盾構(gòu)機分類及選型-

1、,第十四講,《大型施工機械》——盾構(gòu)機部分,盾構(gòu)機的分類及選型,2024年4月3日9時36分,,主要內(nèi)容 1 盾構(gòu)機分類 2 盾構(gòu)機選型 3 盾構(gòu)機選型舉例,2024年4月3日9時36分,1 盾構(gòu)機分類,(1) 按掘削地層分類 硬巖盾構(gòu)（TBM） 軟巖盾構(gòu) 軟土盾構(gòu) 硬巖軟土盾構(gòu),雙護盾,TBM,2024年4月3日9時36分,,軟土盾構(gòu),復(fù)合盾構(gòu),2024年4月3日9時36分,,(2) 按盾構(gòu)

2、機橫截面形狀分類 半圓形 圓形 橢圓形 馬蹄形 雙圓搭接形 三圓搭接形 矩形,2024年4月3日9時36分,,2024年4月3日9時36分,,(3) 按盾構(gòu)機橫截面的形狀分類 超小型盾構(gòu) φ18m,2024年4月3日9時36分,,(4) 按掘削面的敞開程度分類全部敞開式：無蓋敞開式、有蓋敞開式部分敞開式：網(wǎng)格式

3、 封閉式：中心支承式、中間支承式、周邊支承式,2024年4月3日9時36分,,(5)按掘土出土器械的機械化程度程度分類 人工挖掘式 、半機械掘削式、機械掘削式,◆手掘式盾構(gòu) ◆半機械式盾構(gòu) ◆網(wǎng)格式盾構(gòu),2024年4月3日9時36分,,(6)按掘削面的加壓平衡方式分類 外加支承式 氣壓式 泥水式 土壓式,2024年4月3日9時36分,,(7)

4、按刀盤運動形式分類,2024年4月3日9時36分,,(8)按盾構(gòu)機特殊構(gòu)造分類 中折盾構(gòu)球體盾構(gòu)異徑母子盾構(gòu)重心靠前盾構(gòu)特殊構(gòu)造的盾構(gòu)現(xiàn)場換刀盾構(gòu)可直接掘削前障礙物盾構(gòu)機體可分可合盾構(gòu)固體回收盾構(gòu)傾斜中空軸全斷面機內(nèi)注漿盾構(gòu)傾斜中空軸全斷面機內(nèi)注漿+活動前檐盾構(gòu),2024年4月3日9時36分,,(9)按盾構(gòu)機的功能、用途分類,2024年4月3日9時36分,,(10)按盾構(gòu)隧道襯砌施工方法分類,2024年4月3日9時

5、36分,,(11)綜合分類,2024年4月3日9時36分,2 盾構(gòu)機選型,盾構(gòu)掘進機選型依據(jù) (1)     土質(zhì)條件、巖性（抗壓、抗拉、粒徑、成分等個參數(shù)）(2)     開挖面穩(wěn)定（自立性能）(3)     隧道埋深、地下水位(4)     設(shè)計隧道的斷面(5)&#

6、160;    環(huán)境條件、沿線場地（附近管線和建筑物及其結(jié)構(gòu)特性）(6)     襯砌類型(7)     工期(8)     造價(9)     宜用的輔助工法(10) 設(shè)計路線、線形、坡度（11）電氣等其他設(shè)備條件,2024年4月3日

7、9時36分,,盾構(gòu)掘進機選型的一般程序,,2024年4月3日9時36分,不同地質(zhì)條件下全斷面掘進機選型,2024年4月3日9時36分,,,不同地質(zhì)條件下全斷面掘進機選型,2024年4月3日9時36分,,盾構(gòu)掘進機選型的其他條件（1）工期條件的制約 （2）造價因素的制約 （3）環(huán)境因素的制約 （4）基地條件的制約（5）設(shè)計路線、平面豎向曲線形狀的制約,2024年4月3日9時36分,二號線穿越漢口和武昌，隧道穿越地質(zhì)種類比較全面

8、：粘土、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉細砂、中粗砂、砂 巖、粉砂巖、石英砂巖、炭質(zhì)灰?guī)r、鈣質(zhì)泥巖、強風化泥巖、強風化含碳硅質(zhì)頁巖等。,3.１武漢地鐵的路線與地質(zhì),3 盾構(gòu)機選型舉例,2024年4月3日9時36分,偏軟地層導(dǎo)致的地表沉降 由于硬質(zhì)附著性粘土導(dǎo)致的刀盤與土倉的堵塞 豐富的地下水與水壓的問題 軟質(zhì)風化巖\砂巖\泥巖\半固結(jié)粘土\淤泥的掘進 膨脹性陳舊粘土導(dǎo)致的盾構(gòu)機推力增加 附著性粘土與基

9、巖的掘進 掘進途中的刀具更換,3.2 本工程重點/難點,2024年4月3日9時36分,3.3 隧道管片參數(shù),2024年4月3日9時36分,3.４ 盾構(gòu)機總體參數(shù)（方案）,盾構(gòu)機總體設(shè)計范圍及主要尺寸開挖直徑：6280 mm前護盾直徑：6250 mm主機長度：　　　 約 9.0m（含刀盤）總長度包括后配套：　　　 約 82 m 總重量包括后配套：420 t最小曲線半徑：

10、 250m,盾構(gòu)機總體設(shè)計范圍最大掘進速率 8 cm/min平均掘進速率 3.5 cm/min管片平均安裝時間 30 min/環(huán)管片寬度

11、 1500 mm根據(jù)上述計算每班次掘進速率 6環(huán) / 8 hours每日雙班工作時掘進速率 12環(huán) / 16 hours,2024年4月3日9時36分,3.５主要機械性能（方案）,刀盤驅(qū)動　驅(qū)動形式　　　　電驅(qū)動 2級調(diào)速式 （裝備動力：600kw）　刀盤轉(zhuǎn)速　　　 高速轉(zhuǎn)動 ： 2.0 rpm

12、低速轉(zhuǎn)動 ： 1.0 rpm　刀盤扭矩　　　　常用最大 ： 5,844 kN-m 高速轉(zhuǎn)動：2,922 kN-m 　脫困扭矩　　　 7,000 kN-m盾構(gòu)機千斤頂　總推力　　　　　38,500 kN　　單位面積推力：1,255 kN / ㎡　數(shù)量　　　　 　 1,750kN×22根　最大伸長速度 8.0 cm/min鉸接裝置　總推力　　　　　24,000 kN 數(shù)量　　

13、　　　　 2,000kN×12根　鉸接操作　　　 全方向（上下、左右、傾斜方向）,2024年4月3日9時36分,3.６主要機械性能（方案）,螺旋出渣機驅(qū)動　驅(qū)動形式　　　　　 液壓驅(qū)動方式　 （裝備動力：110 kw）　排土量　　　　　　　 280 m3 / h　　　 （最大排出粒徑：φ250mm×500mmL）　直徑　　　　　　　　 70

14、0mm　　　　　（帶軸式螺旋機）　轉(zhuǎn)速　　 1.0～ 24 rpm 　驅(qū)動扭矩　　 　 常用最大： 55.7 kN-m 脫困時最大：65,0 kN-m 管片拼裝裝置　形 式　　　　　 ?。绦头绞健。ü芷囱b作業(yè)空間大） 操作方式　　　　 　無線遙控操作　 轉(zhuǎn)動速度　　　　

15、　 高速：1.5rpm　　低速：0.3rpm　兩級調(diào)速　　　　　　　　　　　 　（高速?低速　無線遙控切換） 調(diào) 節(jié)　　　　　　 可實現(xiàn)微調(diào)、微動操作,2024年4月3日9時36分,防止粘土附著對策（１）,在刀盤進土口位置裝備高壓水噴射管,2024年4月3日9時36分,防止粘土附著對策（２）,擴大刀盤中央部分的開口，重視泥土從刀盤中心部進入土倉,2024年4月3日9時36分,防止粘土附

16、著對策（３）,在土倉內(nèi)隔壁上裝備前后滑動式固定攪拌翼，并可從其前端添加泥漿,2024年4月3日9時36分,防止粘土附著對策（４）,裝備在刀盤內(nèi)側(cè)可以覆蓋整個區(qū)域的攪拌翼,2024年4月3日9時36分,防止粘土附著對策（５）,固定土倉隔壁中心部分，防止轉(zhuǎn)動腳中心部分泥土堵塞,2024年4月3日9時36分,泥漿注入口的配置,?刀盤面板前面 　：　3處 ?固定隔板一側(cè) ?。骸?處 ?

17、固定攪拌翼前端：　1處 ?螺旋出渣機 　 ?。骸?處　 可選擇泥漿、泡沫和聚合物3種類型,噴出口閥門構(gòu)造照片,2024年4月3日9時36分,對應(yīng)復(fù)合地層的刀具配置,2024年4月3日9時36分,復(fù)合地層的刀具裝備與對策,? 可更換滾刀與強化先行刮刀? 如巖石強度在30Mpa以下可使用強化先行刮刀進行掘進? 如巖石強度為30～250Mpa則應(yīng)適用滾刀進行掘進,2024年4月3

18、日9時36分,滾刀的形狀與特點,尺寸　 ：　17　英寸　　　　　 　允許磨損量　 ：　20 mm允許負荷： 250 kN　　　　　　 　允許線速度 ： 150 m / min材質(zhì)　　 ：　特殊工具鋼　　　　　轉(zhuǎn)動力　　　　：　70 Nーm,2024年4月3日9時36分,刀盤耐磨損對策,刀盤外周堆焊釘狀耐磨物,外周進行硬化耐磨層堆焊,耐磨ＩＮＧ板,2024年4月3日9時36分,刀盤驅(qū)動部土砂密封,特點土砂

19、密封：3條唇形密封1段V型密封 ：3 段迷路密封：拉比利斯（迷宮）式檢測 　?。簻囟葯z測傳感器供油脂 　：自動供脂其他 　 ：密封接觸面采用硬質(zhì) 材料,2024年4月3日9時36分,鉸接構(gòu)造,鉸接裝置　總推力　　　　　　　24,000 kN 數(shù)量　　　　　　　　 2,000kN×12根 　鉸接方向　　　　　全方向?。ㄉ舷?、左右、傾斜方向）,2024年4月3日9時36分,鉸接密封,形式?。骸。?/p>

20、型密封　2 段、　灰塵密封　1 段耐壓?。骸?.0 Mpa潤滑　：　自動供脂,2024年4月3日9時36分,盾尾密封,形　　式　?。骸?3段金屬刷漿液逆流 ：　注漿液逆流防止板潤 滑　：　盾尾油脂自動注入供脂位置 ：　每列6處 （共計12處）耐水壓 　 ： 0.4 Mpa,2024年4月3日9時36分,螺旋出渣機的特點,驅(qū)動方式　　　　　液壓驅(qū)動方式　（裝備動力：110 kw）出土量　　　　　　

21、280 m3 / h　?。ㄗ畲笈懦隽剑害?50mm×500mmL）直徑　　　　　　　　700mm　　　　?。◣лS式出渣機）轉(zhuǎn)速 　　　 1.0～ 24 rpm 驅(qū)動扭矩　　　　 常用最大 ： 55.7 kN-m 脫困時最大：65,0 kN-m前端部　　　　　　 耐磨對策（套筒與螺旋槳硬化堆焊）,2024年4月3日9時36分,螺旋機防止水噴涌對策（旋轉(zhuǎn)出渣機）,20