文档介绍：根据本工程盾构穿越的地层、水文地质条件、地面建筑及施工条件,以及我公司多年盾构法隧道的施工经验,本工程选用由日本三菱公司设计制造的11#土压平衡盾构(带铰接装置)进行隧道掘进。(见附图)
本工程选用的Ф6340mm土压平衡式盾构(EPB)主要含如下设备:
·盾构壳体
·推进装置
·管片拼装机
·刀盘装置
·仿形刀装置
·螺旋输送机
·管片调节器
·动力装置
·电气设备
·管道与布线装置
·车架
5-2 盾构机特点
能有效控制地面沉降
推进控制系统
可选择三种模式之一进行控制,即出土量控制模式(螺旋机模式)、土压平衡控制模式(千斤顶模式)、人工控制模式。
土压力计
隔仓板中部设有土压力计,反馈迎面土压力值。为校正土仓内准确的土压力,隔仓板上、下再设置2个土压力计,跟踪土仓内各部分土压变化情况。
添加剂注入系统
配备可注入泥浆、发泡剂、水的注入系统。用于改良开挖面土的切削性和土仓内土的塑流性,起到围护开挖面的作用。
土仓搅拌装置
刀盘条幅背面及隔仓内,配置多个搅拌翼,以充分搅拌土仓内土体,使搅拌土均匀流动,保证土仓内各部分土压力值均衡,从而起到保持开挖面稳定作用。
同步注浆装置
配置1套同步注浆装置,充填盾构尾部间隙。并配备冲洗装置,保证管路畅通。
能适合各种线性推进
超挖刀装置
刀盘上设有1个超挖刀装置,可提供偏转所需空间。
盾尾间隙25mm
能适合转弯半径300m以上,上下纵坡33‰线性推进。
适合上海及周边地区各种土质推进(包括进出洞口加固区切削)
刀盘扭矩配备
刀盘扭矩配备7660KN-m,考虑余量充足,其目的是确保地质条件变化大的情况下,能安全顺利地掘进。
总推力配备
总推力配备37840KN,有充足的余量。
切削刀材质
采用超硬型板式刀头,增加耐磨性。
切削刀布置
外周部主切削刀采用高低差双刀头布置,增加刀头的磨损长度。
粉砂土中推进密封措施
土砂密封装置
采用丁晴橡胶密封圈,提高耐磨性。
集中润滑系统采用自动加油装置,提高密封性。
盾尾密封装置
装备三排盾尾密封刷,提高止水性能。内侧一排可更换,盾尾油脂注入系统可连续注入,既提高钢刷寿命,又保证密封性能。
管片拼装
管片拼装机
配置1台管片拼装机。这种拼装机容易控制,操作简便。
5-3 盾构主要部件总成和系统的结构
5-3-1 盾壳
盾壳主要是保护人和设备在地下掘进施工中的安全,采用钢结构壳体,以支承土体的压力以及掘进中支承推进系统的顶力。
盾壳由切口环、支承环、盾尾三个部分组成
a)尾部外径: 6340 mm
b)尾部内径: 6250 mm
c)尾部厚度: 45 mm
d)尾部间隙: 25 mm
e)全长: 约11475 mm
f)(刀长至尾部)全长: 8625 mm
g)(盾构外壳)长度: 8225 mm
h)支承环长度: 3840 mm
I)尾部长度: 3635 mm
J)尾部密封: 钢丝刷式密封3 道
5-3-2 推进系统
a)总推力:37840 KN
b)行程:2100(7只) mm
1350(15只) mm
c)速度: cm/min
(当所用推力缸同时运行时)
d)仰角滚动探测仪: 电动式、铅锤式
e)推力缸速度行程探测仪位置: 1号、6号、10号和18号油缸
37840KN的总推力由22套1720KN的推力缸提供。当所有推力缸同时运行时,。推进油缸所用的液压回路可分为4区,各区的压力调节可独立进行,便于掘进过程中纠偏。
5-3-3 推进控制系统
推进控制系统采用三种控制模式,即出土量控制模式(螺旋机模式)、土压平衡控制模式(千斤顶模式)、人工模式。
出土量控制模式:通过螺旋输送机转速与推进千斤顶速度的比值,来调控推进速度与出土速度。
土压平衡控制模式:刀盘切削开挖面的土体,然后在土舱内搅拌,保持一定的土压力,由土舱壁中设置的土压力计反映数值,并由土压力传感器信号控制螺旋运输机的转速(即改变排土量),维持土舱内的设定的土压力值,达到支护开挖面,控制地面沉降。
人工模式:人工调整螺旋输送机转速。
5-3-4 刀盘系统
刀盘形状和特征的决定必须以对地质和工程条件的精确研究为基础。就本工程的地质条件而言,选用的是带面板式刀盘的土压平衡式(EPB)盾构掘进机。
面板式刀盘具有以下特征:
面板式刀盘
·可在气压下在土舱内安全工作。
·可便于土压平衡。
刀盘开口率(30%)
·可使软泥顺利地从切削面流向土舱。这是最为重要的一点,尤其是对于上海地铁隧道路线的地质情况的复杂多变性及粘性。
·直接将土压传至土压传感器。
·易于进入切削面(除去障碍物