泥水平衡盾构机的基本结构是怎样的呢
泥水平衡盾构简介
支承环
盾尾
刀盘
主驱动
泥水仓
进浆管 破碎机 推进油缸
排浆管 管片拼装机
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２．刀盘系统
刀盘是泥水盾构的主要工作部件，为各种盾构刀具提供安装位置， 根据工程实际需求，可分为常规泥水盾构刀盘和带常压换刀装置的刀盘。 前者厚度跟同尺寸的土压平衡盾构的刀盘厚度相当，后者厚度一般接近 2m或以上。
间接控制型泥水盾构控制 精度高，开挖仓内的泥水 压力波动小，一般在 0.01~0.02MPa之间变化。 掌子面压力的变化被迅速、 准确的平衡，降低了对地 层的扰动。
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３．泥水平衡原理
泥水稳定掌子面的方法源于地下连续墙的泥浆护壁原理，其基本原 理是通过在支撑环前面隔板的密封舱中，注入适当压力的泥浆，在开挖 面形成泥膜，支撑正面土体，并由安装在正面的刀盘切削土体表面泥膜， 与泥水混合后，形成高密度泥浆。
当泥水压力大于地下水压力时，泥水按照达西定律渗入土体，形成
与土壤间隙成一定比例的悬浮颗粒，这些颗粒被捕获并积聚于土体与泥
水的接触区，逐渐形成泥膜。当泥膜抵抗力远大于正面地层压力时，产
生泥水平衡效果。
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泥膜的类型
泥皮泥膜
无泥 膜
渗透泥膜
泥水几乎不渗透，只形 成泥膜
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➢ 刀盘的设计要求 (1) 能够降低对刀具的磨损； (2) 保护刀盘的钢结构，刀盘的结构材料为Q345B 、16MnR、 GS52或相
当于这种材料的铸钢； (3) 能够实现高的贯入度； (4) 选择降低刀具的磨损及维持掌子面稳定的最优刀盘开口率； (5) 幅轮设计以使每个旋转方向都有多个碴土出口； (6) 2 个旋转方向(正/反)； (7) 刀盘前面有独立的喷口用于防止刀盘结泥饼； (8) 连接到主驱动的连接臂（厚壁管）保证刀盘良好的稳定性； (9) 出碴通道的几何设计必须满足开挖仓容易出碴； (10) 大的物料通道从刀盘外缘通到刀盘中心区域，这样便于将挖掘的物
盾构机主要功能部件与结构
盾构机主要功能部件与结构密闭、加泥土压平衡式盾构主要由盾壳与盾尾、开挖机构、管片拼装机构、推进机构、排送机构、动力装置、附属设备等组成。
11.4.1 盾壳与盾尾盾壳由切口环、支承环、钢板束、盾尾等部分通过焊接、铆接、螺栓连接组成。
主要作用是：承受地层压力，起临时支护作用，保护设备及操作人员安全，承受千斤顶水平推力，使盾构在土层中前进，同时也是各机构的骨架与基础。
切口环。
为盾构最前面的一个具有刚度和强度的铸钢或焊接环。
前端切成锐角，便于切入地层，环周有加强筋，将千斤顶水平推力传至钢壳上。
支承环。
与切口环相似是盾构受力的主要部分，是具有一定厚度的铸钢件，由环状加强筋、纵向加强筋、外壳所组成。
环状加强筋焊在支承环两端，纵向加强筋焊在环状加强筋之间，盾构千斤顶安在上面。
支承环内设竖向和水平向立柱与横梁，形成井形隔架，第二层上设置工作平台。
钢板束。
主要作用是保护开挖、掘进、衬砌装置。
由两层钢板铆接而成，分块包在支承环和切口环外面，伸出部分为盾尾。
盾尾。
盾尾由环状外壳与安装在内侧的密封装置构成，其作用是支承隧道周边，防止地下水、开挖面泥浆、泥土与注浆材料被挤入隧道内。
盾尾是进行衬砌组装的地方，其长度取决于衬砌形式。
盾尾密封。
盾尾密封是为了防止注浆材料、地下水和开挖面泥浆与泥土从钢壳面板和管片外围流入盾构机而设置的。
由于盾构保持不断推进，盾尾内壁与衬砌管片外圈结合处摩擦力很大，极容易将密封损坏。
盾尾密封采用三道钢丝刷加密封脂密封方式。
在钢丝刷之间压入密封油脂来承受地下高压泥水。
始发前10 环，每环都注入密封油脂，随后每隔10 环注到第100 环，过了试验段每50 环或100 环注入密封油脂。
遇到特殊情况，如密封不好时，在施工中要注意保证随时补充密封油脂。
11.4.2 开挖机构开挖机构由切削刀盘、刀盘支承与密封系统、刀盘驱动系统、泥土仓等部分组成。
切削刀盘。
盾构刀盘是开挖机构的主要部件。
它直接与开挖面土壤接触，通过推进液压油缸的作用，使盾构刀盘向前推进，刀具切入土层，由驱动装置使刀盘旋转，刀盘把土壤切削下来，隧道向前掘进。
盾构的基本构造
盾构的基本构造
盾构是一种用于地下隧道施工的机械，其基本构造包括以下几个部分：
1. 盾构机壳体结构：盾构机的主体结构，由盾构壳、尾部刀盘、前部掘进机构和副机房组成。
2. 掘进机构：用于破碎土层并将其转运到后面的螺旋输送器中。
掘进机构包括刀盘、切削头、刀架、推土板等。
3. 螺旋输送器：用于将挖掘出来的土层通过输送螺旋提升至盾构机后端的输送带上，再通过输送带运送至地面。
4. 注浆系统：在盾构掘进过程中，需要注入混凝土或其他材料来加固隧道壁。
注浆系统由泵站、注浆管路、注浆喷嘴等组成。
5. 液压系统：盾构机需要大量的液压系统驱动各种机构进行工作，包括液压泵站、液压油箱、液压管路等。
6. 电气系统：盾构机需要大量的电力设备进行工作，包括发电机组、电缆、变压器等。
总之，盾构是一种复杂的机械设备，其基本构造包括盾构机壳体结构、掘进机构、螺旋输送器、注浆系统、液压系统和电气系统等。
盾构机操作与维护 课件 项目五 泥水盾构机的基本构造
5.1 泥水盾构的基本构造
5.1.2泥水盾构的系统构成及主要构造 气动盾尾密封润滑油脂泵安装在后配套系统上,将油脂桶里的 油脂打到密封腔里。在盾尾区域,每个油脂腔都有油脂注入管。 在掘进期间油脂的注入是不间断的。 油脂分配阀可以通过时间和压力控制循环动作。时间可以在 控制面板上通过PLC预先设置。压力优先于时间,也就是说,一 旦达到预先设定的压力值,即转向下一个阀运作,不管时间是 否到达。润滑系统由控制室控制,有自动和人工两种模式。 如果润滑油脂罐空了,油脂泵会自动停止动作并发送一错误信 息到控制室。
5.1 泥水盾构的基本构造
5.1.2泥水盾构的系统构成及主要构造 3)逆冲洗模式 掘进模式下,当P2.1泵前方管路堵塞或气垫仓底部渣土滞排时, 使用逆冲洗模式进行疏通。本设计增加的逆冲洗排浆管能够实 现浆液排放,可实现持续逆向冲洗直至堵塞管路疏通。
5.1 泥水盾构的基本构造
此外,压缩空气具有反应速度快、填充速度快、容易实现远程 精确自动控制的特点,间接控制性泥水盾构可以更快速、更准 确地平衡压力,更有利于控制地表沉降。
5.1 泥水盾构的基本构造
5.1.2泥水盾构的系统构成及主要构造 下面以间接控制型泥水盾构为例,简要介绍泥水盾构的典型系 统构成。泥水盾构由以下五大系统构成: (1) 盾构掘进系统:一边利用刀盘挖掘整个开挖面,一边推进盾 构向前掘进。 (2) 泥水循环系统:将膨润土浆液送至开挖面,保持开挖面稳定, 并把泥水仓里的渣土通过管道以泥浆的形式泵送到地面处理厂 。 (3) 管片衬砌和物料运输系统:运输管片和其他材料,并把管片 安装到位、成形。
泥水平衡盾构及其工作模式的分析与论述
泥水平衡盾构及其工作模式的分析与论述摘要：随着城市化建设的不断发展，隧道盾构法凭借自身优势逐渐成为城市地下轨道交通施工的重要设备。
且被广范应用于江河湖海隧道、铁路隧道、公路隧道和城市地下工程建设中。
本论文将通过对泥水平衡盾构的工作原理和性能进行分析介绍，继而论述其工作状态下的多种工作模式，从而对盾构的运行有更明确的认识，并对实际工程中工作模式的对应选择做出指导。
关键词：盾构机泥水盾构隧道工作模式0 引言随着我国经济技术的高速发展和城市化进程的快速推进，城市交通的发展也探寻出新的道路。
目前，城市交通的发展不仅局限于地面交通的铺建，也逐步向地下延伸建立更为全面的交通枢纽。
因此，我国各大城市应用以盾构技术为主体修建的城际地铁来缓解城市内部交通压力。
而采用更为高效安全的盾构施工机械来进行掘进，可以在经济性、环保性、技术性等方面都的得以保证。
盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，目前是其发展的最好时期。
全断面隧道掘进机是集机、电、液、光、计算机技术为一体的大型地下工程建设装备，是大规模开发利用地下空间的前提条件。
泥水环流系统对整个地下施工也具有重要的影响。
因此，了解盾构技术的工作原理及模式对于城市地铁、地下排管工程的发展有着重要意义。
其中，通过泥水压力使切削面保持稳定平衡的盾构称为泥水加压平衡盾构，简称泥水盾构，它是具备开挖、排渣、衬砌支护等综合施工能力的全断面隧道掘进设备。
本文将通过对泥水平衡盾构的工作原理进行介绍，并对其多种工作模式进行分析论述，充分体现出盾构为目前交通建设的发展所提供的便利。
1 泥水平衡盾构介绍泥水盾构是指在盾构开挖面的密封隔仓内注入泥水，通过泥水加压和外部压力平衡，以保证开挖面土体的稳定。
盾构推进时开挖下来的泥土进入盾构前部的泥水室，经搅拌装置搅拌，而搅拌后的高浓度泥水通过泥浆泵运到地面，泥水在地面经过分离，然后进入地下盾构的泥水室，不断地排渣净化使用。
2 泥水加压平衡盾构的性能特点泥水加压平衡盾构的特点之一在于将泥水送往开挖面，通过开挖面的加压从而使其达到稳定，并且用流体输送砂土。
盾构机构造及工作原理简介解析
盾构机构造及工作原理简介解析盾构机构造及工作原理简介第二部分四、盾构机的主控系统及工作原理下图是天地重工生产的土压平衡盾构机示意图，通过这台土压平衡盾构来简单介绍盾构机的构造及工作原理。
盾构法隧道的基本原理是用一件有形的钢质组件沿隧道设计轴线开挖土体而向前推进。
这个钢组件在初步或最终隧道衬砌建成前，主要起防护开挖出的土体、保证作业人员和机械设备安全的作用，同时还能够承受来自地层的压力，防止地下水或流沙的入侵，这个钢质组件被称为盾构。
而盾构的主要组成部分即为盾体。
盾尾刷和同步注浆系统管片拼装机前盾中盾后盾推进油缸人行闸排土系统刀盘1. 盾体盾体主要包括前盾、中盾和尾盾三部分，这三部分都是管状筒体。
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，推进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推进油缸。
中盾的后边是尾盾，尾盾末端装有密封用的盾尾刷。
2. 刀盘和刀盘驱动刀盘是一个带有多个进料槽的切削盘体，位于盾构机的最前部，用于切削土体，刀盘通过安装在前盾承压隔板上的法兰上的刀盘电机来驱动。
它可以使刀盘在顺时针和逆时针两个方向上实现无级变速。
刀盘电机的变速齿轮箱内需设置制动装置，用于制动刀盘。
电机的防护等级需大于IP55。
为了适用于不同的土质条件，刀盘上安装了多种类型和功能的刀具，所有刀具都由螺栓连接，可以从刀盘后面的泥土仓中进行更换。
刀盘(中交天和14.93米泥水气压平衡复合式盾构机)滚刀与推出式滚刀铲刀切削刀仿形刀与超挖刀铲刀:铲刀可以双向进行开挖，主要用于保证开挖直径的稳定不变。
铲刀切削刀:切削刀主要用于切削软土、泥砂地层。
其中刀口与刀盘旋转方向水平的称为切刀，刀口与刀盘旋转方向垂直的称为削刀切削刀滚刀与推出式滚刀:滚刀用于砂卵石、硬岩地层，它可以将大块的岩石打碎，分成小块。
泥水平衡盾构技术基础
20 10 0 0,001 0,002 0,006 0,02 Grain Diameter d in mm
Slurry
0,06 0,2 0,6 2,0
-5 Coarse sand 10 -6 Medium sand 10 -7 Fine sand 10 Sandy, Silty clay 10- 8 Silt -9 10
泥水盾构技术介绍
盾构技术基础内容
1、盾构机概述（基本概念，历史与现状）
2、盾构机的分类 3、泥水盾构基本工作原理 4、泥水盾构机与配套设备 5、泥水平衡盾构施工 6、关键技术问题
泥水盾构机
1、盾构概述（基本概念，历史与现状） 1.1盾构基本概念
盾 构 机 （ Shield Machine, Tunnel Boring Machine，TBM） —也称为隧道掘进机。 综合配有各种不同的挖掘、顶进、转向、支护、排 渣、衬砌、运输机械，和自身配备的传感、测量与 控制装置一起，形成一个完整的施工机械系统。
Mittel-
Permeability
Cobbles Coarse gravel
–– –– –– –– ––
10 1 10 10 10 10
-1 -2 -3 -4
Siebkorn
Fein-
Medium gravel
Mittel-
Massenanteile der Körner <d in % der Gesamtmenge
人工开挖式；机械开挖式 敞开式；密闭式 土压平衡式；泥水平衡式 软土盾构；硬岩盾构 现代盾构机主要分为土压平衡式、泥水平衡式、硬岩 式、复合式等类型。
泥水平衡式
开式
复合式盾构
盾构机施工 泥水平衡原理
盾构机施工泥水平衡原理最近在研究盾构机施工泥水平衡原理，发现了一些有趣的原理，今天来和大家好好聊聊。
你有没有玩过那种两边有开口，中间装着水的透明小容器呀？你要是往一边倾斜这个小容器，水就会往低的那边流过去，这其实和泥水平衡原理有一点相似的地方呢。
盾构机在地下施工的时候啊，就像是在土里面挖隧道的大虫子。
那这个泥水平衡是怎么个事儿呢？盾构机前面有个刀盘在切削土体，切削下来的土啊就会和注入的泥水混合在一起。
这时候就像是做了一碗特别浓稠的泥水粥一样。
想象一下，如果没有平衡好会怎么样呢？比如说就像你在沙滩上挖洞，要是上面的沙子没有支撑好，不就塌下来了吗。
在盾构机施工中也是一样的，隧道周围的土要是没有一种力来平衡，就会塌下来，那可就危险啦。
这个时候泥水就起到一个非常重要的作用，泥水的压力能够平衡掉隧道周围土层对盾构机的压力。
这就好比你用手去顶一个弹簧，弹簧也会给你手一个力一样，泥水的压力和土层的压力就是这样互相平衡着。
那这个压力怎么控制呢？这就要说到盾构机里很精密的压力检测和控制系统了。
这套系统就像是一双敏锐的眼睛和一双灵活的手。
眼睛呢，就是那些压力传感器，随时检测着泥水压力和土层压力的情况；手呢，就是控制注入泥水流量和压力的设备。
当传感器发现压力不平衡的时候，“手”就开始调整了，让泥水压力恰到好处。
老实说，我一开始也不明白这个系统怎么能做到这么准确。
在学习过程中，我看了不少实际工程案例才慢慢理解。
比如说上海的一些地铁隧道工程，底下的土质很复杂，有软的淤泥，还有硬一些的粘土。
盾构机在这些地方施工的时候，泥水平衡原理的运用就像是一把钥匙，成功地打开了安全开挖的大门。
如果泥水压大了，可能会冲破土层导致地表隆起；小了呢，又容易塌土，所以这个平衡真的很关键。
说到这里，你可能会问，那这个泥水怎么保证是合适的浓度和质量的呢？这个就涉及到一系列的dirt treatment（泥土处理）过程。
简单来说，就是要有设备对挖下来的混合物进行处理，把土颗粒、水和其他添加剂进行合理的调配。
泥水盾构机工作原理
泥水盾构机工作原理泥水盾构机是一种用于地下隧道开挖的专用设备，它的工作原理主要包括盾构机的结构组成、施工过程和工作原理等方面。
首先，我们来了解一下泥水盾构机的结构组成。
泥水盾构机主要由盾构壳体、推进系统、泥水处理系统、电气控制系统等部分组成。
盾构壳体是泥水盾构机的主体部分，它由前部掘进室、中部推进室和后部尾部室组成，前部掘进室安装有刀盘和刀盘推进液压缸，中部推进室用于安装隧道衬砌机构，后部尾部室则安装有尾部密封系统。
推进系统由主推进液压缸、副推进液压缸、推进齿轮和推进链条等组成，主要用于推动盾构壳体前进。
泥水处理系统用于处理盾构施工过程中产生的泥浆和废水，保证施工现场的清洁和环境的保护。
电气控制系统则是泥水盾构机的智能控制中心，通过对各种传感器和执行机构的监测和控制，实现盾构机的自动化施工。
在了解了泥水盾构机的结构组成之后，我们来看一下它的施工过程。
泥水盾构机的施工过程主要包括掘进、推进、衬砌和尾部封闭等步骤。
首先是掘进过程，盾构机通过刀盘的旋转和推进系统的作用，不断地向地下挖掘，同时泥浆和废水通过泥水处理系统进行处理。
接着是推进过程，推进系统通过主推进液压缸和副推进液压缸的作用，推动盾构壳体向前推进，同时隧道衬砌机构对挖掘的隧道进行衬砌。
衬砌过程是将预制的隧道衬砌环片逐个安装在挖掘好的隧道内，形成完整的隧道结构。
最后是尾部封闭过程，尾部密封系统对尾部空间进行封闭，保证施工现场的安全和环境的保护。
了解了泥水盾构机的结构组成和施工过程之后，我们来看一下它的工作原理。
泥水盾构机的工作原理主要是利用刀盘的旋转和推进系统的作用，不断地向地下挖掘，并通过泥水处理系统处理泥浆和废水，同时通过隧道衬砌机构进行隧道的衬砌，最终完成隧道的开挖和建设。
盾构机的推进系统通过主推进液压缸和副推进液压缸的作用，推动盾构壳体向前推进，同时保证施工现场的安全和环境的保护。
电气控制系统对各种传感器和执行机构进行监测和控制，实现盾构机的自动化施工，提高施工效率和施工质量。
泥水平衡盾构简介
了开挖直径的稳定不变。 ③铲刀用可更换的螺纹固定到钢结构
上，因此，可以被单独更换。
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（3）仿形刀 刀盘上安装了仿形刀。安装的仿形刀通过一个短行程的油缸进行操 作。仿形刀的伸缩则在主控室内按每10°事先加以设置控制。 盾构具有仿形超挖功能是目前盾构中较为先进的一种，其仿形超挖 方位、超挖量可根据不同的施工要求而调整。
料运输到开挖仓； (11) 碴土开口设计限制大的石块进入，能通过的石块复合泥水仓格栅和
颚式破碎机的粒径限制。
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➢ 安装的刀具 （1）刮刀
①刮刀安装在碴土通道的一侧； ②高质量的碳质刀刃； ③宽度 100mm左右； ④可以从刀盘后面更换刀具。
（2）铲刀 ： ①铲刀的设计保证了快速、清洁的开
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２．分类
按照控制开挖面泥浆方式的不同，泥水盾构可分为两种：一种是日 本体系的直接控制型；另一种是德国体系的间接控制型（气压复合控制 型）。
间接控制型
泥模形 成区
压缩空气 连通管
地层
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刀盘
泥浆 进泥管 排泥管
直接控制型
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1）直接控制型泥水盾构的特点 ➢ 直接控制型泥水系统流程如下：送泥泵从地面泥浆池将新鲜泥浆送入
与土壤间隙成一定比例的悬浮颗粒，这些颗粒被捕获并积聚于土体与泥
水的接触区，逐渐形成泥膜。当泥膜抵抗力远大于正面地层压力时，产
生泥水平衡效果。
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泥膜的类型
泥皮泥膜
无泥 膜
渗透泥膜
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泥水几乎不渗透，只形 成泥膜
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泥水平衡盾构机的基本结构是怎样的呢？
泥水平衡盾构机的基本结构是怎样的呢？桂祺密封件告诉您泥水平衡盾构机密封件的设备结构一般由气垫仓、泥水仓、刀盘、主驱动、冲刷管、破碎机位置、排浆管吸口、管片拼装机、主机排浆泵组成。
一、泥水平衡盾构机密封件设备的工作原理是什么？
泥水盾构采用膨润土悬浮液（俗称泥浆）作为支护材料。
将泥浆送人泥水室，在开挖面上形成不透水的泥膜，通过该泥膜平衡作用于开挖面的水土压力。
开挖的土砂以泥浆形式输送到地面，通过泥浆处理设备进行分离，分离后的泥水进行重新调浆，再输送到开挖面。
泥水盾构机（密封件）适用的地质范围较大，从软弱砂质土层到砂砾层都可以使用。