【正文】 中深色 1 17 號(hào)油缸 安裝有位移傳感器，通過油缸的位移傳感器我們可以知道油缸的伸出長(zhǎng)度和盾構(gòu)的掘進(jìn)狀態(tài)。 成都地鐵 4 號(hào)線二期土建 4 標(biāo)盾構(gòu)機(jī)選型及適應(yīng)性評(píng)估方案 中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司 第 20 頁(yè) 、出渣系統(tǒng) 、螺旋輸送機(jī) 螺旋輸送機(jī)是采用軸式螺旋機(jī)，筒節(jié)內(nèi)徑為（ S36 S366） 700mm、（ S885）800mm、 （ S897） 850mm。 螺旋輸送機(jī)通過一個(gè)液壓馬達(dá)帶一個(gè)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速范圍可以在 022rpm內(nèi) 無級(jí)調(diào)速，從而也可以很好的控制出土量。調(diào)節(jié)螺旋輸送機(jī)的出土速度是控制土倉(cāng)壓力的重要方法之一。螺旋輸送機(jī) 后側(cè)有一道出料閘門，在需要時(shí)可以關(guān)閉以處理噴涌等緊急情況。 為了提高渣土的流動(dòng)性，可以向螺旋輸送機(jī)圓周的孔內(nèi)注入膨潤(rùn)土或泡沫。 、 皮帶輸送機(jī) 皮帶機(jī)用于將螺旋輸送機(jī)輸出的渣土傳送到盾構(gòu)后配套的渣車上。皮帶機(jī)布置在后配套拖車的上面。 ．管片安裝 管片拼裝機(jī)安裝在盾尾，由一對(duì)舉升油缸、大回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、抓舉 機(jī)構(gòu)和平移機(jī)構(gòu)等組成。 管片拼裝機(jī)為中心回轉(zhuǎn)式，機(jī)械抓舉，驅(qū)動(dòng)功率為 55KW，具有 6 個(gè)自由 度，回轉(zhuǎn)角度為177。 200176。，回轉(zhuǎn)速度為 0~2rpm，并可實(shí)現(xiàn) 微調(diào)。所有動(dòng)作可遙控。推進(jìn)油缸在拼裝時(shí)切換到現(xiàn)場(chǎng)控制 盤，便于與拼 裝機(jī)配合操作。軸向油缸行程 2021mm，舉升油缸行程 1000mm. 成都地鐵 4 號(hào)線二期土建 4 標(biāo)盾構(gòu)機(jī)選型及適應(yīng)性評(píng)估方案 中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司 第 21 頁(yè) 、鉸接系統(tǒng) 為了減少盾構(gòu)的長(zhǎng)徑比，使盾構(gòu)在掘進(jìn)時(shí)能夠靈活的進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整，特別是為了能夠順利通過較小的線路彎道，盾尾通過鉸接系統(tǒng)和中體相連接。鉸接系統(tǒng)包括十四個(gè)鉸接油缸和鉸接密封。在直線段掘進(jìn)時(shí)鉸接油缸一般處于浮動(dòng)位置，盾尾在主機(jī)的拖動(dòng)下被動(dòng)前進(jìn)。當(dāng)盾構(gòu)需要轉(zhuǎn)彎時(shí)，將油缸處于浮動(dòng)位置，盾尾可以根據(jù)調(diào)向的需要自動(dòng)調(diào)整位置。 、液壓、電 氣 系統(tǒng) 、液壓系統(tǒng) （ 1）刀盤驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng) 系統(tǒng)采用三個(gè)變量泵和九個(gè)液壓馬 達(dá)組成閉式控制回路驅(qū)動(dòng)刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)刀盤的速度控制、扭距控制和方向控制。 在掘進(jìn)過程中刀盤轉(zhuǎn)速是 實(shí)時(shí)連續(xù)可調(diào)的，可通過調(diào)節(jié)變量泵和變量馬達(dá)的排量實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。通過調(diào)節(jié)馬達(dá)的排量，可以實(shí)現(xiàn)主驅(qū)動(dòng)高速與低速檔工作；通過改變泵的排量來實(shí)現(xiàn)主驅(qū)動(dòng)高速、低速的無極調(diào)速，即通過調(diào)節(jié)變成電液比例溢流閥的壓力實(shí)現(xiàn)，馬達(dá)調(diào)速僅起補(bǔ)償作用；在正常工作情況下，馬達(dá)可是為定量馬達(dá)，不作變量用。 （ 2）推進(jìn)及鉸接液壓系統(tǒng) 推進(jìn)系統(tǒng)包括 30 根 推進(jìn)油缸、控制閥和推進(jìn)液壓泵站。推進(jìn)油缸按照在圓周上的區(qū)分為四組，通過調(diào)節(jié)每組 油缸的不同推進(jìn)速 度來對(duì)盾構(gòu)進(jìn)行糾偏和調(diào)向。鉸接液壓系統(tǒng)油缸的行程滿足轉(zhuǎn)向角度與方向控制的要求；推進(jìn)閥組滿足推進(jìn) 速度控制要求；推進(jìn)方向調(diào)整及推進(jìn)速度可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程連續(xù)調(diào)節(jié)。 推進(jìn)系統(tǒng)是一個(gè)壓力流量復(fù)合控制系統(tǒng)，推進(jìn)速度的決定因素是推進(jìn)壓力和流量，比例流量閥提供的流量大小滿足由推進(jìn)油缸壓力所建立起來的推進(jìn)速度所需要的流量要求，多余的流量將全部經(jīng)過比例溢流閥流回油箱。 （ 3）螺旋輸送機(jī)液壓系統(tǒng) 螺旋輸送機(jī)液壓系統(tǒng)采用一個(gè)變量泵與一個(gè)兩檔排量的馬達(dá)組成閉式系統(tǒng)，共同實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制。通過馬達(dá)排量可實(shí)現(xiàn)高速檔與低速檔的切換，適應(yīng)不同地質(zhì) 成都地鐵 4 號(hào)線二期土建 4 標(biāo)盾構(gòu)機(jī)選型及適應(yīng)性評(píng)估方案 中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司 第 22 頁(yè) 需要 。通過電 流 比例控制泵可以實(shí)現(xiàn)螺旋輸送機(jī)的無級(jí)變速，以適應(yīng)不同推進(jìn)速度要求。后艙門具有緊急狀況自動(dòng)關(guān)閉功能。 （ 4）管片拼裝機(jī)液壓系統(tǒng) 拼 裝機(jī)液壓系統(tǒng)采用的是壓力流量復(fù)合式控制泵，控制閥采用 2組電 流 比例多路換向閥，可以進(jìn)行流量精確控制，從而保證安 拼裝機(jī)拼裝管片的精度。拼 裝機(jī)的油缸、馬達(dá) 進(jìn)油口都配有平衡閥，這樣保證運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，確保動(dòng)作控制精確性。拼 裝機(jī)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速最大 2 轉(zhuǎn) /分，并可以實(shí)現(xiàn) 無極調(diào)速；拼裝機(jī)抓舉頭可以停在圓周方向任意 位置。 （ 5）注漿泵液壓系統(tǒng) 注漿液壓系統(tǒng)主要是為同步注漿泵提供油源，并可以對(duì)注漿泵的 工作速度進(jìn)行控制。采用的 KSP 恒壓泵，泵的排量滿足最大推進(jìn)速度的注漿要求。注漿速度的快慢，通過調(diào)整電 流 比例調(diào)速閥實(shí)現(xiàn)，給每個(gè)注漿泵的油源都是通過比例調(diào)速閥調(diào)整流量的，從而控制注漿量。 、電氣系統(tǒng) 壓縮空氣氣源 海瑞克盾構(gòu)機(jī)的空氣壓縮機(jī)供氣量為 20m179。/min，壓縮空氣最高壓力為。同時(shí)配置油水分離的過濾系統(tǒng)，以加強(qiáng)過濾和呼吸氣的清潔。 此外還配置了 Samson 壓縮空氣自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該裝置能自動(dòng)調(diào)節(jié)土倉(cāng)內(nèi)氣體壓力，保持土倉(cāng)內(nèi)壓力的恒定。 、 注漿、注脂系統(tǒng) 、注漿系統(tǒng) 配置 兩 個(gè)注漿泵，每個(gè)泵有兩個(gè)出口，注漿系統(tǒng)使用 4根漿管。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)注漿的功能，在管路的注入端安裝了壓力傳感器，用于檢測(cè)注漿壓力。 同步注漿系統(tǒng)控制：同步注漿系統(tǒng)操作可分為手動(dòng)與自動(dòng)兩種方式。 在管路上配置有專用水、氣清洗裝置，安裝在設(shè)備橋下，當(dāng)需要沖洗時(shí)，可分別向前和向后沖洗注漿管路。 、泡沫、聚合物注入系統(tǒng) 泡沫的形成就是把泡沫原液與水混合，再加上一定壓力與流量的空氣，在泡 成都地鐵 4 號(hào)線二期土建 4 標(biāo)盾構(gòu)機(jī)選型及適應(yīng)性評(píng)估方案 中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司 第 23 頁(yè) 沫發(fā)生器中 混合形成泡沫。根據(jù)渣土情況、壓力要求，調(diào)節(jié)控制加入 量。 泡沫混合液和壓縮空氣的流量，由流量傳感器進(jìn)行檢測(cè)， PLC 控制電 控閥門的開度，得到最佳的混合比例。泡沫發(fā)生器出來的泡沫壓力由壓力傳感器進(jìn)行檢測(cè)，反饋到 PLC，使泡沫的注入壓力低于設(shè)定的土壓力。 第 六 章 盾構(gòu)機(jī)的改造和維修 、 S365/S366 盾構(gòu)機(jī)的改造及核心部件維護(hù)保養(yǎng) 為更加適應(yīng)成都地鐵 4 號(hào)線二期工程盾構(gòu)掘進(jìn)要求，從成都地鐵 7號(hào)線 完工后將對(duì)海瑞克盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行改造與維修，主要有以下幾個(gè)方面。 、改進(jìn)注漿系統(tǒng)，增加同步二次補(bǔ)漿系統(tǒng) 沉降控制是難題，盾構(gòu)的同步注漿系統(tǒng)補(bǔ)充漿液達(dá)到了及時(shí)的補(bǔ)充，通過壓力漿液填充密實(shí)地層。但由于考慮到地層中原有間隙在盾構(gòu)掘 進(jìn)的擾動(dòng)下形成的空洞有部分是后期逐漸形成，根據(jù)地面沉降監(jiān)測(cè)看，其延遲主要在管片脫離盾尾12 天，所以在盾構(gòu)機(jī)上安裝二次注漿設(shè)備進(jìn)行后續(xù)的補(bǔ)漿是十分必要的。 7號(hào)線一期工程項(xiàng)目在盾構(gòu)機(jī) S36 S366 一號(hào)拖車 上 增加 雙液注漿系統(tǒng)，配合盾構(gòu)機(jī)自帶注漿泵進(jìn)行二次注漿，將隧道上部的管片吊裝孔打穿注漿，進(jìn)行漿液補(bǔ)充。效果較好，因此在下場(chǎng)維修時(shí)，結(jié)合施工總結(jié)，對(duì)這套系統(tǒng)進(jìn)行維修。 另在盾構(gòu)配套設(shè)備中專門配備了一套同步注漿管道疏通設(shè)備，在一旦發(fā)生堵管后可以快速將管道疏通，從而保證同步注漿系統(tǒng)的正常工作。 、 更換盾尾止?jié){板，防止?jié){液向前流動(dòng)效果更佳 為防止盾尾注入漿液向前流入盾體范圍及土倉(cāng)，盾構(gòu)機(jī)盾尾設(shè)計(jì)安裝有盾尾止?jié){板，止?jié){板為彈簧鋼制作，原設(shè)計(jì)為單層，在 4號(hào)線 二 期施工中，將其更改設(shè)計(jì)為雙層彈簧板，制作成雙層盾尾止?jié){板。效果較好，因此下場(chǎng)維修時(shí)，更換損壞的止?jié){板。 、更換盾尾刷，降低了盾尾漏漿的機(jī)率 盾尾刷的前保護(hù)板（彈簧板）改為 2層 鋼板，后彈簧板改為三層 鋼板，并且將后保護(hù)板的最內(nèi)層加長(zhǎng)，增加一個(gè)弧度，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)和管片形成的圓環(huán)同心時(shí)，使后保護(hù)板能夠和管片能夠接觸，刷絲可以 100%的和管片接觸；當(dāng) 成都地鐵 4 號(hào)線二期土建 4 標(biāo)盾構(gòu)機(jī)選型及適應(yīng)性評(píng)估方案 中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司 第 24 頁(yè) 盾構(gòu)機(jī)出現(xiàn)偏心時(shí)，前后保護(hù)板之間的刷絲能保證不低于 70%的接觸面。這樣，可以最大限度的避免砂漿進(jìn)入尾刷，以免形成板結(jié)，損壞尾刷的密封。 特制的盾尾刷增強(qiáng)了盾尾止?jié){效果，盾尾漏漿機(jī)率降低。對(duì)于提高注漿壓力及注漿量，保證注漿效果起到顯著作用。 7號(hào)線結(jié)束后，將更換全部盾尾刷。 圖 改進(jìn)型盾尾密封刷 、維修高壓沖洗設(shè)備 盾體內(nèi)安裝了高壓設(shè)備，通過土倉(cāng)隔板上預(yù)留的注入孔注入高壓水，主要用于破壞土倉(cāng)壁上附著的泥餅。配合刀盤上的攪拌棒，清理掉土倉(cāng)壁上的泥餅，增加土倉(cāng)內(nèi)的 流動(dòng)性，同時(shí)也預(yù)防了土倉(cāng)壁泥餅的形成。 、刀盤及刀具的改進(jìn) 刀盤改進(jìn) 針對(duì)于原刀盤刀具磨損量較大，損壞較多，刀盤磨損嚴(yán)重等情況，我部已對(duì)盾構(gòu)的刀盤進(jìn)行了如下的改進(jìn)： ①在刀盤周邊耐磨鋼板更改為帶硬質(zhì)合金的耐磨環(huán)。 ②對(duì)刮刀刀座安裝了刀座保護(hù)刀，降低了刮刀刀座和刮刀的磨損。 ③安裝導(dǎo)流刀，使得渣土能流向刮刀的刀口，增強(qiáng)刮刀的功效。 ④刀盤的正面面板及周邊焊有 30mm 30mm 的耐磨網(wǎng)格。 刀具改進(jìn) 對(duì)刀具進(jìn)行了如下的改進(jìn)： （ 1）滾刀 滾刀分為雙刃滾刀及單刃滾刀兩種形式。滾刀的最大容許荷載為 25ton，為防止?jié)L刀在卵石 土 地層中的偏磨和刀體的磨損采取了以下處理措施： ①滾刀刀體滿焊耐磨焊絲，刀刃硬度由 HRC 值 54度提高到 56 至 58度；單 成都地鐵 4 號(hào)線二期土建 4 標(biāo)盾構(gòu)機(jī)選型及適應(yīng)性評(píng)估方案 中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司 第 25 頁(yè) 刃滾刀刀刃加寬到 30mm，雙刃滾刀刀刃加寬到 28mm。滾刀刀圈半徑范圍內(nèi)增加8mm。 ②將滾刀的空轉(zhuǎn)扭矩設(shè)置到約 40Nm 左右。 ③為了提高滾刀的掘進(jìn)距離，使正面滾刀和邊緣滾刀的磨損量基本一致，安裝滾刀時(shí) 926 號(hào)滾刀安裝單刃滾刀， 2640 號(hào)滾刀安裝雙刃滾刀，此種配刀方案從 2號(hào)線開始配置，使用效果良好。 （ 2）中心雙刃滾刀 中心雙刃滾刀安裝于刀盤中心，用于硬巖掘進(jìn) ，刀刃距刀盤面 160mm。中心滾刀刃加寬到 28mm。 （ 3）寬刮刀 寬刮刀用螺栓固定在刀座上，用于挖掘砂、砂卵石等渣土并將其收進(jìn)土倉(cāng)。寬刮刀距刀盤面板的高度為 110mm。寬刮刀由耐磨釘形式改成硬質(zhì)合金塊形式。 （ 4）邊刮刀 在刀盤的邊緣開口處裝有邊刮刀，用于挖掘砂、卵石等渣土并收進(jìn)土倉(cāng)。邊刮刀距刀盤面板的高度為 110mm。邊刮刀由耐磨釘形式，改成四排硬質(zhì)合金塊的形式。 圖 滾刀單刃及雙刃刀圈改進(jìn)尺寸圖 、盾構(gòu)機(jī)的維修 、海瑞克檢測(cè)項(xiàng)目（ S365/S366盾構(gòu)機(jī)） 成都地鐵 4 號(hào)線二期土建 4 標(biāo)盾構(gòu)機(jī)選型及適應(yīng)性評(píng)估方案