泥水加压平衡盾构机.ppt

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1、泥水加压平衡盾构机(slurry(mix)shield),Herrenknecht AG 2006.4,海瑞克公司简介,1977年由马丁.海瑞克博士创立,公司总部位于德国南部的施瓦诺市,靠近法国和瑞士.公司现有员工1500人,总部1000人,主要的设计和管理人员集中在此.同时有几个大的总装车间(60000平米).在亚太地区,总部在新加坡,中国北京代表处;另:广州市有2个大的总装车间(保税区和南沙);与国内多家大型企业合作完成盾构的组装制造.(上海隧道、大重、武汉重工、广重、首钢、上海振华港机集团、沪东造船)再有,广州保税区设备件库.中国地区有工作人员150人已生产盾构1200余台,2000年进

2、入中国大陆,已经供应了50台.生产的隧道掘进设备从100mm 15.44m,从软土地层到300MPa强度的岩石地层.国内泥水盾构:上海崇明岛15.44米2台,南京过江隧道2台,南水北调穿黄工程9米 2台.管理方针:设计创新 制造精心 保证质量 按时交货全面的售前售后服务,海瑞克德国施瓦诺总部,广州保税区工厂,广州南沙开发区工厂,盾构机简介,1 简要分类 a.土压平衡式盾构机(EPBM)b.泥水加压平衡盾构(SLURRY SHIELD)c.隧道掘进机(岩石)(TBM)此外,有复合盾构 异型盾构 盾构选型主要依据土壤的级配曲线,土壤的渗透系数，水压等,土压平衡盾构总装图,盾构机各部分名称,刀盘Cu

3、tting wheel(cutterhead),主驱动Main drive,超前钻,尾盾,盾尾密封,螺旋机,推进千斤顶,铰接油缸,拼装机,拼装机头,人闸,管片,土压平衡盾构(EPBM),泥水盾构(混合)slurry(mix)shield,全断面岩石掘进机TBM,三联盾构,球型盾构,混合式(泥水)盾构机,混合式盾构机基本技术原理/气垫调节原理刀盘在膨润土中旋转、开挖隧道。挖掘的碴土与膨润土悬浮液混合。在盾壳区域内，刀盘旋转进行开挖的部分称为开挖舱，压力舱板将它与盾体区域分隔开来。开挖舱内的土压和水压被膨润土吸收，从而避免了不受控制的土壤透入，并保证了隧道开挖面的稳定。使用该系统，在良好的操作和注

4、浆条件下，TBM能够把沉降控制在较小的范围。开挖舱被一个称为分隔舱板的钢板分隔成两个区域。,开挖仓,人闸,调压仓,气垫,压力仓板,泥水盾构(混合盾构),工作原理,气垫调节舱内的压缩空气气垫产生支持压力并将该压力传至膨润土悬浮液从而调节液位高度。承压悬浮液产生的支持压力传输到开挖舱，这时，整个开挖舱内完全充满承压的膨润土悬浮液。开挖舱内悬浮液的波动将被精确控制以保持平衡状态。,气垫调节功能,空气压力能够在高工作压力范围内自由、安全地调节（Westerschelde项目压力高达8.5bar）。压缩空气调节器通过压缩气垫来补偿膨润土液位压力的差值从而使该压力保持平衡。压缩空气调节系统的功能,双气路调

5、压回路,工作气路,备用气路,调节器调节作用的实现无需电力，因此能够持久提供支持压力。调节器安装了两个独立的单元来防止可能出现的干扰，并用于维保停机阶段和断电情况（高压电缆延伸时）。,混合式盾构机技术,混合式盾构机技术是最安全、最先进的隧道开挖技术。在不稳定地质状况、高压力下，混合式盾构机的以下几方面的技术能够保证隧道的安全开挖。碴土运输膨润土泥水传输和支持压力的控制（气垫）彼此分开，开挖舱内的膨润土（渗入泥饼）不断更新:挖掘的碴土与靠近出渣管（左、右）的膨润土混合，在TBM底部产生涌流效应从而使碴土易于流动；压力舱板上部和中部的其它冲刷点将使开挖舱内集中的全部水流和新鲜膨润土的重新分配达、混合

6、到最佳状态。高涌流效应和安装在吸管前面的冲刷管避免了碴土粘结的危险；,土仓泥膜的形成,渗入泥膜检查、维保阶段的隧道掌子面和开挖舱14,200mm 混合式盾构机易北河隧道,压力控制,混合式盾构机的开挖区域设计为一个双舱构造：开挖舱为前舱，气垫调压舱为后舱（工作舱）。气垫控制、调节支持压力。该压力由压缩空气系统精确地进行控制。开挖舱内的受压悬浮液通过分隔舱板门连到气闸。开挖舱内完全充满受压的悬浮液后就会产生支持压力。传输到膨润土悬浮液的支持压力精确率为0.1bar。泥浆管路内的浮动变化将被准确、迅速平衡。,双仓泥水盾构的压力调节,图1,单仓泥水盾构的压力调节,图 2,对比分析,隧道开挖混合式盾构机

7、技术能够保证支撑压力的精确率为+/-0.1bar。在隧道开挖过程中，外界压力的变化不会对开挖面的稳定造成影响，见上图1。隧道开挖过程中，传统泥水盾构机（单舱）开挖舱内支持压力较大的变化会带来隧道开挖面不稳定情况及发生塌陷的危险，见上图2。支持压力较大的波动将导致基床不稳盾构机基床不稳定管片衬砌基床不稳定,气垫调压舱及进入通道,维保工作在处于大气压下的气垫调压舱内进行，例如在检修筛选器（格栅）、碎石机或出渣管，或移开障碍物。在高压情况下，工作人员通过安装在压力舱板内的人闸可以安全地进入气垫调压舱。基本上无需为检查刀盘而对隧道开挖面进行土体改良（但该措施实施与否取决于地质状况）。如可能，承压渗入泥饼和一个通过气垫调节技术精确控制的压力降低步骤可以保证人员能够安全进入开挖舱。在检修工作中，气垫控制调节越精确，坍塌的危险就越小。,