海瑞克土壓平衡盾構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)分析

1、海瑞克土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)分析2008-08-072008-08-07關(guān)鍵字：盾構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)分析承擔(dān)修建深圳地鐵一期工程第七標(biāo)段（華強(qiáng)至崗廈區(qū)間內(nèi)徑為 5.4m5.4m 的雙 線隧道）的施工任務(wù)，根據(jù)施工地段地層自立條件差，地下水較豐富的特點(diǎn)， 購(gòu)進(jìn)了兩臺(tái)德國(guó)海瑞克公司生產(chǎn)的世界上最先進(jìn)的土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)。這兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)都由西門子公司的 S7-PLCS7-PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)控制，配備了機(jī)電一體化 的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、同步注漿設(shè)備、泡沫設(shè)備、膨潤(rùn)土設(shè)備及SLS-TSLS-T 隧道激光導(dǎo)向設(shè)備，并可在地面監(jiān)控室對(duì)盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。本文將就盾構(gòu)機(jī)的工作原理、盾構(gòu)機(jī)的組成、及各組成部分的功能結(jié)合 實(shí)際

2、施工情況做一簡(jiǎn)要闡述。盾構(gòu)機(jī)的工作原理1.1. 盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)刀盤旋轉(zhuǎn)，同時(shí)開啟盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸，將盾構(gòu)機(jī)向前推進(jìn)， 隨著推進(jìn)油缸的向前推進(jìn)，刀盤持續(xù)旋轉(zhuǎn)，被切削下來的磴土充滿泥土倉(cāng)， 此時(shí)開動(dòng)螺旋輸送機(jī)將切削下來的渣土排送到皮帶輸送機(jī)上，后由皮帶輸送機(jī)運(yùn)輸至渣土車的土箱中，再通過豎井運(yùn)至地面。2.2. 掘進(jìn)中控制排土量與排土速度當(dāng)泥土倉(cāng)和螺旋輸送機(jī)中的磴土積累到一定數(shù)量時(shí)，開挖面被切下的渣土經(jīng)刀槽進(jìn)入泥土倉(cāng)的阻力增大，當(dāng)泥土倉(cāng)的土壓與開挖面的土壓力和地下 水的水壓力相平衡時(shí)，開挖面就能保持穩(wěn)定，開挖面對(duì)應(yīng)的地面部分也不致 坍坍或隆起，這時(shí)只要保持從螺旋輸送機(jī)和泥土倉(cāng)中輸送出去的渣土量

3、與切 削下來的流人泥土倉(cāng)中的渣土量相平衡時(shí)，開挖工作就能順利進(jìn)行。3.3. 管片拼裝盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)一環(huán)的距離后，拼裝機(jī)操作手操作拼裝機(jī)拼裝單層襯砌管 片，使隧道一次成型。盾構(gòu)機(jī)的組成及各組成部分在施工中的作用盾構(gòu)機(jī)的最大直徑為6.28m,6.28m,總長(zhǎng)6565m m其中盾體長(zhǎng)8.5m,8.5m,后配套設(shè)備 長(zhǎng)56.5m,56.5m,總重量約406t406t，總配置功率 1577kVV1577kVV 最大掘進(jìn)扭矩 5300kN&5300kN& #82#82 26;m26;m，最大推進(jìn)力為 36400kN36400kN 最陜掘進(jìn)速度可達(dá)8cnmin8cnmin。盾構(gòu)機(jī)主要由 9 9

4、大部分組成，他們分別是盾體、刀盤驅(qū)動(dòng)、雙室氣閘、管片拼裝機(jī)、排土機(jī)構(gòu)、后配套裝置、電氣系統(tǒng)和輔助設(shè)備。1.1.盾體盾體主要包括前盾、中盾和尾盾三部分，這三部分都是管狀簡(jiǎn)體，其外 徑是 6.25m6.25m。前盾和與之焊在一起的承壓隔板用來支撐刀盤驅(qū)動(dòng)，同時(shí)使泥土倉(cāng)與后面的工作空間相隔離，推力油缸的壓力可通過承壓隔板作用到開挖面上，以 起到支撐和穩(wěn)定開挖面的作用。承壓隔板上在不同高度處安裝有五個(gè)土壓傳 感器，可以用來探測(cè)泥土倉(cāng)中不同高度的土壓力。前盾的后邊是中盾，中盾和前盾通過法蘭以螺栓連接，中盾內(nèi)側(cè)的周邊 位置裝有 2020 個(gè)推進(jìn)油缸，推進(jìn)油缸桿上安有塑料撐靴，撐靴頂推在后面已 安裝好的管片

5、上，通過控制油缸桿向后伸出可以提供給盾構(gòu)機(jī)向前的掘進(jìn)力,這 2020 個(gè)千斤頂按上下左右被分成A、EkEk C C、D D 四組，掘進(jìn)過程中，在操 作室中可單獨(dú)控制每一組油缸的壓力，這樣 盾構(gòu)機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、 抬頭、低頭或直行，從而可以使掘進(jìn)中 盾構(gòu)機(jī)的軸線盡量擬合隧道設(shè)計(jì)軸線。中盾的后邊是尾盾，尾盾通過 1212 個(gè)被動(dòng)跟隨的皎接油缶工和中盾相連。 這種皎接連接可以使 盾構(gòu)機(jī)易于轉(zhuǎn)向。2.2. 刀盤刀盤是一個(gè)帶有多個(gè)進(jìn)料槽的切削盤體，位丁盾構(gòu)機(jī)的最前部，用丁切 削土體，刀盤的開口率約為 26%26%刀盤直徑 6.28m,6.28m,也是盾構(gòu)機(jī)上直徑最大 的部分，一個(gè)帶四根支撐條幅的法

6、蘭板用來連接刀盤和刀盤驅(qū)動(dòng)部分，刀盤 上可根據(jù)被切削土質(zhì)的軟硬而選擇安裝硬巖刀具或軟土刀具，刀盤的外側(cè)還裝有一把超挖刀，盾構(gòu)機(jī)在轉(zhuǎn)向掘進(jìn)時(shí)，可操作超挖刀油缸使超挖刀沿刀盤 的徑向方向向外伸出，從而擴(kuò)大開挖直徑，這樣易丁實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)的轉(zhuǎn)向。超 挖刀油缸桿的行程為 50mm50mm 刀盤上安裝的所有類型的刀具都由螺栓連接，都 可以從刀盤后面的泥土倉(cāng)中進(jìn)行更換。法蘭板的后部安裝有一個(gè)回轉(zhuǎn)接頭， 其作用是向刀盤的面板上輸入泡沫 或膨潤(rùn)土及向超挖刀液壓油缸輸送液壓油。3.3. 刀盤驅(qū)動(dòng)刀盤驅(qū)動(dòng)由螺栓牢固地連接在前盾承壓隔板上的法蘭上，它可以使刀盤在順時(shí)針和逆時(shí)針兩個(gè)方向上實(shí)現(xiàn) 0-6.1rpm0-6.1r

7、pm 的無(wú)級(jí)變速。刀盤驅(qū)動(dòng)主要由 8 8 組傳動(dòng)副和主齒輪箱組成，每組傳動(dòng)副由一個(gè)斜軸式變量軸向柱塞馬達(dá)和水 冷式變速齒輪箱組成，其中一組傳動(dòng)副的變速齒輪箱中帶有制動(dòng)裝置，用丁 制動(dòng)刀盤。安裝在前盾右側(cè)承壓隔板上的一臺(tái)定量螺旋式液壓泵驅(qū)動(dòng)主齒輪箱中的齒輪油，用來潤(rùn)滑主齒輪箱，該油路中一個(gè)水冷式的齒輪油冷卻器用來冷 卻齒輪油。4.4. 雙室氣閘雙室氣閘裝在前盾上，包括前室和主室兩部分，當(dāng)掘進(jìn)過程中刀具磨損工作 人員進(jìn)入到泥土倉(cāng)檢察及更換刀具時(shí)，要使用雙室氣閘。在進(jìn)入泥土倉(cāng)時(shí)，為了避免開挖面的坍坍，要在泥土倉(cāng)中建立并保持與該地 層深度土壓力與水壓力相適應(yīng)的氣壓， 這樣工作人員要進(jìn)出泥土倉(cāng)時(shí)， 就存

8、在一 個(gè)適應(yīng)泥土倉(cāng)中壓力的問題，通過調(diào)整氣閘前室和主室的壓力，就可以使工作人 員可以適應(yīng)常壓和開挖倉(cāng)壓力之間的變化。但要注意，只有通過高壓空氣檢查和 受到相應(yīng)培訓(xùn)有資質(zhì)的人員，才可以通過氣閘進(jìn)出有壓力的泥土倉(cāng)?，F(xiàn)以工作人員從常壓的操作環(huán)境下進(jìn)入有壓力的泥土倉(cāng)為例，來說明雙室氣閘的作用。工作人員甲先從前室進(jìn)入主室，關(guān)閉前室和主室之間的隔離門，按照 規(guī)定程序給王室加壓，直到王室的壓力和泥土倉(cāng)的壓力相同時(shí)， 打開王室和泥土 倉(cāng)之間的閘閥，使兩者之間壓力平衡，這時(shí)打開主室和泥土倉(cāng)之間的隔離門， 工 作人員甲進(jìn)入泥土倉(cāng)。如果這時(shí)工作人員乙也需要進(jìn)入泥土倉(cāng)工作，乙就可以先 進(jìn)入前室，然后關(guān)閉前室和常壓操作

9、環(huán)境之間的隔離門，給前室加壓至和主室及 泥土倉(cāng)中的壓力相同，扣開前室和主室之間的閘閥，使兩者之間的壓力平衡，打 開主室和前室之間的隔離門,工作人員乙進(jìn)入主室和泥土倉(cāng)中。5.5.管片拼裝機(jī)管片拼裝機(jī)由拼裝機(jī)大梁、支撐架、旋轉(zhuǎn)架和拼裝頭組成。拼裝機(jī)大梁用法蘭連接在中盾的后支撐架上，拼裝機(jī)的支撐架通過左右各兩 個(gè)滾輪安放在拼裝機(jī)大梁上的行走槽中，一個(gè)內(nèi)圈為齒圈形式外徑3.2m3.2m 的滾珠軸承外圈通過法蘭與拼裝機(jī)支撐架相連， 內(nèi)圈通過法蘭與旋轉(zhuǎn)架相連，拼裝頭與 旋轉(zhuǎn)支架之間用兩個(gè)伸縮油缸和一個(gè)橫粱相連接?，F(xiàn)以拼裝頭在正下方位置的情況為例，來說明拼裝機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況。兩個(gè)拼裝 機(jī)行走液壓油缸可以使支撐架

10、、旋轉(zhuǎn)架、拼裝頭在拼裝機(jī)大梁上沿隧道軸線方向 移動(dòng)；安裝在支撐架上的兩個(gè)斜盤式軸向柱塞旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，通過驅(qū)動(dòng)滾珠軸承的內(nèi)齒圈可以使旋轉(zhuǎn)架和拼裝頭沿隧道圓周方向左右旋轉(zhuǎn)各200200 度；通過伸縮油缸可以使拼裝頭上升或下降；拼裝頭在油缸的作用下乂可以實(shí)現(xiàn)在水平方向上的擺 動(dòng)，和在豎直方向上的擺動(dòng)以及抓緊和放松管片的功能。這樣在拼裝管片時(shí)，就可以有六個(gè)方向的自由度，從而可以使管片準(zhǔn)確就位。拼裝手可以使用有線的或遙控的控制器操作管片拼裝機(jī)，用來拼裝管片。我們采用的是 1.2m1.2m 長(zhǎng)的通用管片，一環(huán)管片由六塊管片組成，它們是三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)塊、 兩塊臨塊和一塊封頂塊。封頂塊可以有十個(gè)不同的位置，代表十種不同

11、類型的管 環(huán),通過選擇不同類型的管環(huán)就可以使成型后的隧道軸線與設(shè)計(jì)的隧道軸線相擬合。隧道成型后，管環(huán)之間及管環(huán)的管片之間都裝有密封，用以防水。管片之間及管環(huán)之間都由高強(qiáng)度的螺栓連接。6.6.排土機(jī)構(gòu)的排土機(jī)構(gòu)主要包括螺旋輸送機(jī)和皮帶輸送機(jī)。螺旋輸送機(jī)由斜盤式變量軸向柱塞馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，皮帶輸送機(jī)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。磴土由螺旋輸送機(jī)從泥土倉(cāng)中運(yùn)輸?shù)狡л斔蜋C(jī)上，皮帶輸送機(jī)再將磴土向后運(yùn)輸至第四節(jié)臺(tái)車的尾 部，落入等候的磴土車的土箱中，土箱裝滿后，由電瓶車牽引沿軌道運(yùn)至豎井， 龍門吊將士箱吊至地面，并倒人磴土坑中。螺旋輸送機(jī)有前后兩個(gè)閘門，前者關(guān)閉可以使泥土倉(cāng)和螺旋輸送機(jī)隔斷， 后 者可以在停止掘進(jìn)或維修時(shí)關(guān)閉

12、， 在整個(gè)盾構(gòu)機(jī)斷電緊急情況下,此閘門也可由 蓄能器貯存的能量自動(dòng)關(guān)閉，以防止開挖倉(cāng)中的水及渣土在壓力作用下進(jìn)入 國(guó)。7.7.后配套設(shè)備后配套設(shè)備主要由以下幾部分組成： 管片運(yùn)輸設(shè)備、四節(jié)后配套臺(tái)車及其上 面安裝的盾構(gòu)機(jī)操作所需的操作室、 電氣部件、液壓部件、注漿設(shè)備、泡沫設(shè)備、 膨潤(rùn)土設(shè)備、循環(huán)水設(shè)備及通風(fēng)設(shè)備等。A.A. 管片運(yùn)輸設(shè)備管片運(yùn)輸設(shè)備包括管片運(yùn)送小車、運(yùn)送管片的電動(dòng)葫蘆及其連接橋軌道。管片由龍門吊從地面下至豎井的管片車上，由電瓶車牽引管片車至第一節(jié)臺(tái) 車前的電動(dòng)葫蘆一方，由電動(dòng)葫蘆吊起管片向前運(yùn)送到管片小車上，由管制、車再向前運(yùn)送，供給管片拼裝機(jī)使用。B.B. 一號(hào)臺(tái)車及其上的

13、設(shè)備一號(hào)臺(tái)車上裝有盾構(gòu)機(jī)的操作室及注漿設(shè)備。盾構(gòu)機(jī)操作室中有盾構(gòu)機(jī)操作控制臺(tái)、控制電腦、盾構(gòu)機(jī) PLCPLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)、VMTW道掘進(jìn)激光導(dǎo)向系統(tǒng)電腦及螺旋輸送機(jī)后部出土口監(jiān)視器。C.C. 二號(hào)臺(tái)車及其上的設(shè)備二號(hào)臺(tái)車上有包含液壓油箱在內(nèi)的液壓泵站、膨潤(rùn)土箱、膨潤(rùn)土泵、盾尾密 封油脂泵及潤(rùn)滑油脂泵。液壓油箱及液壓泵站為刀盤驅(qū)動(dòng)、推進(jìn)油缸、皎接油缸、管片拼裝機(jī)、管片運(yùn)輸小車、螺旋輸送機(jī)、注漿泵等液壓設(shè)備提供壓力油。 泵站 上裝有液壓油過濾及冷卻回路， 液壓油冷卻器是水冷式。盾尾密封油脂泵在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)將盾尾密封油脂由 1212 條管路壓送到三排盾 尾密封刷與管片之間形成的兩個(gè)腔室中，以防止注

14、射到管片背后的漿液進(jìn)入盾體 內(nèi)。潤(rùn)滑油脂泵將油脂泵送到盾體中的小油脂桶中，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)，4kw4kw 電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小油脂泵將油脂泵送到主驅(qū)動(dòng)齒輪箱、螺旋輸送機(jī)齒輪箱及刀盤回轉(zhuǎn)接頭 中。這些油脂起到兩個(gè)作用，一個(gè)作用是被注入到上述三個(gè)組件中唇形密封件之 間的空間起到潤(rùn)滑唇形密封件工作區(qū)域及幫助阻止贓物進(jìn)入被密封區(qū)域內(nèi)部的 作用，對(duì)丁螺旋輸送機(jī)齒輪箱還有另外一個(gè)作用，就是潤(rùn)滑齒輪箱的球面軸承。D.D. 三號(hào)臺(tái)車及其上的設(shè)備三號(hào)臺(tái)車上裝有兩臺(tái)打氣泵、一個(gè) 1 1 立方米貯氣罐、一組配電柜及一臺(tái)二次 風(fēng)機(jī)。打氣泵可提供 8Bar8Bar 的壓縮空氣并將壓縮空氣貯存在貯氣罐中，壓縮空氣可 以用來驅(qū)動(dòng)盾尾油

15、脂泵、密封油脂泵和氣動(dòng)污水泵，用宋給人閘、開挖室加壓， 用來操作膨潤(rùn)土、盾尾油脂的氣動(dòng)開關(guān)，用來與泡沫劑、水混合形成改良土壤的 泡沫，用來 8 8 哦氣動(dòng)工具等。二次風(fēng)機(jī)由 11kW11kW 勺電機(jī)驅(qū)動(dòng)，將由中間井輸送至第四節(jié)臺(tái)車位置處的新鮮 空氣，繼續(xù)向前泵送至盾體附近，以給盾構(gòu)機(jī)提供良好的通風(fēng)。E.E. 四號(hào)臺(tái)車及其上的設(shè)備四號(hào)臺(tái)車上裝有變壓器、電纜卷筒、水管卷筒、風(fēng)管盒。鋪設(shè)在隧道中的兩條內(nèi)徑為 100mm100mm 勺水管作為盾構(gòu)機(jī)的進(jìn)、回水管，將豎井 地面的蓄水池與水管卷筒上的水管連接起來，與蓄水池連接的一臺(tái)高壓水泵驅(qū)動(dòng) 盾構(gòu)機(jī)用水在蓄水池和盾構(gòu)機(jī)之間循環(huán)。通常情況下，進(jìn)人盾構(gòu)機(jī)水管

16、卷筒水管 的水壓控制在 5Bar5Bar 左右。正常掘進(jìn)時(shí)，進(jìn)人盾構(gòu)機(jī)水循環(huán)系統(tǒng)的水有以下的用 途：對(duì)掖壓油、主驅(qū)動(dòng)齒輪油、空壓機(jī)、配電柜中的電器部件及刀盤驅(qū)動(dòng)副變速 箱具有冷卻功能，為泡沫劑的合成提供用水，提供給盾構(gòu)機(jī)及隧道活潔用水。蓄 水池中的水用冷卻塔進(jìn)行循環(huán)冷卻。風(fēng)管盒中裝有折疊式的風(fēng)管，風(fēng)管與豎井地面上的風(fēng)肌連接，向隧道中的盾 構(gòu)機(jī)里提供新鮮空氣。新鮮空氣通過風(fēng)管被送至第四節(jié)臺(tái)車的位置。8.8.電氣設(shè)備盾構(gòu)機(jī)電氣設(shè)備包括電纜卷筒、主供電電纜、變壓器、配電柜、動(dòng)力電纜、 控制電纜、控制系統(tǒng)、操作控制臺(tái)、現(xiàn)場(chǎng)控制臺(tái)、螺旋輸送機(jī)后部出土口監(jiān)視器、 電機(jī)、插座、照明、接地等。電器系統(tǒng)最小保護(hù)

17、等級(jí)為IP5.5IP5.5。主供電電纜安裝在電纜卷筒上，10kV10kV 的高壓電由地面通過高壓電纜沿隧道 輸送到與之連接的主供電電纜上，接著通過變壓器轉(zhuǎn)變成400v,400v, 50Hz50Hz 的低壓電進(jìn)人配電柜，再通過供電電纜和控制電纜供盾構(gòu)機(jī)使用。西門子 S7-PLCS7-PLC 是控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，控制系統(tǒng)用丁控制盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)、拼 裝時(shí)的各主要功能。例如盾構(gòu)機(jī)要掘進(jìn)時(shí)，盾構(gòu)機(jī)司機(jī)按下操作控制臺(tái)上的掘進(jìn) 按鈕，一個(gè)電信號(hào)就被傳到 PLPLC C控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)首先分析推進(jìn)的條件是否具 備（如推進(jìn)油缸液壓油泵是否打開，潤(rùn)滑脂系統(tǒng)是否工作正常等，.如果推進(jìn)的條 件不具備，就不能推進(jìn)，如果

18、條件具備，控制系統(tǒng)就會(huì)使推進(jìn)按鈕指示燈變亮， 同時(shí)控制系統(tǒng)也會(huì)給推進(jìn)油缸控制閥的電磁閥供電，電磁閥通電打開推進(jìn)油缸控制閥，盾構(gòu)機(jī)開始向前推進(jìn)。PLCPLC 安裝丁控制室，在配電柜里裝有遠(yuǎn)程接口，PLPLC C 系統(tǒng)也與操作控制臺(tái)的控制電腦及 VMVM 訟司的 SLS-TSLS-T 隧道激光導(dǎo)向系統(tǒng)電腦相 連。盾構(gòu)機(jī)操作室內(nèi)的操作控制臺(tái)和 盾構(gòu)機(jī)某些可移動(dòng)裝置旁邊的現(xiàn)場(chǎng)控制臺(tái)（如 管片拼裝機(jī)、管片吊車、管片運(yùn)送小車等）用來操作盾構(gòu)機(jī),實(shí)現(xiàn)各種功能。操 作控制臺(tái)上有控制系統(tǒng)電腦顯示器、 實(shí)現(xiàn)各種功能的按鈕、調(diào)整壓力和速度的旋 鈕、顯示壓力或油缸伸長(zhǎng)長(zhǎng)度的顯示模塊及各種鑰匙開關(guān)等。螺旋輸送機(jī)后部出土

19、 口監(jiān)視器用來監(jiān)視螺旋輸送機(jī)的出土情況。電機(jī)為所有液壓油泵、皮帶機(jī)、泡沫劑泵、合成泡沫用水水泵、膨潤(rùn)土泵等 提供動(dòng)力。當(dāng)電機(jī)的功率在 30kW30kW 以下時(shí)，采用直接起動(dòng)的方式，當(dāng)電機(jī)的功率 大于 30kW30kW 寸，為了降低起動(dòng)電流，采用星形一三角形起動(dòng)的方式。9.9.輔助設(shè)備輔助設(shè)備包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、S1S-TS1S-T 隧道激光導(dǎo)向系統(tǒng)、注漿裝置、泡沫裝 置、膨潤(rùn)土裝置。A.A.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件是一臺(tái)有一定配置要求的計(jì)算機(jī)和能使該計(jì)算機(jī)與隧 道中掘進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)保持聯(lián)絡(luò)的調(diào)制解調(diào)器、轉(zhuǎn)換器及電話線等原件。該計(jì)算機(jī)可 以放置在地面的監(jiān)控室中，并始終與隧道中掘進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)自動(dòng)控制

20、系統(tǒng)的PLCPLC保持聯(lián)絡(luò)，這樣數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)就可以和盾構(gòu)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的PLCPLC 具有相同的各種關(guān)丁盾構(gòu)機(jī)當(dāng)前狀態(tài)的信息。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)按掘進(jìn)、管片拼裝、停止掘進(jìn)三個(gè) 不同運(yùn)行狀態(tài)段來記錄、處理、存儲(chǔ)、顯示和評(píng)判盾構(gòu)機(jī)運(yùn)行中的所有關(guān)鍵監(jiān)控 參數(shù)。通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，地面工作人員就可以在地面監(jiān)控室中實(shí)時(shí)監(jiān)控盾構(gòu)機(jī)各 系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還可以完成以下任務(wù)：用來查找盾構(gòu)機(jī)以前掘進(jìn) 的檔案信息，通過與打印機(jī)相連打印各環(huán)的掘進(jìn)報(bào)告，修改隧道中盾構(gòu)機(jī)的PLCPLC的程序等等。B.B.隧道掘進(jìn)激光導(dǎo)向系統(tǒng)德國(guó) VMVM 訟司的 SLS-TSLS-T 隧道掘進(jìn)激光導(dǎo)向系統(tǒng)主要作用有以下幾點(diǎn)：1可以在

21、隧道激光導(dǎo)向系統(tǒng)用電腦顯示屏上隨時(shí)以圖形的形式顯示盾構(gòu)機(jī) 軸線相對(duì)于隧道設(shè)計(jì)軸線的準(zhǔn)確位置，這樣在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)，操作者就可以依此 來調(diào)整盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的姿態(tài)，使盾構(gòu)機(jī)的軸線接近隧道的設(shè)計(jì)軸線， 這樣盾構(gòu)機(jī)軸 線和隧道設(shè)計(jì)軸線之間的偏差就可以始終保持在一個(gè)很小的數(shù)值范圍內(nèi)。2推進(jìn)一環(huán)結(jié)束后，隧道掘進(jìn)激光導(dǎo)向系統(tǒng)從盾構(gòu)機(jī) PLCPLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)獲得推進(jìn)油缸和皎接油缸的油缸桿伸長(zhǎng)量的數(shù)值，并依此計(jì)算出上一環(huán)管片的管環(huán)平 面，再綜合考慮被手工輸入隧道掘進(jìn)激光導(dǎo)向系統(tǒng)電腦的盾尾間隙等因素，計(jì)算并選擇這一環(huán)適合拼裝的管片類型。3可以提供完整的各環(huán)掘進(jìn)姿態(tài)及其他相關(guān)資料的檔案資料。4可以通過標(biāo)準(zhǔn)的隧道設(shè)計(jì)幾

22、何元素計(jì)算出隧道的理論軸線。5可以通過調(diào)制解調(diào)器和電話線和地面的一臺(tái)電腦相連，這樣在地面就可以實(shí)時(shí)監(jiān)控盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)姿態(tài)。隧道掘進(jìn)激光導(dǎo)向系統(tǒng)主要部件有激光經(jīng)緯儀、帶有棱鏡的激光靶、黃盒子、 控制盒和隧道掘進(jìn)激光導(dǎo)向系統(tǒng)用電腦。激光經(jīng)緯儀臨時(shí)固定在安裝好的管片上，隨著盾構(gòu)機(jī)的不斷向前掘進(jìn)，激光 經(jīng)緯儀也要不斷地向前移動(dòng)，這被稱為移站。激光靶則被固定在中盾的雙室氣閘 上。激光經(jīng)緯儀發(fā)射出激光束照射在激光靶上，激光靶可以判定激光的入射角及 折射角，另外激光靶內(nèi)還有測(cè)傾儀，用來測(cè)量盾構(gòu)機(jī)的滾動(dòng)和傾斜角度，再根據(jù) 激光經(jīng)緯儀與激光靶之間的距離及各相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo)等數(shù)據(jù)，隧道掘進(jìn)激光導(dǎo)向系統(tǒng)就可以計(jì)算出當(dāng)前盾

23、構(gòu)機(jī)軸線的準(zhǔn)確位置?？刂坪杏脕斫M織隧道掘進(jìn)激光導(dǎo)向系統(tǒng)電腦與激光經(jīng)緯儀和激光靶之間的聯(lián)絡(luò)，并向黃盒子和激光靶供電。黃盒子用來向激光經(jīng)緯儀供電并傳輸數(shù)據(jù)。 隧 道掘進(jìn)激光導(dǎo)向系統(tǒng)電腦則是將該系統(tǒng)獲得的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合、計(jì)算和評(píng)估。 所得結(jié)果可以被以圖形或數(shù)字的形式顯示在顯示屏上。C.C.注漿裝置注漿裝置主要包括兩個(gè)注漿泵、漿液箱及管線。在豎井，漿液被放入漿液車中，電瓶車牽引漿液車至盾構(gòu)機(jī)漿液箱旁， 漿液 車將漿液泵入漿液箱中。兩個(gè)注漿泵各有兩個(gè)出口，這樣總共有四個(gè)出口，四個(gè) 出口直接連至盾尾上圓周方向分布的四個(gè)注漿管上， 盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)，山注漿泵泵 出的漿液被同步注入隧道管片與土層之間的環(huán)隙中，漿液凝固后就可以起到穩(wěn)定 管片和地層的作用。為了適應(yīng)開挖速度的快慢，注漿裝置可根據(jù)壓力來控制注漿量的大小，可預(yù)先選擇最小至最大的注漿壓力，這樣可以達(dá)到兩個(gè)目的，一是盾尾密封不會(huì)被損 壞，管片不會(huì)受過大的壓力，二是對(duì)周圍土層的擾動(dòng)最小。 注漿方式有兩種：人 工方式和自動(dòng)方式。人工方式可以任選四根注漿管中的一根，由操作人員在現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)上操作按鈕啟動(dòng)注漿系統(tǒng)；自動(dòng)方式則是在注漿現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)上預(yù)先設(shè)定好 的，盾構(gòu)機(jī)掘