中铁装备盾构机常州地铁技术交流资料0803

专业制造专业服务常州地铁1号线TJ-14标盾构方案评审汇报材料专业制造专业服务目录三、盾构典型工程案例二、盾构的针对性设计及特点一、工程概况及掘进重难点专业制造专业服务常州市轨道交通1号线在线网中为南－北方向的基本骨干线，北临长江，南临太湖，一期工程线路长33.837km。其中高架线2.161km，地下线31.48km。共设29座车站；途径新北区、天宁区、武进区三大行政区域，串联了新港、新龙、高新、中心、湖塘、武南六大组团，线路走向北起北海路站，南至南夏墅。专业制造专业服务本标段位于常州市新北区，共有两站(新桥站、旅游学校站)、两区间【新桥站～旅游学校站】、【旅游学校站～新龙站】。专业制造专业服务【新桥站～旅游学校站】左线长1071.314m，右线长1072.102m，埋深范围9.1～15.6m，昀小曲线半径R2000m，昀大纵坡坡度25‰，隧道下穿老塘港河及规划拆迁的新桥农业生产资料部、常州新区新桥合成化工厂。隧道穿越地层：5①层粉土、5②层粉砂、6②层粉质粘土专业制造专业服务左线长1132.171m，右线长1132.186m，埋深范围9～20m，昀小曲线半径R3000m，昀大纵坡度25‰。隧道下穿规划河道，线路两侧主要有一些规划拆迁的民用建筑。隧道穿越地层：6②层粉质粘土、5②层粉砂。【旅游学校站～新龙站】专业制造专业服务水文条件地下水按其埋藏条件可分为潜水、承压水（第Ⅰ层承压水和第Ⅱ层承压水）和基岩裂隙水。孔隙承压水主要赋存于⑤1-1粉土、⑤1-2粉砂夹粉土、⑤2粉砂、⑤3粉砂夹粉土层中，埋深为地面下3～10.8m。基岩裂隙水水水量较小，径流缓慢。下穿老塘港河，盾构区间隧道两次下穿规划河道。专业制造专业服务----隧道局部粉质粘土地层粘性成分多，当改良效果不佳时，刀盘、土仓可能会发生泥饼；----穿越含水粉砂及细砂层掘进喷涌及磨损问题；----穿越细砂层掘进扭矩、推力大，土仓压力保持与地面沉降控制难问题。----管片上浮控制难；盾构姿态控制难。盾构掘进主要重难点：专业制造专业服务¾在粉质粘土、粉细砂中掘进，渗透系数小，可能会在刀盘上产生“泥饼”及“糊刀”现象，影响掘进效率。专业制造专业服务¾在砂层中刀盘刀具以及螺旋输送机磨损情况照片：专业制造专业服务¾砂层由于摩擦阻力大，掘进中存在扭矩大（3500-4000kNm）、推力大(1500-2000T)，土仓建压困难(0.5-0.7bar)等现象，对渣土改良要求高。专业制造专业服务¾盾构在透水砂层时，易发生喷涌。常规泡沫改良方式难以使土仓渣土具有良好的塑性，螺旋输送机的土塞效应不易形成，在压力作用下易产生喷涌；若控制不好，易产生地表沉降。专业制造专业服务目录三、盾构典型工程案例一、工程概况及掘进重难点二、盾构的针对性设计及特点专业制造专业服务盾构整机长度82m，共配置主机、设备桥及6节拖车，如下图：82m专业制造专业服务¾常州地铁1号线管片为外径6200mm,内径5500mm。¾刀盘开挖直径φ6360，盾体直径φ6350，保证开挖直径，同时减少相对于盾体的扩挖量。专业制造专业服务刀盘设计¾刀盘结构：6扭腿6辐条6面板结构，采用圆管式主梁及圆管式扭腿，结构形式可避免泥饼，且在粉质粘土、砂层施工时搅拌扭矩较小。¾开口率：开口率43%，开口均匀分布，利于渣土流动流畅及土压传递更真实；不利于形成刀盘泥饼。专业制造专业服务9布置72把切刀，宽150mm9布置44把仰角撕裂刀，与切刀高差35mm专业制造专业服务¾刀盘外沿采用直角设计，对周边地层扰动小。¾大圆环外部焊接耐磨复合钢板，同时布置8把边刮刀，6组大合金保径撕裂刀和12把切口环保护刀，可以保证开挖直径和防止刀盘刀圈梁磨损。直角设计专业制造专业服务¾配置1把仿形刀，可确知超挖位置及测量超挖行程。¾超挖刀液压系统采用独立的泵站，避免了主液压系统受到超挖刀系统污染的可能。专业制造专业服务¾刀盘刀具磨损检测：油压式刀具磨损监测装置可提前发现刀具磨损情况，避免发生刀盘盘体及刀座严重磨损的情况，布置2个位置，具备磨损后可更换功能。磨损检测装置专业制造专业服务在中心隔板上设有通管，配有球阀和堵塞棒，需要时可抽出堵塞棒，使用长杆通过通管探测土仓中心泥饼，在泥饼尚未压固前，可以使用长杆机械捅开泥饼（配合高压水冲刷）。抽出堵塞棒后，如土仓未结泥饼，存在高压地下水，则关闭球阀。防泥饼设计：土仓中心泥饼探测装置专业制造专业服务刀盘面板均匀布置6个刀盘喷口，其3个泡沫喷口，2个膨润土喷口，预留1路，每个喷口均为单管单泵设计；背部拆除式。安装及工作状态洞内抽出维修或更换防泥饼设计：渣土改良添加口专业制造专业服务主轴承环件结构可使土仓中心隔板固定，安装有中心固定搅拌棒，能够有效防止土仓中心泥饼产生。防泥饼设计：改善土仓中心碴土流动专业制造专业服务¾配置8组液压驱动，额定扭矩6000kNm，脱困扭矩7450kNm，可以满足在砂层等对扭矩要求较高的地层中掘进；昀高转速2.2r/min。根据类似地层施工经验，掘进扭矩为2400-3500kNm，转速为1-1.5r/min左右。¾主驱动有较高扭矩储备系数，确保在砂层等特殊地层条件下顺利通过，有效控制沉降，规避施工风险；且预留一个主驱动马达安装孔位。主驱动设计专业制造专业服务主轴承：采用φ3061mm主轴承，具有双排主推滚子，可承受较大偏载。双排滚柱主驱动设计专业制造专业服务按照常州管片布置，推进油缸为16组32根Φ210/180-2150m双缸形式，昀大总推力3879T，推力面积比122.2T/m2。分成4组，上6下10左8右8，每组配置1个内置行程传感器。根据根据类似地层施工经验，推力一般为900-1500T。推进系统专业制造专业服务铰接系统采用高低压切换设计，具有较好的脱困功能，同时铰接可实现分组控制，更好的调节盾尾姿态。分组控制铰接专业制造专业服务¾采用轴式内径800mm,最大通过粒径290×560mm，设计有一道前闸门和两道出渣闸门，螺旋机轴可伸缩，伸缩量900mm。¾尾部中心液压驱动，额定扭矩125kNm,最高转速25r/min。¾预留了膨润土和高分子聚合物注入接口和保压泵接口，后闸门配置蓄能装置，设备断电时，可自动关闭闸门。螺旋输送机设计专业制造专业服务当地下水比较丰富、土层透水系数较高，且螺旋机内的碴土难以形成“土塞”时，存在发生喷涌的风险。针对上述难题，设计如下：（1）盾构机出土口设置2个闸门，“S”形弯道,交替开启以降低喷涌压力；（2）预留了膨润土和高分子聚合物注入接口，必要时，可向土仓壁和螺旋机内注入膨润土或高分子聚合物，以缓解螺旋机的喷碴压力。（3）设置有保压泵接口，必要时可联接泥浆泵或泥浆管，缓解喷碴压力。防喷涌设计双闸门保压泵接口专业制造专业服务在螺旋轴昀易磨损的前端叶片上焊接复合材料耐磨块。前盾连接座、螺机筒体内设有复合耐磨钢板。耐磨设计专业制造专业服务改良孔观察窗土压传感器螺旋机其它细节设计专业制造专业服务根据相关工程案例，发生喷涌或硬塑粘土中掘进时，盾构机的10°小倾角皮带机，输送稀碴的能力较大提高，基本能够将稀碴送出，保证发生喷涌时掘进施工的正常进行。10°小角度皮带机设计专业制造专业服务¾管片拼装机结构形式为主梁式，具有6个自由度。¾旋转动作采用两套独立的限位系统，任一系统给出限制信号，相应动作即刻停止，从而在双重保护模式下确保系统安全可靠运行。主机与后配套可伸缩行走平台管片拼装机上部平台，方便管片螺栓安装管片拼装机设计专业制造专业服务¾泡沫系统采用单管单泵单喷口的方式，每路泡沫均可独立工作。¾采取预混合方式，增强发泡效果，降低泡沫消耗量。¾喷口总成可以完全从刀盘背面抽出，便于维修或更换。泡沫混合液箱安装及工作状态洞内抽出维修或更换泡沫转运泵泡沫系统设计专业制造专业服务配置有1台膨润土泵用于渣土改良，可通过单独管路注入刀盘前进行渣土改良。膨润土系统设计专业制造专业服务同步注浆系统采用两台德国SCHWING泵，可实现流量及压力检测。注浆能力以昀高掘进速度（80mm/min)设计。同步注浆系统设计专业制造专业服务常规注浆口设计在尾盾左上、右上、左下、右下位置，特别在砂层及砾石地层中，由于渗透性好，注浆填充率不够时，拱顶空洞往往不能得到有效回填。在盾尾顶部增设2个注浆口，可直接对顶部空洞进行回填，这样，盾尾注浆管共有4×2+2根，正常情况下4用6备。注浆时根据超挖情况，调整泵出口管路连接位置进行作业。专业制造专业服务二次补强注浆系统为了及时补充注浆效果，防止地表沉降及管片上浮，盾构上可设计管片背部二次注浆系统。专业制造专业服务设计有三道尾刷，昀后一道尾刷采用外包钢板设计。尾刷与管片贴得更紧，密封效果更好，同时弹簧钢板在一定程度上降低了浆液前窜，延长刷丝使用寿命。铰接密封和加强型尾刷专业制造专业服务盾构设备配置双舱并联人仓及成熟的德国SAMSON公司的全气动压力调节装置，此套系统为全气控装置，在网电断电时系统仍能正常工作，确保带压换刀时舱内人员安全。副舱主舱气体保压系统及人舱设计专业制造专业服务专业制造专业服务¾液压元件采用国际知名品牌可靠性高，性能稳定。¾采用独立的循环冷却系统，改善施工隧道环境，提高设备使用寿命。¾液压站采用力士乐变量泵，节能降耗。液压系统设计：专业制造专业服务有害气体检测：配置一套气体检测装置，为便携式，可检测CH4、CO、CO2和O2，采用声光报警。后配套部位在螺旋机处安装固定检测仪，监测螺旋机出渣口有害气体，包含有CH4、H2S和O2。专业制造专业服务控制柜采用分布式I/O控制，拖车与拖车直接连接的电缆只有通信电缆及少数几根供电电缆，在盾构拆装时比较方便，后期维护简单。分布式式I/O电缆较少集中式I/O电缆较多分布式I/O电缆较少电控系统分布式I/O设计专业制造专业服务通过互联网远程诊断及调试系统，技术人员可在办公室内完成对异地设备的远程诊断及调试，可快速的确诊故障所在，并及时给以处理方案，减少设备的停机时间。互联网远程诊断及调试系统：专业制造专业服务互联网远程诊断及调试系统：中铁装备提供软件，安装于普通配置电脑即可实行监控。专业制造专业服务数据智能管理系统专业制造专业服务可选用德国VMT激光导向系统。系统为成熟产品，在盾构、TBM上配套使用多台。导向系统专业制造专业服务专业制造专业服务中铁装备盾构的技术特点：人性化设计专业制造专业服务专业制造专业服务中铁装备盾构的技术特点：人性化设计专业制造专业服务专业制造专业服务管片拼装机平台，适应管片弧度方便行走管片拼装机上部平台，方便管片螺栓安装中铁装备盾构的技术特点：人性化设计主机与后配套可伸缩行走平台专业制造专业服务项目主要参数开挖直径Φ6360mm盾体直径Φ6350/6350/Φ6350mm开口率43%刀盘转速0-2.2rpm主驱动功率750kW昀大扭矩6000kNm脱困扭矩7450kNm昀大推力3879T昀大推进速度80mm/min装机功率1494.95kW整机设计主要参数表专业制造专业服务盾构核心部件供应商名录主轴承SKF法国主驱动减速器Zollern德国导向系统VMT德国PLCSiemens德国推进油缸hengli中国注浆泵Schwing德国液压泵Rexroth德国液压马达Rexroth德国油脂泵固瑞克美国专业制造专业服务目录二、盾构的针对性设计及特点一、工程概况及掘进重难点三、盾构典型工程案例专业制造专业服务中铁7、8、9、10、11---郑州粉质粘土、粉砂¾中铁2、7、9号机正在郑州施工地铁2号线；¾中铁9号在地铁1号线施工时，掘进速度快，提前出洞后，负责接应某进口品牌盾构；¾中铁10号在郑州2个区间、北京1个区间掘进后，目前已调到石家庄使用；¾中铁11号已累计掘进5200m.专业制造专业服务郑州地铁2号线多台中铁装备盾构中铁31、32、33号郑州粉质粘土、粉砂、细砂¾中铁31号在郑州掘进两个区间后调到武汉使用，目前在武汉正在施工第二个区间，累计掘进4125m。¾中铁32号郑州施工后调用西安。¾中铁33号施工于郑州。专业制造专业服务郑州地铁1号线5台中铁盾构CRECNo.2、7～11、31～3