土压平衡盾构机工作原理

随着科学技术的进一步发展,新材料新工艺的出现必然会给盾构这个产业带来更大的发展空间。

土压平衡式盾构机的组成及工作原理

摘要：本文详细论述了各系统基本控制原理和系统之间的联系。

盾构中plc起了很关键性的作用，每个电机的启动，各个控制柜内

plc模块的通讯和每个放大板的正常工作，都离不开plc。挖掘切

削功能的刀盘是整台盾构的主体，刀盘决定了盾构机掘进的快慢。

螺旋输送机决定了盾构机的排渣能力。管片安装机性能决定了安装

能力。推进系统是要给刀盘一个推进力，是直接影响掘进速度的一

个因素，油脂系统的作用是润滑主轴承，盾尾密封，轴承密封。每

个系统都是相互联系的。

关键词：土压平衡plc放大板 掘进速度

随着科学技术日新月异的发展，新事物不断涌现，盾构机的出

现虽然有一定时间，但是，盾构机集成了很多现代科技。大型plc,

各种性能优良的液压泵，各种先进的控制理念都体现在了盾构机

上。我们要去学习和了解它，从而去创新和改造它。

现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具

有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。

盾构机挖掘主要靠刀盘切削来完成，不同地质刀盘通常配备有不

同数量的切刀或滚刀。为了确保切刀的耐久性，要选择与土质相适

应的切刀形状。刀刃材料通

海瑞克土压平衡式盾构机分析

海瑞克土压平衡式盾构机分析摘要：本文主要介绍的是海瑞克公司生产的土压平衡式盾构机的工作原理，组成部分及各组成部分在施工中的应用。
关键字：海瑞克土压平衡式盾构机原理组成应用分析0引言我单位承担修建深圳地铁—期工程第七标段华强至岗厦区间内径为5．4m的双线隧道的施工任务，根据施工地段地层自立条件差，地下水较丰富的特点，购进了两台德国海瑞克公司生产的世界上最先进的土压平衡式盾构机。这两台盾构机都由西门子公司的S7-PLC自动控制系统控制，配备了机电一体化的液压驱动系统、同步注浆设备、泡沫设备、膨润土设备及SLS-T隧道激光导向设备，并可在地面监控室对盾构机的掘进进行实时监控。本文将就盾构机的工作原理、盾构机的组成、及各组成部分的功能结合实际施工情况做一简要阐述。1盾构机的工作原理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。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

软土地层土压平衡盾构施工工法

第二工程有限公司

一、前 言

盾构法施工城市地铁目前已在北京、上海、深圳等城市广泛应用。中铁四局集团二公司在上海市轨道交通杨浦线（M8线）Ⅲ标段区间隧道工程施工中，应用土压平衡式盾构机施工，在轴线控制、管片拼装、衬砌防水、地表沉降等方面严格控制，总体效果良好。总结施工工艺形成本工法。 二、工法特点

1．一般不使用土体预加固辅助措施，节省技术措施费； 2．易达到工作面的稳定,减小地表变形，施工安全性好； 3．机械自动化程度高,施工速度快，衬砌质量容易控制； 4．振动小、噪声低，对环境无污染；

5．对沿线居民生活、地下和地面建筑物影响小。 三、适用范围

适用于松软含水地层及城市地下管线密布，施工条件困难地段的隧道施工。可在砂砾、砂、粉砂、粘土等压密程度低，软、硬相间的地层，以及封闭式盾构无法适应的砂砾、砂层等地层中使用。 四、工艺原理

安装在盾构机最前面的全断面切削刀盘切削土体，盾构千斤顶向前顶进，切削下来的泥土充满密封舱和螺旋输送机壳体内的全部空间，在密封的土舱内形成支撑压力，以抵抗开挖面土层的水土压力，减少盾构推进对地层土体的扰动，有效控制地表变形。根据土

水土压刀盘盾壳密封隔舱板盾尾密封压变化调整出土和盾构推

软土地层土压平衡盾构施工工法

第二工程有限公司

一、前 言

盾构法施工城市地铁目前已在北京、上海、深圳等城市广泛应用。中铁四局集团二公司在上海市轨道交通杨浦线（M8线）Ⅲ标段区间隧道工程施工中，应用土压平衡式盾构机施工，在轴线控制、管片拼装、衬砌防水、地表沉降等方面严格控制，总体效果良好。总结施工工艺形成本工法。 二、工法特点

1．一般不使用土体预加固辅助措施，节省技术措施费； 2．易达到工作面的稳定,减小地表变形，施工安全性好； 3．机械自动化程度高,施工速度快，衬砌质量容易控制； 4．振动小、噪声低，对环境无污染；

5．对沿线居民生活、地下和地面建筑物影响小。 三、适用范围

适用于松软含水地层及城市地下管线密布，施工条件困难地段的隧道施工。可在砂砾、砂、粉砂、粘土等压密程度低，软、硬相间的地层，以及封闭式盾构无法适应的砂砾、砂层等地层中使用。 四、工艺原理

安装在盾构机最前面的全断面切削刀盘切削土体，盾构千斤顶向前顶进，切削下来的泥土充满密封舱和螺旋输送机壳体内的全部空间，在密封的土舱内形成支撑压力，以抵抗开挖面土层的水土压力，减少盾构推进对地层土体的扰动，有效控制地表变形。根据土

水土压刀盘盾壳密封隔舱板盾尾密封压变化调整出土和盾构推

土压平衡盾构掘进是软土地区地铁隧道施工的主要方法之一,但是盾构在穿越塑流性差、含水量高、渗透系数大的砂性土层时,存在土体受扰动发生液化、流砂或由于螺旋出土器出土困难使工作面形成“干饼”等许多技术难题。为此,研究了盾构穿越砂性土层时采用合适的添加剂的施工工艺

第24卷 第1期

岩石力学与工程学报 Vol.24 No.1

2005年1月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Jan.，2005

土压平衡盾构在砂性土中

施工问题的试验研究

唐益群1，宋永辉2，周念清1，黄 雨1，叶为民1，张庆贺1

(1. 同济大学 地下建筑与工程系，上海 200092；2. 上海隧道工程股份有限公司，上海 200092)

摘要：土压平衡盾构掘进是软土地区地铁隧道施工的主要方法之一，但是盾构在穿越塑流性差、含水量高、渗透系数大的砂性土层时，存在土体受扰动发生液化、流砂或由于螺旋出土器出土困难使工作面形成“干饼”等许多技术难题。为此，研究了盾构穿越砂性土层时采用合适的添加剂的施工

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土压平衡盾构砂卵石地层施工风险及掘进技术

作者：曹志勇

来源：《城市建设理论研究》2013年第03期

摘要：砂卵石地层由于其特殊地质条件，盾构施工中存在较大风险，本文通过掘进中地表沉降塌陷、盾构刀具磨损和换刀、盾构掘进轴线偏差施工风险的分析及控制措施，掘进参数控制及渣土改良达到降低盾构施工风险。

关键词：砂卵石地层;盾构 ;土压平衡;施工风险;掘进技术

Abstract: Sandy Cobble Stratum because of its special geological condition, there is a big risk in shield construction, through the excavation of the ground surface settlement of shield tunneling axis deviation construction risk of collapse, shield cutting tool wear and tool change, and control

土压平衡式盾构机管片拼装系统及其故障排除 Erector system of earth pressure balance shield machine and its troubleshooting 1.前言 管片拼装系统是土压平衡式盾构机上的一个重要部分，管片拼装机又是管片拼装系统的主要组成部分，盾构机在掘进一环的距离后，操作手操作拼装机拼装预制好的由六块管片组成的一环单层衬砌管片，使隧道一次成型。管片拼装机由拼装机行走梁、行走架、旋转架和拼装头组成。拼装管片时，管片拼装机可以实现六个自由度，从而可以保证使被拼装的管片准确就位。 现以一次管片拼装系统故障的解决为例，来简要介绍一下盾构机的管片拼装系统。 2.故障现象 拼装管片时出现如下故障：管片拼装机抓住管片后无法旋转，致使管片无法拼装。 3.管片拼装系统工作原理 图1是盾构机管片拼装液压系统原理简图。 到总泄露油管行走架1号台车2号台车链条旋转架油箱图1 盾构机拼装液压系统原理简图 1.拼装机液压油泵(1) 2.拼装机液压油泵(2) 3.拼装机顺时针方向旋转控制电磁阀 4.拼装机逆时针方向旋转控制电磁阀 5.拼装机旋转控制阀组 6.拼装机行走油缸控制阀组 7.拼装机伸缩油缸控

1.文献综述

盾构掘进机是一种隧道工程专用的大型高科技综合施工设备。它集电气、液压、测量导向、控制、材料等多学科技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。采用盾构掘进机，施工速度快，自动化程度高，一次成型，有利于环境保护和降低劳动强度。而且盾构掘进机适用范围广，从软土、淤泥到硬岩都可应用，施工质量高，可控制地面沉降，开挖时不影响面上建筑和交通，与传统的隧道工程相比，具有明显的优势。

我国幅员辽阔，不同地区的地质情况复杂多变，有必要形成适合我国国情的适应性理论指导。搭建盾构模拟实验平台，可为我国盾构掘进机的设计、制造提供实验数据和理论支持，具有重要的意义。推进液压系统作为模拟盾构掘进机的一个关键部分，它的协调动作可以使其保持合适的姿态，是模拟盾构掘进机能够沿着设计路线方向准确向前推进的关键所在。本文主要讨论模拟盾构推进液压系统的设计和控制研究。

盾构根据其断面形状可分为单圆盾构，复圆盾构（多园盾构）、非圆盾构，其中复圆盾构可分为双圆盾构和三圆盾构，非圆盾构可分为椭圆形盾构、矩形盾构、马蹄形盾构、半圆形盾构。复圆盾构和非圆盾构统称为“异形盾构”。盾构按支护底层的形式分类，主要分为自然支护式、机械支护式、压缩空气支护式、泥

学校代码： 10286 分类号： TU714 密 级： 公 开 UDC： 624 学 号： 117076

工程硕士学位论文

土压平衡盾构施工的风险管理

（学位论文形式：应用研究）

研究生姓名： 陈 伟 导师姓名： 李启明 龚洪祥

申请学位类别 工程硕士 学位授予单位 东 南 大 学 工程领域名称 建筑与土木工程 论文答辩日期 2015年 3 月12日 研究方向 工程管理 学位授予日期 20 年 月 日 答辩委员会主席顾小鹏 教授级高工 评 阅 人 盲审

2015年3月15日

I

工程硕士学位论文

土压平衡盾构施工的风险管理

专 业 名 称：建筑与土木工程

研究生姓名：陈 伟

校内导师：李启明

校外导师：龚洪祥

II

THE RISK MANAGEMENT OF EARTH

PRESSURE BALAN

海瑞克土压平衡盾构机泡沫系统故障排除

（中铁十五局集团城市交通工程公司深圳6标盾构项目部）

吕 善

[摘要] 泡沫系统是盾构机上很重要的一个辅助系统。本文针对盾构机上的泡沫系统工作原理进行了介绍，并对一例故障进行了详细的分析。

[关键词] 盾构机 泡沫 故障排除

泡沫系统是德国海瑞克公司土压平衡盾构机上的一个重要组成部分，盾构掘进时，盾构机上的泡沫装置向土仓内和刀盘前注入泡沫，改良刀盘切屑下来的渣土。使用泡沫剂的目的是改善土体的和易性，保证密封土仓内土压力的稳定和出土的顺畅，当泡沫剂和渣土混合时，还可以产生几个作用：1）在粘土块外面形成薄膜，阻止了块与块之间的粘结，降低了渣土的粘附力，防止形成泥饼；2）降低渣土的内摩擦力，减小渣土对刀盘等部件的摩擦，降低刀盘的扭矩，节省能源；3）降低土体的渗透性，形成一个不透水层，有利于开挖面的稳定；4）增强渣土的流动性，增加渣土的可压缩性，有利于维持土压平衡；5）润滑和冷却的作用。本文通过介绍泡沫系统得工作原理，来说明泡沫系统故障的判断和排除。

1． 泡沫系统的组成和工作原理

1.1 泡沫系统的组成

泡沫系统由泡沫剂储存箱、泡沫剂泵、水泵、水压力感应开关、

泡沫剂泵安全阀、水泵减压阀、泡沫原液流量计、水流量计、压缩空