日立盾构机技术参数
盾构机主要参数表
辅助设备
22kW
油过滤系统
11kW
齿轮润滑系统
4kW
螺旋输送机
200kW
泡沫发生装置
8kW
砂浆设备
45kW
皮带输送机
30kW
二次通风
15kW
空压机
55kW
电源插座及工地用电
80.575kW
合计
1416kW
盾构机性能
注浆口
4个
DN 50
绞接油缸
类型
被动式
数量
14个
千斤顶
在接收最终管片设计后再确认
数量
32
16×2
分组数量
4组
4个内置行程测量系统
最大推进力
42,000kN@ 350 bar
伸出速度
80mm/min
所有油缸
缩回速度
1600mm/min
一组油缸
刀盘
数量
1个
2个固定搅拌棒
型式
复合式重型刀盘
刀具
4把中心双刃滚刀、21把正面单刃滚刀、56把刮刀、8把铲刀、11把边缘单刃滚刀、1把超挖刀滚刀式、配有2个磨损检测装置
10kV
次级电压
400V
变压器
2000kVA
干式变压器，IP 55
控制电压
24V / 230V
照明电压
230V
阀工作电压
24V
频率
50Hz
系统绝缘保护
IP55
PLC
1No.
西门子
功率因数补偿器
1个
cos phi = 0.9
功率配置（摘录）
刀盘驱动系统
945kW
3×315kW
盾构推进系统
日立盾构机优点
日立盾构机与海瑞克优缺点比较一、刀盘转动驱动是高效变频电机驱动变频电机驱动：设备购置成本及施工成本均低于液压马达驱动20% 与液压马达比较表变频电机驱动液压马达驱动效率效率高效率低速度控制变频电机无级变速通过流量无级变速维修容易，清洁主要是密封与油污噪音及发热噪音小，发热量小噪音大，发热量大制动实现缓冲制动，保护机械结构不能实现缓冲制动故障少多二、刀盘设计多地质适应性刀盘为辐条面板式结构，主承力结构为双环六辐条结构，通过调整六块面板面积，可方便地改变刀盘开口率的大小，适应不同地质条件，而不影响刀盘强度。
▪▪▪▪▪▪▪▪三、大直径轴承设计本盾构机配置直径为φ3200mm的三排圆柱滚子轴承（厂家日本Roballo， Roballo 为罗特艾德全资子公司，海瑞克直径为φ2600mm），可合理地布置人闸（安装于隔板上部）等部件，轴承受力更合理均匀，使其具有较高的使用寿命，同时扭腿间有较大的空间，且土仓上扭腿所在环相对中心处隔板相对运动，便于渣土的搅拌及流动，可有效地防止土仓隔板泥饼的形成。
四、刀具设计盾构机配置长寿命刀具（海瑞克200米就需要换刀，我们的盾构机可保持1000米不换刀），刮刀采用大型双刃合金结构，合金采用嵌入式，刀具刀刃材质采用E5合金，具有较好的韧性及耐磨性，刀体易磨损处做耐磨堆焊处理。
五、铰接设计本盾构机采用主动式铰接结构（海瑞克是被动铰接），最小转弯半径可达150m，方向控制灵活。
总推力：30000kn 油缸数量：1500kn*20根形式：Ｖ型密封 2 段、灰尘密封 1 段耐压： 1.0 Mpa润滑：自动供脂六、搅拌翼设计在刀盘内侧装备有可以覆盖整个区域的搅拌翼，无搅拌盲区。
七、螺旋输送机设计螺旋输送机即可径向出渣也可轴向出渣，并预留螺旋出渣器接口，预防喷涌的发生。
螺旋机前端导筒采用双层结构，可伸缩驱动方式：液压驱动方式功率：220kw （海瑞克的为210kw）出土量：350 m3 / h八、添加剂主入口设计刀盘上注入口与中心回转接头内管路为一一对应，注入口采用日立专利技术，具有很好的防堵功能。
盾构机技术性能参数
2
盾构机技术性能参数
详细部件名称 刀盘上的注入点 泥浆（澎润土）注入系 泵流量 统主要参数 泥浆罐容积 泥浆泵装机功率 额定抓举能力 侧向挤压力 转动扭矩 静扭矩 型式 驱动方式 管片安装机主要参数 自由度 移动行程 旋转角度 旋转速度 控制方式 超前钻机安装位置 形式 起吊能力 管片吊机主要参数 起吊高度 移动行程 控制方式 形式 导向系统参数 测量精度 有效工作距离 摄像头数量 监视系统参数 显示屏数量 拖车数量 连接桥长度（一段） 后配套主参数 允许服务到与通过尺寸 拖车外形尺寸 后配套拖车行走方式 冷却能力 水管卷筒规格 进水压力 冷却水系统主要参数 进水温度 出水压力 出水温度 形式 排污系统参数 排污管规格 扬程/能力 排量 额定压力 储气罐 空气系统主要参数 供气分配网 初次过滤器 二次过滤器（供人闸使用） 自动保压装置/数量 流量 二次通风系统参数（备 风管直径 选） 装机功率 油箱容积 液压油 液压装置参数 滤清质量 过滤功率 主要部件名称 技术性能参数
3
盾构机技术性能参数
主要部件名称 详细部件名称 初级电压 二次电压 主驱动变压器/数量 变压器防护等级/功率因素 高压电缆托架数量及能力 电缆 灭火器数量 可编程控制器 显示器 控制通讯系统参数 数据采集系统 通讯 与地面上的通讯 刀盘驱动 扩挖装置 推进系统 管片安装机 螺旋输送机 皮带输送机 注浆泵 砂浆储存罐的搅拌器 液压油过滤泵 主轴承润滑 管片吊机 空压机 冷却水系统 其它设备 总功率 超前注浆孔数量 超前钻机类型 钻杆长度 钻机驱动形式 最大流量 入口最大压力 出口最大压力 入口传感器数量 数量 类型 型号 称的数量 传感器数量 探测目标 探测距离 探测原理 注浆泵数量 出口最大压力 泵的功率 水玻璃储存罐容积 技术性能参数
盾构性能和参数
序号
位置
项目名称
出厂参数
设备状态
是否适应本工程需要
备注
1
盾
构
整
体
机体总长
除刀盘外7.565m
全新
盾壳厚度
前体厚度60mm；中体40mm；盾尾40mm
全新
盾尾间隙
盾尾间隙为160mm，
全新
装备总功率
1707KW
1707KW
全新
最大掘进速度
在较软的土层中的推进速度：80mm/min；在岩层地层中的掘进速度：40-60mm/min；
全新
工作压力
220bar
完全适合本工程需要
全新
最高压力
220bar
完全适合本工程需要
全新
管片拼装机平移油缸
推力(tf)
50KN
完全适合本工程需要
全新
行程mm
2000mm
完全适合本工程需要
全新
数量(台)
2台
完全适合本工程需要
全新
工作压力
200bar
完全适合本工程需要
全新
最高压力
220bar
完全适合本工程需要
正常压力
Kgf/cm2
40~45Mpa左右
实际施工中正常工作压力在6~20mp左右变化，设定的最高工作压力为25mp
马达转速
2000~2650rpm
扭矩
kgf.m
2785NM
设备能力完全能够适应本工程的需要
数量
8台
设备能力完全能够适应本工程的需要
工作压力
6~20mp
全新设备
最高压力
25mp
全新设备
管片拼装器回转
盾构机参数设定
土压平衡式盾构机控制原理与参数设置随着地下空间的开发，盾构技术已广泛地应用于地铁、隧道、市政管道等工程领域。
在我国的各项施工中，盾构机的种类越来越多，其中土压平衡式盾构机在上海、南京、广州等地铁施工中有着较为出色的表现，笔者以日本小松公司Φ6340盾构机为例，结合施工中的一点经验与理解，对其控制原理和参数设置等做简要总结。
控制原理土压平衡式盾构机的土压控制是PID自动调节控制，切削刀盘切下的弃土进入土仓，形成土压，土压超过预先设定值时，土仓门打开，部分弃土通过螺旋机排出土仓，从而保持土仓内土压平衡，土仓内的土压反作用于挖掘面，防止地层的坍塌。
土压的平衡控制是通过装在盾构机土仓隔壁上的土压计对掘进中的土压进行实时监视，土压计监测到的数值传送到PLC，PLC计算出测量值与设定值之间的差值E，通过PID控制，自动调整螺旋机转速，使E值趋向于零，当E值大于零时，PLC发出指令，增加螺旋机转速，提高出土量直至土仓内土压重新达到新的平衡状态，反之当E值小于零时，PLC 会降低螺旋机转速，以减少偏差。
以保持土仓内土压平衡，使盾构机正常掘进。
主要参数抽样周期：PID 演算处理的时间间隔，周期越短，动作越连续，但增加了单位时间的处理次数，因此PID以外的控制变慢，不需要细微变动时，可延长周期。
过滤系数：用来除去输入模拟值上的高频成分，数值越大，则过滤效果越强，系统反应也就越迟钝。
比例常数P:为了提高系统灵敏度，使土压保持在一定范围，把计测值与设定值的差值E 乘以一个系数，所得结果再与目标值相比较，这个系数就是比例常数P，P 值越大，调控效果越好。
积分时间I：系统引入比例常数后，PLC调控螺旋机的输出操作量mv=P*E,也就是偏差被放大了P倍，这样当系统产生偏差时，可能会使螺旋机转速突然增大或减小了许多，形成超调现象，于是又反过来调整，这就引起螺旋机转速忽大忽小，形成振荡。
为了消除振荡，引入积分环节，使操作量mv 在积分时间内逐渐完成，即螺旋机转速平稳变化，直到消除偏差。
盾构及配套设备参数
★盾构机系统及参数★盾构机的主要尺寸及重量★后配套台车组盾构后配套设备主要技术参数主梁单片：22T（加30.5m×2轨道-43轨）支腿单片：2.5T×4台车单台：4.0T×4下端横梁：3.5T×2天车重量：38T四、编组车辆六、通风机序项目技术参数备注号1 型号2 隧道通风机2×55kw 轴流或防爆局扇七、充电器序项目技术参数备注号1 充电器型号KCA01-100/2752 交流输入电压380V 10% 三相三线制3 额定直流电流100A4 电压调整范围275V5 外形尺寸730×600×1760mm6 进线电源接入A/B/C三相按照正相序接入2009年10月10日轴流式通风机型号规格：BD(K)系列及BK系列风机的特点：范围宽、效率高，性能曲线无明显驼峰，风机无明显喘振现象。
整机体积小，且不需建反风系统，风机直接反转反风量为正常风量的60%以上。
另外风机叶轮与电机采用直联方式。
结构上BD(K)系列为双叶轮对旋式、BK系列为单叶轮单级式，它们的叶片安装角度均为可调式，其中BD(K)系列可在48°/36°、45°/33°、42°/30°、39°/27°、36°/24°五组合角度间任意调整，BK系列可在27°、30°33°、36°、39°、42°六角度间任意调整。
转动部分为电机内置结构，电机的通风散热介质与风机输送的介质相互隔离，保证装置的安全性及高效性。
另外，根据生产需要，对旋风机也可单机运行，对旋风机比单机运转可增加风量45-70%，增加风压100-192%，与双机串联运转比，风量可增加速25%，风压可增加50%左右，对中高阻力矿井增加更为显著。
煤矿防爆局扇风机型号规格：DSFA、JSFA系列风机的特点：由于叶片采用先进的机翼扭曲技术，并结合风机在每个工况点的最高点功率，设计出现行的科学安装角度，使"局扇风机易烧毁"的结论成为历史！"安全、耐用"煤矿防爆主扇风机型号规格：BD(K)、BK系列风机的特点：新型、高效、节能、低噪。
盾构机吊装组装调试方案
盾构机吊装、组装、调试方案1 盾构区间总体概况根据招标文件的要求，结合本工程的总体实际情况，盾构施工的总体施工安排为：采用两台土压平衡盾构机，分别为日本小松盾构机、日本日立盾构机，先后从亦庄站南端头下井组装、组装调试完毕后掘进至次渠站大里程端头井后，解体吊出，运输至次渠站前盾构工作井，再次下井组装、调试，进行二次始发，掘进至次渠南站后吊出、拆卸离场。
2盾构机主要具体尺寸、重量表日立盾构分段参数如下：本方案以先行下井组装的日本小松盾构机为例进行描述。
3 盾构机运输该盾构机是日本小松公司在中国的制造商上海沪东造船厂生产制造，设备在工厂调试无误后，解体，由海运至天津港，再由陆路运输至北京亦庄站施工现场。
整个运输过程由小松公司全权负责。
4吊装设备4.1吊车针对本盾构最大部件重量和始发井的长宽与井深以及场地状况，采用GMK6300型吊车和160吨汽车吊车起吊。
GMK6300吊车尺寸见图1。
图1 MK6300型300吨吊车尺寸采用全液压GMK6300型300吨汽车吊单吊车主臂吊装，160吨汽车吊配合翻身。
GMK6300型300吨吊车配重100吨，吊钩选用100吨钩（吊钩自重2.4吨）穿五轮十一股绳；用26.7米主臂吊装，吊装工作半径9米，吊车吊装负荷98吨，此时吊车额定负荷102吨，吊车负荷系数97.45%（吊车性能表75%吊装能力）；在盾构机顶部重心对称两侧设置四个吊耳用于吊装。
GMK6300型300吨吊车26.7米主臂起重性能表1表1 GMK6300型吊车主臂起重性能LTM1160型160吨吊车起重性能表2表2 LTM1160型吊车主臂起重性能利用盾构机出厂时设计的吊耳进行吊装，具体见下图2～图5。
图2 刀盘吊耳位置图3 前体吊耳位置图4 中体吊耳位置图5 后体吊耳位置4.2 吊装索具及其它辅助机具主吊绳扣：6×37+1，抗拉强度170kg/mm2，φ65，长12米四根，单股使用，安全系数为6 。
盾构及配套设备参数
★盾构机系统及参数★盾构机的主要尺寸及重量★后配套台车组盾构后配套设备主要技术参数主梁单片：22T（加30.5m×2轨道-43轨）支腿单片：2.5T×4台车单台：4.0T×4下端横梁：3.5T×2天车重量：38T四、编组车辆六、通风机序项目技术参数备注号1 型号2 隧道通风机2×55kw 轴流或防爆局扇七、充电器序项目技术参数备注号1 充电器型号KCA01-100/2752 交流输入电压380V 10% 三相三线制3 额定直流电流100A4 电压调整范围275V5 外形尺寸730×600×1760mm6 进线电源接入A/B/C三相按照正相序接入2009年10月10日轴流式通风机型号规格：BD(K)系列及BK系列风机的特点：范围宽、效率高，性能曲线无明显驼峰，风机无明显喘振现象。
整机体积小，且不需建反风系统，风机直接反转反风量为正常风量的60%以上。
另外风机叶轮与电机采用直联方式。
结构上BD(K)系列为双叶轮对旋式、BK系列为单叶轮单级式，它们的叶片安装角度均为可调式，其中BD(K)系列可在48°/36°、45°/33°、42°/30°、39°/27°、36°/24°五组合角度间任意调整，BK系列可在27°、30°33°、36°、39°、42°六角度间任意调整。
转动部分为电机内置结构，电机的通风散热介质与风机输送的介质相互隔离，保证装置的安全性及高效性。
另外，根据生产需要，对旋风机也可单机运行，对旋风机比单机运转可增加风量45-70%，增加风压100-192%，与双机串联运转比，风量可增加速25%，风压可增加50%左右，对中高阻力矿井增加更为显著。
煤矿防爆局扇风机型号规格：DSFA、JSFA系列风机的特点：由于叶片采用先进的机翼扭曲技术，并结合风机在每个工况点的最高点功率，设计出现行的科学安装角度，使"局扇风机易烧毁"的结论成为历史！"安全、耐用"煤矿防爆主扇风机型号规格：BD(K)、BK系列风机的特点：新型、高效、节能、低噪。
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名称
项目
工程参数
盾构掘进机类型
土压平衡盾构
工程条件
最小曲率半径
R250m
最大坡度
35‰
埋深
9-20m
地下水位
17m
地面活载
60kN/m2(推断)
地质情况
粘土、粉土、砂、圆砾、卵石、漂石
管片
内径*外经*宽度
5，400*6000*1，200（1500）mm
每环数量*最大单块重量
6*4.2t
扭矩
138kn·m
重量*长度
约20t*8,838mm
功率
75kw*2pcs
闸门功率
18.5kw
皮带输送机
能力
450m3/h
长度
47m
皮带宽度
800mm
皮带速度
140m/min
功率
30kw
管片安装机
提升力
220kn
安装机回转速度
0.3/1.5rpm
回转角度
左右210°
扩展（径向）行程
650mm
移动（轴向）行程
容量
1，600kVA
输入电压/输出电压
10kV/0.4kV
防护等级
IP55
空压机
型号规格
螺杆式
数量*功率*压力
1*45kW*1Mpa*5.5kW*0.8Mpa
二次通风
容量*风管直径
300m3h/Ø600mm,长00m
风机功率（KW）
11kW
拖车
拖车数量
7
拖车规矩
2700mm
技术服务
初始200m掘进各个工作阶段的隧道技术、质量。
土压传感器数量
4个（可更换）
盾尾密封形式及数量
钢丝刷3道
刀盘
形式和支撑方式
辐条式，中间支撑
长度
350mm
转速
0-1-1.5rpm
刀盘扭矩(锁定)
5,730kN·m
刀盘扭矩（最大）
7,449kN·m
脱困扭矩
7,449kN·m
开口率
63.6%
刀具
中心刀
1把
切刀
90把（正反各4沉降
允许
≦+10mm/-20mm
掘进方向
轴线偏差
≦±50mm;
开挖直径
Ø6180mm
掘进速度
8cm/min
总推进力
38,500kN
前后铰接角
2°
盾构掘进机主机长度
8,640mm
盾构掘进机总长度
约76m
主机功率
1，200kW
设备重量
EPB主机
约260t
后配套
约120t
盾壳
盾壳外径
Ø6,160mm/Ø6,155mm/Ø6,150mm
型号
双舱式
长度
约2，800mm
直径
超过Ø950/Ø1，500mm
工作压力
最高3bar
人数
2+2
重量
3t
液压油泵
推进油缸功率
75kw
刀盘驱动功率
600kw
管片安装机功率
18.5kw
螺旋输送机功率
150kw
螺旋输送机闸门功率
18.5kw
仿行刀功率
11kw
铰接油缸功率
11kw
液压油箱
容积
2,400L
变压器
切力高度
100mm
先行刀
内周强化先行刀36把周边强化先行刀6把
先行刀高度
150mm
仿行刀数量、行程
2把/175mm
刀盘驱动
刀盘驱动方式
变频电机驱动
驱动数量及功率
8*75kW=600kW（最大750kW）
主轴承
主轴承外径
3，200mm
主轴承重量
9,680kg
主轴承寿命
大于10，000h
主轴承密封寿命
大于10，000h
700mm
每环安装时间
<30分钟/环
重量、油缸功率
13t、18.5kw
同步注浆系统
型号
单、双液注浆
注浆管布置及数量
外置式/4点注入
膨润土、泡沫注入系统
型号
膨润土泵；RH65
能力
240L/min*3（膨润土泵）
2，200NL/min（泡沫机）
激光导向系统
型号
Robotec(演算工房)
有效距离
300m
人行闸
减速器寿命
大于10，000h
推进油缸
数量*直径*推理*行程*压力
22*Ø260mm*1,750kN*2,150mm*33MPa
铰接油缸
数量*直径*推理*行程*压力
22*Ø235mm*1,500kN*220mm*35MPa
螺旋输送机
能力
300m3/h
螺旋外径
无轴式，内径为Ø800mm
转速
0-15.1rpm
保质期
最终验收合格后12个月或隧道掘进一个区间，以先到为准。