1、盾構(gòu)機(jī)構(gòu)造及工作原理1盾構(gòu)機(jī)的發(fā)展歷史盾構(gòu)機(jī)作為修建地下隧道的一種設(shè)備，最早出現(xiàn)在 1818年，當(dāng)時(shí)是在修建泰晤士河橫斷隧道，是由托勒維克斯提出了盾構(gòu)方案，并取得了專利。1896年由萊普斯設(shè)計(jì)出近似于現(xiàn)在的機(jī)械式盾構(gòu)。現(xiàn)在盾構(gòu)機(jī)廣泛使用于地下鐵道、公路、電力通信、上下水道等城市技術(shù)設(shè)施的建設(shè)。根據(jù)有關(guān)資料記載，1964至1984年的20年間，日本就制造了大概5000臺(tái)盾構(gòu)機(jī)。日本的很多廠家都可以制造盾構(gòu)機(jī) 象三菱重工、川崎重工、小松、日立等公司。2盾構(gòu)機(jī)的分類 1)人工挖掘式 2)封閉式3)半機(jī)械挖掘式4)敞開式機(jī)械挖掘式5)泥水式6)土壓式葉片式3.土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造與工作原理3.1盾構(gòu)機(jī)

2、主要由下列一些裝置構(gòu)成1、 盾構(gòu)機(jī)殼體（前殼體、中殼體、盾尾）2、 推進(jìn)油缸3、 切削刀盤4、 鉸接裝置5、 螺旋輸送機(jī)6、 管片拼裝機(jī)7、 皮帶輸送機(jī)8、 整圓器9、 單、雙軌梁10、盾尾密封11、同步注漿系統(tǒng)12、加泥系統(tǒng)13、加注泡沫裝置14、超挖刀裝置15、人行閘16、集中潤滑17、盾尾密封油脂注入系統(tǒng)18、后續(xù)臺(tái)車19、動(dòng)力源20、液壓控制設(shè)備21、電氣設(shè)備22、檢測(cè)裝置及資料收集系統(tǒng)23、管路系統(tǒng)4功能分析說明 在說明盾構(gòu)機(jī)各部位的功能時(shí)，以下以我單位購買的日本小松公司盾構(gòu)機(jī)為例。4.1、抵擋周圍土體壓力的功能：抵擋周圍土體壓力的功能是由盾構(gòu)機(jī)前殼體、中殼體和盾尾殼體完成。盾構(gòu)機(jī)主

3、機(jī)殼體是用鋼板焊接而成的園型筒體，在內(nèi)部焊有筋板、環(huán)板等一些加強(qiáng)板，具有足夠的耐土壓、水壓的強(qiáng)度和剛度。4.1.1、盾構(gòu)機(jī)本體：盾構(gòu)機(jī)殼體和盾尾殼體的直徑是由管片的外形尺寸、盾構(gòu)機(jī)殼體在施工時(shí)所受的載荷以及隧道最小曲率半徑等所決定。4.1.1.1、構(gòu)造：盾構(gòu)機(jī)本體前安裝有刀盤，盾構(gòu)機(jī)本體內(nèi)安裝有刀盤驅(qū)動(dòng)裝置、推進(jìn)油缸、鉸接裝置、螺旋輸送機(jī)、拼裝機(jī)、整圓器、人行閘、工作平臺(tái)等裝置。4.1.1.2、規(guī)格： （1）盾構(gòu)機(jī)外徑 6340 mm （2）盾構(gòu)機(jī)內(nèi)徑 6260 mm （3）盾尾間隙 30 mm （單側(cè)） （4）殼體鋼板厚 切口環(huán) 40 mm （材質(zhì)Q235）支撐環(huán) 40 mm （材質(zhì)Q235

4、）盾尾環(huán) 40 mm （材質(zhì)Q235） （5）盾構(gòu)機(jī)主機(jī)長 8105mm （6）盾構(gòu)機(jī)主機(jī)殼體分塊數(shù) 4分塊 注：盾構(gòu)機(jī)主機(jī)殼體分三段，但盾尾段再上下分成二塊。4.1.1.3、各部詳細(xì)說明：（1）盾構(gòu)外徑（D）：盾構(gòu)外徑由下式?jīng)Q定：DDs2（CT）其中：D: 盾構(gòu)外徑Ds: 管片外徑C: 盾尾間隙T: 盾尾鋼板厚度 盾尾間隙：C123其中：1：盾尾內(nèi)管片的傾斜量2：管片的真圓度公差。3：管片拼裝時(shí)的余量。a) 由計(jì)算得：當(dāng)隧道曲率半徑R250時(shí)，14.6mmb）管片橢圓度公差：2 根據(jù)日本隧道標(biāo)準(zhǔn)真圓度公差：當(dāng)盾構(gòu)機(jī)外徑 6mD<8m 215mm/27.5mmc）管片拼裝時(shí)的余量：3根據(jù)

5、施工實(shí)績一般取810mm基于以上考慮，盾尾間隙（C）C1234.6+7.5+(810)20.122.1因此，根據(jù)以上計(jì)算并且考慮工程實(shí)績,本盾構(gòu)機(jī)盾尾間隙C取30mm。 盾尾鋼板厚度：盾尾鋼板厚度（T），一般來說是根據(jù)盾尾鋼板自身強(qiáng)度或者盾尾密封安裝厚度（安裝厚度：盾尾密封刷安裝部位殼體厚度T1盾尾密封刷厚度T2）的大小而決定。本工程中，從盾尾密封刷安裝部位的殼體鋼板的強(qiáng)度和剛度關(guān)系考慮，盾尾殼體板厚取40mm。因此可得盾構(gòu)機(jī)外徑：D=Ds+2(C+T)=6200+2(30+40)=6340mm其中：Ds： 管片外徑6200mmC ： 盾尾間隙30mmT ： 盾尾鋼板厚度40mm5.1.2、盾

6、構(gòu)機(jī)長度： 盾構(gòu)機(jī)主機(jī)長度由刀盤、切口環(huán)、支撐環(huán)、盾尾環(huán)的長度組成。盾構(gòu)機(jī)主機(jī)長（不包括中心刀長度）：L = 500 + 2900 + 2270 + 2435 = 8105 mm刀盤部 切口環(huán) 支撐環(huán) 盾尾4.1.3、盾構(gòu)機(jī)整機(jī)靈敏度：盾構(gòu)機(jī)整機(jī)靈敏度為：盾構(gòu)機(jī)主機(jī)長（L）/盾構(gòu)機(jī)主機(jī)外徑（D）L / D = 8105 / 6340 = 1.28由于本盾構(gòu)機(jī)具有鉸接裝置，所以按主機(jī)總長度計(jì)算的靈敏度比沒有鉸接裝置大一些。 4.2、掘進(jìn)、挖掘土壤功能：這一功能是由大刀盤（帶有切削刀具）、刀盤驅(qū)動(dòng)和確保盾構(gòu)前進(jìn)的推進(jìn)系統(tǒng)（推進(jìn)油缸、撐靴）完成。4.2.1、刀盤：4.2.1.1、構(gòu)造：土壓平衡系列盾

7、構(gòu)機(jī)，其刀盤形狀大致有面板式和輻條式二種。本工程由于主要在淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、粉土、粉砂及細(xì)砂層中施工，故刀盤設(shè)計(jì)為面板式（6根輻條加封板），中間支持方式，在刀盤各輻條上設(shè)置切削刀具，可以順時(shí)針或逆時(shí)針回轉(zhuǎn)對(duì)開挖面進(jìn)行掘削。考慮到由于會(huì)在粘性土層中施工，可能會(huì)產(chǎn)生粘性土粘附在刀盤及縫隙上從而引起堵塞，因此把輻條設(shè)計(jì)成倒梯型形狀（刀盤內(nèi)表面開口比外表面大），這樣土砂能更容易地從輻條側(cè)面開口流入土倉。對(duì)本工程中土質(zhì)都能很好地適應(yīng)。4.2.1.2、規(guī)格： (1) 開挖直徑： 6360 mm (單側(cè)高出殼體10 mm)(2) 輻條數(shù)： 6條(3) 刀具種類： 切削刀 78個(gè) (120 mm寬)

8、邊刀 (單刃) 12個(gè) (140 mm寬)邊刀 (雙刃) 4個(gè) 先行刀 （刀盤外周） 12個(gè) 中心刀 （箭型刀） 1個(gè)(4)面板縫隙開口寬度： 550 mm(5) 開口率： 40%(6) 仿型刀： 數(shù)量 2把 伸出推力 294kN 30tf 行程 0135 mm 最大超挖量 125 mm（高出盾構(gòu)機(jī)殼體）4.2.1.3、各部詳細(xì)說明：1) 刀盤形狀： 土壓平衡系列盾構(gòu)機(jī)，其刀盤形狀為面板式。2) 輻條數(shù)： 輻條數(shù)與盾構(gòu)機(jī)直徑成比例增加，一般說，二根輻條之間的刀盤外周長多設(shè)定在2.54.5m左右。如果輻條寬度過大，刀盤與開挖面掘削下的廢棄土接觸面積就增加，可能會(huì)產(chǎn)生過壓密，面板和刀具的磨損也要增

9、加。本盾構(gòu)機(jī)輻條數(shù)： n =×D / 2.54.5 =×6.34 /2.54.5 = 4.48.0其中：n ： 輻條數(shù)D ： 盾構(gòu)機(jī)外徑 考慮到在淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、粉土、粉砂及細(xì)砂層中施工，特別是在粘性土層中施工時(shí)，如果粘性土的粘性特別大，可能會(huì)產(chǎn)生粘性土粘附在刀盤及縫隙上從而引起堵塞，因此，小松公司根據(jù)實(shí)績經(jīng)驗(yàn)將輻條設(shè)計(jì)為6條。3) 開口率： 基于上述輻條數(shù)的考慮，為了防止刀盤中央部位可能的堵塞或土砂的過度取入，在面板型刀盤的有限中央部位盡可能增加開口。設(shè)定刀盤二輻條之間的開口幅度為550mm，刀盤開口率40%。開口率表達(dá)式： W = As / Ar ×

10、100%其中：W： 開口率 （%）As： 刀盤開口部分的總面積 （12.7 m2）Ar： 盾構(gòu)機(jī)刀盤斷面積 (31.57 m2)4）支撐方式： 刀盤采用6根中間支撐方式，用大型軸承支持刀盤，驅(qū)動(dòng)刀盤的回轉(zhuǎn)。在強(qiáng)度上能適合大口徑盾構(gòu)機(jī)，并且，可以確保土倉中土砂的攪拌及流動(dòng)性，特別是可以配置大型人行閘。5）加泥系統(tǒng)注入口： 為了使切削下來的土體能與加泥材料很好的混合，在刀盤輻條前面設(shè)置五個(gè)添加劑注入口。五個(gè)注入口（一只在刀盤中央，二只在刀盤中間部位，二只在刀盤外周）可通過各自二套系統(tǒng)注入加泥材料或發(fā)泡劑等添加料，對(duì)開挖面上的土壤進(jìn)行改良處理，為了確保注入的添加料的效果，五個(gè)注入口及管路分別由二個(gè)互

11、不相關(guān)的注漿系統(tǒng)（或1個(gè)加注泡沫系統(tǒng)）控制。在胸板上也設(shè)有四個(gè)注入口可向土倉中加注添加料。 為了在砂層及砂礫層中改善土體的性質(zhì),配置加注泥漿和發(fā)泡劑添加裝置，可通過加泥、氣泡注入系統(tǒng)向開挖面注入發(fā)泡劑。 刀盤前面的注入口設(shè)有橡膠逆流防止閥（單向閥），以防止管路被泥砂堵塞。如果刀盤中的注入管路被堵塞，可用設(shè)置在刀盤回轉(zhuǎn)中心后端部的接口通過一套液壓疏通裝置用油泵向加泥系統(tǒng)管路加注最大為14Mpa左右的液壓油進(jìn)行疏通，工程效果很好。6）、刀盤土倉中的攪拌裝置：設(shè)置固定攪拌翼和隨刀盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌翼，用攪拌翼把注入在開挖面的加泥材料與切削下來的土體在土倉中進(jìn)行充分的攪拌，提高土體的塑性流動(dòng)性，防止土體

12、的滯留和粘附。使在園滑土倉中的廢棄土體具有良好的流動(dòng)性和止水性。4.2.1.4、刀盤支撐方式的比較和選擇：刀盤的支持方式一般有中間支撐、中心支撐及外周支撐方式三種，從以往的施工實(shí)績看，一般情況下，6m左右的盾構(gòu)機(jī)大多采用中間支撐方式。下面就6m左右的盾構(gòu)機(jī)采用中間支撐方式與采用中心支撐方式各利弊進(jìn)行比較： 表1 刀盤的支持方式比較表 表示好；表示比較好；表示較差名 稱外周支撐中間支撐中心支撐結(jié) 構(gòu) 圖刀盤強(qiáng)度土砂的排出粘附中心部內(nèi)周部外周部大型人行閘安裝1）、在同樣的的地質(zhì)條件偏載荷下，采用中間支撐方式比采用中心支撐方式由于刀盤力臂小，所受彎曲扭矩也，因此在滿足同樣偏載荷下，其強(qiáng)度及剛度可以相

13、對(duì)小。中心支撐形式中間支撐形式力臂大彎曲扭矩大偏載荷力臂小偏載荷彎曲扭矩小圖2中間與中心支撐方式強(qiáng)度及剛度的比較2）、對(duì)于廢棄土的排出與粘附，采用中間支撐方式比采用中心支撐方式，由于在中心處開口大，所以在刀盤的中心部位有利。中心部開口沒有中心部開口大中心支撐形式中間支撐形式圖3中間與中心支撐方式廢棄土的排出與粘附的比較中心支撐形式中間支撐形式因此，刀盤采用中間支撐方式，在強(qiáng)度上能適合大口徑盾構(gòu)機(jī)，并且，在刀盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上可以確保土倉中土砂的攪拌及流動(dòng)性。 4.2.2、刀具：4.2.2.1刀具的配置：l 在外周部位配置了12把單刃刮刀，4把雙刃邊刀。l 切削刀具78把，為了使各刀片的磨損量盡可能

14、接近，根據(jù)其切削工作量，將刀盤分為3部分： 刀盤外周部位每一切削軌跡配置3把刀具。 刀盤中間部位每一切削軌跡配置2把刀具。 刀盤內(nèi)周部位每一軌跡配置1把刀具。l 在刀盤外周配置了12把先行刀具，可減少刀盤外周部位切削刀具的磨損。l 中心刀1把。4.2.2.2、刀具種類：1) 切削刀具和刮刀刀具：切削刀具和刮刀刀具的規(guī)格見表2、形狀如圖4、圖5所示。考慮到各刀具的安裝、更換，采用更換作業(yè)容易的螺栓安裝型。表2 切削刀具、刮刀刀具規(guī)格項(xiàng)目規(guī)格形式切削刀具刮刀刀具刀片材質(zhì)E3（JIS）E3（JIS）刀架材質(zhì)SKC24SKC24刀架保護(hù)材料硬質(zhì)合金堆焊硬質(zhì)合金堆焊刀具寬度120mm140mm刀具高度8

15、0mm80mm （外周10 mm）刀片高度30mm30mm刀具前角150150刀具后角100100刀具刃角650650 圖4 切削刀具形狀 圖5 刮刀刀具形狀2) 先行刀具（根據(jù)需要配置，選購件）：先行刀具的主要作用是減輕切削刀的荷載，減少刀具磨損。焊接在刀盤前表面部位，高于刀盤面板90mm，比切削刀高10mm。 圖6 先行刀具形狀3) 中心切削刀： 為了有效地掘削刀盤中心部位附近的土體和把土砂順暢的排入土倉為目的，在刀盤中心部位，設(shè)置高度350mm具有超硬刀片的中心切削刀。中心切削刀板厚100mm，能承受一定的沖擊載荷。4.2.3、刀盤驅(qū)動(dòng)裝置： 刀盤驅(qū)動(dòng)裝置是盾構(gòu)機(jī)的最關(guān)鍵部件，特別是刀盤

16、密封、大軸承的可靠性、安全性、壽命是至關(guān)重要的。4.2.3.1、規(guī)格：(1) 裝備扭矩： 100%時(shí) 5151kN m 526tf-m （=20.2） 120%時(shí) 6181kN m 631tf-m （=24.3）(2) 轉(zhuǎn)速：無級(jí)調(diào)速最大轉(zhuǎn)速 1.3 rpm (刀盤最外周線速度25.1m/min)最小轉(zhuǎn)速 0.25 rpm (刀盤最外周線速度4.8m/min)(3) 驅(qū)動(dòng)方式： 變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)(4) 驅(qū)動(dòng)電機(jī)： 功率 55kW 臺(tái)數(shù) 8臺(tái) 輸出扭矩 77.2kN 7872kgf-m /臺(tái) 在50Hz時(shí)4.2.3.2、構(gòu)造： 刀盤驅(qū)動(dòng)裝置是由 字型斷面的鋼板焊接構(gòu)造而組成，在內(nèi)部安裝高精度、大負(fù)荷

17、的三排園柱滾子軸承和刀盤驅(qū)動(dòng)密封圈。8臺(tái)變頻電動(dòng)機(jī)通過減速機(jī)輸出軸上的小齒輪帶動(dòng)與其嚙合的大軸承內(nèi)齒圈驅(qū)動(dòng)刀盤旋轉(zhuǎn)，刀盤可以順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。為了防止土砂、水進(jìn)入驅(qū)動(dòng)裝置內(nèi)，在旋轉(zhuǎn)部與固定部中間設(shè)置密封裝置。內(nèi)MY型密封（4道）內(nèi)唇型密封（4道）胸板刀盤驅(qū)動(dòng)部(包括密封、大軸承、小齒輪、減速機(jī)變頻電動(dòng)機(jī)組)作為一個(gè)整體組裝調(diào)試后再用高強(qiáng)度螺栓按規(guī)定的扭矩栓接在盾構(gòu)機(jī)殼體上，這樣能保證盾構(gòu)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)及多次拆裝時(shí)刀盤密封與傳動(dòng)的可靠性與安全性。驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)造如下圖7所示：土倉胸板變頻電機(jī)（帶減速機(jī)）盾構(gòu)機(jī)前殼體外MY型密封（3道）外唇型密封（4道）大軸承刀盤支撐內(nèi)MY型密封（3道）唇型密封（4道）小

18、齒輪高強(qiáng)度螺栓圖7刀盤驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)造5.2.3.3、各部詳細(xì)說明：1）、軸承：軸承形式為三排園柱滾子軸承（帶內(nèi)齒）。軸承規(guī)格見表4所示。表4 軸承規(guī)格項(xiàng)目靜載荷*1動(dòng)載荷*2軸向側(cè) CA (tf)5501886反軸向側(cè) CRA (tf)2650381.2徑向側(cè) CR (tf)366111計(jì)算壽命11615小時(shí)以上大軸承壽命是根據(jù)地質(zhì)條件及埋深所決定的荷載情況（水土壓力）及盾構(gòu)機(jī)配備的推力、盾構(gòu)機(jī)自重等條件而計(jì)算，本工程所選用的大軸承計(jì)算壽命在埋深18m，土的比重1.8t/m3時(shí)為11615小時(shí)。2）、刀盤驅(qū)動(dòng)密封： 刀盤驅(qū)動(dòng)密封由一道機(jī)械式迷宮密封、一道唇型密封（四唇型）、三道MY型密封組成。刀

19、盤驅(qū)動(dòng)密封構(gòu)造如上圖7所示，規(guī)格如表5所示。表5 密封規(guī)格項(xiàng) 目規(guī) 格形 式MY 型唇型（4唇口）材 質(zhì)丁晴橡膠聚胺脂橡膠數(shù)量內(nèi)周（刀盤與胸板）3 道1 道外周（刀盤與殼體）3 道1 道耐 壓 力最大1 Mpa 密封部的磨損主要是密封配合面（鋼板上）的磨損,，根據(jù)小松公司的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在密封圈直徑2000mm、水壓1.08Mpa、轉(zhuǎn)速5rpm，在運(yùn)走距離500km時(shí)，MY型密封配合面的磨損在0.02 mm（包括殼體）以下，溫升在700左右。雖然實(shí)際上磨損量可能要大于預(yù)測(cè)磨損量，但密封圈在裝配時(shí)，密封圈具有很大的壓縮量，因此具有足夠的補(bǔ)償量。3）、潤滑、供脂裝置：軸承部（包括內(nèi)齒圈）、小齒輪采用設(shè)

20、置在主軸承室下部的油池進(jìn)行強(qiáng)制潤滑：油池中的齒輪油用泵輸出，通過濾清器濾清后的清潔潤滑油來潤滑大軸承和內(nèi)齒輪。集中潤滑系統(tǒng)采用集中自動(dòng)間斷給脂式，用泵經(jīng)過分配閥間斷地向刀盤驅(qū)動(dòng)密封（唇型密封及MY型密封）之間加注潤滑油脂，加油脂采用壓力和時(shí)間控制，壓力優(yōu)先；在螺旋輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)部密封處、中心回轉(zhuǎn)接頭密封部分也充填具有一定壓力的潤滑油脂。 并且，在給油脂回路中設(shè)置了當(dāng)發(fā)生異常高壓時(shí)，在報(bào)警的同時(shí)刀盤旋轉(zhuǎn)立即停止的聯(lián)鎖系統(tǒng)，以防止密封損壞。表6 給脂裝置規(guī)格系統(tǒng)項(xiàng)目規(guī)格潤滑裝置形式泵電動(dòng)機(jī)設(shè)置地點(diǎn)油池強(qiáng)制潤滑式11.6L/min×1.5MPa×1臺(tái)0.75kw×400V&

21、#215;4P×1臺(tái)盾構(gòu)機(jī)內(nèi)給脂裝置形式泵電動(dòng)機(jī)設(shè)置地點(diǎn)獨(dú)立強(qiáng)制給脂式(間斷給油脂)0.036L/min×15.7MPa×2臺(tái)0.2kw×400V×4P×2臺(tái)臺(tái)車4.2.3.4、驅(qū)動(dòng)方式：因?yàn)榇罂趶蕉軜?gòu)機(jī)內(nèi)空間較大，驅(qū)動(dòng)裝置空間設(shè)置限制少。為了提高效率，減低起動(dòng)扭矩，簡化后方設(shè)備，改善隧道內(nèi)環(huán)境（低噪音、無高溫）等，切削刀盤采用變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的變頻控制可使刀盤變速運(yùn)轉(zhuǎn)，隨施工狀況和土質(zhì)的軟硬進(jìn)行調(diào)整，所以對(duì)各種土質(zhì)的適應(yīng)性最好。變頻器及變頻電動(dòng)機(jī)是小松公司與日本東芝公司專門為小松公司盾構(gòu)機(jī)使用制造的，已具有20多年的設(shè)計(jì)制

22、造歷史。具有啟動(dòng)時(shí)電機(jī)頻率很低（解決了啟動(dòng)時(shí)電流大的問題），起動(dòng)力矩最大可達(dá)150%，并且能保持各驅(qū)動(dòng)電機(jī)同步等特點(diǎn)。盾構(gòu)機(jī)刀盤驅(qū)動(dòng)一般有以下3種形式： 變頻方式： 變頻電機(jī)+減速機(jī)+驅(qū)動(dòng)刀盤。 電機(jī)離合器方式：電機(jī)+離合器（磁粉）+減速機(jī)+驅(qū)動(dòng)刀盤。 液壓方式： 液壓馬達(dá)+減速機(jī)+驅(qū)動(dòng)刀盤。表7 為3種刀盤驅(qū)動(dòng)方式優(yōu)缺點(diǎn)比較。表7 刀盤的3種驅(qū)動(dòng)方式比較No項(xiàng)目變頻電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)方式液壓方式備 注1驅(qū)動(dòng)部外形尺寸中大小如以外形尺寸為1，則1.52，22.5。2后續(xù)設(shè)備少少大需要液壓泵、大油箱、冷卻裝置等，所以后續(xù)設(shè)備大。3效率 (%)0.950.90.65由于，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，故效率高。4起動(dòng)電

23、流小小小利用變頻起動(dòng)，電流小，因?yàn)榍袛啻欧垭x合器起動(dòng)，電流小，由于無負(fù)荷起動(dòng)，電流小。5起動(dòng)力矩大中小起動(dòng)力矩可以達(dá)到額定力矩的120%，約低20%。6起動(dòng)沖擊小大小利用變頻、控制液壓泵排量，二者可以低轉(zhuǎn)速、緩慢起動(dòng)。由于離合器離、合，所以沖擊大。7轉(zhuǎn)速控制微調(diào)好差好利用變頻、控制液壓泵排量，可以控制轉(zhuǎn)速、微調(diào)。由于采用離合器，所以一般只有二種速度。8噪音小小大由于液壓系統(tǒng)，所以噪音大9隧道內(nèi)溫度小小大由于液壓系統(tǒng)，功率損耗大，所以溫度高。10維護(hù)保養(yǎng)好好差、幾乎不要，液壓系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)復(fù)雜，要求高。11綜合評(píng)價(jià)變頻方式：產(chǎn)業(yè)界普遍采用，其安全性、效率、可靠性都好。電動(dòng)機(jī)方式：其安全性、效率、可

24、靠性好。但適應(yīng)土質(zhì)變化的可靠性差，并且起動(dòng)、反轉(zhuǎn)，速度控制差。液壓方式：其安全性、效率、可靠性差。5.2.3.5、刀盤驅(qū)動(dòng)扭矩：刀盤配置扭矩是根據(jù)理論計(jì)算所需扭矩（見盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算書）、日本及小松公司工程實(shí)績而決定的。1）對(duì)于本工程的土質(zhì)條件，根據(jù)以往的實(shí)績，盾構(gòu)機(jī)直徑在6m左右，扭矩系數(shù)在1423（6.34m的盾構(gòu)機(jī)扭矩在32415329kN-m）之間。2）理論計(jì)算所需扭矩為3947kN-m310.9tf-m，而本工程盾構(gòu)機(jī)配置的額定扭矩（100%）時(shí)為5147kN-m 525tf-m（=20.2），扭矩在120%時(shí)，為 6176kN-m630tf-m（=24.2）。圖8盾構(gòu)機(jī)配置扭矩圖3）

25、從圖9可見（取自日本隧道標(biāo)準(zhǔn)書），本盾構(gòu)機(jī)所配置的扭矩比以往工程施工中同類盾構(gòu)機(jī)的實(shí)績扭矩要大。本機(jī)120%時(shí)本機(jī)額定時(shí)（100%）圖9 土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的值（隧道標(biāo)準(zhǔn)） 所以說，本盾構(gòu)機(jī)所配備的扭矩完全能滿足工程的需要。4.2.4、推進(jìn)裝置：4.2.4.1、規(guī)格： (1) 裝備總推力 37730kN 3850tf(2) 單位面積推力 1195kN/cm2 122tf/ m2 (3) 裝備推進(jìn)油缸數(shù) 22只 (4) 推進(jìn)油缸22只長行程油缸 1715kN×2150st×260×32.4Mpa 175tf×2150st×260×330

26、kgf/cm2 (5) 最大推進(jìn)速度 (油缸全數(shù)動(dòng)作) 6.0cm/min4.2.4.2、各部詳細(xì)說明：1)、盾構(gòu)機(jī)推力及裝備數(shù)量：裝備推力是根據(jù)工程土質(zhì)條件（粘土、砂、砂礫層）所需推力的理論計(jì)算、工程實(shí)績所決定。 、所需理論推力計(jì)算為16625 kN1696.5tf。根據(jù)本工程土質(zhì)條件（特別是在砂、砂礫層），本盾構(gòu)機(jī)配置了足夠大的推進(jìn)油缸：1715kN175tf×22只油缸，總推力為37730 kN3850tf，單位面積推力1195kN/cm2 122tf/ m2,為理論計(jì)算推力的2.27倍。、從圖8可見（取自日本隧道標(biāo)準(zhǔn)書），本盾構(gòu)機(jī)所配置的單位面積推力1195kN/cm2 12

27、2tf/ m2,比以往工程施工中同類盾構(gòu)機(jī)的實(shí)績推力要大。 本機(jī) 圖8 盾構(gòu)機(jī)外徑與裝備推力的關(guān)系（隧道標(biāo)準(zhǔn)書）所以說，本盾構(gòu)機(jī)所配備的推力完全能滿足工程的需要。2)、推進(jìn)油缸行程（St）：考慮封頂塊K型管片能在管片360度范圍內(nèi)的任意處拼裝，22個(gè)推進(jìn)油缸的行程都為2150mm，布置及行程充分考慮了管片的構(gòu)造及拼裝管片的方便。3)、推進(jìn)油缸撐靴：為了防止盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)時(shí)管片的缺損，撐靴不配置在相鄰管片的接縫部位。推進(jìn)油缸撐靴與推進(jìn)油缸活塞頭部是用可任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)的球鉸聯(lián)接，能夠充分對(duì)應(yīng)管片與盾構(gòu)機(jī)的傾斜，保證撐靴平面與管片密貼。為了能使推進(jìn)油缸的推力均勻地傳遞給管片，推進(jìn)油缸撐靴面積要適當(dāng)大些。撐

28、靴表面有一聚安脂膠墊，千斤頂撐靴在與管片接觸時(shí)能保證推力緩和均勻地作用在管片上，確保管片襯砌環(huán)面的受力狀況良好。4.3、抵擋泥漿和水的密封功能：由刀盤驅(qū)動(dòng)密封（大刀盤與殼體之間，以及大刀盤與密封隔倉之間）、集中潤滑系統(tǒng)、鉸接密封、盾尾密封及盾尾油脂系統(tǒng)完成。4.3.1、刀盤驅(qū)動(dòng)密封、集中潤滑系統(tǒng)：前面已介紹4.3.2、盾尾密封及油脂注入系統(tǒng)：1)、構(gòu)造：安裝有3道鋼絲刷式盾尾密封，并且設(shè)置氣動(dòng)盾尾油脂注入系統(tǒng)。本工程的水壓在0.20Mpa左右，根據(jù)小松公司以往工程實(shí)績，采用三道盾尾密封在充滿一定壓力盾尾油脂的情況下可耐0.30.5Mpa的水壓。 設(shè)置了盾尾油脂充填泵和管路，在盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)過程中根

29、據(jù)需要向盾尾鋼絲刷中注入油脂。一般情況下，在水壓小于0.3Mpa時(shí)可根據(jù)地質(zhì)及施工實(shí)際情況向盾尾鋼絲刷中注入盾尾油脂，但在水壓大于0.3Mpa時(shí)，盾構(gòu)機(jī)在推進(jìn)過程中需不間斷地向盾尾鋼絲刷中注入具有一定壓力的油脂，防止盾尾鋼絲刷反轉(zhuǎn)。由于油脂的不斷充填，可以獲得充足的止水效果。2)、規(guī)格：表8盾尾密封規(guī)格項(xiàng)目規(guī)格形式鋼絲刷型鋼絲材質(zhì)硬鋼絲鋼絲長度200mm數(shù)量3道油脂注入管1英寸×12根油脂注入泵排量0.9 L/min額定壓力8.8MPa圖18 盾尾密封油脂系統(tǒng)圖圖9 盾尾油脂注入點(diǎn)4.3.3鉸接裝置密封：4.3.3.1構(gòu)造：盾構(gòu)推進(jìn)油缸后殼支持式，鉸接裝置是在前后方向上將盾構(gòu)本體分成

30、2部分，用個(gè)液壓油缸將分割部接合；通過液壓油缸的行程差來彎曲盾構(gòu)本體的一種裝置，通過液壓油缸的動(dòng)作，能在任意的方向上調(diào)整盾構(gòu)本體。在分割部位，采取防止土砂、水等浸入的鉸接密封措施。4.4、掘削土的排出和轉(zhuǎn)運(yùn)至棄土車上的功能：由螺旋輸送機(jī)和皮帶輸送機(jī)完成。4.4.1、 排土裝置 (螺旋輸送機(jī)、皮帶輸送機(jī))：4.4.1.1、構(gòu)造：考慮到本工區(qū)地質(zhì)資料所表述的土層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、粉土、粉砂及細(xì)砂，不含砂礫。因此所設(shè)計(jì)的螺旋輸送機(jī)有軸式，能滿足該種地質(zhì)的施工。螺旋輸送機(jī)所能輸送的最大礫徑為200×300mm的礫石，因此，如果遇到在含量不是很多且砂礫礫徑不是很大的砂礫層中施工，本螺

31、旋輸送機(jī)也能滿足施工要求。由于天津地下水不豐富，地下水壓較低為0.18Mpa，有軸式螺旋輸送機(jī)不太會(huì)出現(xiàn)噴發(fā)現(xiàn)象。4.4.1.2、規(guī)格：(詳見參數(shù)表)4.4.1.3、各部詳細(xì)說明：1)、葉片形狀：葉片形狀采用有軸螺旋葉片式。2)、螺旋輸送機(jī)控制：螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速的控制有自動(dòng)和手動(dòng)操作二種。自動(dòng)操作時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)將刀盤土倉中實(shí)測(cè)的土壓與預(yù)先設(shè)定的掘進(jìn)速度及土壓進(jìn)行比較，可自動(dòng)地調(diào)整螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速（增、減排土量），將密封土倉中的土壓保持在一定的管理值內(nèi)，以最合適的土壓進(jìn)行掘進(jìn)管理。保證隧道開挖面的穩(wěn)定性和安全性。并且可以手動(dòng)（用在操作臺(tái)上的電位器）控制螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速。當(dāng)測(cè)量土倉中土壓力的壓力傳感器

32、發(fā)生故障，盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)速度與預(yù)先設(shè)定好的螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速不相匹配時(shí)：即挖土量與排土量不相適應(yīng)時(shí)（超過一定的范圍值），盾構(gòu)機(jī)將自動(dòng)停止工作。3)、排土能力：本盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)所需排土量Q1=114m3/h，螺旋輸送機(jī)的排土能力Q2=191 m3/h，因此本螺旋輸送機(jī)所配置的排土能力是所需排土量的1.67倍（191/114）。4)、在螺旋輸送機(jī)的徑向排土口設(shè)有一道液壓開閉閘門，在開啟油缸上安裝有行程傳感器。在操作盤上可任意控制該閘門的開口度，根據(jù)掘進(jìn)速度隨時(shí)調(diào)節(jié)排土量，可形成良好的土塞，提高排土止水效果。5)、排土閘門的液壓系統(tǒng)中設(shè)有蓄能裝置，油壓為210kgf/cm2，在突然斷電，液壓泵停止工作的情況下

33、，可以啟動(dòng)蓄能裝置，關(guān)閉排土閘門。4.5、管片的裝卸、運(yùn)輸、拼裝功能：通過單、雙軌梁上的起吊管片的電動(dòng)環(huán)鏈葫蘆將管片從運(yùn)輸車上吊起運(yùn)送至拼裝機(jī)處，管片拼裝由拼裝機(jī)完成。4.5.1、管片拼裝機(jī)、單、雙軌梁裝置：4.5.1.1、構(gòu)造：單軌梁安裝在第1節(jié)車架與第2節(jié)車架之間內(nèi)，雙軌梁安裝在第1節(jié)車架與盾構(gòu)機(jī)主機(jī)之間，將管片從運(yùn)輸車上卸下送至拼裝機(jī)下部。拼裝機(jī)裝置是用來進(jìn)行管片拼裝作業(yè)的，安裝在盾構(gòu)機(jī)的支撐環(huán)上。拼裝機(jī)為盤型回轉(zhuǎn)式，用油馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，管片伸降、平移、支撐、擴(kuò)張的動(dòng)作用油缸進(jìn)行。油馬達(dá)具有常閉制動(dòng)功能。4.5.1.2、規(guī)格：(詳見參數(shù)表)4.5.1.3、各部詳細(xì)說明： 1)、拼裝機(jī)油缸的動(dòng)力

34、和油箱等裝置安裝在拼裝機(jī)的結(jié)構(gòu)件上（懸臂梁等）。 2)、拼裝機(jī)回轉(zhuǎn)有高速1.2rpm及低速0.2rpm二擋速度，可切換。左右可各2000回轉(zhuǎn)。3)、管片拼裝機(jī)具有有線和無線操作功能。可通過有線或無線操作盒進(jìn)行操作，拼裝管片作業(yè)時(shí)可以在安全的地方邊觀察邊進(jìn)行操作。4)、管片拼裝機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)伴有警笛聲和警燈閃動(dòng)。設(shè)計(jì)充分考慮了以安全第一的原則。5)、通過單、雙軌梁將管片從輸送車上吊起送到盾構(gòu)拼裝機(jī)處，方便了管片的運(yùn)輸，單、雙軌梁設(shè)有電氣和機(jī)械限位裝置以防止行走小車脫落軌道。6)、行走小車采用鏈輪鏈條行走。7)、雙軌梁行走小車上配置具有起吊2.5T重量的電動(dòng)環(huán)鏈葫蘆2只, 單軌梁行走小車上配置具有起吊5

35、T重量的電動(dòng)環(huán)鏈葫蘆1只,滿足單片管片最大重量3.5t的運(yùn)輸要求。4.6、管片襯砌背后環(huán)狀空隙注漿功能（同步注漿）：通過盾構(gòu)機(jī)同步注漿管路、注漿泵及控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。4.6.1、結(jié)構(gòu)：為了減小對(duì)周圍地層的影響及防止地面的沉降，在盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)的同時(shí)迅速地向盾尾空隙注入漿液充填。在盾尾的外殼體上設(shè)置4處注漿口（上部2點(diǎn)，下部2點(diǎn)）。為了防止管路的堵塞，設(shè)置管路清洗系統(tǒng)。4.6.2、規(guī)格：注入管（殼體上）： 1 1/2B×4根（管路上安裝有球閥）清洗管（殼體上）： 1 1/2B×4根（管路上安裝有球閥）盾構(gòu)機(jī)內(nèi)管路基本為2B注入口開閉油缸：1.7tf×40×100

36、st×13.7MPa×4只單液同步注入泵： PA30C型柱塞泵一臺(tái)（變頻控制）規(guī)格： 功率30kW出口壓力5.5Mpa流量231 L/min 漿液箱容量： 5.4m34.6.3、各部詳細(xì)說明：1)、在后部殼體鋼板外側(cè)上、下部兩側(cè)設(shè)置了同步注漿口，共4處。在4個(gè)注漿分管路上安裝電氣控制的氣動(dòng)閥門（4只）、并裝有壓力傳感器（4只）及壓力表（4只）。計(jì)量裝置通過柱塞泵的計(jì)數(shù)來反映泵送的總流量。2)、注漿量一般為環(huán)形空隙的130180左右，在曲線轉(zhuǎn)彎時(shí)注漿量會(huì)增加。同步注漿壓力一般在0.20.3Mpa左右，具體情況根據(jù)地質(zhì)條件和充填效果而定。3)、在遇到松散地層，注漿壓力較小而注漿

37、量很大時(shí)，應(yīng)考慮增加注漿量，直到注漿壓力超過控制壓力下限。4)、同步注漿量、同步注漿壓力可以自動(dòng)或手動(dòng)控制，且能在控制操作臺(tái)上顯示，注漿量，注漿壓力都可以通過操作屏設(shè)定。5)、盾構(gòu)機(jī)邊推進(jìn)邊注漿，注漿量按照預(yù)先設(shè)定好的量與盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)速度相適應(yīng)。6)、注漿系統(tǒng)具有清洗功能，注漿時(shí)，注漿管路出口處（在盾尾殼體末端）活塞打開，在停止注漿時(shí)，出口處被活塞堵住，此時(shí)漿液無法注到環(huán)形空隙中，可用清水清洗管道，以防管道堵塞，并且在盾構(gòu)殼體外側(cè)的管道結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)成可以從盾構(gòu)機(jī)內(nèi)拆卸與疏通。7）、注漿時(shí)，在操作室內(nèi)的控制屏上通過控制管路上的球閥，4個(gè)注漿口可任意選擇。4.7、盾構(gòu)機(jī)的導(dǎo)向控制功能：4.7.1、構(gòu)造

38、：盾構(gòu)機(jī)的導(dǎo)向控制（如：軸線糾偏、曲線掘進(jìn)等軸線控制）由均布在盾構(gòu)機(jī)上的22只推進(jìn)油缸裝置、仿形刀、鉸接油缸裝置、測(cè)量系統(tǒng)及操作臺(tái)上的顯示操作屏完成。4.7.2 、規(guī)格：4.7.2.1、推進(jìn)油缸裝置： 見4.2.4推進(jìn)裝置中規(guī)格及各部詳細(xì)說明。4.7.2.2、仿形刀裝置規(guī)格：在刀盤中安裝仿形刀，可以進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)外周部位（大于盾構(gòu)機(jī)外徑）的超挖。表9 仿形刀規(guī)格項(xiàng)目規(guī)格數(shù)量2只推力294kN/只 30tf/只最大超挖量125mm （高于殼體）超挖設(shè)定范圍22.50節(jié)距超挖量用流量計(jì)設(shè)定4.7.2.3、鉸接油缸規(guī)格：數(shù)量：16行程：230mm糾偏角度：上下10 左右1.50總推力：1960×

39、;16=31,360kN 200×16 =3200tf4.7.3、各部詳細(xì)說明：4.7.3.1 盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸：1)、盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)千斤頂采用22只油缸均布在盾構(gòu)機(jī)殼體四周，被編為4個(gè)組，按上、下、左、右劃分為4個(gè)區(qū)域。在上、左、右3個(gè)區(qū)域各有一只油缸安裝測(cè)量油缸伸出長度的行程傳感器，形成基本導(dǎo)向裝置系統(tǒng)。2)、四個(gè)區(qū)域的液壓回路中各有一只正比例控制的減壓閥，可通過操作觸摸屏來調(diào)節(jié)每個(gè)區(qū)域中油缸的推進(jìn)壓力，推進(jìn)千斤頂也可按照需要分別單獨(dú)選擇。在操作室內(nèi)的操作觸摸屏上能準(zhǔn)確、直觀地顯示盾構(gòu)機(jī)千斤頂伸縮的數(shù)值，并且可以進(jìn)行油缸的選擇。推進(jìn)千斤頂可根據(jù)施工狀況在操作臺(tái)上任意進(jìn)行組合。 4.7.

40、3.2 盾構(gòu)機(jī)仿形刀裝置：1)、仿形刀實(shí)際使用只需一只即可，為安全起見，設(shè)置了二只，其中最大超挖為125mm，對(duì)曲率半徑為250mm的曲線施工綽綽有余，理論上在左右鉸接角度為0.4度，超挖量為40mm就能滿足2)、仿形刀的動(dòng)作范圍與行程可在運(yùn)行操作臺(tái)上顯示并可任意設(shè)定。5.7.3.3 盾構(gòu)機(jī)鉸接裝置：1）、鉸接裝置是將盾構(gòu)本體前后2部分用16個(gè)液壓油缸連接成一個(gè)整體；通過液壓油缸的行程之間的差來彎曲盾構(gòu)本體的一種裝置。通過液壓油缸的動(dòng)作，能在上下、左右方向上調(diào)整盾構(gòu)本體彎曲角度。2）、在前后殼體連接部位，采取防止土砂、水等浸入的密封措施。3）、鉸接裝置是為順利進(jìn)行曲線施工的一種輔助手段，在進(jìn)行

41、曲線施工時(shí)，一定要與推進(jìn)油缸的單側(cè)推進(jìn)、錐形管片的使用、超挖的實(shí)施共同進(jìn)行，以實(shí)現(xiàn)所定的曲率半徑。4）、鉸接油缸行程可通過上下左右（No.2、4、7及13）4個(gè)油缸行程檢測(cè)裝置在操作盤上顯示。5）、鉸接動(dòng)作：（1）在曲率半徑R250m時(shí)，鉸接角度0.4o，油缸行程差為39mm，刀盤超挖40mm。（2）在鉸接動(dòng)作中，如超出鉸接范圍時(shí)，聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)起動(dòng)，這時(shí)只能進(jìn)行將彎曲狀態(tài)返回工作范圍的操作。操作盤上的顯示燈：方向修正不可閃亮。（3）因鉸接量和曲率半徑的關(guān)系是計(jì)算值，所以，在施工時(shí)必須要邊測(cè)量確認(rèn)曲率半徑及曲線長度邊進(jìn)行曲線施工。5.7.3.4 盾構(gòu)機(jī)測(cè)量裝置：1)、盾構(gòu)機(jī)位置的測(cè)定由ROBOTEC

42、測(cè)量系統(tǒng)（光波測(cè)量系統(tǒng)）自動(dòng)精確測(cè)出，并且可通過測(cè)量資料轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將資料顯示在操作臺(tái)上。2)、盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)時(shí)，由于大刀盤切削土體，從而產(chǎn)生了一個(gè)反力矩，在這個(gè)反力矩作用下，盾構(gòu)機(jī)可能會(huì)繞軸線旋轉(zhuǎn)，一般情況下，這個(gè)反力矩由盾構(gòu)機(jī)殼體與土體的摩擦力以及推進(jìn)油缸撐靴與管片之間的摩阻力矩來克服的。本盾構(gòu)機(jī)沒有設(shè)置專門的防旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，但在測(cè)量控制系統(tǒng)中設(shè)置了：當(dāng)盾構(gòu)機(jī)繞軸線旋轉(zhuǎn)±3°時(shí)，盾構(gòu)機(jī)報(bào)警；而當(dāng)盾構(gòu)機(jī)繞軸線旋轉(zhuǎn)±5°時(shí)，盾構(gòu)機(jī)自動(dòng)停止工作。4.8、土壓自動(dòng)控制系統(tǒng)：完成土壓管理及土壓控制的功能。4.8.1、構(gòu)造：合理管理刀盤土倉內(nèi)的土壓對(duì)土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)是非常

43、重要的，它要求合理配置土壓傳感器、實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。因此，我們?cè)谕羵}內(nèi)的上、下、左、右位置配置土壓傳感器，實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)量控制管理。4.8.2、各部詳細(xì)說明：1)、通過土壓控制裝置，控制刀盤土倉內(nèi)的土壓，當(dāng)土壓值與所設(shè)定的管理目標(biāo)值不一致時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)螺旋機(jī)的轉(zhuǎn)速（即排土量），直至土壓值與所設(shè)定的管理目標(biāo)值趨于一致。2)、控制的方法：自動(dòng)土壓控制是由操作盤內(nèi)的程序裝置進(jìn)行的，下面表示實(shí)際的控制流程（圖）。首先計(jì)算出被計(jì)測(cè)的當(dāng)前土壓值（PV：Process Value）與操作設(shè)定的管理目標(biāo)值（V：Set Value）的差（偏差E）。把得到的偏差傳給PID控制演算部，得到螺旋輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的控制輸出值（MV

44、：Manipulated Vale）。自動(dòng)控制時(shí)，如果計(jì)測(cè)土壓（PV）比設(shè)定土壓（SV）高，螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速（MV）就增加，如果低，螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速就減少。螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速如發(fā)生變化，“每單位時(shí)間的排土量”也隨著變化，因此，在掘進(jìn)速度恒定的情況下（開挖面的每單位時(shí)間挖掘土量一定），土倉內(nèi)的棄土量將發(fā)生變化，其結(jié)果就會(huì)引起土倉內(nèi)土壓發(fā)生變化。自動(dòng)控制就是控制螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速，使這種土壓的變化向目標(biāo)管理土壓值靠近。只要有設(shè)定土壓與計(jì)測(cè)土壓之差，就會(huì)經(jīng)常進(jìn)行這種控制。因此，自動(dòng)控制時(shí)，在設(shè)定土壓管理范圍內(nèi)，螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)反復(fù)出現(xiàn)輕微的加快與放慢，這是正常的自動(dòng)控制動(dòng)作，并非異常。（然而振幅異常大不見變小

45、時(shí)，可考慮控制參數(shù)的設(shè)定異常。）在手動(dòng)操作的場(chǎng)合下，操作盤上的“螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速”調(diào)整電位器控制的信號(hào)就成為輸出MV值。土壓目標(biāo)設(shè)定值土倉土壓計(jì)測(cè)值 主動(dòng)操作量（電位器）比較（偏差E算出） 土壓變化自動(dòng)操作量演算（PID） 控制參數(shù) 土倉土量變化 切換PID演算部螺旋輸送機(jī)回轉(zhuǎn)速度手動(dòng)控制 排出土量變化 螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速變化螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速輸出(MV) 圖10：整體控制流程4.9、檢測(cè)裝置及資料收集系統(tǒng)：由各種傳動(dòng)器（用以測(cè)定工作面土壓力、千斤頂推力、出土速度、盾構(gòu)姿態(tài)等）、資料傳送、測(cè)定處理、計(jì)算機(jī)操作控制系統(tǒng)完成。4.10、其它：4.10.1、加泥注入系統(tǒng)： 參見5.2.1刀盤中5.2.1.3各

46、部詳細(xì)說明5）加泥系統(tǒng)注入口。加泥注入設(shè)備安裝在后續(xù)臺(tái)車上。規(guī)格： 泵形式：橡膠管擠壓式 泵規(guī)格： 加泥注入泵15kW×2只 氣泡注入泵1.5kW×1只泥箱容量：6.8 m3×1只4.10.2、密封隔倉：為了提高土倉中土體的流動(dòng)性，在密封隔倉胸板部位設(shè)置了4根固定注入管向土倉中注入添加材料。密封隔倉上安裝有土壓力傳感器，人行閘及固定攪拌棒。并且設(shè)有氣體管路，可在需要排出土倉中較大障礙物或者更換刀具時(shí)向切削土倉中壓入具有一定壓力的氣體，用以穩(wěn)定開挖面。4.10.3、人行閘：為了防備意外事態(tài)發(fā)生，在密封隔倉的胸板中央部位安裝了人行閘，人員可以通過人行閘出入土倉。1)、由于盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部空間的限制，為了保證人行閘具有足夠的空間，以確保人行閘內(nèi)人員的活動(dòng)空間及安全，故人行閘與材料閘合為一閘。2)、人行閘為單艙，具有配套的調(diào)節(jié)土倉壓力平衡的裝置。3)、人行閘額定使用壓力為0.5Mpa，最大壓力為0.75Mpa以上。長度為2.315m，直徑為1.518m，能保證二人的空間。4.10.4、滑材注入口（本體外周部，固定式）：在靠近密封隔倉的殼體外周部位安裝了11根注入管（在管路上有手動(dòng)球閥），可以向殼體和周圍土體之間