盾构机结构简介.ppt

盾构是一个具备多种功能于一体的综合性隧洞开挖设备,它集和了盾构施工过程中的开挖、出土、支护、注浆、导向等全部的功能，目前，盾构机已成为地下交通工程及隧道建设施工的首选设备被广泛使用
优点
① 不受地面交通、河道、航运、季节、气候等条件的影响。
② 能够经济合理地保证隧道安全施工。
③ 盾构的掘进、出土、衬砌、拼装等可实行自动化、智能化和施工运输控 制信息化。
④ 掘进速度较快，效率较高，施工劳动强度较低。
⑤ 地面环境不受盾构施工的干扰。
缺点
① 盾构机械造价较高。
② 在饱和含水的松软地层中施工地表沉陷风险大。
③ 隧道曲线半径过小或埋深较浅时难度较大。
④ 设备的转移、运输、安装及场地布置等较复杂。
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为适应各种不同类型土质及盾构机工作方式的不同，盾构机可分为三种类型、四种模式：
三种类型：
① 软土盾构机；
② 硬岩盾构机；
③ 混合型盾构机。
四种模式：图2-1 盾构机总图 ① 开胸式；
② 半开胸式（半闭胸式、欠土压 平衡式）；
③ 闭胸式（土压平衡式）；
④ 气压式。
图2-1 盾构机总图
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图2-2 盾构机主机结构图
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（一）刀盘
刀盘是盾构机的核心部件，其结构形式、强度和整体刚度都直接影响到施工掘进的速度和成本，并且出了故障维修处理困难。
常见的结构有：平面圆角刀盘、平面斜角刀盘、平面直角刀盘。
盾构机刀盘应满足以下要求：
① 刀盘应有足够的强度和刚度。
② 刀盘应有较大的开口率。
③ 针对地层的变化，能够方便地更换硬岩滚刀和软岩齿刀。
④ 刀盘结构应有足够的耐磨强度。
⑤ 刀盘上应配置足够的渣土搅拌装置。
⑥ 刀盘上应配置足够的注入口，各口并装有单向阀。以满足刀具的冷却、润滑和渣土改良。
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硬岩盘口部分
开挖直径6280mm
图2-3 刀盘
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（1）下面是海瑞克公司的刀盘结构和参数：结构形状：平面圆角形刀盘。铸造和焊接混合型。
外形尺寸：F6280mm F6130mm（刀圈外经）Ｘ1410mm总厚（刀盘厚580mm）刀盘质量：57000kg开口率：28% 超挖刀行程：50mm 刀盘转0- 最大扭矩：I- II- 脱困扭：
结构：刀盘前端面有8条辐板（开有8个对称的长条孔），其上配有滚刀（齿刀）座、刮刀座和2根搅拌棒，刀盘与驱动装置是用法兰连接，法兰与刀盘之间是靠四根粗大的辐条相连。为保证刀盘的抗扭强度和整体刚度，刀盘中心部分、辐条和法兰是采用整体铸造，周边部分和中心部分采用先拴接后焊结的方式连接。（以前该件需从国外进口，现在已国产化）。为保证刀盘在硬岩掘进时的耐磨性，刀盘的周边焊有耐磨条，面板上焊有栅格状的Hardox耐磨材料。刀盘上装有4路泡沫管并分8个出口，各口都装有单向阀。装有塔形滚刀超挖刀一套，配油管2根,其行程为：50mm。刀盘上可装双刃滚刀4把，单刃滚刀31把，正面齿刀64把。边缘齿刀16把。
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（2）刀具的配置：
刀具的结构、材料及其在刀盘上的数量和位置关系直接影响到掘 进速度和使用寿命。不同的地层条件对刀具的结构和配置是不相同的。
① 刀具种类
图2-4 单刃滚刀结构图
图2-5 双刃滚刀结构图
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双刃中心刀
单刃滚刀
中心齿刀
窄齿刀
切刀
弧形刮刀
仿形刀
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② 刀具的破岩机理：
分软岩切削机理和硬岩破岩机理。软岩切削机理是刀具对土层的挤压所产生的剪切力来破坏土层而达到切削效果。
图2-6
软土刀具切削机理示意图
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滚刀破岩要想达到满意效果，必须满足两个条件：
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因为以下因素很难满足以上条件：
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