TBM设备技术与施工方案.docx

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1、TBM 设备技术与施工方案1TBM 施工组织安排本标段 TBM 施工区间分四个区段，左右线隧洞全长 23911.4 米，其中 1 区段为团岛 TBM 始发井XX 路站西镇站XX 站轨排井区间，TBM 掘进全长 4536 米，承受 1 台 TBM 施工， 3 号TBM 自海底隧道团岛端 3 号风井始发，依次通过 XX 路站、西镇站，至西青区间轨排井处吊出，然后返场至海底隧道团岛端 3 号风井二次始发，完成区间施工后，最最终西青区间轨排井吊出。2 区段为 XX 站中山路站XX 路站XX 路站台东站XX 桥站区间，区段TBM 掘进全长 9934 米，承受 2 台 TBM 施工； 4 号、5 号 TB

2、M 先后从 XX 桥站始发，依次通过台东站、XX 路站、XX 路站、中山路站，过 XX 路后将施工场地转至 XX 路站， 完成双线区间掘进后于 XX 站站后暗挖硐室内拆解，拖回至XX 路站吊出。3 区段为 XX 桥站小村庄站北岭站水清沟站区间，区段TBM 掘进全长 6009 米，承受 2 台 TBM 施工；6 号、7 号 TBM 先后从 XX 桥站始发，依次通过 XX 桥站、小村庄站、北岭站， 完成双线区间掘进后于水清沟站内拆解，拖回 XX 桥站吊出。4 区段为安青区间 TBM 始发井安顺路站成功桥站区间， 区段 TBM 掘进全长 3430 米，承受 1 台 TBM 施工。8 号 TBM 自安

3、青区间始发井始发，空推通过安顺路站，从成功桥站大里程端吊出，返场至安青区间始发井二次始发，最终完成双线施工于成功桥站拆解并吊出。TBM 施工区间区段划分参见表5.1-1。表 5.1-1 TBM 施工区间区段划分区段施工区间施工长度米TBM 数量备注1 区段团岛 TBM 始发井XX 路站西镇站XX 站轨排45361 台井2 区段XX 站中山路站XX 路站XX 路站台东站99342 台XX 桥站TBM 由团岛始发后掘进至轨排井吊出，运输至团岛进展二次始发2 台TBM 均自XX 桥始发至拆卸洞拆解3 区段XX 桥站小村庄站北岭站水清沟站60092 台2 台TBM 均自XX 桥始发至水清沟站后洞内拆解

4、，运回XX 桥站拆解吊出4 区段成功桥站安顺路站TBM 始发井34301 台TBM 由始发井掘进至成功桥站后吊出运输至始发井二次始发2 机械配置、设备选型2.1 设备选型2.1.1 工程地质条件概述TBM 施工区间主要位于中风化、微风化花岗岩，局部地段处于强风化岩层内，局部发育有块状构造碎裂带及节理密集带，隧道围岩大多为 IIIV2 级围岩，局部为 V 级围岩。本区间隧道途径市南区、市北区、李沧区，地表房屋密集、 建筑构造简单，区间隧道下穿德国警察署旧址、劈柴院风貌建筑保护区等历史建筑，并先后下穿 XX 站过街通道、XX 河、人防工程及胶济铁路等重要建筑，局部区间需下穿军事区。2.1.2 本工

5、程对 TBM 型式的重点要求本工程 TBM 施工段依据限界、土建施工构造变形、施工误差、测量误差、沉降掌握以及圆形预制钢筋混凝土管片衬砌的要求，最终确定 TBM 的直径为 6280 毫米，即隧洞开挖洞径在TBM 刀具磨损极限时不小于 6280 毫米，因此所选择的掘进机的刀盘安装刀具开挖直径要略大于 6280 毫米。一方面不影响隧洞的限界、土建施工构造变形、施工误差、测量误差、沉降掌握以及圆形管片衬砌的要求，同时削减管片背后回填和回填灌浆的数量。从而更好的保证隧洞的成洞质量。本工程承受 TBM 施工的区间隧道，承受预制管片衬砌贵西区间有 331 米双停车线，承受 TBM 掘进、矿山法扩挖的方式，

6、 依据招标图纸显示，围岩稳定，无需系统支护，仅在需要时人工随机支护，如掘进揭露围岩与设计变化较大，需要系统支护，则安装管片，预制管片构造为掌握 TBM 开挖直径的构造形式，该种构造形式其内直径 5.4 米、外直径 0 米，线路最小曲线半径 350 米，线路最小竖曲线半径 3000 米，最大纵坡 27。TBM 应能满足该种断面及线型设计要求。依据本工程的地质条件，TBM 掘进地段大局部为微风化地层， 局部为中风化及强风化地层，局部微风化岩层最大单轴抗压强度极高。要求选用的 TBM 应对此地层有足够的适应性如刀盘及刀具配置、动力配置、机械配置、掘进参数选择等。 针对设计文件相关要求，TBM 应具有

7、对地层进展超前地质预报超前钻探等及超前预支护超前注浆加固地层及止水等力量；应具备在掘进过程中同步安装管片的力量。要求选择的 TBM 应能满足设计文件中供给的土建预留条件、施工场地条件、工程筹划条件等，并能满足建设单位的安全、 投资、工期掌握等其他要求。2.1.3 选型的原则与依据TBM 的性能及其对地质条件和工程施工特点的适应性是隧洞施工成败的关键。本工程的 TBM 选型依据性能牢靠、技术先进、经济适用相统一的原则，依据招标文件、招标文件供给 的地质资料，并参考国内外已有 TBM 工程实例及相关的技术标准，结合在 XX2 号线 TBM 施工阅历进展合理选型。2.1.4 TBM 选型确实定依据

8、XX 地铁 2 号线一期工程 TBM 的前期专题争论报告、全线初步设计及专家审查意见，本工程 TBM 施工地段承受能适应软硬岩地层掘进的双护盾 TBM 进展施工。TBM 主机局部如图 5.2-1 所示图 5.2-1 双护盾TBM 主机图2.1.5 拟选用的 TBM 对本工程的适应性2.1.5.1 刀盘及刀具配置的适应性本工程 TBM 掘进区间围岩强度变化大，要求TBM 刀盘设计和刀具配置既能适应微风化花岗岩及变质岩等饱和单轴抗压强度极大的硬岩掘进，又能适应强风化区段及裂开带饱和单 轴抗压强度偏小的软岩掘进要求。拟选的 TBM 在刀盘设计和刀具配置时有很强的针对性，主要表现在：承受 19 英寸背

9、装式滚刀以及合理的刀间距布置，使 TBM 在硬岩条件下破岩效率更高，换刀频次大为削减；铲斗斗齿承受承受大块合金设计，大大提高了斗齿的耐磨性 能以及耐冲击性，并使其在软岩中作业中也具有高效性和较 低的磨损率。如图 5.2-2 所示。大容量的铲斗设计能处理高速掘进时产生的大量岩渣刀盘面板和外周加焊耐磨钢板，其余易磨损部位有耐磨堆焊 层保护；通过添加垫块，可以利用边刀增大开挖直径，以利于在围岩 收敛较大的地段防止卡盾。刀盘面板上设置液压磨损检测装置，能自动监控重要区域的 刀具磨损程度。2.1.5.2 驱动功率配置的适应性7 台防护等级为 IP67 的 315 千瓦驱动电机设计，动力强劲， 满足本工程

10、硬岩掘进的需要;2.1.5.3 超前地质预报及超前注浆的适应性支撑护盾周边布置 DN100 导向套管，便利钻机打超前孔、排水孔、注浆止水和加固围岩，如图 5.2-3 所示。前盾和刀盘设置预留孔，液压钻机可以通过预留孔在掌子面 钻孔勘探地质或进展注浆加固地层，如图 5.2-4 所示。2.1.5.4 管片衬砌的适应性耐磨板图 5.2-2 斗齿断面图图 5.2-3 导向套管示意图图 5.2-4预留孔示意图在管片衬砌区间以典型双护盾 TBM 的理念来掘进，配置了管片拼装机和两套推动系统，使掘进和管片拼装工序能同时进 行，提高了掘进效率，保障了管片拼装质量。如图 5.2-5 所示。图 5.2-5 管片拼

11、装示意图2.1.5.5 在操作性方面的适应性TBM 的操作充分考虑人性化和自动化设计，减轻了劳动强度， 提高劳动效率，降低了人身损害的风险。在不同地质条件下，TBM 的推力、刀盘转速和刀盘扭矩等掘进参数是不同的，依据不同的地质条件可以准时地调整 TBM 的掘进参数，以使TBM 安全、高效地通过本标段不同的地质地段。TBM 在掘进过程中，掘进主参数推动速度、推力、扭矩、刀盘转速和撑靴支撑力会随围岩变化而产生波动，皮带输 送机的渣量、渣粒也会随围岩变化而消灭明显的变化。据此 变化可大致推断TBM 刀盘工作面的围岩状况并承受人工手动调整操作模式，准时调整掘进参数，或准时实行针对性的应 对措施。2.1

12、.5.6 出渣方面的适应性综合考虑工期、投资额、环境掌握、施工安全、施工效率和 本钱掌握等方面的因素，在TBM 出渣方面选用通用的洞内有轨运输与洞外龙门吊垂直运输相结合的出渣方式。2.2 TBM 机械配置2.2.1 拟选 TBM 主要部件功能描述2.2.1.1 TBM 主机TBM 承受最、最先进的技术设计。TBM 主机主要由刀盘、主轴承及驱动组件、前盾、伸缩盾、支撑盾、盾尾及其关心 设备组成。主机构造见图 5.2-6 所示。2.2.1.1.1 刀盘前盾稳定器驱动电机 主 推 进 油关心推动油超 前 钻多 功 能 钻管片安装机刀盘主轴承 支撑盾撑 靴主 机 皮 带伸缩护盾盾 尾管片安装梁刀盘为封

13、闭面板式箱型构造，刀盘开挖直径为 62806310 毫米，承受背装式 19 英寸滚刀，刀盘上安装中心刀、正滚刀、边滚刀等各类型刀具，刀具依据地质条件进展了合理的 选型和配置。盘型滚刀刀具更换在刀盘里进展，保证了换刀 人员的安全。刀盘外表焊接了具有优良耐磨性能的 Hardox 钢板，保证刀盘在硬岩掘进时抗耐磨方面的牢靠性。图 5.2-6 TBM 主机机构图刀盘上设计有用于喷水降尘的喷嘴，高压水喷出形成水雾对 刀具降温顺降尘。刀盘设有人孔，人员可以通过人孔进入掌子面，排解障碍物。 刀盘偏心 15 毫米布置，增大了隧洞拱顶的开挖直径和上部开挖尺寸，为 TBM 快速通过围岩变形区预留了变形量。刀盘设计

14、液压式刀具磨损自动检测系统，使刀具磨损量能被 监控，以保证刀盘不因刀具超量磨损、损坏而遭到严峻磨损 或损坏。刀盘上的溜渣槽承受耐磨设计，将渣料导流到主机皮带机上，在刀盘肋板及出溜渣槽上，留有用于漏水的孔使渣水分 离，利于皮带机运输。刀盘构造见图 5.2-7 所示 。图 5.2-7 刀盘构造示意图2.2.1.1.2 刀盘驱动系统刀盘驱动方式为变频驱动，共配置 7 台 315 千瓦的变频电机， 最大转速为 9 转/分钟，最高转速扭矩为 2220 千牛米9 转/ 分钟，脱困扭矩为 5700 千牛米。刀盘可以双向旋转，顺时针旋转为掘进出渣方向，在换刀和脱困时反向旋转。刀盘转速可以依据不同的地质条件和掘

15、进状态而相应转变。在检查刀盘或更换刀具的时候，刀盘驱动的操作模式需转换为由刀盘后的控此时TBM主机的其制止。每个主电机都安了设备及零部件2.2.1.1.3 主轴承制板手动点动操作， 他任何操作都会被装扭矩限制器，保证工作在安全区域内；主轴承承受大直径、高承载力、长寿命的三轴式设计。双轴承支座驱动小齿轮与齿圈啮合，支承 稳固的驱动齿轮可最大限度地减小齿轮的磨损，主轴承与大 齿圈设计寿命均超过 15000 小时。驱动小齿轮和减速器、变频电机连于一体，构造紧凑。驱动构造见图 5.2-8 所示 。图 5.2-8 驱动构造示意图主轴承密封包括外密封和内密封两套密封系统。内外密封系 统均由带有迷宫环的三道

16、唇形密封组成，前两道密封防止杂 物进入主轴承和齿轮腔内第一道密封为油脂润滑密封，第 二道密封用来掌握泄漏，第三道唇形密封可以防止主轴承润滑油的流失。这种高牢靠度主驱动唇形密封设计，以及可 移动的密封耐磨环，确保了主轴承齿轮油润滑系统的正常工 作，主轴承外密封具体构造见图 5.2-9。图 5.2-9 主轴承外密封示意图主轴承和驱动装置承受强制式循环系统进展润滑，润滑系统 与主驱动连锁，并先于主驱动启动，当润滑系统消灭故障不 能启动或停顿运行时，刀盘将无法转动。主轴承润滑油与齿 轮箱润滑油的循环管路相互隔离，以防止齿轮磨损的颗粒进 入主轴承。全部润滑油液均流入驱动部件的油槽底部，过滤 后回到循环系

17、统中。循环系统中设置有传感器以监测润滑油的压力、流量和温度。2.2.1.1.4 前盾前盾支撑刀盘和刀盘驱动装置，通过主推动油缸与支撑盾相 连，主要部件有：用于安装主驱动的法兰盘、出渣区域的防 尘装置及链条、稳定器支撑装置、推动油缸接头、除尘风管 的接头装置等。在前护盾顶部 1/4 的地方有两个液压操纵的稳定器，在硬岩中掘进换步时供给拖拉所需的撑紧力。前盾底部 120 度范围内长距离掘进所需的耐磨设计。前盾构造示意图见 5.2-10。2.2.1.1.5 伸缩护盾伸缩护盾连接前盾和支撑盾，外伸缩盾与前盾相连接，内伸 缩盾与支撑盾相连接。伸缩内盾与伸缩外盾之间留的间隙方 便它们的相对运动，其功能是使

18、TBM 的掘进与管片的安装能同时进展。伸缩护盾区域布置两个反扭矩油缸，将掘进时产生的扭矩从 前盾传递给支撑盾，同时当前盾与支撑盾之间发生滚动时， 反扭矩油缸可以赐予调整。图 5.2-10前盾构造示意图伸缩区域内、外盾之间的间隙可以检查和清洁，TBM 设计时， 为检查围岩状况和清洁供给了 4 个开口。2.2.1.1.6 支撑盾支撑盾内设有关心推动油缸和 TBM 支撑装置。撑靴布置的外形使得支撑力作用到两侧围岩上，供给掘进反推力，在换刀 时也可将前盾向后收回。撑靴面积大，对围岩的接地比压只 有 3bar。沿支撑盾圆周布置了贯穿盾壳的 DN100 圆孔，使TBM 能实现360 度的超前地质预报和地层

19、加固等地层处理工作。支撑盾底部设有耐磨栅条，满足耐磨要求。2.2.1.1.7 主推动系统主推动油缸连接前盾和支撑盾，承受铰接式，既传递推力又 传递拉力。油缸分成上下左右四组，通过有选择地对各组油 缸进展加压来使 TBM 实现转向。每组作用油缸的行程及压力能同步在 TBM 主控室的显示器上显示。主推动系统共配置 10 根推动油缸，最大总推力为 33965 千牛，能保证TBM 在双护盾模式掘进时给刀盘供给足够的推力。2.2.1.1.8 关心推动系统关心推动油缸分成上下左右四组作用在四个压力区，以利于TBM 在脆弱围岩中掘进不能用支撑时 TBM 进展转向。关心推动油缸共用的一套液压动力装置，每一组液

20、压缸均能由 TBM 主司机独立操作，在承受双护盾模式掘进时，四组推动油缸 可以同步操作。每一组油缸装有行程传感器，使 TBM 主司机能监控其行程。关心推动系统共配置 12 根推动油缸，最大总推力为 32813 千牛，能抑制全部护盾的摩擦阻力，保证 TBM 在单护盾模式掘进时给刀盘供给足够的掘进推力。2.2.1.1.9 盾尾盾尾与支撑盾刚性相连，全圆桶形设计。双护盾 TBM 模式掘进时，为防止管片背后回填材料在 TBM 向前移动时流到 TBM 前方，在盾尾尾部外侧安装弹簧钢片；为防止回填材料从盾尾间隙处流入隧洞，在盾壳尾部内侧安装1 排弹簧板密封。2.2.1.1.10 管片安装机管片安装机为单体

21、回转式，其移动可以准确地进展掌握，以 保证管片安装位置的准确性。管片安装机掌握分有线掌握和 无线掌握两种，施工中主要承受无线遥控器安装管片，有线 掌握器作为其消灭故障时的备件使用。安装机在两个方向都可旋转 220 度，其支撑和驱动装置由一个单座球轴承、内齿圈、两个小齿圈、行星齿轮减速箱与液 压马达组成。驱动为无级变速，能产生足够的扭矩以安装沉 重的管片。管片通过一个机械式锁定系统连接到安装机机 头，安装机机头共有 6 个自由度，管片安装机机头用两个液压缸使它沿径向伸出，两液压缸能分别伸出。安装机机头上 装有球面轴承，能向三个平面转动，保证管片正确定位。 管片安装机具有紧急状况的自锁力量，确保施

22、工中的安全。2.2.1.1.11 管片吊机管片吊机包括管片运输小车和吊机组成，管片吊机悬挂于 2 号皮带机下部轨道梁上，通过齿轮齿条系统前后移动，管片 吊机将管片运输平板车上的管片起吊后运输至管片拼装工 位，有管片安装机抓取后进展拼装。管片运输平板车由列车 编组每次运输一整环管片至吊装位置。2.2.1.1.12 出渣皮带机本 TBM 包含主机皮带机、后配套皮带机和布料皮带机共 3 条皮带机，皮带宽度均为 800 毫米；主机皮带机能够在滑槽的作用下前后伸缩，主机皮带机先将石渣运送到后配套皮带机 上，然后通过布料皮带机将石渣分布于 4 节矿车内，矿车由内燃机车牵引至洞外，通过龙门吊吊运至地面弃渣场

23、。2.2.1.2 TBM 主机关心设备2.2.1.2.1 超前钻机超前钻探和超前地质加固是 TBM 必备的关心施工手段，TBM配置超前钻机用于地质超前探测和不良地质的处理。当钻探 孔时，钻机固定安装在管片拼装机后面的支座上；当钻灌浆 孔时，钻机能安装在管片拼装机上，沿着护盾圆周的 14 个贯穿盾壳的预留孔实现 360 度钻孔作业。超前钻机由独立的多功能钻机超前钻机液压装置操作，额定功率为 18 千瓦，钻孔直径为 64-76 毫米，钻孔深度可达 80 米。超前钻机工作示意图见图 5.2-11。图 5.2-11超前钻机工作示意图2.2.1.2.2 液压系统除刀盘驱动以外，全部主机的关心功能部件均为

24、液压操作。 全部功能部件运行所需的液压动力装置都置于后配套的平台车上。动力装置包括泵、马达、滤清器、冷却器和油箱并带有全部 检测设备，动力装置与相应机械设备之间通过钢管或软管连 接，考虑到围岩的高温以及对隧洞中温度的影响，冷却器的 尺寸设计留有较大的充裕量。液压系统设有便于测量压力的 快速接头，全部软管都要安装得很结实以承受恶劣的地下工 作条件。液压泵站设机械式压力表，同时设置压力传感器、温度传感器将液压油压力和温度等信号传递给 PLC，并在主控室显示。主油箱设循环过滤回路，滤清器的过滤精度为 5 纳米。为便于添加液压油，配置 1 台气动加油泵。2.2.1.2.3 注脂及润滑系统注脂及润滑系统

25、包括主轴承密封系统、主轴承润滑系统和其 它局部。润滑及密封系统以压缩空气为动力源，靠油脂泵油 缸将油脂输送到各个部位。主轴承密封可以通过掌握系统设定油脂的注入量次分，并可以从外面检查密封系统是否正常。当油脂泵站的油脂用完后油脂掌握系统可以向操作室发出指示信号，并锁定操作系统，直到重换上油脂，这样可以充分保证油脂系统的正常工作。主轴承润滑承受强制润滑，润滑油通过循环过滤后，对主轴 承和齿轮进展强制润滑，PLC 系统对润滑状况进展监控。 其它局部主要包括各系统油缸、管片安装机、管片输送器等 局部的注脂及润滑，主要承受集中的自动或半自动润滑方式。为减轻工作强度，配置 1 台便携式气动油脂泵，对需要手

26、动润滑的地方进展润滑。2.2.1.2.4 电气系统TBM 配置 2 台变压器，容量为 16002+15004700 千伏安。高压电缆经隧洞接入 TBM，供电电压为 10 千伏，动力电压为690 伏，掌握和照明电压为 230 伏。同时 TBM 备有紧急照明应急灯，该灯备用电池可使用 1 小时。TBM 电气掌握系统的核心局部为 PLC 系统，对TBM 主要功能进展掌握。它安装在带有远程接口的操作台上，并接入位于 操作台的工业计算机。全部软件都可以防止未授权的登陆， 全部系统都有失效保护功能，包括在错误状况下的错误操作 引起的电路互锁保护和断路保护以防设备启动。全部的主要 设备假设需要均设置预先报警

27、系统及远程的悬垂或拉线、按 钮以供给人身安全保障。紧急的安全电路用硬线独立接到PLC 上，PLC 系统上安装的 USV 功能能够保护其数据。电气系统具有无功功率补偿功能，补偿后的功率因素能到达 0.9 以上。TBM 变压器具有调压功能，调压范围+10-15， 满足供电稳定的需要。2.2.1.2.5 气体监测系统TBM 上安装有气体监测系统，共设置 5 个探测点，分别布置在主机皮带机进渣口、伸缩盾顶部、除尘系统出口处、主机 皮带机卸渣口以及后配套皮带机的卸渣口。后配套台车上安装 1 个箱式气体报警装置，气体报警装置由一个外部配电柜供给电源，负责收集全部传感器检测的数 据，并将数据传至 PLC 掌

28、握系统和数据采集系统。检测系统测得的数值会实时地在屏幕上显示，到达一级浓度时，警报将通过无电势接触点在喇叭及闪耀灯上公布信号。同时将警报传递给 TBM 操作人员。到达二级浓度时，TBM 将停机，只有防爆部件应急发电机、二次通风机、应急照明、 通讯系统和排水系统仍处于工作状态。2.2.1.2.6 电视监视系统电视监视系统由摄像机和显示器组成。摄像机设计为防尘、 防水和防震惊，显示器为彩色电视显示器，具有多视窗显示 功能，安设在主控室内，监控系统可通过光缆通讯系统接引 至洞外监控设备上。为满足监控整个 TBM 施工区域的需要， 在 TBM 的以下位置安设了监视装置：TBM 主机内主机皮带机尾部卸渣

29、处后配套皮带机尾部卸渣处后配套台车尾部的轨道系统2.2.1.2.7 数据采集处理系统数据采集系统可采集、处理、储存、显示、评估与 TBM 有关的数据。全部测量数据都通过被时钟脉冲掌握的测量传感器 连续的采集和显示。全部必需记录的测量值都以图形的形式显示在 PDV 的监测器上。屏幕上的内容均按功能分页显示， 主要包括内容：掘进的相关参数：主推动油缸与关心推动油缸推动力、刀盘 扭矩、超挖装置超挖量等参数显示与记录各关键部位、系统的温度显示与记录，如：液压系统、主轴 承润滑系统等错误信息显示与记录操作员可在这些屏幕页之间切换并从中猎取需要的数据。通 过数据采集处理系统收集到的信息，可以实现对 TBM

30、 状态的实时信息化治理。通过互联网、 拔号网以及数据采集系 统的计算机可以将当前的 TBM 掘进状态数据传送至建设单位、监理、设计及施工等相关部门，为整个工程的信息化管 理供给重要信息来源。2.2.1.2.8 导向系统TBM 配置了一套 VMT 导向系统，该系统能够对 TBM 在掘进中的各种姿势、以及TBM 掘进的方向和位置关系进展准确的测量和显示。操作人员可以依据导向系统供给的信息，快速、 实时地对 TBM 的掘进方向及姿势进展调整，减小掘进偏差。VMT 导向系统和隧道掘进软件连续不断地供给 TBM 的三维坐标和定向的、连续的动态信息。导向系统附带的通信装置能 够接收数据，由隧道掘进软件计算

31、 TBM 的方位和坐标，并以图表和数字表格的形式准确的显示 TBM 的位置。2.2.1.2.9 TBM 主控室主控室位于第 2 节后配套台车上。主司机在主控室内可以进展大局部 TBM 设备的启动、停顿操作，通过主控室内各个显示屏，主司机能随时把握 TBM 的状态，并能依据需要做出调整。主控室具有良好的隔音效果，并安装空调以保护 PLC 掌握系统和保证主司机有良好的工作环境。2.2.1.2.10 安全和掌握系统TBM 安全掌握系统包括人员安全保护和 TBM 设备安全保护。人员安全保护包括以下几项：紧急停机开关安装在司机掌握台和靠近刀盘的前盾处，紧急 状况下可用来切断 TBM 的电力供给。在主电气

32、线路开关上安装有接地保护装置。在照明及输出线路开关上安装有接地保护装置。 瓦斯监测及报警装置。全部移动的设备涂有醒目的标记。 设备启动时能看到或听到自动警报。TBM 设备安全保护表达在 TBM 联锁功能的设置和 TBM 相关参数的显示两个方面：数据同步显示能保证主司机随时把握TBM 状态并做出适当的调整；TBM 联锁功能保证了设备不具备安全使用条件时不因误操作而动作，从而避开导致设备严 重损坏的可能性。2.2.1.3 TBM 后配套2.2.1.3.1 连接桥连接桥位于 TBM 主机后面。连接桥下留有足够的空间用于管片吊机运输管片和储存、铺设铁轨，连接桥上安有皮带输送 机、颖空气的通风管道、管片

33、吊机、安装工作平台运行的 轨道。连接桥的长度满足延长轨道的要求。2.2.1.3.2 后配套台车后配套台车共 10 节，每节的长度在 10 米左右。台车承受开式门形构造，在铺设的专用轨道上行走，轨距 2200 毫米。在中间布置轨距为 900 毫米的运输轨道，轨道两旁以及台车上方平台两侧合理布置皮带输送机、通风管、集中油脂润滑系统、豆砾石回填系统、水泥浆搅拌注入系统、电气掌握柜、 液压动力装置、变压器、空压机、人员休息室与卫生间、水系统以及电缆卷筒、水管卷筒等 TBM 配套设备。2.2.1.3.3 后配套皮带机后配套皮带机宽 800 毫米，驱动方式为液压驱动。皮带机沿后配套台车上方布置，将从TBM

34、 主机皮带机转载的岩渣转运至布料皮带机上。2.2.1.3.4 吊机及材料运输系统依据施工需要，TBM 配置以下起重和提升设备： 运输管片的管片吊机豆砾石罐用吊机通风存储箱用吊机2.2.1.3.5 除尘系统TBM 除尘系统主要作用是清理来自刀盘的粉尘，然后将过滤的空气送回到后配套后部，以保持后配套区和隧洞的空气质 量良好，吸入风管位于前盾，将主机皮带机进料口区域的空 气抽走形成负压，使局部颖空气流向 TBM 前端，同时防止含粉尘的空气逸入隧洞内。除尘系统配置有消声和排尘装置。2.2.1.3.6 空气压缩系统豆砾石泵、除尘器的灰尘收集器、风开工具的风源及油脂润 滑系统的动力由空气压缩系统供给。压缩

35、空气系统设备配置 包括：1 个 1 立方米储风罐；1 台 110 千瓦，20 立方米/分钟,8 巴的水冷空压机，1 台 18.5 千瓦，3 立方米/分钟, 8 巴的风冷空压机。2.2.1.3.7 豆砾石填充系统后配套台车上布置豆砾石回填系统，通过压缩空气将豆砾石 吹入预先在管片上预置的开口进展豆砾石充填 。豆砾石泵具有遥控操作功能，可以遥控操作。TBM 配置的豆砾石填充系统包括：2 台豆砾石泵其中 1 台备用和 1 个容量为 7.5 立方米的豆砾石储存罐。2.2.1.3.8 水泥浆搅拌及注入系统水泥浆现场搅拌及注入系统设置在后配套台车上，利用有列车编组运输的水泥浆罐车将水泥浆导入搅拌机中，砂浆

36、泵将 搅拌好的水泥浆液通过注入口注入管片背后的空隙中。2.2.1.3.9 高压电缆卷筒在 TBM 后配套设置电缆卷筒，电缆卷筒由气动马达驱动，置于后配套系统的尾部，可以存放 400 米长的高压电缆。2.2.1.3.10 应急发电机TBM 配置 150 千瓦应急发电机，在电力供给发生中断时，柴油发电机组自动启动。为避开瓦斯影响，应急发电机按防爆 设计。应急发电机主要用于以下工程的供电：主机和后配套的照明操作站内的仪表盘和配电盘后配套通风系统和除尘器PLC可编程规律掌握器及其它掌握回路各级供排水泵2.2.1.3.11 供排水系统供水系统隧洞内合理布置水泵从隧洞洞口向 TBM 水箱供水，最大供水量为

37、 60 立方米/小时。TBM 后配套台车设置储存力量为 30 米的水管卷筒，颖水经过水管卷筒补充到一个带有流量掌握 器的 5 立方米水箱，全部冷却装置的用水以及现场用水都从这个水箱提取。冷却系统冷却系统按洞口水温为 25 摄氏度的条件设计，颖水流经各冷却装置后，变热的冷却水由设置在 TBM 后配套台车上 5 立方米的热水箱收集，除尘系统、刀盘喷水和以及钻机、冲 洗等用水都从热水箱抽取。排水系统TBM 主机区域设置 1 台 30 千瓦自吸泵，将主机区域聚拢的污水抽至 TBM 后配套配置的 5 立方米的污水箱内，沉淀后的污水经污水箱内排污泵通过直径 120 的管道排放至隧洞外的三级沉淀池，经处理后

38、排放于城市污水系统。紧急排水TBM 伸缩盾区域与支撑盾区域各设置 1 台潜水泵，在涌水量大的状况下将水抽至污水箱。后配套设置 2 台备用 1 台 水泵。2.2.1.3.12 消防系统在 TBM 共安装了 5 个烟雾传感器，分别布置在：后配套尾部、变压器、主控室、支撑盾和伸缩护盾区域。假设消灭火情， TBM 将发出视听警报，主控室的显示屏将指示警报的部位。在 TBM 烟雾传感器及接近区域布置了手持式灭火器，总共有15 台。2.2.1.3.13 二次通风系统TBM 配置风管从 1 号台车延长直至整个后配套系统用来排解撑靴区域及液压泵使用过的热空气。隧洞外的颖空气经过 轴流风机输送到 TBM 后配套

39、区域，通过二次通风机和风管可以保证清洁空气不断供给给整个掘进系统。二次通风系统主 要由以下部件组成：1 个风管存储箱，能存储 200 米长的风管1 台二次通风机力量：900 立方米/分钟；功率：55 千瓦2 根连接到连接桥的通风风管2 个消音器1 套用于操作存储箱的起吊设备2.2.1.3.14 通讯系统通过 TBM 配置的通讯系统使 TBM 主机室可以与 TBM 区域的假设干固定位置进展通讯。TBM 共配置 5 部 ，主要分布于： 前盾、盾尾、连接桥、后配套皮带机和主机室。为保持 TBM 与外界的联系，TBM 主控室预留一个外线借口供安装外线 使用。1.1.1.1.3.15 修理平台、卫生间和

40、人员休息室依据需要，TBM 后配套合理布置修理平台、人员休息室及卫生间。2.2.1.4 出渣系统2.2.1.4.1 矿车编组布料皮带机将石渣分布于 4 节矿车内，每节矿车 20 立方米， 矿车编组由 45 吨内燃机车牵引，通过铺设在管片上的轨道运输至洞外龙门吊起吊区域。2.2.1.4.2 垂直提升龙门吊在隧道外地面上设置 2 台 55 吨龙门吊，利用龙门吊将装满石渣的矿车起吊至地面并倾倒到临时弃渣场，再利用渣土车 将渣土二次倒运至永久弃渣场。刀盘型式/材质19”背装式滚刀，刀盘材料Q345C分块形式整体式刀盘正滚刀数量24 把中心滚刀数量8 把边滚刀数量10 把换刀方式背装式刀盘偏心量15 m

41、m刀盘驱动驱动型式无级变速变频电机7X315kW驱动2.2.1.5 TBM 主要技术参数TBM 技术参数见表 5.2-1。表 5.2-1XX 地铁改进型双护盾TBM 技术参数表名称各部件名称TBM 参数主机长12.5 m整机整机长度开挖直径135m6300mm最小转弯半径300m名称各部件名称最高转速：2220kNm9rpm脱困扭矩5700kNm主轴承寿命15000 小时密封工作压力3Bar主轴承密封形式/数量2x3 唇型密封前护盾外径、材质6240mm /Q345B护盾伸缩盾外径、材质支撑盾外径、材质6240mm /Q345B6150mm / Q345B尾盾外径、材质6150mm / Q34

42、5B稳定器数量2 个稳定器油缸行程110mm单个油缸的最大撑紧力2500kN防扭油缸油缸数量油缸型号2 个240/180最大总推力24150N320bar油缸数量10 根(320/240)主推动系统推动行程1650 mm最大推动速度120 mm/min最大回缩速度500 mm/min撑靴油缸数量2 只 (580/420)撑靴油缸油缸行程最大撑紧力500mm38000kN最大接地比压3MPa油缸数量12 组双缸260/220)关心推动系统油缸行程最大推力255032813N340bar高压脱困推力43429kN450bar转速 额定扭矩TBM 参数09 rpm额定扭矩：2940kNm8rpm名称

43、各部件名称最大推动速度皮带类型TBM 参数500mm/min 阻燃主机皮带机输送系统后配套皮带机输送系统穿梭皮带机提升皮带机回填灌浆皮带机运行速度皮带输送力量 皮带宽度皮带类型皮带机运行速度皮带输送力量 皮带宽度皮带类型皮带机运行速度皮带输送力量 皮带宽度皮带类型皮带机运行速度皮带输送力量 皮带宽度灌浆泵规格型号灌浆泵数量02.5m/s液压马达600m3/h 800mm 阻燃02.5m/s液压马达600m3/h 800mm 阻燃02.5m/s 电机驱动600m3/h 800 mm 不阻燃03m/s 电机驱动1000m3/h 1600 mm 双活塞泵1系统力量8m3/h储浆罐容量2.5m3豆砾石

44、泵数量2豆砾石注入系统额定压力0.5MPa力量215m3/h额定抓举力量100kN抓取方式机械式管片拼装机驱动方式液压马达自由度6移动行程2023mm名称各部件名称TBM 参数旋转角度+/-220掌握方式有线无线两种掌握模式旋转速度02rpm抓取方式机械式起吊力量100kN管片吊机工作范围掌握方式从效劳列车管片车到管片喂片机有线/无线掌握型式液压自动喂送管片小车长度10m最大支撑力100kN钻孔深度40m超前地质钻机钻孔直径76mm角度0或 8卫生间1 间后配套关心装置混凝土罐吊机1 套风管存储装置1 套型式棱镜式导向系统精度2 秒有效距离200 m摄像头数量4 台监视系统水系统显示屏数量水管卷筒规格 水管卷存储长度空压机数量排量1 个单画面和多画面切换功能进水管卷筒DN100 34m2 台20m3/min空气压缩机额定压力储气罐数量储气罐容量8bar 21m3消防系统消防设备灭火器功率补偿0.95变压器防护等级IP55初次电压10kV/50Hz供电系统二次电压