φmm土壓平衡c型盾構(gòu)設計思想及其先進性

φ6340mm土壓平衡C型盾構(gòu)設計思想及其先進性1引言在隧道施工中，盾構(gòu)的應用越來越廣泛。影響盾構(gòu)施工質(zhì)量和進度的因素有很多，其中盾構(gòu)機本體的設計與制造質(zhì)量是其中的關(guān)鍵。φ6340土壓平衡C型盾構(gòu)是適用于上海地區(qū)的地質(zhì)條件，在以往土壓平衡盾構(gòu)基礎(chǔ)上改型后的第三代產(chǎn)品。2盾構(gòu)主要技術(shù)參數(shù)φ6340土壓平衡C型盾構(gòu)的主要技術(shù)參數(shù)如下(參見圖1)：(1)機型：加泥式土壓平衡盾構(gòu)(2)盾構(gòu)外型尺寸外徑：φ6340mm盾尾內(nèi)徑：φ6260mm盾尾建筑間隙：2×30mm主機長度：8220mm靈敏度：1.29主機重量：約250×103kg圖1盾構(gòu)主機結(jié)構(gòu)圖(3)推進系統(tǒng)最大總推力及單位面積推力：35180kN;1114kN/m2長行程油缸：1100kN×2250mm×6臺土短行程油弄缸單：傭110洽0kN×籮150興0mm×禿2歡6盆臺碌寄最大工作申壓力斗：考35MP魄a胡劃額定工作放壓力祥：哄25MP淚a并督推進速度梁：霧5cm/錢mi牢n謹行(4)戶讓管片拼裝禮機玻答轉(zhuǎn)速隱：絕0.拘5紋～世1r/m撥i將n迫統(tǒng)轉(zhuǎn)動范圍路：飄±220打°嘴薦回轉(zhuǎn)扭矩碰：材10×1誠04N·舌m筒惡回轉(zhuǎn)工作德壓力譯：牧21MP點a坐騎提升能力凈及行程意：務935k膝N,97狐0m廚m心史提升工作睡壓力推：宿14MP恰a漸喪平移行程慨：向100株0m縫m撇照鉗口伸縮馬行程笛：遮100m妨m豬吃(5)疊滿刀賊盤連牧轉(zhuǎn)速期：余1r/m獵i漢n匹咐最大扭矩癢：鄭560×飲104N傍·m孕(娃α傘=2.2歇)編柱最大工作觀壓力愁；固35MP惱a棵撕額定工作娘壓力塌：驚28MP肆a艙滋(6)槐紫螺旋輸送潤機聲覺最大出土匠能力牌：塵190m耽3/船h狐武轉(zhuǎn)速涌：鐘0秘～棕16r/調(diào)mi完n廊起最大輸出慧扭矩元：惱4.5×正104N枯·彎m汪塞最大工作萍壓力裳：彎25MP蛾a螞繡螺旋有效愁長度澡：別853騎9m餅m煙伴螺桿參數(shù)辰：外慨徑雄φ截740m回m傍螺炎距顏800m抓m竹彩軸奸徑蛇φ害219m呼m孫唐槽體參數(shù)糞：內(nèi)隙徑扯φ局750m皂m冬厚網(wǎng)度掙25m筑m拘裁(7)須巖皮帶輸送云機先辜輸送量瓦：睬310m停3/h窄(卸最譯大再)座呆帶速直：鴿1.6m吼/唐s唐合帶寬貌：內(nèi)650m責m賽安輸送長度襪：震～戶26叛m封筋電滾筒準：龜15k拐W薯煉(8)船屈加泥系隆統(tǒng)照怖流量賽：哨10m3刊/唯h沸校最大工作蝕壓力缸：勿1.2M息P柳a侍款加泥點設猾置早：騎4除(慚刀是盤臘)×4奔(平密封隔出倉茅)×2板(駝螺旋繁機愧)聾爛(9)籠氧注漿系遲統(tǒng)種取流量監(jiān)：先0五～芬9.5m拌3/薄h罷裝最大工作景壓力捎：廊2.5M棟P輔a筍肥注漿點設填置礎(chǔ)：鼠6正點故(秤沿盾殼周仗邊肅)赴興(10)架勤盾尾油脂皺系芹統(tǒng)浙禮壓注量已：極8.5L眾/mi雹n謹弄最大工作之壓力胃：蹤8MP驅(qū)a訊魔壓注點設壟置字：集6窮點揪厚(11)傭嚷集中潤滑壇系左統(tǒng)拘算壓注量側(cè)：慨1.5L哄/mi舍n做概最大工作孩壓力貿(mào)：以10MP是a艘浴壓注點設葵置驢：茅3稍6艷點卷錫3咸起盾構(gòu)主要繞部件設計御特點及其捧先進勾性邀漿比較以往將設計的盾啦構(gòu)，本次鈴盾構(gòu)設計嫌主要有以籃下幾個特咳點派。漿狠3.1屯瘦刀岔盤槳硬3.1.醉1粗估刀盤結(jié)同構(gòu)突染在以往盾挽構(gòu)刀盤的熔設計中，取主體采用父框架結(jié)構(gòu)摘，設計的含主導思想境是保證刀驕盤的強度手和剛度，波但由于不悶太注重受礦力體系的參詳細分析嬸，切削效糟率較低湯。棋挖C鳥型盾構(gòu)刀陵盤設計采值用主副梁奧結(jié)構(gòu)，盤駱體結(jié)構(gòu)簡洞潔、刀架脈輕巧，刀耍盤盤體開射口率隙為仍35%襲(色參見月圖檢2禿)羞。評圖抱2耕誘刀盤結(jié)構(gòu)盒圖扁北由于主梁融是刀盤承飾受彎矩的劍主要部件裙，除承受膝正面阻力千外，還承亂受副梁通奏過環(huán)形盤圖板傳遞過獲來的集中需力。為了斜保證結(jié)構(gòu)慨上有足夠箭的剛度和譽強度，主間梁采用箱準形結(jié)構(gòu)。蠻以往刀盤幣箱形結(jié)構(gòu)膨的橫截面主為矩形，起切削下的鬧土體流動敲性較差，申為了減小穗土體與刀肆盤的摩擦備力，本次鍵設計中箱撒形梁的橫步載面采用澇梯形結(jié)乎構(gòu)籍(很參見濱圖傍3售)真，并保證符一定的梯懷形夕角麻α仔。為降低梯刀盤表面印與土體的銜磨損，刀起盤正面、圓外緣及土閉體流動經(jīng)霞過梯形梁豐側(cè)面的軌于跡面上均偏堆焊一定平高度的硬虹質(zhì)合金。悠圖找3即T什形主梁結(jié)落構(gòu)軟圖頌紙3.1.撇2華菌刀盤刀具替形之式康悅刀盤面板猛上布置有稈開挖刀、伏中心刀、憲周邊刀及籍先行刀四洽種形式的央刀具禍。陷南開挖刀采蟻用全斷面筐雙向布置狹在主梁上農(nóng)的形式，嗽保證刀盤依不論正反揭轉(zhuǎn)，在切撿削軌跡上家都有兩把為以上的開君挖刀進行雞切削，刀費具能夠全鑰斷面切削距土體。以糖往刀盤的黎設計中，簡開挖刀在泰直徑方向堆的布置并枕不過多考散慮刀盤內(nèi)圈外圈切削盟受力的不北同，雖然攝也是全斷要面雙向布吉置，但沿傾直徑方向估一般為等歌距安裝，練且切削刀京的切削方燕向只是垂婚直于安裝扶平面。本莖次設計的騾開挖刀布美置，按照買刀盤內(nèi)外愈圈切削受遷力的不同累而合理分漢配，同時里在刀盤外萌圈副梁上繳增加開挖斃刀，改善乏刀盤的切菠削能力，叔每把開挖扎刀的切削慮刃方向與千該刀具的陜刀盤體上勵每個同心無圓位置的謠切線方向達重合，增挖加了切削莫效率。話以往設計虜?shù)拈_挖刀葵，直接固群定在刀座雷上，無轉(zhuǎn)蔥動角度。廢當反向布古置的刀具辭，在刀盤譯處于正轉(zhuǎn)源狀態(tài)時，凱其切削刃辭的后角直膀接受沖擊只，刀刃極肯易崩斷，仍嚴重影響慮了刀具的榆壽命，惡厭化了盾構(gòu)叨的使用狀詢態(tài)。本次腸設計的刀侵具有一定賢的轉(zhuǎn)動角壁度，當開疾挖刀處于疾反向切削巡位置時，傅能避免刀豪具的后角飾受力及沖稈擊，提高秩了刀具的壓使用壽夸命籮(軋參見仔圖寫4舟)秧。統(tǒng)圖隱4象賓刀具轉(zhuǎn)動貌時的刀刃械位置悶以往盾構(gòu)霧中，刀盤羽中心刀的紅設計多采備用一字形干或十字形遭結(jié)構(gòu)，過停大的中心揮刀擠壓面發(fā)使切削下墓的土體容步易形成泥灰餅現(xiàn)象，膏降低了刀槳盤的切削香能力。本萬次設計的獵中心刀采戲用單邊一鳳字形式，撿在中心刀互切削直徑重不變的前助提下，增日加了刀盤前中心區(qū)域中的開口率形，能有效駁地避免泥乒餅現(xiàn)象的違產(chǎn)生悶。旋修沿刀盤圓妹周布置的饞周邊刀在乎刀盤旋轉(zhuǎn)合切削后，蠅能形成與德盾構(gòu)殼體折直徑相等遲的一圈軟馳土真空腔鄙，改良土偵體的流入洲，降低了幟摩擦力，突增加周邊緩刀是降低代無功消耗栗、提高有麥效切削能娛力的好辦粉法態(tài)。廚艙先行刀布片置在開挖尊刀切削軌頁跡的前面少，能有效憂改善開挖栗刀的受力蛇狀況令。弦塞3.1.踐3憶怒刀盤刀具野安裝方硬式滲莫原有盾構(gòu)坊各類刀具絮的合金刀呼頭與刀柄查的連接只期是銅焊焊止接，在切冷削過程受姐力沖擊時椒，非常容借易脫落，彎使刀柄與哲刀座直接粗切削土體拆，導致了跪刀具的快烈速磨損由。冠完在編本次設計山中，改進晝了刀具的晚安裝方式吩，其合金弱刀頭采用石嵌入式結(jié)而構(gòu)鑲嵌在旺刀柄內(nèi)，閃刀頭與刀倍柄采用銅濕焊連接，添更好地防既止脫落。皂為改善刀地具與泥砂靜的磨損，賓在刀柄和較刀座上都誠堆有一定掃高度的耐情磨竿層洞(泊參見箏圖蛛5三)保。尿圖星5茅勤嵌入式刀姐頭結(jié)構(gòu)廁3.2州坐推進油渠缸譽瘡3.2.托1夫外推進油缸巷結(jié)構(gòu)形鞭式蠻否在以往盾夜構(gòu)設計中忙，推進系朽統(tǒng)不僅要遞考慮的滿贈足盾構(gòu)設推備在掘進巖中推力的迎需要，同狀時還要根烘據(jù)管片拼星裝的要求鋪進行布置呼。這樣，猾為滿足推紹進力的需披求，單個竟油缸的推糟力較大，溫相應油缸漠的直徑也鑰大。但是激，在管片輛拼裝時，珠油缸的推芝力軸線往籮往不能滿凱足管片受劫力面對中動的要求，花拼裝的效類果效差，移同時推進劫的受力狀博況不理想竹。精本次盾構(gòu)蔑推進油缸自的設計，擱改進了油宇缸的結(jié)構(gòu)采形式，沿微盾殼圓周燈布置的油加缸它設失1估6飲組，每聽組根2饒個，共毒計貴3櫻2堵個。相對榆于原設計謙盾構(gòu)中單蕉個油缸大蛾噸位、大來直徑的形詳式，現(xiàn)在泡這種設計取方式，單兄個油缸直晴徑較小，弟管片對中議效果好，債結(jié)構(gòu)更緊他湊，而且枕由于減少呢了油缸組咳的數(shù)量，雀相應液壓債元件的數(shù)邀量也降低旗了員(址參見腦圖溜6撿)息。打3.2.半2莖販推進油缸碑行程扒儀肝汁在盾構(gòu)推遼進過程中兄，需對分積區(qū)的推進殊油缸行程纏進行觀察日和控制。甜以往設計殃的推進油材缸行程儀支一般采用挎外置式，濾雖有套管描保護，但交在實際施豐工操作中昂，往往由牌于各種因付素而造成揉損壞。本慰次油缸行近程儀的設邪計采用內(nèi)支置式結(jié)構(gòu)亂，直接安膚裝在油缸和內(nèi)部，減掩少了人為元因素的損析壞，安全觀可靠善。右圖詳6音沸油缸組淹根據(jù)管片調(diào)拼裝的要財求絨，價1太6察組油缸中剖，布悲置威3兼組長行程納油缸，滿霧足管慰片帽1/艙2歡直縫拼裝消或州1/強3蛇錯縫拼裝茫，隔1至6尋組油缸分勝成四個區(qū)勿域，各區(qū)暢推進工作戀壓力可根遺據(jù)施工需淋要進行調(diào)屈整未。嗽饑3.3漆謎管片拼裝影機幫雙3.3.醬1瘋囑管片拼裝闖機控制方諒式鎖些管片拼裝嶄機系統(tǒng)在主施工過程堂中，要滿旋足提升、濤平移、鉗刻體支撐、密回轉(zhuǎn)等動裂作的需要撇。在以往廚的拼裝機存系統(tǒng)設計傍中，拼裝蘭的動力由笨盾構(gòu)的液艱壓車架部遙分提供，猶液壓動力累需經(jīng)過車亦架、連接催梁、平臺漿等其它設壟備，所以開管線鋪設寶較長，特鞭別是提供千提升、平冶移、鉗體散支撐的液謎壓管線和文控制電纜蘭在拼裝機值回轉(zhuǎn)過程煎中需懸空形拖拽，在巷施工中極算易損壞而還造成事故塞。至咬因此，本舊次拼裝機寧的設計采庸用遙控拼便裝機形式斬，把拼裝貍機動力油細箱設計在矮它的本體上上，為獨愁立系統(tǒng)。秤無線遙控傷，能解決針控制電纜答的拖拽問他題。而密潤閉油箱的雕設計則徹好底解決了乳液壓管線資的限制勻。暢財3.3.暢2鍵無管片拼裝膛機密閉油貞箱責步拼裝機采宣用遙控式給拼裝，其鹿關(guān)鍵是密擱閉油箱的影設計。國求外盾構(gòu)設呈備對拼裝攔機密閉油匪箱的處理庫，一般采噸用兩種加默壓形式，罷即主動加旺壓和被動寫加壓。由均于油箱在將拼裝機本滲體上隨拼謹裝機回轉(zhuǎn)靈而位置改航變，油箱罩中要求不下能有剩余勺的氣體，辦同時由于繭油缸有桿勒和無桿腔躲的容積差扔，因而密芒閉油箱的潔容積也隨間油缸的伸衰縮而變化弊。鏟盲在上海地席鐵隧道施德工的盾構(gòu)級中，法剛國尾FC繞B梢盾構(gòu)的拼嶺裝機密閉搬油箱，采嬸用的是充刪壓氮氣的陸加壓方式頂。油箱中肺安放已充枕有一定壓趙力的惰性島氣體的氣沃囊。在油段缸伸縮時藥，加壓氣益囊中的壓清力隨之釋絨放和壓縮吼，油箱內(nèi)午均保持有悅一定范圍表的預壓典力同(0.0死1制～迎0.04予5MPa褲)著。但由于恩油箱占居龍空間較大甩，所以采通用外置式反結(jié)悔構(gòu)清(嶺參見敢圖星7暈)籃。閉圖憐7監(jiān)泄氣囊式主描動加壓系負統(tǒng)駱在廣州地欠鐵盾構(gòu)中率，日本青大木盾構(gòu)的歪拼裝機密乒閉油箱，區(qū)則采用了難被動加壓錯方答式棄(困參見討圖較8分)簡。當拼裝典機油缸伸逮縮時，由案外接活塞森補充油箱冶的容積差鉗，油箱采虧用內(nèi)置式隨結(jié)構(gòu)，直親接利用拼阿裝機的懸身臂梁作為貍油箱，但御由于壓力肥補差利用墾大氣壓加紅壓，系統(tǒng)印效率較差倦，同時由陽于外接活志塞與油箱耗的距離較攏長，靈敏賺度較低。截圖夕8牲妥被動加壓楊系統(tǒng)懂綜合各類汗密閉油箱爐的優(yōu)缺點畝，本次拼載裝機密閉建油箱的設償計，采用靠了彈簧主暖動加壓形允式，即由父彈簧組成良密閉油箱疾的加壓系底統(tǒng)。由于呼采用主動電加壓形式夸，在箱體感容積變化季過程中，攪箱體內(nèi)的新壓力始終啞保持嬌在擠0.0漸1雜～餃0.05倉MP介a橡左右，同刃時設有安哀全閥，避窗免油箱壓讓力過高而喚損壞結(jié)構(gòu)早和液壓設膽備；通過癢設置補油顆系統(tǒng)，可隙及時補充餅由于泄漏哨或發(fā)熱造壯成的油量驗損失，避囑免了油泵殺抽吸真空庭的現(xiàn)象，貍大大改善現(xiàn)了油泵的跑工作狀理態(tài)宗(遣參見范圖盛9捆)若。很同時油箱稈結(jié)構(gòu)采用仇內(nèi)置式，殃直接利用哨原拼裝機乎的懸臂梁抬結(jié)構(gòu)布置兄油箱，減舊少了空間蝶尺寸。為嘗達到理想說的排氣效戰(zhàn)果，油箱弄上頂板選棍用傾陜斜緊1戶°貴～斷2距°虛的斜坡結(jié)執(zhí)構(gòu)，且設貿(mào)計成圓弧刷形，可充妻分排除油矛箱內(nèi)的氣谷體密(臉參見郊圖詠10矩)烈。油圖背9億閑彈簧加壓局系統(tǒng)宏圖應10他披油箱結(jié)構(gòu)急3.3.凳3衡崗管片拼裝朵機回轉(zhuǎn)支漆撐形洞式輸菜和以往盾外構(gòu)拼裝機安回轉(zhuǎn)支撐哥的形式相皆比較，本柏次設計的河拼裝機回陽轉(zhuǎn)采用單窯排菱形大豎軸承支撐踏形漸式元(演參見冤圖燭11項)愈，簡化了嫩裝配工藝地，增加了繩系統(tǒng)可靠券性，易于雕實現(xiàn)產(chǎn)品理標準化。豐圖漫11繡冰回轉(zhuǎn)軸承僚支撐結(jié)構(gòu)丘3.4帆肯螺旋輸送港機辟胸以往螺旋懇輸送機的恢設計中，項螺桿動力織驅(qū)動端為絨滾動軸承轉(zhuǎn)支撐，下糾端螺桿懸勞浮在進口南槽體內(nèi)。棕由于實際沾工作中，眾土壓的不潤穩(wěn)定和土暖質(zhì)的差異速，且螺桿溉為單邊支淋撐，其產(chǎn)話生的徑向櫻分力使驅(qū)佛動箱軸承撤極易受損滑，造成壽唱命大大縮罩短。因此卸，在本次舞設計中，畏螺旋機驅(qū)疫動采用柔粥性設計，蹄在螺旋機并工作受到幻徑向外力摘時，能通誤過球面的禿軸承座調(diào)年節(jié)角度，悄保證了