉拉力71799kN,有效行程程為1500mm，該該行程可以以滿足復合合式TBM最小極限限250mm轉彎半徑徑要求，。由于復合式TBBM設計上采采用被動鉸鉸接形式，在在轉彎段掘掘進時，要要求盾尾也也隨著復合合式TBM做出相應應調整，由由于要求調調整的幅度度不宜過大大和過小，在在四個不同同位置的鉸鉸接油缸配配置了內置置位移傳感感器，用來來監(jiān)測圓周周方向不同同位置的變變化情況。以以便于TBM操作主司司機及時調調整盾尾姿姿態(tài)，保證證復合式TBM在轉彎時時，確保鉸鉸接處密封封完好，以以及確保盾盾尾與已經(jīng)經(jīng)安裝好的的管片之間間的空隙（盾盾尾間隙）的的均勻性，防防止管片被被盾尾擠破破，也利于于復合式TBM掘進調向向。5.1.12復復合式TBM管片拼裝裝機拼裝機機安裝為軸軸線中心回回轉式，采采用液壓驅驅動，機械械液壓抓舉舉，由平移移機構、回回轉機構、舉舉升機構、舉舉重鉗、管管路支架、工工作平臺等等組成，具具有6個自由度度，可以實實現(xiàn)鎖緊、平平移、回轉轉、升降、仰仰俯、橫搖搖和偏轉七七種動作。管片拼拼裝機系統(tǒng)統(tǒng)的所有動動作都是比比例控制的的，充足的的動力儲備備使操作更更迅速、更更準確?；剞D機機構具有常常閉制動功功能，角度度限位開關關，確?；鼗剞D角不超超限，保證證安裝操作作的安全。管片抓抓舉采用機機械式，抓抓緊狀態(tài)檢檢測采用壓壓力繼電器器檢測，動動作可靠，具具有聯(lián)鎖功功能。安裝裝機的操作作控制采用用有線和無無線遙控模模式，操作作方便、安安全。管片拼拼裝機有足足夠的縱向向平移行程程（20000mm設設計）滿足足拆除最后后一環(huán)管片片以更換前前兩道盾尾尾刷的要求求。管片拼拼裝機上留留有超前鉆鉆機安裝接接口。在需需要使用超超前鉆機時時，安裝專專用的鉆機機安裝架，就就可以安裝裝超前鉆機機進行施鉆鉆作業(yè)。由由于安裝機機抓舉頭的的6個自由度度以及能沿沿軸線方向向移動和圓圓周旋轉的的功能，完完全能滿足足超前施鉆鉆的定位需需要。同時時，還可以以在安裝機機抓舉頭安安裝一個特特殊的吊刀刀支架，通通過這個專專用的刀架架能夠把刀刀具很方便便從隧道底底部運送到到人艙內部部，也能從人艙艙內將換下下的刀具很很方便轉運運到隧道底底部，這樣樣在更換刀刀具作業(yè)中中，刀具運運送非常安安全方便。管管片安裝機機結構示意意圖見圖55-1-8。圖5-1-8管片安裝機結構示意圖圖5-1-8管片安裝機結構示意圖5.1.13管管片輸送小小車管片輸送小車由由液壓油缸缸控制，能能使放置在在上面的管管片實現(xiàn)升升降和縱向向移動。管管片輸送小小車放置于于尾盾內已已安裝好的的管片上并并由鐵鏈連連接到中盾盾由復合式式TBM中盾拖拉拉同步前移移，管片輸輸送小車能能存儲3塊管片。5.1.14復復合式TBM螺旋機螺旋機采用對止止水性更為為有利的有有軸螺旋機機，最大通通過粒徑為為Φ270mmm，螺旋旋機筒體內內徑7500mm，3/4充滿率時時出碴能力力為2400m3/h.復合式TBM的的設計充分分考慮了TBM在含水砂砂巖掘進時時的防噴涌涌功能。首首先復合式式TBM的螺旋機機中間有一一段沒有螺螺旋葉片，當當碴土經(jīng)過過這一段時時可以形成成有效的土土塞效應，對對于地下水水壓力不太太高的地層層可以起到到一定的防防噴涌作用用。螺旋機機的后出料料門可以根根據(jù)需要隨隨時關閉。設有土壓傳感器器2個，碴土土改良口8個，觀察察窗3個。本工程標段地層層為完整性性良好的巖巖層，刀盤盤切削的塊塊狀片狀碴碴土的粒徑徑極大部分分不大于刀刀間距尺寸寸，為了在在敞開掘進進狀態(tài)下提提高輸送效效率，配置置軸式葉片片，可在筒筒體內形成成半封閉結結構利于輸輸送松散碴碴土。為了將土倉的碴碴土盡可能能徹底送出出，螺旋機機葉片軸緊緊貼前盾切切口底部內內圓表面布布置（復合合式TBM螺旋機葉葉片軸略微微離開切口口底部內圓圓表面）。耐磨設計的主要要思路為考考慮能夠方方便地在洞洞內修復為為主。根據(jù)據(jù)類似工程程案例，鑲鑲焊耐磨復復合鋼塊的的葉片軸在在大粒徑密密實卵石地地層和硬巖巖地層的修修復間隔約約為1kmm左右，本本標段區(qū)間間隧道長度度均超過11km，故故應提供在在洞內修復復葉片和筒筒體磨損部部分補焊的的可能性。螺螺旋機設置置了底部滑滑塊導向裝裝置，補焊焊修復時拆拆除筒體與與前盾的聯(lián)聯(lián)結法蘭螺螺栓，借助助人工倒鏈鏈吊拽螺旋旋機沿滑塊塊裝置抽出出，在主機機內對葉片片軸及前部部筒體進行行補焊，恢恢復其基本本尺寸，滿滿足后續(xù)工工程掘進需需要。葉片軸前部鑲焊焊復合耐磨磨鋼塊，并并在復合鋼鋼塊上再堆堆焊高強度度耐磨層，以以增加足夠夠的耐磨性性。螺旋機主驅動為為周邊液壓壓馬達驅動動，共設置置5個雙速馬馬達及一級級齒輪減速速傳動，可可提供150kkN.m的最大驅驅動扭矩。當當發(fā)生螺旋旋軸卡住現(xiàn)現(xiàn)象時，可可以通過控控制變頻電電機正反轉轉來脫困。必必要時可打打開設置在在螺旋機筒筒體上的觀觀察窗門來來對殼體內內部進行清清理，并加加入必要的的碴土添加劑來來脫困。5.1.15液液壓系統(tǒng)除刀盤驅動以外外，所有主主機的輔助助功能部件件均為液壓壓操作。所所有功能部部件運行所所需的液壓壓動力裝置置都置于后后配套的平平臺車上。動動力裝置包包括泵、馬馬達、濾清清器、冷卻卻器和油箱箱并帶有所所有檢測設設備，動力力裝置與相相應機械設設備之間通通過鋼管或或軟管連接接，考慮到到圍巖的高高溫以及對對隧洞中溫溫度的影響響，冷卻器器的尺寸設設計留有較較大的富余余量。液壓壓系統(tǒng)設有有便于測量量壓力的快快速接頭，所所有軟管都都要安裝得得很結實以以承受惡劣劣的地下工工作條件。液液壓泵站設設機械式壓壓力表，同同時設置壓壓力傳感器器、溫度傳傳感器將液液壓油壓力力和溫度等等信號傳遞遞給PLC，并在主主控室顯示示。主油箱箱設循環(huán)過過濾回路，濾濾清器的過過濾精度為為5μm。為便于于添加液壓壓油，配置置1臺氣動加加油泵。5.1.16人人艙介紹人艙是人員出入入土倉進行行刀具更換換、刀盤維維修和檢查查土倉的轉轉換通道，出出入土倉的的工具和材材料也由此此通過。人人艙有兩種種狀態(tài)：無無壓模式（非非工作狀態(tài)態(tài)）；加壓壓模式（工工作狀態(tài)）。在在復合式TBM掘進狀態(tài)態(tài)處于敞開開式時，人人艙也處于于無壓狀態(tài)態(tài)，其主要要作用是為為人員、工工具、材料料進入土倉倉提供轉換換通道及中中轉場地。當當復合式TBM的掘進狀狀態(tài)轉變?yōu)闉榘氤ㄩ_式式或土壓平平衡式時，如如果要對刀刀盤或掌子子面要進行行檢查維修修，為了確確保掌子面面的安全以以及進入土土倉的人員員安全，就就需要使人人艙加壓成成壓力狀態(tài)態(tài)，其氣壓壓壓力與土土倉壓力相相等或略高高。其主要要目的也是是為了在人人員和材料料進入土倉倉時能夠保保持土倉中中的壓力，防防止地層大大量失水或或失壓而引引發(fā)的地面面沉降和掌掌子面垮塌塌，造成安安全隱患。5.1.16.11設備功能能介紹人員艙分主艙和和輔助艙，主主艙可以容容納3人，輔助助艙可以容容納2人。主艙艙和輔助艙艙可以分開開操作也可可以連通使使用，內部部都配有以以下設備：：◆排氣閥和通風閥閥◆供暖設備備◆消防噴頭◆氣壓表、溫溫度計、時時鐘◆通訊系統(tǒng)人艙內外共配備備了兩套通通訊系統(tǒng)，一一套常規(guī)電電話和一套套氣路電話話。這樣的的配置可保保證在任何何情況下都都能和人艙艙內部的作作業(yè)人員取取得聯(lián)系。人艙內安裝有消消防噴頭可可在特殊情情況噴水消消防和降溫溫。時鐘、氣壓表、溫溫度計等常常規(guī)設備使使在人艙中中進行帶壓壓工作的人人員時刻掌掌握環(huán)境情情況。在人艙進行加壓壓的過程中中，人艙內內的環(huán)境溫溫度會降低低。為保證證艙內工作作環(huán)境的穩(wěn)穩(wěn)定以及工工作人員能能盡快適應應工作環(huán)境境，可使用用安裝在人人艙內壁上上的供暖設設備加溫。5.1.16.22艙外控制制設備：◆兩艙的排氣閥和和通氣閥◆通訊系統(tǒng)統(tǒng)◆帶式錄入系統(tǒng)記錄兩艙艙和土倉的的壓力變化化情況◆氣壓表控控制調節(jié)人人艙和開挖挖艙的壓力力◆人艙通風用的流流量表、壓力表表◆自動保壓壓系統(tǒng)設置在人艙外的的排氣閥和和通氣閥與與艙內的閥閥門連通，以以備在特殊殊情況下緊緊急排氣使使用。人艙外的通訊系系統(tǒng)也配備備了兩套，氣氣路電話可可直接與人人艙內的工工作人員進進行通話。常常規(guī)電話即即可與人艙艙通話也可可與復合式式TBM內其他電電話或直接接與洞外取取得聯(lián)系。帶式記錄儀是用用來監(jiān)視并并記錄人艙艙內壓力變變化曲線的的設備，當當使用人艙艙時，壓力力變化就能能夠通過打打印設備即即時打印出出來壓力變變化曲線。氣壓表、通風流流量表等輔輔助設備有有助于人艙艙外的操作作人員掌握握和控制艙艙內的壓力力環(huán)境。自動保壓系統(tǒng)與與通風流量量表及土倉倉保壓系統(tǒng)統(tǒng)組合使用用，通過人人工設定壓壓力的初始始值，就可可依靠設備備本身的壓壓力平衡功功能自動調調整送入人人艙的壓縮縮空氣的流流量。5.1.17注注脂及潤滑滑系統(tǒng)注脂及潤滑系統(tǒng)統(tǒng)包括主軸軸承密封系系統(tǒng)、主軸軸承潤滑系系統(tǒng)和其它它部分。潤潤滑及密封封系統(tǒng)以壓壓縮空氣為為動力源，靠靠油脂泵油油缸將油脂脂輸送到各各個部位。主軸承密封可以以通過控制制系統(tǒng)設定定油脂的注注入量（次次／分），并并可以從外外面檢查密密封系統(tǒng)是是否正常。當當油脂泵站站的油脂用用完后油脂脂控制系統(tǒng)統(tǒng)可以向操操作室發(fā)出出指示信號號，并鎖定定操作系統(tǒng)統(tǒng)，直到重重新?lián)Q上油油脂，這樣樣可以充分分保證油脂脂系統(tǒng)的正正常工作。主軸承潤滑采用用強制潤滑滑，潤滑油油通過循環(huán)環(huán)過濾后，對對主軸承和和齒輪進行行強制潤滑滑，PLC系統(tǒng)對潤潤滑情況進進行監(jiān)控。其它部分主要包包括各系統(tǒng)統(tǒng)油缸、管管片安裝機機、管片輸輸送器等部部分的注脂脂及潤滑，主主要采用集集中的自動動或半自動動潤滑方式式。為減輕輕工作強度度，配置1臺便攜式式氣動油脂脂泵，對需需要手動潤潤滑的地方方進行潤滑滑。5.1.18電電氣系統(tǒng)復合式TBM配配置2臺變壓器器，容量為為：20000+8000＝28000kVA。復合式TBM供電采用用鎧裝高壓壓電纜從洞洞外自建高高壓配電站站引入，經(jīng)經(jīng)隧洞接入入到復合式式TBM自身高壓壓配電系統(tǒng)統(tǒng)上，供電電電壓為10kV，二級動動力電壓為為690VV/4000V，照明電電壓為230V，控制電電壓24V。同時TBM備有緊急急照明應急急燈，該燈燈應急可持持續(xù)使用1h供電照明明。復合式TBM電電氣控制系系統(tǒng)的核心心部分為PLC系統(tǒng)，對TBM主要功能能進行控制制。它安裝裝在帶有遠遠程接口的的操作臺上上，并接入入位于操作作臺的工業(yè)業(yè)計算機。所所有軟件都都可以防止止未授權的的登陸，所所有系統(tǒng)都都有失效保保護功能，包包括在錯誤誤情況下的的錯誤操作作引起的電電路互鎖保保護和斷路路保護以防防設備啟動動。所有的的主要設備備如果需要要均設置預預先報警系系統(tǒng)及遠程程的懸垂或或拉線、按按鈕以提供供人身安全全保障。緊緊急的安全全電路用硬硬線獨立接接到PLC上，PLC系統(tǒng)上能能夠保護其其數(shù)據(jù)。電電氣系統(tǒng)具具有無功功功率補償功功能，補償償后的功率率因素能達達到0.9以上。復復合式TBM變壓器具具有調壓功功能，調壓壓范圍+10％～-15％，滿足足供電穩(wěn)定定的需要。5.1.19螺螺旋機與皮皮帶機出碴碴模式投入本工程施工工的復合式式TBM為主機皮皮帶機出碴碴模式。復合式TBM主主機皮帶機機出碴模式式如圖4--1-9、圖4-