盾構(gòu)機和全斷面掘進機課件

掘進機械第一節(jié)盾構(gòu)機與全斷面掘進機概述第二節(jié)盾構(gòu)機的構(gòu)造和工作原理第三節(jié)盾構(gòu)的施工工藝過程第四節(jié)全斷面掘進機第五節(jié)機械化鉆爆法與掘進機法比較掘進機械第一節(jié)盾構(gòu)機與全斷面掘進機概述1第一節(jié)盾構(gòu)機與全斷面掘進機概述一、隧道施工方法概述開挖隧道的方法：明挖法，暗挖法；明挖法：挖掘機等土石方機械和樁工機械；暗挖法：鉆爆法、盾構(gòu)法和掘進機法。鑿巖、裝藥機械；裝碴運輸機械；噴錨支護機械；二次模筑襯砌機械和動力通風(fēng)機械；盾構(gòu)機和全斷面掘進機：開挖＋支護＋襯砌；第一節(jié)盾構(gòu)機與全斷面掘進機概述一、隧道施工方法概述2第一節(jié)盾構(gòu)機與全斷面掘進機概述二、盾構(gòu)機分類介紹盾構(gòu)的分類方法有以下幾種：按開挖面上的擋土方式：開敞式、封閉式；按開挖面土的挖掘方式：手掘式、半機械式和機械式；按開挖面壓力平衡的方式：氣壓式，泥水加壓式、土壓平衡式、混和式。第一節(jié)盾構(gòu)機與全斷面掘進機概述二、盾構(gòu)機分類介紹3第二節(jié)盾構(gòu)機的構(gòu)造和工作原理1-刀盤2-刀盤驅(qū)動3-盾殼4-推進液壓缸5-人員倉6-管片安裝機7-螺旋輸送機第二節(jié)盾構(gòu)機的構(gòu)造和工作原理1-刀盤2-刀盤驅(qū)動3-盾4一、盾殼1-切口環(huán);2-支承環(huán);3-推進千斤頂;4-盾尾;5-盾尾密封.一、盾殼1-切口環(huán);2-支承環(huán);3-推進千斤頂;4-盾5二、切削刀盤二、切削刀盤6二、切削刀盤廣州地鐵引進的Herrenknecht盾構(gòu)：開口率：28％；刀盤直徑：6.28m；刀盤和刀盤驅(qū)動機構(gòu)：用4根支撐輻條的法蘭板連接；硬巖刀具；軟土刀具；外側(cè)裝有超挖刀；油缸桿行程50mm；所有刀具均采用螺栓連接，可從泥土艙進行更換。二、切削刀盤廣州地鐵引進的Herrenknecht盾構(gòu)：7三、刀盤驅(qū)動支承機構(gòu)用以驅(qū)動刀盤旋轉(zhuǎn)，對物體進行擠壓和切削。位于盾構(gòu)切口環(huán)的中部，前部與刀盤的法蘭相連，后部與壓力壁法蘭以螺栓連接。主要由驅(qū)動支承軸承、大齒圈、密封支承、帶軸承的小齒輪、減速器及馬達等組成。刀盤支承方式：中心支承式、中間支承式和周邊大軸承支承式。三、刀盤驅(qū)動支承機構(gòu)用以驅(qū)動刀盤旋轉(zhuǎn)，對物體進行擠壓和切削。8四、雙室氣閘工作人員進入泥土艙的工作程序如下：工作人員甲先從前室進入主室，關(guān)閉主室和前室之間的隔離門，按照規(guī)定程序給主室加壓，直到主室的壓力和泥土艙的壓力相同時，打開主室和泥土艙之間的間閥、使兩者之間壓力平衡；這時打開主室和泥土艙之間的隅離門、工作人員甲進人泥土艙；如果這時工作人員乙也需要進入泥土艙工作，乙就可以先進入前室，然后關(guān)閉前室和常壓操作環(huán)境之間的隔離門，給前室加壓，直到和主室及泥土艙中的壓力相同，打開前室和主室之間的閘閥，使兩者之間的壓力平衡，打開主室和前空之間的隔離門，工作人員乙進入主室和泥土艙中。四、雙室氣閘工作人員進入泥土艙的工作程序如下：9五、管片安裝機三個動作：提升管片，沿盾構(gòu)軸向平行移動，繞盾構(gòu)軸線回轉(zhuǎn)。相應(yīng)的拼裝機構(gòu)為：舉升裝置、平移裝置和回轉(zhuǎn)裝置。進行管片安裝時：先粗定位，即用舉重鉗抓住管片，舉升油缸將其提升，平移機構(gòu)將提起的管片移到拼裝的橫斷面位置，回轉(zhuǎn)機構(gòu)再將該管片旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)的徑向位置；然后再用偏轉(zhuǎn)油缸、仰俯油缸和舉升油缸的不同步伸縮進行微調(diào)定位，最后完成安裝。管片安裝機能實現(xiàn)鎖緊、平移、回轉(zhuǎn)、升降、仰俯、橫搖和偏轉(zhuǎn)七種動作。五、管片安裝機三個動作：提升管片，沿盾構(gòu)軸向平行移動，繞盾構(gòu)10六、排土機構(gòu)螺旋輸送機、皮帶輸送機；渣土由螺旋輸送機從泥土倉中運輸?shù)狡л斔蜋C上，皮帶輸送機再將碴土向后運輸至第四節(jié)臺車的尾部，落入等候的渣土車的土箱中，土箱裝滿后，再由電瓶車牽引沿軌道運至豎井，龍門吊將土箱吊至地面、并倒入渣土坑中。螺旋輸送機有前后兩個閘門：前者關(guān)閉可以使泥土倉和螺旋輸送機隔斷；后者可以在停止掘進或維修時關(guān)閉；在整個盾構(gòu)機斷電的情況下，此閘門也可由蓄能器儲存的能量自動關(guān)閉，以防止開挖倉中的水及渣土在壓力作用下進入盾構(gòu)工作區(qū)。六、排土機構(gòu)螺旋輸送機、皮帶輸送機；11七、后配套設(shè)備管片運輸設(shè)備，四節(jié)后配套臺車，以及其上面安裝的操作室、電氣部件、液壓部件、注漿設(shè)備、泡沫設(shè)備、膨潤土設(shè)備、循環(huán)水設(shè)備及通風(fēng)設(shè)備等。一號臺車上裝有操作室及注漿設(shè)備。操作室中有操作控制臺、控制電腦、PLC自動控制系統(tǒng)、VMT隧道掘進激光導(dǎo)向系統(tǒng)、螺旋輸送機出土口監(jiān)視器。二號臺車：液壓泵站、膨潤土箱、膨潤土泵、盾尾密封油脂泵及潤滑油脂泵。三號臺車上裝有2臺空壓機、1個1m3儲氣罐、一組配電柜及1臺二次風(fēng)機。四號臺車上裝有變壓器、電纜卷筒、水管卷簡、風(fēng)管盒。七、后配套設(shè)備管片運輸設(shè)備，四節(jié)后配套臺車，以及其上面安裝的12第三節(jié)盾構(gòu)的施工工藝過程第三節(jié)盾構(gòu)的施工工藝過程13第四節(jié)全斷面掘進機一、掘進機的分類按切削頭的回轉(zhuǎn)方式：單軸回轉(zhuǎn)式和多軸回轉(zhuǎn)式；按刀具破碎巖石的方式：切削式、銑削式、擠壓剪切式和滾壓式；按掘進機無護盾：開式、單護盾式和雙護盾式。第四節(jié)全斷面掘進機一、掘進機的分類14第五節(jié)機械化鉆爆法與掘進機法比較與鉆爆法開挖隧洞相比：1．主要優(yōu)點掘進機是以機械能破碎巖石，并使隧洞全斷面一次形成的機器。它是長隧洞快速施工的有效手段。與鉆爆法開挖隧洞相比，它具有快速、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟和安全4大優(yōu)點。2．不足之處（1）掘進機設(shè)備的一次性投資大。（2）據(jù)進機本身的加工制造周期長。（3）掘進機的實際利用率較低，一般不超過50％。（4）掘進機的使用，常受洞長和洞徑的限制。（5）在溶洞較多的石灰?guī)r地段不宜采用掘進機施工。第五節(jié)機械化鉆爆法與掘進機法比較與鉆爆法開挖隧洞相比：15鉆爆法作業(yè)循環(huán)示意圖鉆爆法作業(yè)循環(huán)示意圖16盾構(gòu)法盾構(gòu)法17隧道全斷面掘進機(TBM)隧道全斷面掘進機(TBM)18手掘式盾構(gòu)敞開式；障礙物處理；超挖、糾偏、曲線施工；結(jié)構(gòu)簡單；含水地層；塌方及沼氣爆炸事故；勞動強度大。手掘式盾構(gòu)敞開式；障礙物處理；超挖、糾偏、曲線施工；結(jié)構(gòu)簡單19半機械式盾構(gòu)在手掘式盾構(gòu)正面裝上挖土機械來代替人工開挖；根據(jù)地層條件，可以安裝反鏟挖掘機或螺旋切削機。如果土質(zhì)堅硬，可安裝軟巖掘進機的切削頭。半機械式盾構(gòu)的適用范圍基本上和手掘式一樣；優(yōu)缺點除可減輕工人勞動強度外，均與手掘式相似。半機械式盾構(gòu)在手掘式盾構(gòu)正面裝上挖土機械來代替人工開挖；20機械式盾構(gòu)在盾構(gòu)的開挖面安裝與盾構(gòu)直徑同樣大小的刀盤，以實現(xiàn)全斷面切削開挖。若地層能夠自立或采取輔助措施后能自立，可用開放式盾構(gòu)；如果地層較差，則采用封閉式盾構(gòu)。氣壓式、泥水加壓式、土壓平衡式等幾種。機械式盾構(gòu)在盾構(gòu)的開挖面安裝與盾構(gòu)直徑同樣大小的刀盤，以實現(xiàn)21泥漿式盾構(gòu)機泥漿式盾構(gòu)機22刀盤支承方式刀盤支承方式23管片安裝機管片安裝機24開式掘進機開式掘進機25X型支撐靴X型支撐靴26單護盾掘進機1-刀盤；2-護盾；3-驅(qū)動裝置；4-推進油缸；5-皮帶輸送機；6-主軸承及大齒圈；7-刀盤支承殼體；8-混凝土管片；9-管片拼裝機單護盾掘進機1-刀盤；2-護盾；3-驅(qū)動