盾构机操作与维修保养技术1 - 图文

盾构机操作与维修保养技术

前言

长沙地铁2号线-期工程体育公园站～杜花站区间隧道左右线总长3609m，其中盾构隧道左线长1792.5m，右线长1816.5m，最小转弯半径350m，最大坡度26‰；隧道内径φ5400mm，管片外径φ6000mm、管片环宽1500mm。本标段隧道采用两台盾构机施工，先后由杜花路站始发，向体育公园站掘进。两台盾构机掘进到达体育公园后站解体吊出地面。右、左线隧道盾构始发时间相差一个月，开工日期左线2010年10月31日，掘进完成日期2011年5月7日。历时175天。

本工程采用的盾构机是适合本工程地质特征的土压平衡式盾构机，型号为ZTE6250，由中国铁建隧道装备公司，根据本工程的特点专门设计生产的，具有土压平衡功能，能有效控制地表沉降，破岩机理明确，能有效掘进，刀盘结构和刀具布置设计合理，具有超前地质钻探功能和预注浆的能力。

盾构机上大量采用液压、控制、自动导向等领域的新技术。其控制系统的底端全部由PLC可编程控制器直接控制，上端由上位机进行总体控制。盾构机还可以通过网络系统由洞外技术部门或盾构厂家进行远程监控、调试及控制。盾构机的数据采集系统可以记录盾构操作的全过程的所有参数。

液压系统的主驱动系统、推进系统、螺旋输送机系统及管片安装系统大量采用比例控制、恒压控制、功率限止等先进的液压控制技术。

盾构采用上海立行公司先进的SLS-T APD型激光导向系统来控制隧道的掘进方向，这在隧道的方向控制上也是比较前沿的高端技术。

目录

1、盾构机掘进操作技术----------------------------------------------4

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2、盾构机的状态检测------------------------------------------------13 3、盾构机维修保养程序---------------------------------------------21 4、故障处理措施------------------------------------------------------26 5、盾构机国产化可行性技术---------------------------------------43 6、总述------------------------------------------------------------------47

1、盾构机掘进操作技术 1.1盾构机掘进及操作控制程序 1.1.1盾构掘进作业工序流程 盾构机掘进作业流程见图1-1-1

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开始设置管理基准开挖掘进同步注浆是否达到掘进循环进尺是1＃编组列车出洞否管片衬砌拼装2＃编组列车进洞1＃列车装料开挖6m是延伸轨道否下一个循环图1-1-1盾构掘进作业工序流程图 图6-1-12 盾构掘进作业工序流程图

1.1.2盾构机掘进控制程序 掘进控制程序流程见图1-1-2

调整泡沫及膨润土注入参数是启动设定土仓压力值P0设定刀盘扭矩、转速设定泡沫、膨润土注入参数设定千斤顶速度设定螺旋输送机转速调整螺旋输送机转速及出料口仓门刀盘扭矩为上限土压力P1不符P0与P1不好相符碴土流动性与止水性好盾构机姿态好调整掘进参数或进行二次补强注浆不好地层沉降控制与反馈好继续不好调整千斤顶推力参数 图1-1-2 盾构掘进控制程序图

1.2掘进模式的选择及操作控制 1.2.1不同掘进模式的特点及适用条件

长沙地铁2号线一期工程15标杜花路—体育公园区间选用的盾构机为复合式盾构机，具有敞开式（OPEN）、半敞开式（SEMI-OPEN）和土压平衡式

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（EPB）三种掘进模式，每一种掘进模式具有不同的特点和适用条件。

（1）敞开式

该掘进模式类似于敞开式TBM掘进，盾构机切削下来的碴土进入土仓内，即刻被螺旋输送机排出。土仓内仅有极少量碴土，基本处于清空状态，掘进中刀盘和螺旋输送机所受反扭力较小。由于仓内压力为大气压，故不能支撑开挖面地层和防止地下水渗入。该掘进模式适用于能够自稳、地下水少的地层.

（2）半敞开式

半敞开式有的又称为局部气压模式。掘进中土仓内的碴土未充满土仓，尚有一定的空间，通过向土仓内输入压缩空气与碴土共同支撑开挖面或防止地下水。该掘进模式适用于具有一定自稳能力和地下水的压力不太高的地层，其防止地下水渗入的效果主要取决于压缩空气的压力，如图1-2-1所示。

（3）土压平衡模式

土压平衡模式是将刀盘切削下来的碴土充满土仓，并产生与土压力和水压力相平衡的压力，来稳定开挖面地层和防止地下水渗入。该掘进模式主要通过控制盾构推进速度和螺旋输送机的排土量来产生压力，并通过测量土仓内的土压力来随时调整、控制盾构推进速度和螺旋输送机的转速。在该掘进模式下，刀盘和螺旋输送机所受的反扭力较大。该掘进模式适用于不能稳定的软土和富水地层，见图1-2-1。 土压平衡式 水、土压力半敞开式 压缩空气 敞开式

水、土压力水、土压力

图1-2-1 三种掘进模式原理示意图

1.2.2各掘进模式的主要参数及控制方法

(1)各掘进模式掘进参数的选择

根据二号线和本标段地质情况，参数在表1－2－1范围内选取，并在本

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