土压平衡盾构机介绍与常见故障分析及解决办法.doc

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1、土压平衡盾构机介绍与常见故障分析及解决办法摘要随着城市地铁的飞速发展，盾构机作为一种高效掘进机械在地铁建设中得到广泛的应用，盾构机构越来越受到人们的重视，了解盾构机构的结构和工作原理也显得很重要。本文针对ZTE6250式土压平衡盾构机的概况，介绍了土压平衡盾构机的结构，讲解了盾构机的9大组成部分盾体、双室气闸、管片拼装机、排土机构、后配套装置、电气系统和辅助设备的构造以及在施工中的作用。文章还分析了在土压盾构在调试时会出现的一些问题和盾构机的维护保养等。关键词：盾构机，盾构施工法，土压平衡控制第一

2、章概述1.1盾构机构与盾构施工法盾构是一种集开挖、支护、衬砌等多种作业于一体的大型隧道施工机械，是用钢板作成圆筒形的结构物，在开挖隧道时，作为临时支护，并在筒形结构内安装开挖、运渣、拼装隧道衬砌的机械手及动力站等装置，以便安全的作业。它主要用于软弱、复杂等地层的铁路隧道、公路隧道、城市地下铁道、上下水道等隧道的施工。使用盾构机械来建筑：隧道的方法称为盾构施工法。其施工程序是：在盾构前部盾壳下挖土（机械挖土或人工挖土），一面挖土，一面用千斤顶向前顶进盾体，顶至一定长度后（一般为一片衬砌圈宽度），再在

3、盾尾拼装预制好的衬砌块，并以此作为下次顶进的基础，继续挖土顶进。在挖土的同时，将土屑运出盾构。如此不断循环直至修完隧道为止。盾构法施工将掘进设备通过竖井送到地下一定深度后可做长距离水平掘进，具有机械化施工、隧道形状准确、质量高、衬砌经济、对地面建筑物影响可能最小、对环境无不良影响、保持水位、噪声小，对工作人员较安全等特点，近十余年在国内城市的地下铁路建设中广泛采用，它的优点得到了广泛的认可。图1.1土压平衡盾构机1．2盾构机的分类盾构的形式很多，可按盾构的盾构的断面形状、构造及开挖形式进行分类。按

4、盾构断面形状的不同，可将盾构分为圆形、拱形、矩形和马蹄形三种；按开挖方式的不同，可分为手工挖掘式、半机械化挖掘式，机械化挖掘式三种；按盾构前部构造的不同，可分为全部开口形、部分开口形、密封形三种。现在应用的最多的盾构断面形式是圆形，圆形机械的盾构施工法主要有切削轮式、气压式、泥水加压式和土压平衡式。因本公司主要生产的是土压平衡式盾构机，故本文将以公司生产的DZ018土压平衡式盾构机为例对土压平衡式盾构机做出简单的探讨。第二章土压平衡式盾构机结构原理介绍2.1工作原理土压平衡(EPB)盾构机具有封闭

5、的土仓，其基本工作过程是通过旋转的刀盘切削前方的土体，油缸推进刀盘实现掘进，同时使土体从刀盘开口处进入并充满土仓，在油缸的推力下仓内土体保持一定的压力用来平衡前方的土压力和水压力通过添加外加剂并搅拌土体使其具有适宜的流动性和不透水性，然后在基本保持土压平衡的条件下从螺旋输送机排出土体。成洞后由盾构壳体支撑围岩，在盾构的尾部进行结构衬砌组装施工，同时对结构与围岩问的缝隙注浆填充，最后实现设计的线路及其结构尺寸要求。图2.1土压平衡原理图2.1.1盾构机的掘进液压马达驱动刀盘旋转，同时开启盾构机推进油

6、缸，将盾构机向前推进，随着推进油缸的向前推进，刀盘持续旋转，被切削下来的碴土充满泥土仓，此时开动螺旋输送机将切削下来的渣土排送到皮带输送机上，后由皮带输送机运输至渣土车的土箱中，再通过竖井运至地面。2.1.2掘进中控制排土量与排土速度当泥土仓和螺旋输送机中的碴土积累到一定数量时，开挖面被切下的渣土经刀槽进入泥土仓的阻力增大，当泥土仓的土压与开挖面的土压力和地下水的水压力相平衡时，开挖面就能保持稳定，开挖面对应的地面部分也不致坍坍或隆起，这时只要保持从螺旋输送机和泥土仓中输送出去的渣土量与切削下来的

7、流人泥土仓中的渣土量相平衡时，开挖工作就能顺利进行。2.1.3管片拼装盾构机掘进一环的距离后，拼装机操作手操作拼装机拼装单层衬砌管片，使隧道—次成型。2.2盾构机的组成及各组成部分在施工中的作用盾构机DZ018的直径为6.m，总长65m，其中盾体长8.5m，后配套设备长56.5m，总重量约406t，总配置功率1577kW，最大掘进扭矩5300kN/m，最大推进力为36400kN，最快掘进速度可达8cm/min。主要由9大部分组成，他们分别是盾体、刀盘驱动、双室气闸、管片拼装机、排土机构、后配套装置

8、、电气系统和辅助设备。图2.2土压平衡盾构机结构2.2.1盾体盾体主要包括前盾、中盾和尾盾三部分，这三部分都是管状简体，其外径是6．25m。前盾和与之焊在一起的承压隔板用来支撑刀盘驱动，同时使泥土仓与后面的工作空间相隔离，推力油缸的压力可通过承压隔板作用到开挖面上，以起到支撑和稳定开挖面的作用。承压隔板上在不同高度处安装有五个土压传感器，可以用来探测泥土仓中不同高度的土压力。前盾的后边是中盾，中盾和前盾通过法兰以螺栓连接，中盾内侧的周边位置装有30个推进油缸，推进油缸杆上安有塑料撑