(完整版)土压平衡盾构课件

• 超挖刀照片
2、刀盘支撑：
• 构造：由固定部(齿轮箱部分)、回转部、主轴承和 密封部分构成，固定部由盾构主机前侧切口环支撑 固定。
• 主轴承承受切削刀盘的轴向、径向负荷和力矩，支 撑刀盘的回转及传动。
1、切削刀盘
• 形式：平面面板式、顺、逆时针回转方向掘削。 • 构造：钢板焊接结构。 • 刀盘前面设有5处注泥口，刀盘背面设有搅拌棒。 • 切削刀盘由6根圆柱形中间悬梁通过主轴承由刀
盘支撑结构支撑。由8台减速变频电机驱动。
• 刀盘面装备有切削刀、边刀、箭形刀等，刀盘配备有2套 超挖刀(1套为预备)。
• 切削刀、刮刀的安装采用辐条二侧螺栓连接、背装式设 计，方便作业人员在刀盘背后（土仓内）进行刀具的拆 装工作。
中心切削刀
正面切削刀
周边刮刀
先行刀
• 超挖刀：
• 形式：液压油缸驱动式。
• 构造：由超挖刀、驱动油缸、导向滑动机构构成，可 对盾构机外周土体进行超挖。以圆周的16分之 1(22.5゜) 为设定单位，在0゜～359゜超挖范围内进 行设定。超挖刀配备有2套(其中一套为预备用)。
四、土压平衡盾构机构造 （以小松TMX634为例）
• 土压平衡盾构机主要由盾壳、开挖系统、推 进系统、排土系统、管片拼装系统、油压、 电气、控制系统、姿态控制装置、导向系统、 壁后注浆装置、后拖台车、集中润滑装置、 超前钻机及预注浆、铰接装置、通风装置、 碴土改良装置及其他一些重要装置如人闸等 组成。
所有盾构的形式，其本体从工作面开始均可分 为切口环（前体）、支承环（中体）和盾尾三部 分，借以外壳钢板联成整体。
盾构主机
1、 盾构机本体：
❖ 在切口环部设有安装刀盘及刀盘支撑的结构，在土仓胸板下 部安装有螺旋机。
❖ 后支撑环部配置有推进油缸22根，铰接油缸16根，在Hale Waihona Puke 尾部 位设有管片拼装机和后方工作平台。
❖ 土压平衡盾构，安置有切削刀盘、搅拌器和螺旋输送机；
3、支承环
• 支承环是盾构的主体结构，是承受作用于 盾构上全部荷载的骨架。它紧接于切口环， 位于盾构中部，通常是一个刚性很好的圆 形结构。地层压力、所有推进油缸的反作 用力以及切口入土正面阻力、衬砌拼装时 的施工荷载均由支承环来承受。
❖ 在支承环外沿布置有推进油缸，中间布置拼装机及部分 液压设备、动力设备，操纵控制台，当切口环压力高于 常压时，在支承环内要布置人行加、减压舱。
二、土压平衡式盾构机
土压平衡盾构(Earth-pressure balance system)，通常简写为EPBS。
❖
土压平衡式盾构机是把土料(必要时添加泡沫等对土壤进行
改良)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送器出土量(旋
土压平衡盾构原理 及构造介绍
中铁一局天津项目部 2010年08月
目录
一、盾构机介绍 二、土压平衡式盾构机 三、土压平衡盾构机本体结构 四、土压平衡盾构机构造 五、盾构始发装置 六、盾构机下井及组装
一、盾构机介绍
1、盾构机简介
盾构机是集机、电、液、传感、信息技术于一体， 具有切削土体、输送渣土、拼装隧道衬砌、测量导向 纠偏等功能的一种隧道掘进的专用工程机械。
❖ 支承环的长度应不小于固定推进油缸所需的长度，对于 有刀盘的盾构还要考虑安装切削刀盘的轴承装置、驱动 装置和排土装置的空间。
4、盾尾
• 盾尾一般由盾构外壳钢板延伸构成。主要 用于掩护隧道管片衬砌的安装工作，盾尾 末端设有密封装置，以防止水、土及压注 材料从盾尾与衬砌之间进入盾构内。
❖ 盾尾厚度从整体结构上考虑应尽量薄，这样可以减小地 层与衬砌间形成的建筑空隙，进而减少压浆量，对地层 扰动范围也小，有利于施工。但盾尾也需承担土压力， 在遇到纠偏及隧道曲线施工时，还有一些难以估计的载 荷出现。所以盾尾是一个受力复杂的圆筒形薄壳体，其 厚度应综合上述因素来确定。
• 如图表示的是土舱内的土压力与地层土 压力和水压力的关系图
三、土压平衡盾构机本体结构
• 本体是由前盾、后盾构成的铰接式盾构机。 前盾由切口环和支撑环组成，后盾由支撑环 和盾尾组成，前、后支撑环用铰接油缸连接， 可以上下左右弯曲，在铰接部设置有止水密 封。本体为圆形截面的钢板焊接结构。其基 本构造如图所示。
❖ 盾构机内还设有检查用平台、液压及电气设备装置、计测装 置、人行闸、注入管等附属装置。
切口环、 支撑环、 盾尾
盾构基本构造示意图
2、切口环
• 切口环部分是开挖和挡土部分，它位于盾构的最前端，施工 时最先切入地层井掩护开挖作业。切口环保持着工作面的稳 定，并作为把开挖下来的土砂向后方运输的通道，因此，采 用机械化开挖式、土压式、泥水加压式盾构时，应根据开挖 下来土砂的状态，确定切口环的形状、尺寸。
转速度)进行调节。
2、土压平衡盾构机原理
土压平衡盾构机：刀盘面板借助盾构推进油缸的推力通过隔 板进行加压，产生泥土压 ，这一压力通过碴土及刀盘作用于整个 作业面，使作业面稳定 ，同时用螺旋输送机排土 ，螺旋输送机排 土量与盾构推进量相适应， 掘进过程中始终维持开挖土量与排土 量动态平衡 ，维持土舱内土压力稳定在预定范围内。通过安装在 土舱内的4个土压传感器对土舱内的土压力进行测量。为保证预定 的土压力，可通过控制推进速度 、螺旋输送机转速和向土舱注入 添加剂来控制 。
盾构机的基本工作原理就是：一个柱体的钢组件，沿 隧道轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的 壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时文 撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以 及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的 掩护下进行。
2、盾构机分类
盾构机根据工作原理一般分为手掘式盾构、挤压式盾构、 半机械式盾构（局部气压、全局气压）、机械式盾构（开胸式 切削盾构，气压式盾构，泥水加压盾构，土压平衡盾构，混合 型盾构，异型盾构）。 根据开挖方法可分为敞开式、机械切 削式、网格式和挤压式。目前国内使用的泥水加压盾构和土压 平衡盾构都属于机械切削式盾构。