北京地鐵土壓平衡盾構設計

1、北京地鐵土壓平衡盾構設計【摘要】文章敘述了北京地鐵加泥土壓平衡式盾構的設計，著重介紹了具有創(chuàng)新特點的盾構推進系統(tǒng)中的并聯(lián)油缸節(jié)點板同步器；帶預埋管的焊接式殼體的設計，集中了外置式和內置式同步注漿管、盾尾密封注漿管的優(yōu)點；刀盤驅動系統(tǒng)采用低速大扭矩油馬達直接驅動，簡化結構，提高傳動效率設計壽命達.2萬小時。【關鍵詞】土壓平衡盾構并聯(lián)油缸節(jié)點板同步器殼體刀盤驅動一、前言盾構法是在地層中修建隧道的一種方法，能適用任何水文地質條件（松軟的、堅

2、硬的、有地下水的、無地下水的）下的隧道施工；而施工時又不影響地面交通，對施工地區(qū)附近的居民幾乎沒有振動和噪音的干擾，可控制地面沉降，減小對地下管線、地面構筑物及周圍環(huán)境的影響，并具有較快的施工進度和較高的工程質量。根據北京地鐵五號線工程的地質報告，盾構主要穿越的是③層粉細砂、④層圓礫和⑤層粘質粉土砂質粉土，因此，決定采用加泥土壓平衡式盾構。二、加泥土壓平衡式盾構設計在設計盾構的殼體、推進系統(tǒng)、加泥系統(tǒng)、刀盤驅動系統(tǒng)、同步注漿系統(tǒng)、螺旋輸

3、送機、管片拼裝機、氣密艙、管片吊運機構、皮帶運輸機、盾尾密封、集中潤滑系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等部件時，充分利用當今世界先進技術，并對殼體、推進系統(tǒng)、加泥系統(tǒng)、刀盤驅動系統(tǒng)、同步注漿系統(tǒng)等的設計有所創(chuàng)新。1、設計參數圖1為北京地鐵加泥土壓平衡式盾構總體結構示意圖。盾構外徑660mm；管片外徑6000mm，內徑5400mm，寬1500mm；總推力35000kN；最大切削直徑6180mm；鉸接裝置的上下、左右轉動角度均為1.5；刀盤最大扭矩5100k

4、Nm，轉速0~1.623rmin，液壓傳動功率630kW；螺旋輸送機葉片直徑800mm，轉速~6rmin，出土量約82m3h；管片拼裝機自三排圓柱滾子組合轉盤軸承，能同時承受軸向、徑向載荷及傾覆力矩，設計壽命達1.2萬小時，刀盤驅動極限扭矩達5100kNm，扭矩系數為2.2；采用低速大扭矩油馬達直接驅動，簡化結構，提高傳動效率，保證在其使用壽命內能穩(wěn)定、可靠工作。6、刀具形式及切削方式采用中間梁支承、面板式全斷面回轉切削方式，刀盤的開口

5、率為35％。割刀突出刀盤面板100mm，按全斷面切削排列；撕裂刀突出刀盤面板150mm，按螺旋式排列；中心刀由多把小割刀組成，按鼻式布置；在刀盤上還布置有圓弧刀和周邊保護刀，以保護切削刀盤的最外圈，見圖2。撕裂刀超前割刀50mm，可先于割刀接觸土層，并把砂礫層搗松，以利于進土，減少刀具的磨損；在安全條件（加氣壓）下，可在刀盤倉內對撕裂刀進行換裝及檢修。刀盤的中心裝有回轉接頭，回轉接頭有8路，其中4路為泥水及泡沫管路，向刀盤面板注入泥水或

6、泡沫，以潤滑刀盤盤面，其余4路為液壓油路，為2把仿形刀的油缸進出油路。7、鉸接裝置本盾構設計成鉸接式盾構。將殼體分成前、后兩部分，前、后殼體之間通過鉸接油缸連接，采用后驅推動方式，在LC控制下，可實現X型和V型鉸接，在前殼體偏轉時，可以減小推進時產生的分力，以利于盾構轉彎，而后殼體仍可保證盾構后殼體與管片環(huán)的同軸度，這樣既保護盾尾刷免受損壞，又可防止盾構主體擠壓管片，致使管片碎裂損環(huán)。鉸接密封裝置由3道密封圈與集中潤滑系統(tǒng)組成，用4個密