盾構(gòu)關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算

1、精選文檔第七節(jié) 關(guān)鍵參數(shù)的計(jì)算1地質(zhì)力學(xué)參數(shù)選取圖7-7-1計(jì)算斷面地質(zhì)剖面圖根據(jù)廣州市軌道交通三號(hào)線詳勘階段漢溪市橋盾構(gòu)段段的巖土工程勘察報(bào)告，漢溪站南市橋站北區(qū)間隧道中，左線及右線的工程地質(zhì)縱斷面圖，選擇右線里程YCK21+037.233處地質(zhì)鉆孔編號(hào)為MCZ3-HG-063A的相關(guān)地層數(shù)據(jù)，見(jiàn)地質(zhì)剖面圖7-7-1，作為該標(biāo)段盾構(gòu)機(jī)選型關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)和校核計(jì)算的依據(jù)。該段面地表標(biāo)高為27.41m，隧道拱頂埋深32.5m，盾構(gòu)機(jī)殼體計(jì)算外徑6.25m，盾殼底部埋深38.75m，地下穩(wěn)定水位2.5m。其它地質(zhì)要素如表7-7-1所示。地質(zhì)要素表 表7-7-1代號(hào)地層厚度S（m）天然密度（g/cm3

2、）凝聚力C（KPa）底層深度H（m）粉質(zhì)粘性土12.01.9520.312.0硬塑狀殘積土13.01.8826.025.0全風(fēng)化混合巖、塊石土14.01.9130.639.0隧道基本上在、和地層中穿過(guò)，為相對(duì)的隔水地層。按上述條件對(duì)選用盾構(gòu)的推力、扭矩校核計(jì)算如下：2.盾構(gòu)機(jī)的總推力校核計(jì)算：土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)總推力F，由盾構(gòu)與地層之間的摩擦阻力F1、刀盤(pán)正面推進(jìn)阻力F2、盾尾內(nèi)部與管片之間的摩擦阻力F3組成，即按公式F=( F1+F2+F3).Kc式中：Kc安全系數(shù)，2.1 盾構(gòu)地層之間的摩擦阻力F1計(jì)算可按公式F1=p*D*L*CC凝聚力，單位kN/m2 ，查表7-7-1，取C= 30

3、.6kN/m2 L盾殼長(zhǎng)度，9.150mD盾體外徑，D=6.25m得： F1=p*D*L*C=3.141596.259.1530.6 5498 kN2.2 水土壓力計(jì)算D盾構(gòu)殼體計(jì)算外徑，取6.25m；L盾構(gòu)殼體長(zhǎng)度，9.15m；pe1盾構(gòu)頂部的垂直土壓。按全覆土柱計(jì)算，為校核計(jì)算安全，采用巖土的天然密度值計(jì)算。qfe1盾構(gòu)機(jī)拱頂受的水平土壓；qfe1pe1pe2盾構(gòu)底部的垂直土壓。按全覆土柱計(jì)算，為校核計(jì)算安全，采用巖土的天然密度值計(jì)算。qfe2盾構(gòu)底部的水平土壓。qfe2pe2qfw1盾構(gòu)頂部的水壓qfw2盾構(gòu)底部的水壓側(cè)壓系數(shù)，取0.37；計(jì)算qfe1 qfe2 qfw1 qfw2pe1

4、121.959.8131.889.8（32.5-12-13）1.919.8 609.2kN/m2pe2609.2 6.251.919.8726.2 kN/m2qfe10.37609.2 225.4 kN/m2qfe20.37726.2 268.7 kN/m2qfW1(32.5-2.5) 9.8294 kN/m2qfW2294+6.259.8=355.3 kN/m22.3 盾構(gòu)機(jī)前方的推進(jìn)阻力F2作用于盾構(gòu)外周和正面的水壓和土壓見(jiàn)圖7-7-2所示。2圖7-7-2盾構(gòu)機(jī)受力示意圖按水壓和土壓分算公式計(jì)算，將以上各項(xiàng)代入公式得：F2 = 17539.5 kN2.4 盾尾內(nèi)部與管片之間的摩阻力F3F3

5、=c.sc管片與鋼板之間的摩擦阻力，取0.3s壓在盾尾內(nèi)的2環(huán)管片的自重F3=0.32(3.1416/4)(625.42)1.52.59.8=118.46 kN計(jì)算盾構(gòu)機(jī)的總推力FF=( F1+F2+F3).Kc Kc取1.8F=(5498 +17539.5+118.46) 1.8= 32770.7 kN2.5 盾構(gòu)機(jī)總推力的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算日本隧道標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，根據(jù)大量工程實(shí)踐的統(tǒng)計(jì)資料，推薦單位面積上的推力值為：Fj=1000 kN/m21300 kN/m2則選型盾構(gòu)機(jī)的總推力F應(yīng)為 F=(/4)6.252(10001300) =(30679.6939883.60) kN2.6 結(jié)論選型盾構(gòu)機(jī)的推力為

6、36000kN，它大于校核計(jì)算值32770.7kN，又控制在經(jīng)驗(yàn)值范圍內(nèi)，說(shuō)明該盾構(gòu)機(jī)的推力值合理。3 盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)扭矩校核計(jì)算3.1計(jì)算條件選取地質(zhì)條件同前，由于該地段埋深較大，考慮土體的自成拱效應(yīng)，土壓力計(jì)算按2倍的盾構(gòu)直徑按水土分算進(jìn)行。3.1.1 天然地基的強(qiáng)度、地壓、水壓天然地基的抗壓強(qiáng)度（查表） P= 500 kN/m2 盾構(gòu)中心的水平土壓 Pd= 107.7kN/m2 盾構(gòu)中心的水壓 Pw= 324.7kN/m2 上部垂直土壓 P0= 232.5kN/m2 盾構(gòu)上部的水平土壓 P2= 86.0kN/m2 盾構(gòu)下部的水平土壓 P3= 129.3kN/m2 下部垂直土壓 P0= 349

7、.5kN/m23.1.2 摩擦系數(shù) 滾刀盤(pán)和天然地基之間的摩擦系數(shù) = 0.3 刀面和天然地基之間的摩擦系數(shù) 1= 0.15滾動(dòng)摩擦系數(shù) 2= 0.004 滾刀密封裝置和鋼板之間的摩擦系數(shù) 3= 0.23.1.3 滾刀盤(pán)裝備的扭矩 Tn= 7340kN-m開(kāi)挖速度 V= 4.0cm/min刀盤(pán)的旋轉(zhuǎn) Nc= 1.15r/min刀盤(pán)的外半徑 Rc= 3.14m刀盤(pán)的寬度 lk= 0.544m刀盤(pán)的重量 G= 50t (assumed)刀盤(pán)與工作面的接觸率 = 72% 徑向滾柱的半徑 R1= 1.65m推力滾柱的半徑 R2= 1.7m刀環(huán)的內(nèi)直徑 d1= 2.2m刀環(huán)的外直徑 d2= 3.4m3.

8、1.4 滾刀密封裝置 密封裝置的推力 Fs= 1.5kN/m 密封裝置的附件 No. 1 2 3 4 密封裝置的數(shù)量 ns 3 3 1 1 密封裝置的半徑 Rs 1.05 1.7 1.1 1.73.2 滾刀盤(pán)的阻力扭矩T1:切削扭矩T2:旋轉(zhuǎn)樞紐軸承所承受的、與滾刀重量成比例的阻力扭矩T3:旋轉(zhuǎn)樞紐軸承所承受的、以對(duì)應(yīng)滾刀推力負(fù)荷的阻力扭矩T4:密封裝置的摩擦扭矩T5:滾刀盤(pán)的正面摩擦扭矩T6: 滾刀盤(pán)外沿所承受的摩擦阻力扭矩T7:滾刀盤(pán)的背面摩擦扭矩T8:滾刀驅(qū)動(dòng)部位的剪切扭矩T9:滾刀軸的攪拌扭矩3.2.1 切削扭矩（T1）=(1/2)P*h*Rc2h:切削深度=V/Nc、 r0=Rc10

9、0T1=(1/2)500.0(4/1.15)(3.14100)2/105=857.4 kNm3.2.2 旋轉(zhuǎn)樞紐軸承所承受的、與滾刀重量成比例的阻力扭矩(T2)T2=G*R1*2 =509.81.650.004 =3.23kNm 3.2.3 旋轉(zhuǎn)樞紐軸承所承受的、以對(duì)應(yīng)滾刀推力負(fù)荷的阻力扭矩(T3)T3=Wr*R2*2推力負(fù)荷“Wr”應(yīng)該如下表示 Wr=*Rc2*Pd +（/4）(d22-d12)Pw=72/1003.143.14107.7+(/4)(3.403.40-2.202.20)324.65 =4115.4kNT3=4115.41.70.004=28kNm3.2.4 密封裝置的摩擦扭矩

10、(T4)T4=2*3*Fs(ns1*Rs12+ns2*Rs22+ns3*Rs32+ns4*Rs42)=20.21.50(31.051.05+31.651.65+11.101.10+11.701.70)=29.4kNm3.2.5 滾刀盤(pán)的正面摩擦扭矩(T5)T5=2/3*1*Rc3*Pd=2/372/1000.153.143.143.14107.7=753.8kNm3.2.6 滾刀盤(pán)外沿所承受的摩擦阻力扭矩(T6)T6=Rc*2*Rc*lk*PrPr: 滾刀盤(pán)周?chē)钠骄貕篜r=(P0+P0+P2+P3)/4=(232.5+349.5+86+107.7)/4=193.9kN/m2T6=3.142

11、3.140.5440.3193.9=1960.4 kN-m3.2.7 滾刀盤(pán)的背面摩擦扭矩(T7)當(dāng)滾刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)、而腔地壓同時(shí)作用于滾刀盤(pán)的背面時(shí)，進(jìn)行滾刀盤(pán)的背面摩擦扭矩的計(jì)算。T7=2/3*1*Rc3*1.0*Pd=2/372/1000.153.143.143.141.0107.7=754.2kN-m3.2.8 滾刀驅(qū)動(dòng)部位的剪切扭矩(T8)T8=2/3*Rc3(1-): 土層切削時(shí)的剪切阻力（kN/m2）利用滾刀盤(pán)在滾刀腔攪拌含水的出碴，使之和淤泥混合起來(lái)。然后就獲得了“改性粘土”此時(shí)，“改性粘土”可以大致如下進(jìn)行規(guī)定為：C=10.0 kN/m2、內(nèi)摩擦角s=5.0,=Pd=C+tans=

12、10.0+107.7tan5=18.5kN/m2T8=2/318.53.143.143.14(1-72/100)=335.9 kNm3.2.9 滾刀軸的攪拌扭矩(T9) T9=2Rcb*Bcb*lcb*Ncb=23.000.600.9018.54=239.8kNm3.3 需要的扭矩（T）和裝備的扭矩T=T1+T2+T3+T4+T5+T6+T7+T8+T9=857.4+3.23+28+29.4+753.8+1960.4+754.2+335.9+239.8=4962.1kNm實(shí)際裝備的扭矩應(yīng)該是Tn=7340kNm而且其安全系數(shù)是Tn/T=1.48因此，盾構(gòu)機(jī)具備足夠的扭矩另外，盾構(gòu)刀盤(pán)扭矩也可按

13、如下常用的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算求得：3.4扭矩較核按日本隧道標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，根據(jù)大量工程實(shí)踐的統(tǒng)計(jì)資料，推薦扭矩的控制標(biāo)準(zhǔn)為：T=.D3(kNm)式中刀盤(pán)扭矩系數(shù)，土壓平衡盾構(gòu)機(jī)=1423； D盾構(gòu)計(jì)算外徑6.25m。選用盾構(gòu)的扭矩的經(jīng)驗(yàn)值范圍是：T=(1423)6.253=(3417.975616.23)KN.m制造商提供的計(jì)算扭矩在經(jīng)驗(yàn)值范圍內(nèi)。3.5結(jié)論選用盾構(gòu)的最大工作扭矩值為7340KN.m 計(jì)算值4962.1 kN.m，處于經(jīng)驗(yàn)值范圍且是計(jì)算值的1.48倍。故該盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)扭矩滿足該段盾構(gòu)工程的施工需要。4 .刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)功率驗(yàn)算a：刀盤(pán)功率P按下式計(jì)算P= Tc*N/9555式中：TC刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)最大工

14、作扭矩7340（kNm）N刀盤(pán)最大扭矩時(shí)的轉(zhuǎn)速1.15（r/min）與該盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)的最大扭矩相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速為1.15r/min，則刀盤(pán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際功率為：P= Tc*N/9555 = 1.15*7340000/9555 =883kN該盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率設(shè)計(jì)取值為900kW，滿足上述計(jì)算要求。5. 刀盤(pán)推進(jìn)功率驗(yàn)算盾構(gòu)機(jī)最大推進(jìn)功率（PT）可按PT=FV式中F總推力（kN）V最大推進(jìn)速度（m/s） 盾構(gòu)機(jī)的設(shè)計(jì)總推力為34210kN，最大推進(jìn)速度按60mm/min計(jì)，則PT=FV=360006010-3/60=36kW盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)功率的設(shè)計(jì)取值為50kW,滿足上述計(jì)算要求。6.螺旋輸送機(jī)功率驗(yàn)

15、算螺旋輸送機(jī)功率為160kW情況下，最大扭矩105kN.m工況下，其理論轉(zhuǎn)速可達(dá)14.5r/min，因輸送機(jī)在22r/min時(shí)的最大排土量，為270m3/h，則在14.5r/min的排土量約178m3/h，完全可以滿足施工要求。7.盾尾內(nèi)徑與管片外徑間隙驗(yàn)算(按300m曲線半徑)曲線開(kāi)挖時(shí)要求的盾尾間隙計(jì)算如下：a：設(shè)計(jì)參數(shù)盾尾內(nèi)徑D0=6130mm 管片外徑D=6000mm管片寬度W=1500mm 曲線半徑R=250m盾尾覆蓋管片的長(zhǎng)度L=3.0mb：盾尾間隙理論值X=X1+X2其中：X1為拼裝管片方便并考慮到管片安裝誤差及偏移所取的間隙裕量。通常，X1的按下表選擇,取X1=30mm。X2-

16、曲線施工和修正盾構(gòu)機(jī)蛇行所需的間隙。D4m4mD6m6mD8m8D11m20mm25mm30mm40mm按下圖所示，可求得：2X2=R1-R1COS，R1=R-D/2，sin=L/R1，化簡(jiǎn)成：假設(shè)最小轉(zhuǎn)彎半徑R=250m，將R,D代入上式，得X29mmX=X1+X2=30+9=39mm設(shè)計(jì)值X =（60806000）/2=40mm這個(gè)結(jié)果說(shuō)明在選定的直徑和設(shè)定的250m轉(zhuǎn)彎半徑條件下，只要能保證有39mm的盾尾間隙即可滿足施工要求。而所選盾構(gòu)機(jī)的盾尾間隙設(shè)計(jì)為40mm，大于計(jì)算值。很顯然，同樣亦能滿足施工要求的轉(zhuǎn)彎半徑2000m。8.管片安裝器扭矩和功率的計(jì)算：假設(shè)前提管片重量：40 kN管

17、片密封處壓縮負(fù)載：50 kN/m計(jì)算動(dòng)態(tài)扭矩C等于：40 x (De + Di)/4 = 114 kNmDe：管片外徑，6.0mDi：管片內(nèi)徑，5.4m在轉(zhuǎn)速為2 r/min（輸送管片時(shí)的速度）功率= C x /9555= 24 kw ：轉(zhuǎn)動(dòng)角速度靜態(tài)扭矩是加載于管片負(fù)荷產(chǎn)生的扭矩：330 kNm轉(zhuǎn)速：0.2 r/min（安裝管片時(shí)的轉(zhuǎn)速）功率= C x /9555=6.9 kW 管片安裝器所選功率為：30 kW,滿足旋轉(zhuǎn)和安裝時(shí)的需要。9、盾構(gòu)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)計(jì)算隧道開(kāi)挖設(shè)備所能達(dá)到的掘進(jìn)速度取決于很多因素，其中有些因素在設(shè)備設(shè)計(jì)者的控制范疇之外。然而，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，可以使用以下方法得到近似的運(yùn)行數(shù)

18、據(jù)。此方法建立在設(shè)備平均運(yùn)行數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上：平均掘進(jìn)速度 40mm/min平均襯砌環(huán)安裝時(shí)間30 min管片長(zhǎng)度 1500 mm掘進(jìn)與管片安裝的轉(zhuǎn)換時(shí)間1.5 min循環(huán)時(shí)間 69 min為了包含循環(huán)挖掘停機(jī)時(shí)間以及對(duì)沉降的特殊處理，我們估計(jì)使用系數(shù)為0.6，每個(gè)循環(huán)約120min，這樣我們每個(gè)班次工作時(shí)間12小時(shí)，其中2個(gè)小時(shí)維修保養(yǎng)，10小時(shí)掘進(jìn)，7.5 m / 12 hours，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，第二班掘進(jìn)速率與第一班差不多。兩個(gè)班次工作時(shí)間內(nèi)最高掘進(jìn)速率為15 m / 24 hours。第八節(jié) 盾構(gòu)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)1. 挖掘開(kāi)始挖掘開(kāi)始于啟動(dòng)刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)和盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)，用挖出的碴土充填土倉(cāng)以產(chǎn)生限定壓力，

19、然后螺旋輸送機(jī)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)與掘進(jìn)速率匹配并保持限定壓力。由于很多因素影響盾構(gòu)機(jī)的運(yùn)行，如實(shí)際排碴效率、當(dāng)時(shí)的地層條件，螺旋輸送機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度等，要依據(jù)前一挖掘階段采集的數(shù)據(jù)優(yōu)化而定。挖掘開(kāi)始時(shí)的設(shè)備運(yùn)行模式如下：1.1 刀盤(pán)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，確定旋轉(zhuǎn)速度，推進(jìn)油缸和螺旋輸送機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。1.2 開(kāi)始推進(jìn)，并通過(guò)控制室里的電位計(jì)逐漸提高盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)速度。1.3 一旦土倉(cāng)里的土壓達(dá)到限定土壓要求，即可旋轉(zhuǎn)螺旋輸送機(jī)，并調(diào)整其旋轉(zhuǎn)速度以保持土倉(cāng)中的限定壓力。2. 挖掘過(guò)程中在挖掘過(guò)程中，使土倉(cāng)的進(jìn)土量和出土量保持平衡，即土倉(cāng)里填滿了被挖掘的碴土。螺旋輸送機(jī)要送出和土倉(cāng)進(jìn)土量同樣數(shù)量的碴土，所以就必須仔細(xì)監(jiān)控土倉(cāng)中的

20、土壓和螺旋輸送機(jī)的排土量。采取以下措施：2.1 盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度根據(jù)保持刀盤(pán)前方穩(wěn)定所需的限定壓力而設(shè)定。刀盤(pán)上還要儲(chǔ)備足夠的動(dòng)力，以處理突然發(fā)生的問(wèn)題。2.2 螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)定為可以排出和被挖掘泥土與注入物質(zhì)相等的棄土量。在選定轉(zhuǎn)速之前，要了解螺旋輸送機(jī)在實(shí)際地層條件下的排碴效率。2.3 當(dāng)限定壓力因?yàn)榈貙訔l件、螺旋輸送機(jī)排碴效率或土倉(cāng)里的混合條件發(fā)生變化而變化時(shí)，就必須再次優(yōu)化螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速。2.4 如果調(diào)整螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速不能使限定壓力達(dá)到要求的數(shù)值時(shí)，就改變盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度。以上描述，可用以幫助理解土壓平衡的基本原理，但更重要的是經(jīng)驗(yàn)，是工程特定地層條件下的盾構(gòu)機(jī)的運(yùn)行性能與掘進(jìn)參數(shù)

21、優(yōu)化，例如：有高含量粘土的粘質(zhì)地層可能會(huì)閉合刀盤(pán)開(kāi)口、粘附于攪拌部件、堵住螺旋輸送機(jī)，增加了刀盤(pán)扭矩和推力，最后就會(huì)大大限制了盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)速度，此時(shí)應(yīng)認(rèn)真觀察添加劑向刀盤(pán)前方或土倉(cāng)內(nèi)的注入；不管以任何方式向前推進(jìn)盾構(gòu)機(jī)，如果土倉(cāng)里碴土的流動(dòng)性條件不好，不僅會(huì)降低掘進(jìn)速率，而且會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的機(jī)械異常，更不準(zhǔn)在螺旋輸送機(jī)停止時(shí)推進(jìn)盾構(gòu)機(jī)。3.開(kāi)挖監(jiān)控3.1限定壓力限定壓力有三種效果：3.1.1 與地下水靜壓保持平衡，防止盾構(gòu)機(jī)周?chē)牡叵滤h(huán)以及大量地下水涌入土倉(cāng)干擾刀盤(pán)前方的穩(wěn)定。3.1.2平衡水平壓力，防止刀盤(pán)前方坍塌。3.1.3分擔(dān)洞頂?shù)姆€(wěn)定性，防止其坍塌而導(dǎo)致沉降，甚至危及地面。3.2選擇以

22、下參數(shù)的最大值可以確定限定壓力的數(shù)值：3.2.1 由地下水位和隧道的相關(guān)位置給出的靜水壓力；3.2.2 地層平衡應(yīng)力。一般說(shuō)來(lái)，完全平衡沒(méi)有必要。在過(guò)高壓力下操作盾構(gòu)機(jī)會(huì)導(dǎo)致土倉(cāng)嚴(yán)重發(fā)熱，設(shè)備結(jié)構(gòu)與切削刀具的嚴(yán)重磨損，以及刀盤(pán)和土倉(cāng)卡殼的危險(xiǎn)。為了使盾構(gòu)機(jī)正常運(yùn)行而有效工作，應(yīng)盡可能保持低壓。3.2.3根據(jù)承壓隔板上土壓傳感器壓力顯示，設(shè)定螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速和推力油缸的前進(jìn)速率以調(diào)整限定壓力。土壓傳感器測(cè)出的壓力比刀盤(pán)前面實(shí)際支承壓力低，其差異來(lái)源于渣土通過(guò)刀盤(pán)開(kāi)口時(shí)產(chǎn)生的壓降，刀具室里混合物密度的變化以及刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力效應(yīng)。潮濕粘土的影響比較低，但是顆粒很大的干土影響就變得很大。3.3土壓控制

23、所選用的盾構(gòu)機(jī)的承壓隔板在不同位置上安裝了4個(gè)土壓傳感器。在控制室里的監(jiān)視屏上顯示其壓力，可幫助操作人員選擇必需的限定壓力；另外一個(gè)土壓傳感器安裝在螺旋輸送機(jī)外殼里，可向操作人員顯示螺旋輸送機(jī)沿途的壓降，檢測(cè)“栓塞”和棄土流動(dòng)性的變化。如果有必要，要改變盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)參數(shù)（泡沫或注水量，限定壓力等）l 1個(gè)位于上部（頂部壓力）l 2個(gè)位于水平軸（平均壓力）l 1個(gè)位于下面（最大壓力）3.4挖方量的控制開(kāi)挖隧道時(shí)，尤其是在市區(qū)地下，重要的一點(diǎn)是嚴(yán)格限制地面的異常。然后，在整個(gè)工程進(jìn)展中，操作人員必須檢查盾構(gòu)機(jī)是否按開(kāi)挖路徑排出泥土而沒(méi)有超量。檢查出土量的一般方法是清點(diǎn)一個(gè)挖掘行程內(nèi)裝滿泥土的礦車(chē)數(shù)

24、量，可在一個(gè)行程結(jié)束之際得出結(jié)果。為了在掘進(jìn)過(guò)程中及時(shí)檢查棄土量并使操作人員參與，該盾構(gòu)機(jī)安裝了棄土稱(chēng)量系統(tǒng)，操作人員觀察其中一個(gè)監(jiān)視屏上顯示的該行程的開(kāi)挖棄土量，并與上一校準(zhǔn)理論重量作比較驗(yàn)證排土量。當(dāng)棄土量過(guò)大或過(guò)小時(shí)，棄土稱(chēng)量系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，提醒操作人員改變掘進(jìn)參數(shù)，以避免地面發(fā)生過(guò)大的沉陷或隆起。第九節(jié) 盾構(gòu)機(jī)附圖787 PE 16012： 盾構(gòu)機(jī)主機(jī)圖787 PE 16006: 后配套系統(tǒng)圖787 PE 16066: 刀盤(pán)間距圖787 PE 16008： 刀盤(pán)，用于混合地層787 PE 16076： 刀具結(jié)構(gòu)圖787 PE 16 011： 刀盤(pán)，用于軟土787 PE 16 036：

25、片式刮刀圖787 PE 16 009/A： 管片安裝器787 PE 16 010/A： 驅(qū)動(dòng)裝置787 PE 16 078： 螺旋輸送機(jī)液壓系統(tǒng)圖804SHCZ002： 推進(jìn)與鉸接液壓圖999 SH GB 001/A： 同步注漿系統(tǒng)原理圖787 SH 160 EO 泡沫注入系統(tǒng)原理圖第十節(jié) 管模加工精度和保證措施及相關(guān)圖紙1、管片模具本工程使用6套管片環(huán)模具。其中4套為標(biāo)準(zhǔn)環(huán)，1套左彎環(huán)，1套右彎，每環(huán)管片模具中由6副模具組成，有3副是標(biāo)準(zhǔn)管片模具，2副鄰接管片模具，1副封頂管片模具。這樣，6環(huán)管模中共計(jì)36副模具在車(chē)間生產(chǎn)線上參與管片生產(chǎn)。管片鋼模具制造擬選上海隧道工程股份有限公司機(jī)械廠制造

26、，意大利CIFA公司作為管模備選供應(yīng)商。上海隧道機(jī)械廠的鋼模尺寸的允許偏差見(jiàn)表10-1-1：表10-1-1管模加工精度表項(xiàng)目單位允許偏差檢驗(yàn)頻率檢查方法范圍點(diǎn)數(shù)寬度mm0.20.4每只 6左中右三個(gè)斷面各測(cè)一點(diǎn)弦長(zhǎng)mm 0.5每只 2兩側(cè)各測(cè)一點(diǎn)底座夾角秒0.6每只 4四角各測(cè)一點(diǎn)縱環(huán)向芯棒中心距mm0.5每只 2抽查內(nèi)腔高度mm1每只 2抽查2、 管模加工保證措施及相關(guān)圖紙2.1底模1)底模以10mm厚的鋼板通過(guò)在冷彎板上形成輪廓，并以重型鋼框架承托。2)依據(jù)混凝土自重和震動(dòng)力產(chǎn)生的荷載計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的厚度。3)底模的外邊緣用一臺(tái)數(shù)控機(jī)床加工，所有的部件被安裝在固定架上。4)固定架用于固定機(jī)

27、械構(gòu)件，并將這些構(gòu)件焊到鋼結(jié)構(gòu)上。2.2側(cè)擋板及頂蓋板2.2.1側(cè)擋板及頂蓋板在特厚的鋼板上進(jìn)行加工，以便適合接縫形狀（依據(jù)圖紙）,構(gòu)件加工后最終厚度不低于15mm。2.2.2 側(cè)板上設(shè)有重型鉸鏈，螺桿式鎖桿和錐形導(dǎo)向定位孔，可快速準(zhǔn)確地運(yùn)動(dòng)。2.2.3 鋼板通過(guò)一臺(tái)數(shù)控式氧氣割槍進(jìn)行切割。2.2.4 所有部件均固定在臺(tái)架上，點(diǎn)焊臨時(shí)固定。2.2.5 裝配件噴砂并最終焊接。2.2.6 然后所有的部件被送去熱處理去除一切焊接應(yīng)力，防止在最后精細(xì)加工時(shí)，模板出現(xiàn)變形。2.2.7 精密機(jī)床用于加工接縫，例如密封帶坑槽和斜傾角等。 2.3裝配2.3.1 模具在工廠通過(guò)專(zhuān)用臺(tái)架裝配。2.3.2 在側(cè)擋板

28、與頂蓋板之間以及他們與底板之間的鉸鏈和軸承，在裝配時(shí)定位并焊接，以便這些構(gòu)件正確就位。2.3.3 每個(gè)裝配工作完成后，采用專(zhuān)用模片用于檢測(cè)達(dá)到的精度2.3.4 2套檢測(cè)模片同模具一起提供，以確保在生產(chǎn)期間，模具在容許偏差內(nèi)。2.4 選擇試驗(yàn)環(huán)測(cè)試在工廠內(nèi)進(jìn)行一個(gè)混凝土環(huán)的組裝試驗(yàn)，并進(jìn)行檢測(cè)，以便檢查模具是否在期望的偏差內(nèi)。2.5管模的性能和特征2.5.1 適用于2000件管片生產(chǎn)，無(wú)損其精度。2.5.2 適宜于加速蒸氣養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)（最大75度）。2.5.3 適宜于在底部裝上震動(dòng)器，每臺(tái)鋼模下部設(shè)有兩個(gè)震動(dòng)器接合底座。2.5.4 每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模具帶有12個(gè)螺栓和手孔。2.5.5 在拱部的密封帶坑槽。2

29、.5.6 每個(gè)模具在中部帶有注漿孔。2.6 模具尺寸檢查2.12.1 每一種類(lèi)型模具配有檢測(cè)儀器，用于常規(guī)尺寸檢查。1.12.2 通過(guò)在模板上的插入薄墊片或直接讀取檢查尺寸。2.13檢測(cè)儀器清單.一套模板.一套薄墊片.一個(gè)10米口徑檢測(cè)器.一套角模板2.7 交付2.15.1 首先2套模具2003年6月15日交付前兩套模具2.15.2 后4套模具2003年7月15日交付后四套模具，詳見(jiàn)第十一節(jié)。2.8 附圖標(biāo)準(zhǔn)塊管模總圖 MG/6.2D-013、鋼模制作質(zhì)量控制計(jì)劃3.1 目的通過(guò)編制本質(zhì)量計(jì)劃，達(dá)到落實(shí)資源、進(jìn)度和措施并對(duì)質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，從而使鋼模的質(zhì)量滿足規(guī)定的要求。3.2 適用范圍本質(zhì)

30、量計(jì)劃適用于廣州地鐵鋼模的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、工藝制定、加工過(guò)程、質(zhì)量檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)的指導(dǎo)，本產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)束，本質(zhì)量計(jì)劃即告失效。3.3 質(zhì)量目標(biāo)3.3.1 產(chǎn)品質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)圖紙的要求。3.3.2 產(chǎn)品交貨期滿足合同的要求，并可根據(jù)顧客的要求，在協(xié)商一致的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整。3.4 職責(zé)3.4.1 總工程師負(fù)責(zé)質(zhì)量計(jì)劃的策劃、編制等組織工作，并對(duì)質(zhì)量計(jì)劃的適用性進(jìn)行批準(zhǔn)。3.4.2 設(shè)計(jì)技術(shù)科、質(zhì)安科、經(jīng)營(yíng)科、調(diào)度室參與質(zhì)量計(jì)劃的策劃，并組織實(shí)施。3.5 合同評(píng)審按隧道股份有限公司機(jī)械廠正在運(yùn)行的質(zhì)量體系文件QG/SDJ.ZLCX.03合同評(píng)審程序，由經(jīng)營(yíng)科牽頭，各部門(mén)參與，對(duì)鋼模制作的合同條款進(jìn)行評(píng)審，確保合同

31、中的要求均被落實(shí)。3.6 設(shè)計(jì)控制按隧道股份有限公司機(jī)械廠正在運(yùn)行的質(zhì)量體系文件QG/SDJ.ZLCX.04.01設(shè)計(jì)控制程序，具體見(jiàn)“設(shè)計(jì)輸入和設(shè)計(jì)輸出簡(jiǎn)圖”。（P4、P5）3.7 文件控制3.7.1 按AG/SDJ.ZLCX.05文件和資料控制程序執(zhí)行。3.7.2 還需對(duì)鋼模涉及的下列文件和資料進(jìn)行控制。A 鋼模制作的全套圖紙。B 鋼模結(jié)構(gòu)件制作質(zhì)量控制計(jì)劃。C 鋼模金加工、結(jié)構(gòu)件及總裝檢測(cè)記錄表。3.8 采購(gòu)3.8.1 所有鋼材均按設(shè)計(jì)圖紙的要求采購(gòu)。3.8.2 對(duì)模芯的精密鑄造從木模、縮水余量的加放、表面粗糙度以及幾何尺寸對(duì)分包方提出嚴(yán)格的要求。3.8.3 按QG/SDJ.ZLCX.0

32、6采購(gòu)控制程序?qū)Ψ职降墓┴涃|(zhì)量進(jìn)行檢查。3.9 產(chǎn)品標(biāo)識(shí)和可追溯性按QG/SDJ.ZLCX.08產(chǎn)品標(biāo)識(shí)和可追溯性程序執(zhí)行。3.10 過(guò)程控制3.10.1 針對(duì)鋼模的制作特點(diǎn)，由設(shè)計(jì)技術(shù)科指定相應(yīng)的“產(chǎn)品過(guò)程控制圖”。3.10.2 在優(yōu)先執(zhí)行“產(chǎn)品過(guò)程控制圖”的前提下，按QG/SDJ.ZLCX.09過(guò)程控制程序進(jìn)行。（P6）3.11 檢驗(yàn)和試驗(yàn)3.11.1 編制鋼模結(jié)構(gòu)制作質(zhì)量計(jì)劃，對(duì)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行重點(diǎn)控制，其中應(yīng)控制：A 放樣允許偏差的控制；B 零伯矯正允許偏差的控制；C 機(jī)械加工余量的控制；D 裝配允許偏差；E 鋼模焊接允許偏差的控制；F 制訂鋼模側(cè)板外形尺寸檢查內(nèi)容；G 制訂鋼模端板外形尺

33、寸檢查內(nèi)容；H 制訂鋼模底座外形尺寸檢查內(nèi)容；3.11.2 對(duì)鋼模的側(cè)板、端板和底座的金加工尺寸進(jìn)行檢測(cè)，并列表檢查。3.11.3 對(duì)鋼模的模芯棒、定位裝置、定位銷(xiāo)、緊固螺栓等的金加工質(zhì)量進(jìn)行控制。3.11.4 對(duì)鋼?？傃b過(guò)程中的關(guān)鍵尺寸進(jìn)行列表檢查，并進(jìn)行三環(huán)試拼裝的檢測(cè)。（P7、P8）3.11.5 按QG/SDJ.ZLCX.10進(jìn)貨、過(guò)程和產(chǎn)品最終檢驗(yàn)和試驗(yàn)控制程序執(zhí)行。3.12 檢驗(yàn)、測(cè)量和試驗(yàn)設(shè)備按QG/SDJ.ZLCX.11檢驗(yàn)、測(cè)量和試驗(yàn)設(shè)備控制程序執(zhí)行。3.13 檢驗(yàn)和試驗(yàn)狀態(tài)按QG/SDJ.ZLCX.12檢驗(yàn)和試驗(yàn)狀態(tài)控制程序執(zhí)行。3.14 不合格品控制按QG/SDJ.ZLCX

34、.13不合格品控制程序執(zhí)行。3.15 糾正和預(yù)防措施按QG/SDJ.ZLCX.14糾正和預(yù)防措施程序執(zhí)行。3.16 搬運(yùn)、貯存、包裝、防護(hù)和交付控制按QG/SDJ.ZLCX.15搬運(yùn)、貯存、包裝、防護(hù)和交付控制程序和合同的規(guī)定執(zhí)行。3.17 質(zhì)量記錄對(duì)設(shè)計(jì)圖紙、主要部件檢測(cè)表（側(cè)板、端板和底座）、總裝檢測(cè)表、主要材料質(zhì)量保證書(shū)和出廠合格證等，按QG/SDJ.ZLCX.16質(zhì)量記錄控制程序執(zhí)行。3.18 內(nèi)部質(zhì)量審核按QG/SDJ.ZLCX.17內(nèi)部質(zhì)量審核控制程序執(zhí)行。3.19 培訓(xùn)3.19.1 對(duì)鋼模的生產(chǎn)過(guò)程技術(shù)要求進(jìn)行培訓(xùn)。3.19.2 對(duì)從事鋼模產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)的人員進(jìn)行必要的培訓(xùn)。按QG

35、/SDJ.ZLCX.18培訓(xùn)控制程序執(zhí)行。3.20 服務(wù)按QG/SDJ.ZLCX.19服務(wù)程序和合同的規(guī)定執(zhí)行。3.21 統(tǒng)計(jì)技術(shù)按QG/SDJ.ZLCX.20統(tǒng)計(jì)技術(shù)應(yīng)用程序執(zhí)行。3.22質(zhì)量計(jì)劃的管理3.22.1 質(zhì)量計(jì)劃由總工程師批準(zhǔn)，檔案室發(fā)放。3.22.2 與鋼模設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)有關(guān)的主要部門(mén)均屬發(fā)放范圍，發(fā)放時(shí)做好簽收、登記工作，以便實(shí)施跟蹤檢查。3.22.3 質(zhì)量計(jì)劃的保管A 持有質(zhì)量計(jì)劃的人員應(yīng)妥善保管，不得給他人隨意復(fù)印，以保持現(xiàn)場(chǎng)使用經(jīng)標(biāo)識(shí)的有效版本。B本次廣州地鐵鋼模生產(chǎn)結(jié)束，本質(zhì)量計(jì)劃自行失效，由檔案室負(fù)責(zé)收回。設(shè) 計(jì) 輸 入 簡(jiǎn) 圖設(shè) 計(jì) 輸 入有關(guān)法規(guī)、引用標(biāo)準(zhǔn)引進(jìn)日本都筑株式會(huì)社技術(shù)顧客要求、管片圖樣信息設(shè)計(jì)說(shuō)明、產(chǎn)品性能、參數(shù)、總體精度、