NTU039土压平衡盾构机结构与分系统功能分析

技术应用 I T e c h n i q u e a n d a p p l i c a t i o n

N T U O 3 9土压平衡盾构机结构与分系统功能分析◆王颖

北方重Z -集团有限公司盾构机分公司质量部

辽宁沈阳 l 1 0 1 4 1

摘要：本文介绍了 N T U 0 3 9土压平衡式盾构机的工作原理、系统结构和主要子系统功能。针对盾构机的主要组成部分，重点说

明了刀盘、盾体、主驱动、管片拼装机、螺旋排土机构等主要系统结构，分析了通风、润滑、泡沫、膨润土、注浆等主要功能子系统的构成和作用。 关键词：盾构机，系统结构，控制

O引言

仓内具有适当压力与开挖面水土压力平衡，以减少推进对地层土体的扰动，从而控制地表沉降，出土时由安装在开挖舱下面的螺旋运输机的上排土口连续地将渣土排到皮带输送机上，再经皮带输送机运送到隧道内的服务车上，通过竖井运到地面。螺旋运输机是靠转速控制来掌握出土量， 出土量要密切配合刀盘的切削速度，以保持开挖仓内始终

盾构机是盾构隧道挖掘机的简称，广泛应用于地铁、 铁路、公路、市政、水电等隧道工程建设，具有自动化程度高、施工速度快、一次成洞的特点。盾构机针对各自的地质条件进行独特的设计制造，将岩土、光学、机械、电气电子、液压、真空技术、传感信息技术、P L C程序逻辑控制等完美地结合起来],形成了土体的切削开挖、渣土输送、隧道衬砌拼装、i贝 4量导向纠偏等功能，并实现

充满泥土而又不至于饱满。盾构机掘进一环的距离后，管片拼装机操作人员操纵拼装机，进行单层衬砌管片的安装，

了地面监控室对盾构机运行的实时监控。针对作业环境盾构机掘进时，启动同步注浆系统，浆液注入隧道管片与的不同，盾构机又分为土压平衡式盾构机 (密封式 )、泥

土层之间的环隙中，稳定管片和地层，使隧道一次成型。 2 N T U0 3 9土压平衡盾构机的结构盾构机由刀盘、盾体、主驱动、保压人舱、管片拼装机、

水盾构机 (密封式 )、硬岩盾构机 (敞开式 )等不同类型。本文针对北方重工集团有限公司盾构机分公司开发的 N T U

0 3 9土压平衡式盾构机的工作原理、系统结构、各分系统功能等进行具体分析。

螺旋排土机构、后配套装置、电气系统、辅助设备组成[ 4 - 5] o2 . 1刀盘

1土压平衡盾构机的工作原理N T U 0 3 9土压平衡式盾构机是北方重工集团有限公司盾构机分公司针对用户需求进行定制开发的大型装备，总长度 1 0 6 m,盾体长 9 . 8 m,后配套长 9 6 m,主驱动总功率 9 6 0 k W,转速范围 0—3 . 2 5 r p m,最大推进力 4 2 0 0 0 k N@3 4 5

刀盘是盾构机上直径最大的部分，分布着中心滚刀、 滚刀、刮刀、边缘刮刀、撕裂刀、中心撕裂刀、周边保护刀，依据土质的软硬选择不同刀具。在不同的切削半径上，安

装了具有磨损检测功能的刮刀，当刀具磨损到一定程度，

里面的压力油喷涌而出，压力传感器的压力由 5 b a r降为O b a r,提醒操作者停机更换刀具。所有刀具与焊接在刀盘辐条、辐板上的刀座采用螺纹连接，可在开挖仓中进行更换。刀盘的外侧装有仿形刀，在盾构机转向掘进时，仿形刀油缸使仿形刀沿刀盘径向方向向外伸出，扩大开挖直径，易于盾构机的转向。刀盘法兰板的后部安装一个旋转接头，

b a r;最大掘进速度可达 1 0 0 m m/ m i n。下面结合 N T U 0 3 9土压平衡式盾构机，说明土压平衡式盾构机的工作原理】。 N T U 0 3 9土压平衡式盾构机是利用变频电机驱动安装在盾构机前面的全断面切削刀盘，同时开启盾构机推进油缸，将盾构机向前推进。随着推进油缸的推进，刀盘持续

旋转，被切削下来的土体进人刀盘后面的开挖仓内，并使通过旋转接头将泡沫、磨损检测刀压力油、仿形刀压力油、

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