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盾構機行業簡介

一、盾構機是干什么用的

盾(dun)構機，全名叫盾(dun)構隧道(dao)(dao)掘進(jin)機，是(shi)一種隧道(dao)(dao)掘進(jin)的(de)(de)(de)專(zhuan)用(yong)工程(cheng)機械，現代盾(dun)構掘進(jin)機集光(guang)、機、電(dian)、液、傳感、信息技(ji)術于一體，具有開挖切削(xue)土(tu)體、輸送土(tu)碴、拼(pin)裝隧道(dao)(dao)襯砌、測(ce)量導向糾偏(pian)等(deng)功能，涉及地(di)質(zhi)(zhi)、土(tu)木、機械、力學、液壓、電(dian)氣(qi)、控制、測(ce)量等(deng)多門學科技(ji)術，而且要按(an)照(zhao)不同的(de)(de)(de)地(di)質(zhi)(zhi)進(jin)行“量體裁(cai)衣”式的(de)(de)(de)設計制造，可靠性要求極(ji)高(gao)。盾(dun)構掘進(jin)機已廣泛用(yong)于地(di)鐵、鐵路、公(gong)路、市政、水電(dian)等(deng)隧道(dao)(dao)工程(cheng)。

二、盾構機工作原理

盾(dun)構機(ji)的(de)(de)(de)基本工作(zuo)原理就(jiu)是一個(ge)圓柱體的(de)(de)(de)鋼組件沿(yan)隧洞軸線(xian)邊(bian)向前推進(jin)(jin)邊(bian)對(dui)(dui)土(tu)(tu)壤進(jin)(jin)行挖掘(jue)。該圓柱體組件的(de)(de)(de)殼(ke)體即(ji)護(hu)盾(dun)，它對(dui)(dui)挖掘(jue)出的(de)(de)(de)還未襯砌(qi)的(de)(de)(de)隧洞段起著臨時支撐的(de)(de)(de)作(zuo)用，承(cheng)(cheng)受周圍土(tu)(tu)層的(de)(de)(de)壓力，有(you)時還承(cheng)(cheng)受地下水(shui)(shui)壓以(yi)及將地下水(shui)(shui)擋在(zai)(zai)外面。挖掘(jue)、排土(tu)(tu)、襯砌(qi)等作(zuo)業在(zai)(zai)護(hu)盾(dun)的(de)(de)(de)掩護(hu)下進(jin)(jin)行。

三、盾構機的操作流程

1、開機前準備

在掘進操作前需要對設備進行機械、電(dian)、氣(qi)和(he)液壓等系統的(de)檢查，確保(bao)各系統無故(gu)(gu)障(zhang)或(huo)者無故(gu)(gu)障(zhang)隱患(huan)時方可進行掘進操作。

2、開機

1）確(que)認外循環水(shui)已供(gong)應，啟動內循環水(shui)泵(beng)。

2）確認空(kong)壓(ya)機冷(leng)卻水(shui)閥(fa)門處于打開狀態，啟動空(kong)壓(ya)機。

3）根(gen)據工(gong)程要求(qiu)選擇盾尾油脂(zhi)密封的控(kong)制模(mo)式，即(ji)選擇采(cai)用行程控(kong)制還是采(cai)用壓力控(kong)制模(mo)式。

4）在(zai)“報警(jing)系統”界(jie)面(mian)，檢查是否存在(zai)當前錯(cuo)誤報警(jing)，若有，首先處理之。

5）將面板的螺旋(xuan)(xuan)輸送機轉速調節(jie)(jie)旋(xuan)(xuan)扭(niu)(niu)、刀盤轉速調節(jie)(jie)旋(xuan)(xuan)扭(niu)(niu)、推進油缸壓力調節(jie)(jie)旋(xuan)(xuan)扭(niu)(niu)、盾構推進速度旋(xuan)(xuan)扭(niu)(niu)等調至最小位。

6）啟(qi)動(dong)(dong)液壓(ya)泵站過濾冷(leng)卻泵，并(bing)注意泵啟(qi)動(dong)(dong)是否正常，包括其啟(qi)動(dong)(dong)聲音(yin)及振動(dong)(dong)情況等。以(yi)下每一個(ge)泵啟(qi)動(dong)(dong)時均(jun)需注意其啟(qi)動(dong)(dong)情況。

7）依次啟動潤(run)滑脂泵（EP2）、齒輪油泵、HBW泵。

8）上位機“變頻(pin)驅動”界面選取“滑差(cha)控制”模式，至(zhi)少選擇一組對稱電機。

9）依次啟動推進泵(beng)(beng)及(ji)輔助泵(beng)(beng)。

10）選擇手(shou)動(dong)(dong)(dong)或半自(zi)動(dong)(dong)(dong)或自(zi)動(dong)(dong)(dong)方(fang)式啟動(dong)(dong)(dong)泡沫系統。

11）啟動(dong)盾尾油(you)脂密封泵(beng)，并(bing)選(xuan)擇自(zi)動(dong)位。

3、掘進

1）啟動皮帶輸(shu)送機(ji)

2）啟動刀盤

3）啟動螺旋輸送機

4）按(an)(an)下推進(jin)按(an)(an)鈕，并(bing)根據導向系統屏幕上指(zhi)示(shi)的(de)盾構(gou)姿態調整四組油缸的(de)壓力至適(shi)當的(de)值(zhi)，并(bing)逐漸增大推進(jin)系統的(de)整體推進(jin)速度。

5）至此盾構動力部分啟動完畢，開始掘進。

4、土倉壓力的調整

1）如(ru)果開挖(wa)地(di)層(ceng)穩定(ding)性不(bu)(bu)好或有(you)較大的地(di)下水時，需(xu)采用土壓(ya)平衡模式（即EPB模式）。此(ci)時需(xu)根據前面(mian)地(di)層(ceng)的不(bu)(bu)同來保(bao)持(chi)不(bu)(bu)同的土倉壓(ya)力(li)，具體(ti)壓(ya)力(li)值應由土木(mu)工程師決(jue)定(ding)。但(dan)最大土倉壓(ya)力(li)值一(yi)般(ban)不(bu)(bu)能(neng)大于3bar，否則有(you)可能(neng)損(sun)壞主軸承密封。

2）若(ruo)壓(ya)(ya)力大時(shi)可(ke)以(yi)采取以(yi)下幾個措施(shi)來降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)(di)壓(ya)(ya)力：a.加快螺旋輸送(song)機的(de)轉速，增加出(chu)(chu)渣速度，降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)(di)土倉內渣土的(de)高度。b.適(shi)當(dang)降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)(di)推進油缸的(de)推力。c.降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)(di)泡(pao)沫和空氣(qi)的(de)注入量(liang)。d.適(shi)當(dang)的(de)排出(chu)(chu)一(yi)定量(liang)的(de)空氣(qi)或水。

3）若壓力小時可以(yi)采(cai)取以(yi)下幾個措施來增(zeng)大(da)(da)壓力：a.降低(di)螺旋輸送機的(de)轉速，降低(di)出渣速度(du)(du)，增(zeng)加土倉內(nei)渣土的(de)高度(du)(du)。b.適當增(zeng)大(da)(da)推(tui)進油(you)缸的(de)推(tui)力。c.增(zeng)大(da)(da)泡沫(mo)和空氣(qi)的(de)注入量(liang)。

4）增(zeng)大或降(jiang)低土倉(cang)內的壓力是通過幾種(zhong)辦法的綜(zong)(zong)合(he)運用來調整(zheng)的，調節(jie)時(shi)要(yao)綜(zong)(zong)合(he)考(kao)慮幾種(zhong)方法對盾構施工的影響(xiang)，如考(kao)慮到掘進的速度、對管片的保護以及是否會發(fa)生噴涌等因素(su)是必須(xu)考(kao)慮的。

5、推進方向的調整

1）采用自(zi)動導(dao)向(xiang)系(xi)統(tong)和人工測(ce)量輔助(zhu)進行(xing)盾構(gou)姿(zi)態監(jian)測(ce)

2）采用分區調整(zheng)盾構推進油(you)缸推力控(kong)制盾構掘進方向

3）掘進姿態(tai)的調整與糾偏的方法

6、盾尾間隙控制

當油缸(gang)(gang)行程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)比(bi)較(jiao)大(da)時(shi)，安裝(zhuang)的(de)管片(pian)對盾(dun)(dun)尾間(jian)隙(xi)(xi)會產生相當明顯的(de)影(ying)響。例如，推(tui)進油缸(gang)(gang)左右(you)行程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)差為30mm，現在安裝(zhuang)一環(huan)（寬1.5m）標準環(huan)，則(ze)油缸(gang)(gang)行程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)較(jiao)小(xiao)一側的(de)盾(dun)(dun)尾間(jian)隙(xi)(xi)就會減(jian)少30/5.7×1.5=8mm因此，油缸(gang)(gang)行程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)與(yu)盾(dun)(dun)尾問隙(xi)(xi)之間(jian)有(you)一個(ge)簡單的(de)近似公式：盾(dun)(dun)尾間(jian)隙(xi)(xi)變化量(liang)≈油缸(gang)(gang)行程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)差／4

7、鉸接缸操作

鉸接(jie)(jie)缸(gang)的(de)作(zuo)用是使(shi)盾(dun)構能(neng)(neng)夠很好的(de)適(shi)應蛇行前(qian)進，特別是更好的(de)適(shi)應曲線(xian)掘進。當(dang)(dang)旋鈕在拖(tuo)拉位(wei)(wei)(wei)時盾(dun)尾縮回，當(dang)(dang)處于(yu)(yu)保持(chi)位(wei)(wei)(wei)時鉸接(jie)(jie)油缸(gang)處于(yu)(yu)鎖定位(wei)(wei)(wei)，當(dang)(dang)處于(yu)(yu)釋放位(wei)(wei)(wei)時，鉸接(jie)(jie)油缸(gang)處于(yu)(yu)浮動(dong)位(wei)(wei)(wei)，此時盾(dun)尾能(neng)(neng)根據前(qian)盾(dun)和管片的(de)位(wei)(wei)(wei)置(zhi)自動(dong)調整姿(zi)態。

8、其它輔助措施的操作

1）泡沫(mo)系(xi)統(tong)的操(cao)作：泡沫(mo)系(xi)統(tong)一般(ban)有三種操(cao)作模(mo)式(shi)，即自動(dong)(dong)(dong)、半(ban)自動(dong)(dong)(dong)、手動(dong)(dong)(dong)，當(dang)各種條件(jian)都比較(jiao)理想時可以(yi)采用自動(dong)(dong)(dong)模(mo)式(shi)，否(fou)則就(jiu)要采用半(ban)自動(dong)(dong)(dong)或(huo)手動(dong)(dong)(dong)模(mo)式(shi)。當(dang)采用半(ban)自動(dong)(dong)(dong)或(huo)手動(dong)(dong)(dong)模(mo)式(shi)時，操(cao)作司機(ji)根據盾構(gou)綜合參數如刀盤扭矩(ju)、土倉壓力及出(chu)渣情況(kuang)等(deng)，依據個人的經(jing)驗對泡沫(mo)劑或(huo)空氣的流量(liang)進行手動(dong)(dong)(dong)調節，一般(ban)按(an)“+”鈕(niu)增(zeng)大流量(liang)，按(an)“-”鈕(niu)減小流量(liang)。當(dang)掘進結束時按(an)停止鈕(niu)停止泡沫(mo)系(xi)統(tong)。

2）膨(peng)(peng)潤(run)土(tu)(tu)(tu)(tu)系(xi)統的(de)操作(zuo)：膨(peng)(peng)潤(run)土(tu)(tu)(tu)(tu)的(de)作(zuo)用也(ye)是(shi)為了改善渣(zha)(zha)土(tu)(tu)(tu)(tu)的(de)特(te)性，使其更利(li)于掘進和出(chu)渣(zha)(zha)。當需要使用膨(peng)(peng)潤(run)土(tu)(tu)(tu)(tu)時(shi)，首(shou)先要在洞外將(jiang)膨(peng)(peng)潤(run)土(tu)(tu)(tu)(tu)攪(jiao)拌好并輸(shu)送(song)(song)到(dao)洞內(nei)的(de)膨(peng)(peng)潤(run)土(tu)(tu)(tu)(tu)罐內(nei)，然后啟(qi)動攪(jiao)拌泵(beng)和輸(shu)送(song)(song)泵(beng)，并調整(zheng)膨(peng)(peng)潤(run)土(tu)(tu)(tu)(tu)的(de)泵(beng)送(song)(song)流量(liang)即可。停止輸(shu)送(song)(song)時(shi)直接停止輸(shu)送(song)(song)泵(beng)，但(dan)當罐內(nei)還有膨(peng)(peng)潤(run)土(tu)(tu)(tu)(tu)時(shi)一般不要停止攪(jiao)拌泵(beng)。

9、掘進結束

當掘(jue)進結束(shu)時，按以(yi)下順序停(ting)止(zhi)掘(jue)進：

1）停(ting)止推進(jin)系統。

2）逐步降(jiang)低(di)螺旋(xuan)輸(shu)送機(ji)的轉(zhuan)速(su)至零，停止螺旋(xuan)輸(shu)送機(ji)。

3）關(guan)閉螺旋輸送機(ji)后渣門(men)。

4）停止皮帶輸(shu)送機。

5）若刀盤驅動壓力(li)較(jiao)大，則可(ke)持續轉(zhuan)動刀盤適當的攪拌土倉內渣土，當驅動壓力(li)降低(di)至(zhi)(zhi)一定(ding)程度時(shi)減小刀盤轉(zhuan)速至(zhi)(zhi)零(ling)，并停止(zhi)刀盤轉(zhuan)動。這樣利于下次刀盤啟動時(shi)扭矩(ju)不至(zhi)(zhi)于太大。

6）若馬上準備(bei)安裝(zhuang)管片，則按下管片安裝(zhuang)按鈕(niu)。

7）依次停止主(zhu)驅動(dong)泵、補(bu)油泵、螺(luo)旋輸送機泵、控(kong)制泵、油脂密封(feng)系(xi)統、齒輪(lun)油泵、泡沫系(xi)統。

8）若馬(ma)上安裝管片，可以暫不關(guan)閉推(tui)進系統油泵和(he)輔助(zhu)油泵，否(fou)則關(guan)閉之(zhi)。

9）通知有關人員進行下一工序的工作。