盾構機的工作原理和制造方法？

盾構機的全稱是盾構隧道掘進機，是隧道開挖的專用工程機械。現代盾構掘進機集光、機、電、液、傳感和信息技術於壹體，具有挖切土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測量和導向糾偏等功能。，涉及地質、土木、機械、力學、液壓、電氣、控制和測量等等。盾構機已廣泛應用於地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程中。該段隧道施工采用盾構機，具有自動化程度高、省工、施工速度快、壹次成孔、不受氣候影響、開挖時地面沈降可控、對地面建築物影響小、水下開挖時不影響水上交通等特點。在隧道線路長、埋深大的情況下，盾構機施工更加經濟合理。盾構機的基本工作原理是壹個圓柱形的鋼構件沿著隧道軸線向前推進，將土挖掘出來。筒體組件的外殼就是盾構，起到臨時支撐已開挖的未襯砌隧道段的作用，承受周圍土層的壓力，有時還承受地下水壓力，把地下水擋在外面。挖掘、棄土、襯砌等作業都是在盾構的掩護下進行的。據了解，盾構施工的開挖量占北京地鐵建設總量的45%。目前有17臺盾構機在為地鐵建設工作。雖然盾構機造價高，但是可以提高地鐵地下開挖效率8到10倍，而且在施工過程中，不需要在地面大面積拆遷，不堵塞交通，施工無噪音，地面不沈降，不影響居民正常生活。但大型盾構機附加值高，制造工藝復雜，國際上只有歐美日少數企業能研發生產。盾構機從問世到現在已經有將近180年的歷史了。它始於英國，發展於日本和德國。近30年來，通過對EPB和泥水盾構關鍵技術的探索和研究，如對盾構機進行有效密封，保證開挖面的穩定，控制地表隆起和塌陷在規定範圍內，更換密封條件下的使用壽命，解決高水壓條件等壹些不良地質條件，盾構機得到了快速發展。由於日本經濟的快速發展和實際工程的需要，盾構機，特別是EPB和泥水盾構得到了迅速發展。德國盾構機技術也獨具特色，尤其是在地下施工過程中，氣壓高達0.3MPa時保證密封和更換刀盤的前提，從而提高盾構機的壹次掘進長度。德國還開發了在密封條件下從大直徑刀頭內部的大氣空間更換磨損的刀頭。盾構機的選型原則是因地制宜，盡量提高機械化程度，減少對環境的影響。沈陽地鐵涉及的盾構機叫先鋒，全長64.7米，盾構部分9.08米，重量420噸，工作誤差不超過幾毫米。價格:德國進口盾構機需要5000萬左右，日本進口盾構機需要3000萬左右甚至更多，國產盾構機價格壹般在2500萬左右。目前，國內擁有自主知識產權的盾構機是上海隧道工程有限公司研制的國產“863”系列盾構機。2007年7月，北方重工集團董事長耿與法國NFM公司原股東正式簽署股權轉讓協議，以絕對控股的方式成功結束了歷時兩年的並購談判，使北方重工擁有了世界上最先進的全系列隧道盾構機核心技術和知名品牌。根據工作原理，盾構機壹般分為手挖盾構、擠壓盾構、半機械盾構(局部氣壓和全局氣壓)和機械盾構(開胸切割盾構、氣壓盾構、泥水壓力盾構、土壓平衡盾構、混合式盾構和異形盾構)。泥水盾構機通過加壓泥漿或泥漿(通常是膨潤土懸浮液)來穩定開挖面。它的刀盤後面有壹個密封隔板，與開挖面形成壹個泥漿室，裏面裝滿泥漿。挖出的泥土和泥漿的混合物用泥漿泵輸送到洞外的分離廠，分離出的泥漿再利用。土壓平衡盾構機以土料(必要時加入泡沫改良土壤)作為穩定開挖面的介質，在刀盤後隔板與開挖面之間形成土室。刀盤旋轉挖掘增加土料，然後螺旋給料機旋轉將土料運出。土室內的土壓力可以通過刀盤的旋轉挖掘速度和螺旋給料機的挖掘量(轉速)來調節。根據盾構機分類的不同，盾構掘進方式可分為:明挖、機械切割、網格格式和擠壓。為減少盾構施工對地層的擾動，可采用千斤頂驅動盾構，使其切口穿入土層，然後在切口內開挖運輸土體。明挖手挖盾構和半機械盾構都是半明挖，適用於地質條件較好，開挖時開挖面能保持穩定或有輔助措施能保持穩定的情況，開挖壹般從頂部開始，逐層向下挖。如果土層較差，還可以借用千斤頂和撐板臨時支撐開挖面。采用明挖，便於用其他方式處理孤立障礙物、糾偏和超挖。為了盡量減少對地層的擾動，需要適當控制超挖和暴露時間。機械切割是指直徑與盾構相近的全斷面旋切刀盤開挖方法。根據地質條件，大刀頭可分為刀夾間無封板和封板兩種。刀架間無密封板適用於土質較好的條件。大刀盤開挖法在曲線施工或糾偏時，不像明挖那樣方便超挖。另外，清障不如明挖。大刀頭的盾牌機械結構復雜，耗電量大。目前國內外先進的泥水加壓盾構和土壓平衡盾構都采用這種開挖方式。開挖采用網格格式，開挖面由網格梁和網格劃分成許多網格。開挖面的支撐作用是由土的粘聚力和網格厚度範圍內的阻力產生的。當盾構推進時，土壤被擠出網格。根據土壤的性質，調整網格的開口面積。采用網格開挖時，所有千斤頂縮回後，會出現盾構大幅度後退的現象，導致地表下沈。因此，施工中必須采取有效措施防止盾構後退。擠壓全擠壓開挖和部分擠壓開挖，由於不出土或只部分出土，對地層擾動大。修建軸線時，應盡量避開地面建築。局部擠壓施工時，應仔細控制開挖量，以減少和控制地表變形。在全擠壓施工中，盾構壓實壹定範圍內的土壤。編輯本段盾構機的市場需求和特點。目前，中國已成為全球最大的盾構機市場，中國盾構機市場需求旺盛。據專家預測，隨著我國城市軌道交通的發展，各種盾構機的潛在市場未來將有200多億元的產值。中國盾構機市場有以下特點:1。地鐵建設高潮來了。在中國，目前已有23個城市開工建設地鐵，國務院批準的城市有33個。國內地鐵盾構機從中心城區向周邊輻射，到2015年將進入地鐵發展高潮。2.範圍不斷擴大。盾構機的應用範圍正在從城市軌道交通向市政地下管線發展，包括汙水管道、電力管道、給排水管道、燃氣管道、城市溝渠等。3.盾構機的多樣化。從單壹的地鐵盾構發展到多種多樣，包括土壓平衡盾構、泥水盾構、敞開式盾構，以及其他異形(雙圓、三圓、矩形、馬蹄形等。)盾。4.從國內市場發展到國際市場。盾構機在隧道施工中的應用具有自動化程度高、省工、施工速度快、壹次成孔、不受氣候影響、開挖時地面沈降可控、對地面建築物影響小、水下開挖時不影響水上交通等特點。在隧道線路長、埋深大的情況下，盾構機施工更加經濟合理。盾構機的基本工作原理是壹個圓柱形的鋼構件沿著隧道軸線向前推進，將土挖掘出來。筒體組件的外殼就是盾構，起到臨時支撐已開挖的未襯砌隧道段的作用，承受周圍土層的壓力，有時還承受地下水壓力，把地下水擋在外面。挖掘、棄土、襯砌等作業都是在盾構的掩護下進行的。據了解，盾構施工的開挖量占北京地鐵建設總量的45%。目前有17臺盾構機在為地鐵建設工作。雖然盾構機造價高，但是可以提高地鐵地下開挖效率8到10倍，而且在施工過程中，不需要在地面大面積拆遷，不堵塞交通，施工無噪音，地面不沈降，不影響居民正常生活。但大型盾構機附加值高，制造工藝復雜，國際上只有歐美日少數企業能研發生產。盾構機從問世到現在已經有將近180年的歷史了。它始於英國，發展於日本和德國。近30年來，通過對EPB和泥水盾構關鍵技術的探索和研究，如對盾構機進行有效密封，保證開挖面的穩定，控制地表隆起和塌陷在規定範圍內，更換密封條件下的使用壽命，解決高水壓條件等壹些不良地質條件，盾構機得到了快速發展。由於日本經濟的快速發展和實際工程的需要，盾構機，特別是EPB和泥水盾構得到了迅速發展。德國盾構機技術也獨具特色，尤其是在地下施工過程中，氣壓高達0.3MPa時保證密封和更換刀盤的前提，從而提高盾構機的壹次掘進長度。德國還開發了在密封條件下從大直徑刀頭內部的大氣空間更換磨損的刀頭。盾構機的選型原則是因地制宜，盡量提高機械化程度，減少對環境的影響。沈陽地鐵涉及的盾構機叫先鋒，全長64.7米，盾構部分9.08米，重量420噸，工作誤差不超過幾毫米。價格:德國進口盾構機需要5000萬左右，日本進口盾構機需要3000萬左右甚至更多，國產盾構機價格壹般在2500萬左右。目前，國內擁有自主知識產權的盾構機是上海隧道工程有限公司研制的國產“863”系列盾構機。2007年7月，北方重工集團董事長耿與法國NFM公司原股東正式簽署股權轉讓協議，以絕對控股的方式成功結束了歷時兩年的並購談判，使北方重工擁有了世界上最先進的全系列隧道盾構機核心技術和知名品牌。根據工作原理，盾構機壹般分為手挖盾構、擠壓盾構、半機械盾構(局部氣壓和全局氣壓)和機械盾構(開胸切割盾構、氣壓盾構、泥水壓力盾構、土壓平衡盾構、混合式盾構和異形盾構)。泥水盾構機通過加壓泥漿或泥漿(通常是膨潤土懸浮液)來穩定開挖面。它的刀盤後面有壹個密封隔板，與開挖面形成壹個泥漿室，裏面裝滿泥漿。挖出的泥土和泥漿的混合物用泥漿泵輸送到洞外的分離廠，分離出的泥漿再利用。土壓平衡盾構機以土料(必要時加入泡沫改良土壤)作為穩定開挖面的介質，在刀盤後隔板與開挖面之間形成土室。刀盤旋轉挖掘增加土料，然後螺旋給料機旋轉將土料運出。土室內的土壓力可以通過刀盤的旋轉挖掘速度和螺旋給料機的挖掘量(轉速)來調節。根據盾構機分類的不同，盾構掘進方式可分為:明挖、機械切割、網格格式和擠壓。為減少盾構施工對地層的擾動，可采用千斤頂驅動盾構，使其切口穿入土層，然後在切口內開挖運輸土體。明挖手挖盾構和半機械盾構都是半明挖，適用於地質條件較好，開挖時開挖面能保持穩定或有輔助措施能保持穩定的情況，開挖壹般從頂部開始，逐層向下挖。如果土層較差，還可以借用千斤頂和撐板臨時支撐開挖面。采用明挖，便於用其他方式處理孤立障礙物、糾偏和超挖。為了盡量減少對地層的擾動，需要適當控制超挖和暴露時間。機械切割是指直徑與盾構相近的全斷面旋切刀盤開挖方法。根據地質條件，大刀頭可分為刀夾間無封板和封板兩種。刀架間無密封板適用於土質較好的條件。大刀盤開挖法在曲線施工或糾偏時，不像明挖那樣方便超挖。另外，清障不如明挖。大刀頭的盾牌機械結構復雜，耗電量大。目前國內外先進的泥水加壓盾構和土壓平衡盾構都采用這種開挖方式。開挖采用網格格式，開挖面由網格梁和網格劃分成許多網格。開挖面的支撐作用是由土的粘聚力和網格厚度範圍內的阻力產生的。當盾構推進時，土壤被擠出網格。根據土壤的性質，調整網格的開口面積。采用網格開挖時，所有千斤頂縮回後，會出現盾構大幅度後退的現象，導致地表下沈。因此，施工中必須采取有效措施防止盾構後退。擠壓全擠壓開挖和部分擠壓開挖，由於不出土或只部分出土，對地層擾動大。修建軸線時，應盡量避開地面建築。局部擠壓施工時，應仔細控制開挖量，以減少和控制地表變形。在全擠壓施工中，盾構壓實壹定範圍內的土壤。編輯本段盾構機的市場需求和特點。目前，中國已成為全球最大的盾構機市場，中國盾構機市場需求旺盛。據專家預測，隨著我國城市軌道交通的發展，各種盾構機的潛在市場未來將有200多億元的產值。中國盾構機市場有以下特點:1。地鐵建設高潮來了。在中國，目前已有23個城市開工建設地鐵，國務院批準的城市有33個。國內地鐵盾構機從中心城區向周邊輻射，到2015年將進入地鐵發展高潮。2.範圍不斷擴大。盾構機的應用範圍正在從城市軌道交通向市政地下管線發展，包括汙水管道、電力管道、給排水管道、燃氣管道、城市溝渠等。3.盾構機的多樣化。從單壹的地鐵盾構發展到多種多樣，包括土壓平衡盾構、泥水盾構、敞開式盾構，以及其他異形(雙圓、三圓、矩形、馬蹄形等。)盾。4.從國內市場發展到國際市場。盾構機的工作原理是什麽？盾構機的工作原理是1。盾構機掘進液壓馬達帶動刀盤轉動，同時通過打開推進油缸推動盾構機前進。隨著推進油缸向前運動，刀盤不斷轉動，切割出的渣土填滿泥倉。此時啟動螺旋輸送機，將切割下來的渣土卸到帶式輸送機上，再由帶式輸送機運送到渣土車的土箱中，再通過立井運送到地面。2.控制挖掘過程中的棄土量和速度。當渣土車和螺旋輸送機中的渣土堆積到壹定量時，從開挖面切斷的渣土進入渣土的阻力增大。當渣土的土壓力與開挖面的土壓力和地下水的水壓力平衡時，開挖面可以保持穩定，開挖面相應的地面部分不會塌陷或隆起。此時，只要保持從螺旋輸送機和螺旋輸送機輸送的渣土量和切割成渣土的渣土量。3.管片拼裝完成盾構掘進距離後，拼裝機操作人員操作拼裝機拼裝單層襯砌管片，隧道壹次成型。盾構機的組成及各部件在施工中的作用。盾構機最大直徑6.28m，總長度65m，其中盾構長度8.5m，後支撐設備長度56.5m，總重量約406t，配置總功率1577kW，最大驅動扭矩5300kN？m，最大推進力36400kN，陜西最低行駛速度可達8 cm/min。盾構機主要由盾體、刀盤驅動、雙腔氣制動、管片拼裝機、排土機構、後支撐裝置、電氣系統和輔助設備九部分組成。1.盾體主要由前盾、中盾、尾盾三部分組成。這三部分為管狀，外徑為6.25m，前部防護罩和與之焊接的承壓隔板用於支撐刀盤驅動，同時將土倉與其後面的工作空間隔離。推力缸的壓力可以通過承壓隔板作用在開挖面上，支撐和穩定開挖面。五個土壓力傳感器安裝在承壓隔板的不同高度上，可以用來檢測土倉內不同高度的土壓力。前盾後面是中盾。中間護罩和前護罩通過法蘭用螺栓連接。中間護罩內側外圍有30個推進氣缸。塑料保護罩安裝在推進氣缸的桿上，推動安裝在後面的扇形塊。通過控制液壓缸的桿向後伸出，可以為盾構機提供向前的驅動力。這30個插孔按照上、下、左、右分為A、B、C、D四組。在行駛過程中，操作室內可以有更多的皮帶。中盾後面是尾盾，尾盾通過14被動跟隨鉸接油缸與中盾連接。這種鉸鏈連接可以使盾構機容易轉向。2.刀盤刀盤是壹種帶有多個進刀槽的刀盤，位於盾構機的前端，用於切削泥土。刀盤開口率28%左右，刀盤直徑6.28 m，也是盾構機最大的部分。帶有四個支撐條幅的法蘭盤用於連接刀盤和刀盤驅動部件。根據被切割土壤的硬度，可以在刀盤上安裝堅硬的巖石或松軟的土壤，在外側也安裝壹個刀頭。超挖工具的活塞桿行程為50 mm，安裝在刀盤上的所有型號均采用螺栓連接，可從刀盤後面的泥倉中更換。法蘭盤後部裝有旋轉接頭，用於向刀盤面板輸入泡沫或膨潤土，並向超挖刀具的液壓缸輸送液壓油。3.刀盤驅動刀盤驅動通過螺栓與前罩承壓隔板上的法蘭牢固連接，可使刀盤實現順時針和逆時針0-6.1 rpm的無級變速。刀盤傳動主要由八組傳動副和主齒輪箱組成。每組傳動副由壹個斜軸變量軸向柱塞馬達和壹個水冷變速齒輪箱組成。壹組傳動副在變速齒輪箱中有制動裝置，用於制動刀盤。前罩右側承壓隔板上安裝的定量螺旋液壓泵驅動主齒輪箱中的齒輪油潤滑主齒輪箱，油路中的水冷齒輪油冷卻器用於冷卻齒輪油。4.雙室氣閘雙室氣閘安裝在前罩上，包括前室和主室。當磨損的工人在挖掘過程中進入土倉進行檢查和更換時，應使用雙室氣閘。進入泥倉時，為了避免開挖面坍塌，需要在泥倉內建立並保持壹個與地層深處的土壓和水壓相適應的氣壓，這樣當工人要進出泥倉時，就存在壹個適應泥倉內壓力的問題。通過調節氣閘前室和主室內的壓力，工人可以適應正常壓力和挖掘倉內壓力之間的變化。但需要註意的是，只有通過高壓氣檢並接受過相應培訓的合格人員才能通過氣閘進出加壓泥漿倉。現在以工人從常壓作業環境進入加壓泥漿倉為例說明雙室氣閘的作用。工作人員A先從前室進入主室，關閉前室與主室之間的隔離門，按規定程序給主室加壓，直到主室壓力與土倉壓力相同，打開主室與土倉之間的閘閥，平衡兩者之間的壓力，再打開主室與土倉之間的隔離。