tbm设备组成及功能介绍

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1、科技情报开发与经济SCI-TECHINFORMATIONDEVELOPMENT&ECONOMY2007年第17卷第13期文章编号:1005-6033(2007)13-0257-03收稿日期:2006-12-13TBM设备组成及功能介绍李素琴(山西省万家寨引黄工程管理局,山西太原,030012)摘要:介绍了全断面掘进机(TBM)主机的组成、辅助设备、后配套及其功能。关键词:隧道施工;TBM;施工机械中图分类号:U455文献标识码:A由于全断面掘进机(TunnelBoringMachine,简称TBM)的施工具有出渣方向,在换刀和脱困时反向旋转。刀盘转速可以根据不同的地质条快速、高效

2、、安全可靠、施工质量好、成本低等优点,且集机械、电子、液件以及由PLC控制系统支持的驱动模式而相应改变。压、激光控制等技术为一体,实现了高度机械化和自动化,作为当前最先1.2.1主轴承进的大型地下隧道开挖衬砌成套装备,得到了广泛应用。TBM由主机和主轴承采用大直径、高承载力、长寿命的三轴式设计,轴承内圈带有后配套组成,下面介绍TBM有关部件。内齿圈。双轴承支座驱动小齿轮与内齿圈啮合,支承稳固的驱动齿轮可最大限度地减小齿轮的磨损,主轴承与大齿圈设计寿命均超过1.5万h。1TBM主机驱动小齿轮和减速器、变频电机连于一体,结构紧凑。1.2.2主轴承密封TBM主机主要由刀盘、主轴承及驱动

3、组件、前盾、伸缩盾、支撑盾、盾主轴承密封包括外密封和内密封两套密封系统。内外密封系统均由尾及其辅助设备组成。主机结构见图1。带有迷宫环的三道唇形密封组成。辅助推进油缸前盾稳定器驱动电机主推进油缸多功能钻机管片安装机超前钻机1.2.3主驱动润滑主轴承和驱动装置采用强制式循环系统进行润滑,润滑系统与主驱动连锁,并先于主驱动启动,当润滑系统出现故障不能启动或停止运行时,刀盘将无法转动。主轴承润滑油与齿轮箱润滑油的循环管路相互隔离,以防止齿轮磨损的颗粒进入主轴承。所有润滑油液均流入驱动部件的油槽底部,过滤后回到循环系统中。循环系统中设置有传感器以监测润滑油的压力、流量和温度。1.3前盾刀

4、盘主轴承支撑盾撑靴前盾支撑刀盘和刀盘驱动装置,通过主推进油缸与支撑盾相连,主主机皮带机伸缩护盾盾尾管片安装机梁要部件有:用于安装主驱动的法兰盘、出渣区域的防尘装置及链条、稳定图1TBM主机图器支撑装置、推进油缸接头、除尘管的接头装置等。1.1刀盘1.4伸缩护盾刀盘针对工程地质条件设计,为封闭面板式箱型结构,盘型滚刀采伸缩护盾连接前盾和支撑盾,其功能是使TBM的掘进与管片的安用背装式,刀具更换在刀盘里进行,保证了换刀的安全。刀盘设计分为两装能同时进行。块,以便于运输。刀盘与刀具均采用很好的耐磨设计,以保证刀盘在硬岩伸缩护盾区域布置两个反扭矩油缸,将掘进时产生的扭矩从前盾传掘进时的耐

5、磨性能。递给支撑盾,同时当前盾与支撑盾之间发生滚动时,反扭矩油缸可以给刀盘开挖直径应满足TBM最小标定掘进直径的要求,刀盘上安装予调整。中心刀、正滚刀、超挖刀等各类型刀具,刀具根据地质条件进行合理的选1.5支撑盾型和配置。刀盘偏心布置,增大了隧洞拱顶的开挖直径,为TBM快速通支撑盾内设有辅助推进油缸和TBM支撑装置。撑靴布置的形状使过围岩变形区预留了变形量。得支撑力作用到两侧和底部,在3个点上将TBM固定在隧洞内,增大了刀盘设计了液压式刀具磨损自动检测系统,使刀具磨损量能被监TBM内部空间。支撑盾承受全部的掘进反推力,在换刀时也可将前盾向控,以保证刀盘不因刀具超量磨损、损坏而遭到

6、严重磨损或损坏。刀盘结后收回。支撑系统的压力可以根据地质条件变化随时调整,即能根据刀构见图2。盘对推进力的需要来提供相应的接触反力。边滚刀1.6主推进系统中心刀主推进油缸连接前盾和支撑盾,采用铰接式,既传递推力又传递拉超挖刀力。油缸分成上下左右4组,通过有选择地对各组油缸进行加压来使喷嘴TBM实现转向。每组作用油缸的行程及压力能同步在TBM主控室的显示器上显示。预留注浆孔1.7辅助推进系统辅助推进油缸分成上下左右4组,作用在4个压力区,以利于TBM在软弱围岩中掘进不能用支撑时TBM进行转向。辅助推进油缸共用的1铲斗人孔套液压动力装置,每1组液压缸均能由TBM主司机独立操作,在采用

7、双护盾模式掘进时,4组推进油缸可以同步操作。每1组油缸装有行程传感图2刀盘结构示意图器,使TBM主司机能监控其行程。1.2刀盘驱动系统1.8盾尾刀盘驱动方式为变频驱动,刀盘可以双向旋转,顺时针旋转为掘进257李素琴TBM设备组成及功能介绍本刊E-mail:bjb@mail.sxinfo.net实践与创新盾尾与支撑盾刚性相连。为防止回填材料在TBM向前移动时流到电视监视系统由摄像机和显示器组成。摄像机设计为防尘、防水和TBM前方,在盾尾尾部外侧安装弹簧钢片;为防止回填材料从盾尾间隙