1、盾構(gòu)機輔助系統(tǒng)原理一.盾構(gòu)機輔助系統(tǒng)組成盾構(gòu)機是一綜合性的大型地下隧道開挖機械。集機械、電子電器、 液壓、傳感技術(shù)等于一體，自動化程度較高，除主要的液壓系統(tǒng)和電 氣系統(tǒng)外，還需要各種不同的系統(tǒng)來完成不同的功能，具上就有十幾 個輔助系統(tǒng)，這些系統(tǒng)有：.刀盤減速器潤滑冷卻系統(tǒng)；.盾尾密封油脂系統(tǒng)；.主軸承密封油脂系統(tǒng)；.油脂潤滑密封系統(tǒng)；.供水及冷卻系統(tǒng)；.同步注漿系統(tǒng)；.泡沫發(fā)生系統(tǒng)；.添加聚合物系統(tǒng)；.添加膨潤土系統(tǒng)；.壓縮空氣系統(tǒng)；. 土倉加壓系統(tǒng)；.人倉加壓系統(tǒng)。二.刀盤減速器潤滑冷卻系統(tǒng)該系統(tǒng)以主軸承密封外殼為儲油箱，配有4KW 的齒輪油泵、益 流閥、過濾器、水冷卻器、流量分配閥，形成一

2、循環(huán)系統(tǒng)。系統(tǒng)中裝 有油溫傳感器、壓力表、流量傳感器、低油位警報開關(guān)及檢查密封狀 況的泄漏檢查箱。油泵從減速器中抽出的油經(jīng)過濾、冷卻，由分配閥 分為等量的四路油兩路送往主軸承的OAX5、OAX1 口潤滑大滾子軸 承，另兩路送往OR4、OR1 口潤滑小滾子軸承。如果前面的一、二 道密封損壞，就會有漿液流入泄漏檢查箱，如果第三道密封損壞，就 會有齒輪油流入泄漏檢查箱。油位過低、油溫過高或流量較小都會使 刀盤無法旋轉(zhuǎn)。1Z00f三.盾尾密封油脂系統(tǒng)盾尾密封油脂系統(tǒng)向盾尾上布置的8根盾尾油脂注入管注入油脂到密封裝置，以失油密封形式阻止隧洞內(nèi)的水、土及壓注材料從盾尾進入盾構(gòu)內(nèi)。系統(tǒng)由氣動油脂泵、集油器、

3、8路支管及8個氣動閘閥和8個壓力傳感 器組成。從空氣壓縮 機送來的壓縮空 氣由氣動油脂泵 的P 口進入，然后 分兩路，一路經(jīng)氣 源調(diào)節(jié)裝置過濾 器、減壓閥（帶壓 力表）、油霧器、 手動換向閥到達 油脂壓力盤油缸， 以達到向油脂泵 供油的目的。另一 路經(jīng)氣控閥、氣源 調(diào)節(jié)裝置達到油 脂泵，靠油脂泵的 自動往復(fù)運動將 油脂泵出。泵上裝 有低油脂警報開 關(guān)、壓力表和計數(shù) 式流量傳感器。泵出的油脂送到集油器分8路，四路進入一、二道鋼刷密封之間 的前四個注入孔，另四路進入二、三道鋼刷密封之間的后四個注入孔。 每一路都可以氣控閥單獨控制，也可以同時控制。四.主軸承密封油脂系統(tǒng)主軸承設(shè)置有三道唇形外密封和兩

4、道唇形內(nèi)密封，外密封前兩道 采用永久性失脂潤滑來阻止土倉內(nèi)的渣土和泥漿滲入，后一道密封是 防止主軸承內(nèi)的潤滑油滲漏。主軸承密封油脂系統(tǒng)只向前一道外密封 前提供油脂。由氣動油脂泵（原理同盾尾油脂泵）泵出的油脂到達集 油分配器，將油脂均勻的分為四路分別送到主軸承上的CA1、CA2、 CA3、CA4接口進入外密封的前端，靠密封油脂的外溢來阻止土倉內(nèi) 渣土和泥漿的滲入。五.油脂潤滑密封系統(tǒng)該系統(tǒng)比較復(fù)雜，在謀某一處以密封為主潤滑為輔，另一處可能 以潤滑為主密封為輔，也許兩樣兼?zhèn)洹Ｋ詣佣康叵蛞患壜菪斔?機、二級螺旋輸送機、主軸承外密封、主軸承內(nèi)密封及回轉(zhuǎn)中心接頭 提供潤滑和密封油脂。系統(tǒng)主要由氣動

5、油脂泵、過濾器、二級儲油箱、 油脂分配泵、分支集油及溢了裝置、分支油脂分配器等。氣動油脂泵與盾尾油脂泵相同。泵出的高壓油脂經(jīng)過濾器過濾后 到達二級儲油箱，經(jīng)分配泵加壓后的油脂從分配器的各分支出口輸 出，根據(jù)各裝置油脂的需量配置了不同的管徑和管子數(shù)量。兩根管以 上配有集油器，主分配器處理的油送往以下部位：. 一級螺旋輸送機輸出軸第一、二道密封之間（F3 口），單 管輸 出，起密封作用。. F4 口為手動注脂，潤滑一級螺旋機較接球面。. 一級螺旋機集油器（三管輸出），再經(jīng)分支分配器到輸出軸的 第一、二道密封之間（F1 口）和第二、三道密封之間（F2 口）。起 密封和潤滑作用。.密封和潤滑二級螺旋機

6、第一、二道密封之間（F3 口）和較接球 面（F4 口）。（單管輸出）.密封和潤滑一、二級螺旋輸送機連接器球較（FG1、FG2 口）。.二級螺旋機集油器（三管輸出），再經(jīng)分支分配器到輸出軸的 第一、二道密封之間（F1 口）和第二、三道密封之間（F2 口）。起 密封和潤滑作用。.主軸承外密封集油器（6管輸出），再經(jīng)分支分配器到達主軸承一、二道外密封之間（FA1 FA6 口），密封和潤滑主軸承輸出端。.手動潤滑主軸承一、二道內(nèi)密封之間（FI1-FI4 口），內(nèi)密封 前一道阻止盾體內(nèi)大氣塵土的侵入，后一道防止主軸承內(nèi)潤滑油的外 滲。.回轉(zhuǎn)中心接頭集油器，（2管輸出），再經(jīng)分支分配器到達中 心接頭四路泡

7、沫通道之間的密封（FD1 -FD10 口），起潤滑和密封的 作用。.手動潤滑中心接頭的前軸承（FL1、FL2 口）后軸承（FL3、 FL4 口），LL1為前溢流口，LL2為后溢流口。二級儲油箱上裝有兩個低油位開關(guān)和兩個高油位開關(guān)，起警報和 停機控制。系統(tǒng)還裝有三個計數(shù)式流量傳感器，用以控制一、二級螺 旋機和主軸承外密封的密封和潤滑油脂量。三個電磁閥起回油作用。 六.供水和冷卻系統(tǒng)供水系統(tǒng)由閉式循環(huán)回路和開式循環(huán)回路兩大回路組成，閉式循 環(huán)主要用于刀盤旋轉(zhuǎn)馬達（8個）、主軸承潤滑冷卻油、空氣壓縮機 （2臺）和電氣柜的冷卻。這些系統(tǒng)溫度高，對水質(zhì)要求較高。開式 回路除冷卻閉路循環(huán)水和液壓油外，主要

8、用于泡沫系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)、 膨潤土系統(tǒng)和沖洗用水。閉式回路由一 7.5KW水泵將水箱里的水送往兩臺空壓機、兩個 電氣柜、8個驅(qū)動馬達和主軸承潤滑油冷卻器，對其進行冷卻，經(jīng)外 冷卻器冷卻后回到水箱，完成循環(huán)。8個馬達和電氣柜有節(jié)流閥控制 流量，回路中裝有溫度傳感器、溫度計、流量傳感器、水箱低水位開 關(guān)。開式回路的水從洞外冷卻塔引入，一路經(jīng)過濾器、閉路水冷卻器、 液壓油冷卻器返回洞外冷卻塔。另一路到各個用水閘閥、泡沫系統(tǒng)、 膨潤土系統(tǒng)、人倉及土倉，用于沖洗和系統(tǒng)施工。盾構(gòu)機里的污水由 盾體中的隔膜氣泵排出。.同步注漿系統(tǒng)該系統(tǒng)能在掘進過程中同時把沙漿泵人管片后的間隙中，通過壓 力的調(diào)整，使其及時得到

9、填充。保證了施工質(zhì)量、防止了地面下沉。沙漿在地面拌和好后，送入洞內(nèi)注漿泵的沙漿罐里，由兩臺注漿 泵分四路從盾尾注入管片后部間隙。每路管路上都裝有壓力傳感器， 以控制沙漿的注入壓力，每一路可以單獨工作和調(diào)整，也可同時工作。 還可通過調(diào)整泵的注入頻率控制沙漿的注入量。.泡沫發(fā)生系統(tǒng)泡沫的作用是改善土囊，防止黏土結(jié)成泥餅。同時也起到降低摩 擦力，減少磨損和節(jié)能，還有潤滑冷卻的作用。系統(tǒng)由泡沫泵，水泵， 氣、液電控閘閥，氣、液流量傳感器，泡沫發(fā)生器，壓力傳感器等。其工作原理是：由可調(diào)速電機帶動的泡沫泵送出一定的泡沫劑，與水 泵的壓力水混合后分四路送出，調(diào)速電機的速度由供水流量傳感器 (1S033 )信

10、號控制，嚴(yán)格按電腦設(shè)定的比例進行控制。混合液經(jīng)電 磁閘閥(1Z028 )、流量傳感器，在進入泡沫發(fā)生前與高壓空氣混合， 經(jīng)泡沫發(fā)生器產(chǎn)生泡沫，然后送入刀盤、土倉或螺旋輸送機。四路泡 沫管路可分別單獨控制，也可同時控制。每路的空氣量和泡沫液流量 由管路上的電磁閥控制，并可通過流量傳感器反饋的信號進行修正。系統(tǒng)中的壓力傳感器起監(jiān)控作用。成、.聚合物系統(tǒng)聚合物是一種長 鏈分子的有機化合物。 可與膨潤土或泡沫混 合使用，也可單獨使 用。當(dāng)聚合物與渣土混合時，聚合物的分子就 附著在土的顆粒表面， 當(dāng)這些顆粒相互碰到一起時，聚合物分子就一出將顆粒粘結(jié)在一起。系 統(tǒng)比較簡單，由氣動泵和兩個電磁開關(guān)組成。氣動

11、泵由空氣帶動，電 氣開關(guān)控制，經(jīng)氣源調(diào)節(jié)器帶動往復(fù)式柱塞泵將聚合物泵往土倉，在 進入土倉前由兩個電磁開關(guān)控制。十.膨潤土系統(tǒng)膨潤土可在工作面上形成低滲透性的泥膜，有利于水土壓力的平 衡，可以改變密封土倉內(nèi)渣土的和易性，減少噴涌，同時也可減小盾 構(gòu)機推力和刀盤扭矩。該系統(tǒng)由膨潤土罐、泥漿泵、流量開關(guān)、供水 管及空氣攪拌和回流節(jié)流控制組成。節(jié)流量由減壓閥控制。泵出的膨 潤土到達泡沫管路泡沫發(fā)生器的出口端，四個單向閥阻止膨潤土回流 到泡沫系統(tǒng)，使膨潤土只能流向刀盤、土倉或螺旋輸送機。H1.壓縮空氣系統(tǒng)壓縮空氣系統(tǒng)主要為盾構(gòu)機上的氣動設(shè)備和氣動元件提供動力 源，同時也給人倉和土倉加氣和補氣。系統(tǒng)由兩臺

12、55KW 螺桿空壓機并聯(lián)供氣，備有1M3儲氣罐一個。 用氣的單元有：.經(jīng)減壓閥向較接應(yīng)急密封充氣；. 土倉補氣；.經(jīng)氣源調(diào)節(jié)器控制聚合物電磁開關(guān)；.經(jīng)氣源調(diào)節(jié)器控制8個氣動閘閥（電控氣）；.去泡沫系統(tǒng)；.經(jīng)氣源調(diào)節(jié)器去空氣排污泵；.去膨潤土系統(tǒng)（兩路）；.去聚合物泵；.經(jīng)氣源調(diào)節(jié)器去電纜卷筒氣動馬達；.去潤滑油脂泵；.去主減速器密封油脂泵；.去盾尾密封油脂泵；. 去土倉補氣；.去水管卷筒剎車；.去盾體和各拖車用氣閘閥。十二.土倉加氣系統(tǒng)在地質(zhì)條件較差的情況下檢查、更換刀具及排除工作面異物等時 需要進行氣壓作業(yè)。氣壓作業(yè)是指利用壓縮空氣以平衡盾構(gòu)圍巖的水 土壓力，使其保持穩(wěn)定的作業(yè)。因?qū)ν羵}和人倉加壓所需的空氣量較 大，且要求氣體壓力必須穩(wěn)定，為保證作業(yè)安全，需配備兩套氣源系 統(tǒng)。所以本系統(tǒng)除盾構(gòu)機上的空壓系統(tǒng)外，地面還裝備有一套空壓機 系統(tǒng)。兩路氣源經(jīng)減壓閥減壓后送往人倉和土倉，送往土倉的空氣在 進入土倉之前，經(jīng)一套邏輯控制閥再次平穩(wěn)的減壓后，送進土倉。邏 輯控制閥是將土倉的壓力與減壓閥（1S001）設(shè)定的壓力進行必較來 控制閘閥（1V002 ）的開啟和關(guān)閉來提供供氣壓力的。土倉內(nèi)壓力過 高時從溢流閥溢出。在土倉隔板上還裝有5個土壓傳感器，以便觀察 土倉內(nèi)的各處壓力。十三.人倉