盾构机分类及选型课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑文本,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑文本,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑文本,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑文本,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑文本,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑文本,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑文本,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第十四讲,大型施工机械,盾构机部分,盾构机的分类及选型,*,主要内容,1,盾构机分类,2,盾构机选型,3,盾构机选型举例,*,1,盾构机分类,(1),按掘削地层分类,硬岩盾构（,TBM,）,软岩盾构,软土盾构,硬岩软土盾构,双护盾,TBM,*,软土盾构,复合盾构,*,(2),按盾构机横截面形状分类,半圆形,圆形,椭圆形,马蹄形,双圆搭接形,三圆搭接形,矩形,*,*,(3),按盾构机横截面的形状分类,超小型盾构,18m,*,(4),按掘削面的敞开程度分类,全部敞开式：无盖敞开式、有盖敞开式,部分敞开式：网格式,封闭式：中心支承式、中间支承式、周边支承式,*,(5),按掘土出土器械的机械化程度程度分类,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,网格式盾构,*,(6),按掘削面的加压平衡方式分类,外加支承式,气压式,泥水式,土压式,*,(7),按刀盘运动形式分类,*,(8),按盾构机特殊构造分类,中折盾构,球体盾构,异径母子盾构,重心靠前盾构,特殊构造的盾构,现场换刀盾构,可直接掘削前障碍物盾构,机体可分可合盾构,固体回收盾构,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,+,活动前檐盾构,*,(9),按盾构机的功能、用途分类,*,(,10),按盾构隧道衬砌施工方法分类,*,(11),综合分类,*,2,盾构机选型,盾构掘进机选型依据,(1),土质条件、岩性（抗压、抗拉、粒径、成分等个参数）,(2),开挖面稳定（自立性能）,(3),隧道埋深、地下水位,(4),设计隧道的断面,(5),环境条件、沿线场地（附近管线和建筑物及其结构特性）,(6),衬砌类型,(7),工期,(8),造价,(9),宜用的辅助工法,(10),设计路线、线形、坡度,（,11,）电气等其他设备条件,*,盾构掘进机选型的一般程序,*,不同地质条件下全断面掘进机选型,Slurry,EPB,粒径,分布曲线,40,0,006,颗粒直径,d,单位,mm,筛分通过率,d %,0,0,001,10,30,20,0,002,0,02,0,06,0,2,泥土粒径,70,60,50,80,90,100,60,0,6,2,0,6,0,60,0,20,0,100,90,80,70,50,40,30,20,10,0,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,*,不同地质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,I,C,柔软,软,硬,0,25,坚硬,0,50,1,00,0,75,EPB,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,-2,10,-3,10,-4,10,-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/m,1,40,1,05,1,50,2,00,2,20,*,盾构掘进机选型的其他条件,（,1,）工期条件的制约,（,2,）造价因素的制约,（,3,）环境因素的制约,（,4,）基地条件的制约,（,5,）设计路线、平面竖向曲线形状的制约,*,二号线穿越汉口和武昌，隧道穿越地质种类比较全面：,粘土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、,粉细砂、中粗砂、砂 岩、粉砂岩,、,石英砂岩、炭质灰岩、钙质泥岩、强风化泥岩、强风化含碳硅质页岩,等。,3.,武汉地铁的路线与地质,3,盾构机选型举例,*,偏软地层导致的地表沉降,由于硬质附着性粘土导致的刀盘与土仓的堵塞,丰富的地下水与水压的问题,软质风化岩,砂岩,泥岩,半固结粘土,淤泥的掘进,膨胀性陈旧粘土导致的盾构机推力增加,附着性粘土与基岩的掘进,掘进途中的刀具更换,3.2,本工程重点,/,难点,*,3.3,隧道管片参数,*,3.,盾构机总体参数,（方案,）,盾构机总体设计范围及主要尺寸,开挖直径,：,6280 mm,前护盾直径：,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,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,*,3.,主要机械性能（方案,）,刀盘驱动,驱动形式,电驱动,2,级调速式,（,装备动力,：,600kw,）,刀盘转速,高速转动,：,2.0 rpm,低速转动,：,1.0 rpm,刀盘扭矩,常用最大,：,5,844 kN-m,高速转动,：,2,922 kN-m,脱困扭矩,7,000 kN-m,盾构机千斤顶,总推力,38,500 kN,单位面积推力,：,1,255 kN / ,数量,1,750kN22,根,最大伸长速度,8.0 cm/min,铰接装置,总推力,24,000 kN,数量,2,000kN12,根,铰接操作,全方向,（,上下、左右、倾斜方向,）,*,3.,主要机械性能（方案,）,螺旋出渣机驱动,驱动形式,液压驱动方式,（,装备动力,：,110 kw,）,排土量,280 m3 / h,（,最大排出粒径,：,250mm500mmL,）,直径,700mm,（,带轴式螺旋机,）,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,管片拼装装置,形 式,型方式,（,管片拼装作业空间大,）,操作方式,无线遥控操作,转动速度,高速,：,1.5rpm,低速,：,0.3rpm,两级调速,（,高速,低速,无线遥控切换,）,调 节,可实现微调、微动操作,*,防止粘土附着对策,（）,在刀盘进土口位置装备高压水喷射管,*,防止粘土附着对策,（）,扩大刀盘中央部分的开口，重视泥土从刀盘中心部进入土仓,*,防止粘土附着对策,（）,在土仓内隔壁上装备前后滑动式固定搅拌翼，并可从其前端添加泥浆,*,防止粘土附着对策,（）,装备在刀盘内侧可以覆盖整个区域的搅拌翼,*,防止粘土附着对策,（）,固定土仓隔壁中心部分，防止转动脚中心部分泥土堵塞,*,泥浆注入口的配置,刀盘面板前面,：,3,处,固定隔板一侧,：,4,处,固定搅拌翼前端,：,1,处,螺旋出渣机,：,3,处,可选择泥浆、泡沫和聚合物,3,种类型,喷出口阀门构造照片,*,对应复合地层的刀具配置,*,复合地层的刀具装备与对策,可更换滚刀与强化先行刮刀,如岩石强度在,30Mpa,以下可使用强化先行刮刀进行掘进,如岩石强度为,30,250Mpa,则应适用滚刀进行掘进,*,滚刀的形状与特点,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,：,特殊工具钢,转动力,：,70 N,m,*,刀盘耐磨损对策,刀盘外周堆焊钉状耐磨物,外周进行硬化耐磨层堆焊,耐磨,板,*,刀盘驱动部土砂密封,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,：,密封接触面采用硬质 材料,*,铰接构造,铰接装置,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,）,*,铰接密封,形式,：,型密封,2,段,、,灰尘密封,1,段,耐压,：,1.0 Mpa,润滑,：,自动供脂,*,盾尾密封,形,式,：,3,段金属刷,浆液逆流,：,注浆液逆流防止板,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,*,螺旋出渣机的特点,驱动方式,液压驱动方式,（,装备动力,：,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,）,*,螺旋机防止水喷涌对策（旋转出渣机,）,*,螺旋机更换零件及特点,更换零件,螺旋机前部套筒,：,2,层套筒,（,更换修补,）,前部螺旋机,：,可分割结构,*,填补空洞用注入管配置,注入配管,前,方,：,4,处,前体外周,：,4,处,后体外周,：,4,处,*,THE END,THANK YOU !,*,