7.1.2 盾构机的组成及各组成部分在施工中的作用

更新于 2026年10月13日 版权声明
7.1.2 盾构机的组成及各组成部分在施工中的作用

盾构机主要由盾体、刀盘、刀盘驱动、双室气闸等多个部分组成。

1.盾体

盾体主要包括前盾、中盾和尾盾三部分,这三部分都是管状筒体。前盾和与之焊在一起的承压隔板用来支撑刀盘驱动,同时使泥土仓与后面的工作空间相隔离,推力油缸的压力可通过承压隔板作用到开挖面上,以起到支撑和稳定开挖面的作用。承压隔板上在不同高度处安装有五个土压传感器,可以用来探测泥土仓中不同高度的土压力。前盾的后方是中盾,中盾和前盾通过法兰以螺栓连接,中盾内侧的周边位置装有30个推进油缸,推进油缸杆上安有塑料撑靴,撑靴顶推在后面已安装好的管片上,通过控制油缸杆向后伸出可以提供给盾构机向前的掘进力,这30个千斤顶按上下左右被分成A、B、C、D四组,掘进过程中,在操作室中可单独控制每一组油缸的压力,这样盾构机就可以实现左转、右转、抬头、低头或直行,从而可以使掘进中盾构机的轴线尽量拟合隧道设计轴线。中盾的后方是尾盾,尾盾通过14个被动跟随的铰接油缸和中盾相连。这种铰接连接可以使盾构机易于转向。

2.刀盘

刀盘是一个带有多个进料槽的切削盘体,位于盾构机的最前部,用于切削土体。刀盘的开口率约为28%,直径6.28m,是盾构机上直径最大的部分。一个带四根支撑条幅的法兰板被用来连接刀盘和刀盘驱动部分,刀盘可根据被切削土质的软硬程度而选择安装硬岩刀具或软土刀具,刀盘的外侧还装有一把超挖刀,盾构机在转向掘进时,可操作超挖刀油缸使超挖刀沿刀盘的径向方向向外伸出,从而扩大开挖直径,这样易于实现盾构机的转向。超挖刀油缸杆的行程为50mm。刀盘上安装的所有类型的刀具都由螺栓连接,都可以在刀盘后面的泥土仓中更换。法兰板的后部安装有一个回转接头,其作用是向刀盘的面板上输入泡沫或膨润土以及向超挖刀液压油缸输送液压油。(https://www.daowen.com)

3.刀盘驱动

刀盘驱动由螺栓牢固地连接在前盾承压隔板上的法兰上,它可以使刀盘在顺时针和逆时针两个方向上实现0~6.1rpm的无级变速。刀盘驱动主要由8组传动副和主齿轮箱组成,每组传动副由一个斜轴式变量轴向柱塞马达和水冷式变速齿轮箱组成,其中一组传动副的变速齿轮箱中带有制动装置,用于制动刀盘。安装在前盾右侧承压隔板上的一台定量螺旋式液压泵驱动主齿轮箱中的齿轮油,用来润滑主齿轮箱,该油路中一个水冷式的齿轮油冷却器用来冷却齿轮油。

4.双室气闸

双室气闸装在前盾上,包括前室和主室两部分,当掘进过程中刀具磨损工作人员进入泥土仓检察及更换刀具时,要使用双室气闸。在进入泥土仓时,为了避免开挖面的坍塌,要在泥土仓中建立并保持与该地层深度土压力和水压力相适应的气压,这样工作人员要进出泥土仓时,就存在一个适应泥土仓中压力的问题,通过调整气闸前室和主室的压力,可以使工作人员适应常压和开挖仓压力之间的变化。但要注意,只有通过高压空气检查和受过相应培训有资质的人员,才可以通过气闸进出有压力的泥土仓。现以工作人员从常压的操作环境下进入有压力的泥土仓为例,来说明双室气闸的作用。工作人员甲先从前室进入主室,关闭前室和主室之间的隔离门,按照规定程序给主室加压,直到主室的压力和泥土仓的压力相同时,打开主室和泥土仓之间的闸阀,使两者之间压力平衡,这时打开主室和泥土仓之间的隔离门,工作人员甲进泥土仓。如果这时工作人员乙也需要进入泥土仓工作,乙就可以先进入前室,然后关闭前室和常压操作环境之间的隔离门,给前室加压至和主室及泥土仓中的压力相同,打开前室和主室之间的闸阀,使两者之间的压力平衡,打开主室和前室之间的隔离门,工作人员乙进入主室和泥土仓中。

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