盾构实习报告

盾构实习

正文

【工程简介】

1.1 南京地铁3号线概况

南京地铁3号线是一条南北客流主干线，贯穿大江南北、连接主城江北新城和东山新城，连接禄口机场、南京南站、南京火车站及江北火车站最重要的对外交通枢纽。南京地铁3号线线路全长44.83千米，总投资为295.07亿元，工程于2010年1月开始实施，12月1日正式开工建设，2014年6月建成通车。整个线路中，高架线2.4千米，地下线42.4千米。

1.2 经过车站

南京地铁3号线共设29座车站（28座地下站、1座高架站）。线路最大站间距3459米，为浦珠路站-滨江路站过江区间；最小站间距780米，为浮桥站-大行宫站区间。南

京地铁三号线在江北林场设林场停车场，在江南双龙街立交附近设双龙车辆综合基地一座，在南京南站附近建设地铁3号线控制中心大厦。

1.3 开工时间和通车时间

开工时间：2010年1月

通车时间：2014年6月

【施工总结】

工程采用的是目前世界领先的盾构技术，具有工作效率高、施工安全性质高等特点。以下我将对盾构技术进行着重讲解。

2.1 盾构与盾构

机

盾构是在软

岩和土体中进行

隧道施工的专门

机具，使用盾构

机开挖隧道的方

法就是盾构法。

南京地铁

D3-TA12标段使用的是德国海瑞克盾构机属于土压平衡式复合盾构机。土压式复合盾构机是把土料作为稳定开挖面的介质，刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室，刀盘旋转开挖使泥土料增加，再由螺旋输料器旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出料器出土量(旋转速度)进行调节。土压式复合盾构机在结构一般由盾构壳、刀盘、人舱、螺旋输送机、皮带机、管片安装机、管片小车和后配套拖车等装置组成。

土压式复合盾构机在功能上包括主驱动系统、开挖系统、推进系统、出碴系统、注浆系统、油脂系统、液压系统、电气控制系统、激光导向系统及通风、供水、供电系统等。

2.2刀盘与刀具

本区间始发井下所使用的盾构机，外径为6450㎜、开挖直径为6480㎜。刀盘上的刀具布置为：9把单刃滚刀、8把双刃滚刀、4把三刃中心滚刀、68把齿刀、8把周边刮刀。盾构机的刀盘上还安装了一个仿形刀，当盾构机需要调整姿态或较大转弯时可以进行局部超挖。此外，

盾尾和中前体的连接为铰接方式，能够适应最小为400m的转弯半径。这样就增加了盾构机挖掘的灵活性。

刀盘包括焊接结构件和刀架。刀盘表面焊接有耐磨层，圆周区域焊接有三道耐磨条。通过刀盘旋转，挖出的碴土从布置在刀盘上的8个开口导入土仓。焊接的搅拌臂可以使碴土改良添加剂和挖出的碴土在刀盘后面进行充分的搅拌。另外，所有的刀具都可以在刀盘背后进行换装。

在后来询问当班工作人员时了解到本区段地层结构相对简单，没有出现大型砾石层，当然这种担心也是多余的，因为盾构机的刀盘的硬度完全可以破岩，这是基于前期的工程探测，根据探测结果决定刀盘的选取。后来我查了一下盾构机刀具的破岩机理，即：盾构机采用滚刀进行破岩，其破岩开工属于滚压破碎岩石。滚压破碎岩石是和一种破碎量大、速度快的机械破岩方法，其特点是靠工具滚动产生冲击压碎和剪切碾碎的作用达到破碎岩石的目的。

2.3 出碴系统

有了刀盘上刀具的强大破岩能力，所产出的碴土显然是巨大的，这就需要盾构机有强有力的出碴系统给予支持。

螺旋输送机：从上斜伸到盾构机前体底部的是螺旋输送机，它从隔板到拖车沿中心线的上仰角约23°。在掘进时，开挖的碴土在底部，螺旋输送机伸往渣舱的一段为可更换的耐磨片。螺旋输送机内部为一个带轴的螺杆，螺旋输送机的螺旋片能够在碴土中伸缩。螺旋输送机的螺旋片分为两段，中间部分有一段没有螺旋片，这样可以在软土中形成土塞，以有效防止喷涌现象的发生。螺旋输送机通过一个液压马达和一个减速机驱动，其转速范围可以在一定范围内无级调速，从而也可以很好的控制出土量。同时，调节螺旋输送机的出土速度也是控制土仓压力的重要方法之一。

皮带机：皮带机用于将螺旋输送机输出的碴土传送到盾构后配套的碴车上，布置在后配套拖车的上面。皮带输送机主要由以下部件组成：皮带、卸料部件、张紧装置。

除此之外，还有保压泵碴装置、防喷涌装置、碴土称量装置。各装置相互协调配合共同完成碴土的顺利出仓。

2.4铰接系统

为了减少盾构的长径比，使盾构在掘进时能够灵活地调整姿态，尤其是为了能够顺利通过较小的线路弯道，盾尾通过铰接系统和中体相连接。在直线段掘进时铰接油缸一般处于锁定位置，盾尾在主机的拖动下被动前进。当盾构需要转弯时，将油缸处于浮动位置，盾尾可以根据掘进方向的需要自动调整位置。

2.5管片安装机构

安装在盾尾，由一对举重油缸、大回转机构、抓取机构和平移机构等组成。管片安装机的控制方式有遥控和线控两种方式，均可对每个动作进行单独灵活的操作控制。管片安装机通过这些机构的协同工作把管片安装到准确的位置。施工人员跟我们讲述了，安装管片的过程“安装管片应该从底部开始，定位好，装上螺栓，对称拼装上面部分，最后是封顶部分，接着就是装上螺栓，从横纵方向。另外每一品之间的缝是错开的，也就是常说的错缝拼装，相邻两品盾构片的摆放顺序是不同的，这样保证了整体的牢固性。盾构片装好之后，为了防止片与外围土体出现裂缝，会在之间进行注浆，填充空隙。

2.6 碴土改良系统

盾构机配有两套碴土改良系统：泡沫系统和膨润土系统。

2.7 注脂系统

注脂系统包括三大部分：主轴承密封系统，盾尾密封系统和主机润滑系统。三部分都以压缩空气为动力源，靠油脂泵油缸的往复运动将油脂输送到各个部位。

2.8 注浆系统

注浆系统分为同步注浆和二次注浆两种：

1、同步注浆

盾构机采用同步注浆系统，这样可以使管片后面的间隙及时得到充填，有效的保证隧道的施工质量及防止地面下沉。

2、二次注浆

当盾构机掘进遇地下水较多，易造成喷涌进，就必须采取二次注浆措施，以阻挡盾尾后方

来水。（下图为注浆孔）

2.9液压系统

盾构的液压系统包括主驱动、推进系统（包括铰接系统）、螺旋输送机、管片安装机及辅助液压系统。

2.10 SLS-T激光导向系统

盾构机安装了一套VMT公司的导向系统。该系统能够对盾构在掘进中的各种姿态、以及盾构的线路和位置关系进行精确的测量和显示。操作人员可以及时地根据导向系统提供的信息，

快速、实时地对盾构的掘进方向及姿态进行调整，保证盾构掘进方向的正确性。

这次实习让我印象最深刻的就是亲身参与了关于盾构拆机的液压、机械两部分的工作。这些都是在学校学不到的东西，下面就是我个人对这部分工作的总结和经验。

【盾构机的拆机】

盾构机在吊装之前要先拆机，这是吊出前的主要准备工作。拆机主要分三大块：电气部分的拆除、液压部分的拆除、机械部分的拆除。这些工作要在吊出之前完全准备好，而且其中机械部分的一部分还要在吊出过程中进行拆除工作。

3.1、液压部分的拆除

3.1.1、台车间水气管的拆除

拆除之前首先要知道每种颜色代表那种管路。

红颜色是工业气管；绿颜色是水管；蓝颜色是人工气管；紫颜色是泡沫管；白颜色是膨润土管。

每两节台车之间都有水气管路的连接，首先用标识牌对接的管路进行标识。以便装机方便快捷并防止出现管路连接的正确。

首先从五号台车向前进行管路的拆除。

五号台车与四号台车之间，四号台车与三号台车之间，三号台车与二号台车之间，三号台车与二号台车之间，二号台车与一号台车之间，一号台车与连接桥之间。每两节台车间的管路确定用标识牌标识清楚之后进行拆除。拆除后每个管路口都用塑料密封袋包扎起来，防止杂物进入管道。然后用铁丝将管道固定在台车上，避免起吊时管路的散落。

连接桥至盾体水气管的拆除

连接桥至盾体中的管路较长，相对台车之间的管道拆除较困难。一一拆除后包扎好后统一将其收回放在连接桥两边摆放整齐并用铁丝牢固的固定在连接桥两边。

盾体中水气管的拆除

首先拆土仓壁上的管路，四根泡沫管，一根水管，一根气管。将其拆除包扎。固定在中盾中。其次，拆除中心回转体上的五根泡沫管。因为拆除刀盘必须将其相连的管路一一拆除。

3.1.2、液压管路的拆除

由于泵站在二号台车，所以油管是从二号台车开始的。拆除油管前必须将油管的堵头准备好并且擦洗干净。拆除管路之前必须将其管路中的液压油排出。以免拆管时有大量的液压油浪费。

二号台车到一号台车之间的油管的拆除

二号台车与一号台车间共有十九根油管分别为以下：

推进油缸：两根

管片拼装机：一根

刀盘驱动：七根（其中一根是刀盘驱动PHD油管）

螺旋输送机：四根

注浆系统：一根

辅助液压：一根

先到泵：一根

回油管：一根

泄漏油管：一根

一号台车至连接桥共有十八根油管：

推进油缸：两根

管片拼装机：一根

刀盘驱动：七根（其中一根是刀盘驱动PHD油管）

螺旋输送机：四根

辅助液压：一根

先到泵：一根

回油管：一根

泄漏油管：一根

连接桥至盾体共十八根管分别为以下：

推进油缸：两根

管片拼装机：三根

刀盘驱动：七根（其中一根是刀盘驱动PHD油管）

辅助液压：两根

先到泵：一根

回油管：一根

泄漏油管：一根

按照比较方便的顺序进行一一拆除。用干净的抹布将管口擦干净，用相对应的堵头将管口封堵。

3.2、机械部分的拆除

喂片机的拆除

喂片机主要四根油管拆除后用管片吊机吊到管片车上，将其拉至洞口吊出。

皮带机头的拆除

首先用手拉葫芦将皮带机头吊在机头上的梁上直到将其拉紧。然后松掉机头。慢慢将它落下放在事先准备好的管片车上拉至洞口吊走。

台车的后移

将台车与盾体所关联的线路，管路分离。把连接桥支在管片车上并且将其固定牢固。然后用电瓶车将台车向后拖动，台车与盾体分离。

螺旋机的拆除

螺旋机用500t汽车吊及手拉葫芦将其移出并平稳的固定在管片车上。用电瓶车将它移至洞内。

尾盾吊装

尾盾用130t汽车式吊机与500t汽车式吊机抬起翻转。500t汽车式吊机将尾盾缓慢地放下(离地面约500～800mm)。然后吊机缓慢将尾盾吊出井。

管片拼装机

管片拼装机及导轨在洞下拆装好，做完后整体吊出。利用一台500t汽车式吊机把拼装机平衡吊起，吊起应呈水平。

刀盘

刀盘在井上安装初装盘形滚刀/刮刀重约60t。刀盘起吊也需采用抬吊方式翻转刀盘(吊装方式与中盾一样)。利用一台500t汽车式吊机将刀盘竖直吊稳，吊机把刀盘吊到前端井边1m处停止,再垂直吊出竖井，放到装载车辆上。

前盾

前盾包括刀盘驱动。前盾选用与130t和500t汽车式吊机共同吊起，之后两台吊机配合缓慢将盾体翻身，翻身后，通过吊机旋转把前盾吊到前端井边相应位置处停止,吊机缓慢将前盾放到车辆上。

中盾

中盾包括中部盾壳、铰接千斤顶、人闸。中盾吊装和前盾一样，盾体翻身后，

吊机通过旋转、起落臂杆把中盾吊到和前盾相近的位置，将前中盾接触面瑕疵部分清理干净，直接吊装到车辆上。

【实习小结】

一年的时间转眼即逝，在这一年的认识实习过程中我的体会很多。现代城市轨道交通的迅速发展，地铁作为其中的一种交通工具，在高速发展的现代化大都市中日前所具有的不可替代的积极作用。作为一名机电专业的学生去了解工程建设是十分必要的，通过这次实习以及后期的查阅资料熟悉了盾构施工方法及盾构机的主要组成部件及其主要设备的维修保养工作，重点对盾构拆机有深刻的认识。

其实，实习给我们提供了一个人开阔视野的平台，给我们起一定的引导作用，实习本身不一定有很多有价值的东西，但是可以启发去我们思考问题，激发我们学习热情，对于我而言，实习给我提供一个机会去寻找专业归属感，在这样的一个平台上我去约束自己了解更多东西。