《第14讲盾构机分类及选型.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第14讲盾构机分类及选型.pptx（45页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、会计学1第第14讲盾构机分类讲盾构机分类(fnli)及选型及选型第一页，共45页。2023/2/8 0:14n n 主要内容(nirng)n n 1 盾构机分类n n 2 盾构机选型n n 3 盾构机选型举例第1页/共45页第二页，共45页。2023/2/8 0:141 盾构机分类盾构机分类(fn li)n n(1)(1)按掘削地层按掘削地层(dcng)(dcng)分类分类 n n 硬岩盾构（硬岩盾构（TBMTBM）n n 软岩盾构软岩盾构n n 软土盾构软土盾构n n 硬岩软土盾构硬岩软土盾构双护盾TBM第2页/共45页第三页，共45页。2023/2/8 0:14软土盾构复合(fh)盾构第3
2、页/共45页第四页，共45页。2023/2/8 0:14n n(2)(2)按盾构机横截面形状分类按盾构机横截面形状分类(fn li)(fn li)n n 半圆形半圆形n n 圆形圆形n n 椭圆形椭圆形n n 马蹄形马蹄形n n 双圆搭接形双圆搭接形n n 三圆搭接形三圆搭接形 n n 矩形矩形第4页/共45页第五页，共45页。2023/2/8 0:14第5页/共45页第六页，共45页。2023/2/8 0:14n n(3)(3)按盾构机横截面的形状分类按盾构机横截面的形状分类(fn li)(fn li)n n超小型盾构超小型盾构 1m 18m 18m第6页/共45页第七页，共45页。2023
3、/2/8 0:14n n(4)按掘削面的敞开程度分类n n全部敞开式：无盖敞开式、有盖敞开式n n部分敞开式：网格式(g shi)n n封闭式：中心支承式、中间支承式、周边支承式n n 第7页/共45页第八页，共45页。2023/2/8 0:14n n(5)按掘土出土(ch t)器械的机械化程度程度分类 n n人工挖掘式、半机械掘削式、机械掘削式手掘式盾构 半机械式盾构 网格式(g shi)盾构 第8页/共45页第九页，共45页。2023/2/8 0:14n n(6)按掘削面的加压平衡方式(fngsh)分类 n n 外加支承式n n 气压式n n 泥水式n n 土压式第9页/共45页第十页，共
4、45页。2023/2/8 0:14n n(7)(7)按刀盘运动按刀盘运动(yndng)(yndng)形式分类形式分类 第10页/共45页第十一页，共45页。2023/2/8 0:14n n(8)(8)按盾构机特殊构造分类按盾构机特殊构造分类 n n中折盾构中折盾构n n球体盾构球体盾构n n异径母子盾构异径母子盾构n n重心靠前盾构重心靠前盾构n n特殊构造的盾构特殊构造的盾构n n现场换刀盾构现场换刀盾构n n可直接掘削前障碍物盾构可直接掘削前障碍物盾构n n机体可分可合盾构机体可分可合盾构n n固体固体(gt(gt)回收盾构回收盾构n n倾斜中空轴全断面机内注浆盾构倾斜中空轴全断面机内注浆
5、盾构n n倾斜中空轴全断面机内注浆倾斜中空轴全断面机内注浆+活动前檐盾构活动前檐盾构 第11页/共45页第十二页，共45页。2023/2/8 0:14n n(9)按盾构机的功能(gngnng)、用途分类 第12页/共45页第十三页，共45页。2023/2/8 0:14n n(10)按盾构隧道(sudo)衬砌施工方法分类 第13页/共45页第十四页，共45页。2023/2/8 0:14n n(11)综合(zngh)分类第14页/共45页第十五页，共45页。2023/2/8 0:142 2 盾构机选型盾构机选型 n n盾构掘进机选型依据盾构掘进机选型依据盾构掘进机选型依据盾构掘进机选型依据 n n
6、(1)(1)(1)(1)土质条件、岩性（抗压、抗拉、粒径、成分等个参数）土质条件、岩性（抗压、抗拉、粒径、成分等个参数）土质条件、岩性（抗压、抗拉、粒径、成分等个参数）土质条件、岩性（抗压、抗拉、粒径、成分等个参数）n n(2)(2)(2)(2)开挖面稳定（自立性能）开挖面稳定（自立性能）开挖面稳定（自立性能）开挖面稳定（自立性能）n n(3)(3)(3)(3)隧道埋深、地下水位隧道埋深、地下水位隧道埋深、地下水位隧道埋深、地下水位n n(4)(4)(4)(4)设计隧道的断面设计隧道的断面设计隧道的断面设计隧道的断面n n(5)(5)(5)(5)环境条件、沿线环境条件、沿线环境条件、沿线环境条
7、件、沿线(ynxin)(ynxin)(ynxin)(ynxin)场地（附近管线和建筑物及其结构特性）场地（附近管线和建筑物及其结构特性）场地（附近管线和建筑物及其结构特性）场地（附近管线和建筑物及其结构特性）n n(6)(6)(6)(6)衬砌类型衬砌类型衬砌类型衬砌类型n n(7)(7)(7)(7)工期工期工期工期n n(8)(8)(8)(8)造价造价造价造价n n(9)(9)(9)(9)宜用的辅助工法宜用的辅助工法宜用的辅助工法宜用的辅助工法n n(10)(10)(10)(10)设计路线、线形、坡度设计路线、线形、坡度设计路线、线形、坡度设计路线、线形、坡度n n（11111111）电气等其
8、他设备条件）电气等其他设备条件）电气等其他设备条件）电气等其他设备条件 第15页/共45页第十六页，共45页。2023/2/8 0:14n n盾构掘进机选型的一般(ybn)程序 第16页/共45页第十七页，共45页。2023/2/8 0:14不同地质条件不同地质条件不同地质条件不同地质条件(tiojin)(tiojin)下全断面掘进下全断面掘进下全断面掘进下全断面掘进机选型机选型机选型机选型SlurryEPB粒径分布曲线400,006颗粒直径 d单位mm筛分通过率 d%00,0011030200,0020,020,060,2泥土粒径7060508090100600,62,06,060,020,
9、010090807050403020100筛分粒径砂粉质土粘土细中粗砾石粗细中粗粗细中粗粗Foam第17页/共45页第十八页，共45页。2023/2/8 0:14不同地质(dzh)条件下全断面掘进机选型 泡沫 EPB盾构泥水盾构弃土容重 粘土粉土粘稠度系数 IC柔软软硬0,25坚硬0,501,000,75EPB模式 EPB敞开模式添加剂防止堵塞添加剂增加塑性高渗透性砂砾石渗透系数 k m/s很高渗透性一般渗透性10-210-310-410-5复合式盾构EPB+添加剂高浓度膨润土工作舱内土体容重t/m1,401,051,502,002,20第18页/共45页第十九页，共45页。2023/2/8
10、0:14n n盾构掘进机选型的其他条件盾构掘进机选型的其他条件n n（1 1）工期条件的制约）工期条件的制约 n n（2 2）造价）造价(zoji)(zoji)因素的制约因素的制约 n n（3 3）环境因素的制约）环境因素的制约 n n（4 4）基地条件的制约）基地条件的制约n n（5 5）设计路线、平面竖向曲线形状的制约）设计路线、平面竖向曲线形状的制约 第19页/共45页第二十页，共45页。2023/2/8 0:14二号线穿越汉口和武昌，隧二号线穿越汉口和武昌，隧二号线穿越汉口和武昌，隧二号线穿越汉口和武昌，隧道穿越地质种类比较全面：道穿越地质种类比较全面：道穿越地质种类比较全面：道穿越地
11、质种类比较全面：粘土、粉质粘土、粘土、粉质粘土、粘土、粉质粘土、粘土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、淤泥质粉质粘土、淤泥质粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉细砂、中粗砂、粉细砂、中粗砂、粉细砂、中粗砂、粉细砂、中粗砂、砂砂砂砂 岩、粉砂岩、岩、粉砂岩、岩、粉砂岩、岩、粉砂岩、石英砂岩、炭质灰岩、石英砂岩、炭质灰岩、石英砂岩、炭质灰岩、石英砂岩、炭质灰岩、钙质钙质钙质钙质(i zh)i zh)泥岩、强风化泥岩、强风化泥岩、强风化泥岩、强风化泥岩、泥岩、泥岩、泥岩、强风化含碳硅质页岩等。强风化含碳硅质页岩等。强风化含碳硅质页岩等。强风化含碳硅质页岩等。3.武汉地铁的路线(lxin)与地质3 盾构机选型举例(
12、j l)第20页/共45页第二十一页，共45页。2023/2/8 0:14n n 偏软地层导致的地表沉降偏软地层导致的地表沉降n n 由于硬质附着性粘土导致的刀盘与土仓的堵塞由于硬质附着性粘土导致的刀盘与土仓的堵塞n n 丰富的地下水与水压的问题丰富的地下水与水压的问题(wnt)(wnt)n n 软质风化岩软质风化岩 砂岩砂岩 泥岩泥岩 半固结粘土半固结粘土 淤泥的掘进淤泥的掘进n n 膨胀性陈旧粘土导致的盾构机推力增加膨胀性陈旧粘土导致的盾构机推力增加n n 附着性粘土与基岩的掘进附着性粘土与基岩的掘进n n 掘进途中的刀具更换掘进途中的刀具更换3.2 3.2 3.2 3.2 本工程本工程本
13、工程本工程(gngchng)(gngchng)(gngchng)(gngchng)重点重点重点重点/难点难点难点难点第21页/共45页第二十二页，共45页。2023/2/8 0:143.3 隧道管片(un pin)参数项 目参 数备注管片类型普通预制增强水泥管片安装衬砌，包括纵向封顶块 分块形式5+1个封顶块 外径(O.D.)6.00 m内径(I.D.)5.40 m厚度300mm管片宽度1.5m单片管片最大重量约4t 第22页/共45页第二十三页，共45页。2023/2/8 0:143.盾构机总体参数(cnsh)（方案）盾构机总体设计范围及主要尺寸(ch cun)开挖直径：6280 mm前护盾
14、直径：6250 mm主机长度：约 9.0m（含刀盘）总长度包括后配套：约 82 m 总重量包括后配套：420 t最小曲线半径：250m盾构机总体设计范围最大掘进速率 8 cm/min平均掘进速率 3.5 cm/min管片平均安装时间 30 min/环管片宽度(kund)1500 mm根据上述计算每班次掘进速率 6环/8 hours每日双班工作时掘进速率 12环/16 hours第23页/共45页第二十四页，共45页。2023/2/8 0:143.3.3.3.主要主要主要主要(zhyo)(zhyo)(zhyo)(zhyo)机械性能机械性能机械性能机械性能（方案）（方案）（方案）（方案）n n刀盘
15、驱动刀盘驱动n n驱动形式电驱动驱动形式电驱动 2 2级调速式级调速式 （装备动（装备动力：力：600kw600kw）n n刀盘转速刀盘转速 高速转动高速转动 ：2.0 rpm 2.0 rpm 低速转动低速转动 ：1.0 rpm 1.0 rpmn n刀盘扭矩常用最大刀盘扭矩常用最大 ：5,844 kN-m 5,844 kN-m 高速转动：高速转动：2,922 kN-m 2,922 kN-m n n脱困扭矩脱困扭矩 7,000 kN-m 7,000 kN-mn n盾构机千斤顶盾构机千斤顶n n总推力总推力38,500 kN38,500 kN单位面积推力：单位面积推力：1,255 1,255 kN
16、/kN/n n数量数量(shling)(shling)1,750kN22 1,750kN22根根n n最大伸长速度最大伸长速度 8.0 cm/min 8.0 cm/minn n铰接装置铰接装置n n总推力总推力24,000 kN24,000 kNn n 数量数量(shling)(shling)2,000kN12 2,000kN12根根n n铰接操作铰接操作 全方向（上下、左右、倾斜方向）全方向（上下、左右、倾斜方向）第24页/共45页第二十五页，共45页。2023/2/8 0:143.3.3.3.主要主要主要主要(zhyo)(zhyo)(zhyo)(zhyo)机械性能机械性能机械性能机械性能（
17、方案）（方案）（方案）（方案）n n螺旋螺旋(luxun)(luxun)出渣机驱动出渣机驱动n n驱动形式驱动形式 液压驱动方式液压驱动方式 （装备动力：（装备动力：110 110 kwkw）n n排土量排土量 280 m3/h 280 m3/h （最大排出粒径：（最大排出粒径：250mm500mmL250mm500mmL）n n直径直径 700mm 700mm（带轴式螺旋（带轴式螺旋(luxun)(luxun)机）机）n n转速转速 1.0 1.0 24 rpm 24 rpm n n驱动扭矩驱动扭矩 常用最大：常用最大：55.7 kN-m 55.7 kN-m 脱困时最大：脱困时最大：65,0
18、 kN-m 65,0 kN-m n n管片拼装装置管片拼装装置n n形形 式式 型方式（管片拼装作业空间大）型方式（管片拼装作业空间大）n n 操作方式操作方式 无线遥控操作无线遥控操作n n 转动速度转动速度 高速：高速：1.5rpm1.5rpm低速：低速：0.3rpm0.3rpm两级两级调速调速n n （高速（高速低速无线遥控切换）低速无线遥控切换）n n 调调 节节 可实现微调、微动操作可实现微调、微动操作第25页/共45页第二十六页，共45页。2023/2/8 0:14防止粘土附着防止粘土附着防止粘土附着防止粘土附着(fzhu)(fzhu)(fzhu)(fzhu)对策对策对策对策（）（
19、）（）（）n n 在刀盘进土口位置在刀盘进土口位置装备装备(zhungbi)(zhungbi)高压高压水喷射管水喷射管第26页/共45页第二十七页，共45页。2023/2/8 0:14防止粘土防止粘土防止粘土防止粘土(zhn t)(zhn t)(zhn t)(zhn t)附着对策（）附着对策（）附着对策（）附着对策（）n n 扩大刀盘中央部分扩大刀盘中央部分(b(b fen)fen)的开口，重视泥土从的开口，重视泥土从刀盘中心部进入土仓刀盘中心部进入土仓第27页/共45页第二十八页，共45页。2023/2/8 0:14防止粘土附着防止粘土附着防止粘土附着防止粘土附着(fzhu)(fzhu)(f
20、zhu)(fzhu)对策（）对策（）对策（）对策（）在土仓内隔壁上装备前后滑动式固定搅拌(jiobn)翼，并可从其前端添加泥浆第28页/共45页第二十九页，共45页。2023/2/8 0:14防止粘土附着防止粘土附着防止粘土附着防止粘土附着(fzhu)(fzhu)(fzhu)(fzhu)对策（）对策（）对策（）对策（）装备(zhungbi)在刀盘内侧可以覆盖整个区域的搅拌翼第29页/共45页第三十页，共45页。2023/2/8 0:14防止粘土附着防止粘土附着防止粘土附着防止粘土附着(fzhu)(fzhu)(fzhu)(fzhu)对策（）对策（）对策（）对策（）固定土仓隔壁中心部分，防止转动(
21、zhun dng)脚中心部分泥土堵塞第30页/共45页第三十一页，共45页。2023/2/8 0:14泥浆泥浆泥浆泥浆(njing)(njing)(njing)(njing)注入口的配置注入口的配置注入口的配置注入口的配置n n 刀盘面板前面刀盘面板前面(qin mian)(qin mian)：3 3处处n n 固定隔板一侧固定隔板一侧 ：4 4处处n n 固定搅拌翼前端：固定搅拌翼前端：1 1处处n n 螺旋出渣机螺旋出渣机 ：3 3处处n n 可选择泥浆、泡沫和聚合物可选择泥浆、泡沫和聚合物3 3种类型种类型喷出口阀门构造(guzo)照片第31页/共45页第三十二页，共45页。2023/2
22、/8 0:14对应对应对应对应(duyng)(duyng)(duyng)(duyng)复合地层的刀具配置复合地层的刀具配置复合地层的刀具配置复合地层的刀具配置第32页/共45页第三十三页，共45页。2023/2/8 0:14复合地层复合地层复合地层复合地层(dcng)(dcng)(dcng)(dcng)的刀具装备与对策的刀具装备与对策的刀具装备与对策的刀具装备与对策 可更换滚刀与强化先行刮刀 如岩石强度在30Mpa以下(yxi)可使用强化先行刮刀进行掘进 如岩石强度为30250Mpa则应适用滚刀进行掘进第33页/共45页第三十四页，共45页。2023/2/8 0:14滚刀的形状滚刀的形状滚刀的
23、形状滚刀的形状(xngzhun)(xngzhun)(xngzhun)(xngzhun)与特点与特点与特点与特点尺寸 ：17英寸 允许磨损量：20 mm允许负荷：250 kN 允许线速度 ：150 m/min材质(ci zh)：特殊工具钢转动力：70 Nm第34页/共45页第三十五页，共45页。2023/2/8 0:14刀盘耐磨损对策刀盘耐磨损对策刀盘耐磨损对策刀盘耐磨损对策(duc)(duc)(duc)(duc)刀盘外周堆焊(du hn)钉状耐磨物外周进行硬化(ynghu)耐磨层堆焊耐磨板第35页/共45页第三十六页，共45页。2023/2/8 0:14刀盘驱动刀盘驱动刀盘驱动刀盘驱动(q d
24、n)(q dn)(q dn)(q dn)部土砂密封部土砂密封部土砂密封部土砂密封特点土砂密封：3条唇形密封1段V型密封：3 段迷路密封：拉比利斯（迷宫）式检测 ：温度检测传感器供油脂 ：自动供脂其他 ：密封接触面采用(ciyng)硬质 材料第36页/共45页第三十七页，共45页。2023/2/8 0:14铰接铰接铰接铰接(jioji)(jioji)(jioji)(jioji)构造构造构造构造铰接装置(zhungzh)总推力24,000 kN 数量 2,000kN12根 铰接方向全方向（上下、左右、倾斜方向）第37页/共45页第三十八页，共45页。2023/2/8 0:14铰接铰接铰接铰接(ji
25、oji)(jioji)(jioji)(jioji)密封密封密封密封形式：型密封2 段、灰尘(huchn)密封1 段耐压：1.0 Mpa润滑：自动供脂第38页/共45页第三十九页，共45页。2023/2/8 0:14盾尾密封盾尾密封盾尾密封盾尾密封(mfng)(mfng)(mfng)(mfng)形式：3段金属刷浆液逆流 ：注浆液逆流防止(fngzh)板润 滑：盾尾油脂自动注入供脂位置 ：每列6处（共计12处）耐水压 ：0.4 Mpa第39页/共45页第四十页，共45页。2023/2/8 0:14螺旋螺旋螺旋螺旋(luxun)(luxun)(luxun)(luxun)出渣机的特点出渣机的特点出渣机
26、的特点出渣机的特点驱动方式液压驱动方式（装备动力(dngl)：110 kw）出土量280 m3/h（最大排出粒径：250mm500mmL）直径700mm（带轴式出渣机）转速 1.0 24 rpm 驱动扭矩 常用最大：55.7 kN-m 脱困时最大：65,0 kN-m前端部 耐磨对策（套筒与螺旋桨硬化堆焊）第40页/共45页第四十一页，共45页。2023/2/8 0:14螺旋机防止水喷涌螺旋机防止水喷涌螺旋机防止水喷涌螺旋机防止水喷涌(pn yn)(pn yn)(pn yn)(pn yn)对策（旋转出渣机）对策（旋转出渣机）对策（旋转出渣机）对策（旋转出渣机）第41页/共45页第四十二页，共45
27、页。2023/2/8 0:14螺旋机更换螺旋机更换螺旋机更换螺旋机更换(gnhun)(gnhun)(gnhun)(gnhun)零件及特点零件及特点零件及特点零件及特点更换零件 螺旋机前部套筒：2层套筒（更换修补(xib)）前部螺旋机：可分割结构第42页/共45页第四十三页，共45页。2023/2/8 0:14填补空洞填补空洞填补空洞填补空洞(kngdng)(kngdng)(kngdng)(kngdng)用注入管配置用注入管配置用注入管配置用注入管配置注入(zh r)配管前方：4处前体外周：4处后体外周：4处第43页/共45页第四十四页，共45页。2023/2/8 0:14n nTHE END n nTHANK YOU!第44页/共45页第四十五页，共45页。