盾构掘进机设计论文

第 1 章绪论

1.1 引言

近年来,我国开展大规模的城市市政工程建设,尤其是几个重要城市都已开始了地下铁路的建设工程。在这些地下工程中,由于受到施工场地、道路交通等城市环境因素的限制,使得传统的施工方法难以普遍适用。在这种情况下,对城市正常机能影响很小的隧道施工方法--盾构施工法普遍得到了人们的关注,并且在一些地区已经有了较为广泛的使用。盾构法施工技术已被广泛应用于铁路隧道、过江隧道、公路隧道和城市地下工程。全断面隧道掘进机是集机、电、液、光、计算机技术为一体的大型地下工程施工装备，是大规模开发利用地下空间的前提条件。

1.2盾构机掘进机概况

盾构掘进机作为典型的复杂机电产品的代表，是机电液一体化高度集成的大型设备，也是多单元集成的大型水利、国防、地铁、交通等领域的基础关键设备。“十一五”期间，国家在先进制造领域重点扶持盾构掘进机系列化设计和制造关键技术的研究与开发，以制造样机和进行工程试用为目标，争取2015年实现系列化和产业化。近年来，由于我国基础设施建设的需要，盾构法施工技术的应用在国内得到快速发展。据不完全统计，国际建筑市场的全断面隧道掘进机年需求量上千台，年营业额超过100 亿美元；到2020 年我国对各类大型全断面隧道掘进机可以预见的需求将超过1000 台。由于重大技术装备制造水平的发展跟不上我国经济快速发展的要求，一些大型重要工程为保证工期和质量，倾向依赖于进口装备，造成我国机械产品贸易逆差逐年加大，核心技术对外依赖性不断增强，蕴涵着较高的国际经济及政治风险。

与传统的隧道掘进技术相比，盾构掘进机施工隧道断面一次成型，支护和衬砌及时，具有安全可靠、工作环境好、土方量少、进度快、施工成本低等优点，尤其在地质条件复杂、地下水位高而埋深较大时，只能依赖全断面盾构掘进机。根据国外全断面掘进机的发展经验和趋势，结合我国国情，目前，国内盾构生产、施工过程中遇到的主要问题及难点主要集中在以下几个方面：

（1）液压推进系统实时、智能化精确控制技术；

（2）刀具和刀盘设计技术；

（3）结构参数的优化和系统集成技术；

（4）精确控制地表沉降技术；

（5）提高姿态控制精度的激光导向技术；

（6）隧道管片拼装的全自动化技术等。

盾构管片拼装系统是盾构掘进机成套装备系统的关键子系统，是一种典型的复杂机电液产品，一般由管片输送系统、管片夹持系统、管片举重定位系统、管片螺栓安装系统、管片正圆装置、检测/控制系统、驱动系统等组成。一般要求实现管片在空间 6 个自由度的无干涉运动，其工作效率应与盾构掘进机的掘进速度一致。由于结构复杂、工作效率高、定位/检测精度高、动静态特性复杂、工作负载大等原因，盾构管片拼装机至今没有全部实现国产化。

管片拼装作业是盾构施工的关键作业之一。一方面管片环承担着盾构前进的推进反力，另一方面管片环的拼装速度又直接决定着盾构的掘进速度。目前，盾构的开挖、掘进作业已实现了自动化，甚至智能化，但管片拼装作业的自动化进程却相对滞后，作业方式主要存在着以下两个问题，即：

（1）管片拼装定位精度低，管片环易出现裂缝和缺口；

（2）管片安装效率较低，影响隧道开挖的掘进速度；

基于以上问题，本文结合全自动盾构管片拼装系统的研发，运用相关理论开展盾构管片拼装机的设计及研究工作。

盾构机是一种用于软土隧道暗挖施工，具有金属外壳，壳内装有整机及辅助设备，在其掩护下进行土体开挖、土碴排运、整机推进和管片安装等作业，而使隧道一次成形的机械。

盾构作为一种安全、快速的隧道掘进机械，经历了四个发展阶段：一是以Brunel盾构为代表的手掘式盾构；二是以机械式、气压式、网格式盾构为代表的第二代盾构；三是以闭胸式盾构为代表(泥水式、土压式 )的第三代盾构；四是以大直径、大推力、大扭矩、高智能化、多样化为特色的第四代盾构。

目前，最常见的是第三代盾构--土压平衡盾构和泥水加压式盾构。土压平衡盾构是在机械式盾构的前部设置隔板，在刀盘的旋转作用下，刀具切削开挖面的泥土，破碎的泥土通过刀盘开口进入土仓，使土仓和排土用的螺旋输送机内充满切削下来的泥土，依靠盾构千斤顶的推力通过隔板给土仓内的土碴加压，使土压作用于开挖面以平衡开挖面的水土压力。土压平衡盾构主要由刀盘及刀盘驱动、盾壳、螺旋输送机、皮带输送机、管片安装机、推进油缸、同步注浆系统等组成。士压平衡盾构无泥水处理设备，施工速度较高，比泥水盾构价格低，能获得较小的沉降量，也可实现自动控制和远距离遥控操作，由于开挖面得到安全的支护，因此现在的泥浆盾构和土压平衡盾构，甚至可以在困难的水文、地质条件下广泛应用。其工作原理如图1-1所示。

图1-1 土压平衡盾构的开挖原理

泥水加压式盾构(slurry pressure balance shield )，简称SPB盾构，是在机械式盾构的前部设置隔板，与刀盘之

间形成泥水仓,开挖面的稳定

是将泥浆送入泥水仓内，在开

挖面上用泥浆形成不透水的

泥膜，通过该泥膜的张力保持

水压力，以平衡作用于开挖面

的土压力和水压力。开挖的土

砂以泥浆形式输送到地面，通

过泥水处理设备进行分离，分

离后的泥水进行质量调整，再

输送到开挖面。

图1-2 泥水加压式盾构的开挖原理早在1950 年代初期,我国东北阜新煤矿就有使用手掘式隧道修建疏水巷道,1957 年在北京市下水道工程中使用小断面盾构施工的记载。随着我国国民经济和城市现代化的快速发展，从九十年代起盾构技术在我国开始广泛使用，从目前各地盾构技术的使用情况来看，我国盾构技术已经全面进入了使用的阶段，尤其是土压平衡式盾构的使用已经非常广泛。

经过一些工程实践，我国在盾构隧道施工方面已有了一定的成功经验和技术积累,但仍然存在大量的技术问题。除盾构机械制造和施工控制管理等综合技术问题以外,在岩土

工程的领域内也存在许多尚待解决的理论和技术问题。比如,盾构隧道管片设计理论的统一、系统化问题；隧道开挖面稳定机理和控制问题；相邻或叠交隧道相互影响的评价问题等等,都还需要我们进行不懈的研究和积累。

虽然我国已有很多成功的施工经验,但距离盾构技术的产业化、系统化尚有一定的距离。因此,还需要进行不懈的开发、研究和积累,以图形成我国独立的机械制造、隧道设计、施工管理技术。

盾构掘进机的技术发展较为显著，归纳起来主要有以下五个特点：

（1）盾构掘进机地层适应性广，可用于沙砾层、卵石层、沙层和软土等各种地层；掘进断面尺寸变化范围大，具有向超大、微小两个方向发展的趋势（直径18m的大型盾构机与直径0.2m的微型盾构）。

（2）盾构掘进机的类型向多样化方向发展。从断面形状方面出现了矩形，马蹄形、椭圆形、MF 形（双圆搭接、三圆搭接）等多种异圆断面盾构；从功能讲出现了球体盾构、母子盾构、扩径盾构、变径盾构、分岔盾构、途中更换刀具（无需竖井）盾构、障碍物直接切除盾构等特种盾构；从掘削方式上出现了摇动、摆动掘削方式的盾构。

图 1.3 三圆搭接型盾构机图 1.4 偏心多轴式盾构机

图 1.5 母子盾构机图 1.6 球体盾构机

（3）盾构机的技术科技含量越来越高。液力驱动和电液比例控制技术、遥控技术、现场总线控制技术、摄象及视觉信号处理技术等现代高新技术成果不断得到应用。

（4）土压平衡盾构（图1.1）、泥水盾构（图1.2）是当前时期盾构机的主流产品，基本

实现掘进、衬砌、排土施工工艺的全机械化和全自动化。

（5）在未来的发展方向上，盾构掘进机将不断采用类似机器人的技术，如控制、遥控、传感器、导向、测量、探测、通讯技术等，盾构的机器人化发展趋势不可阻挡。

随着我国国民经济和城市现代化的不断发展,高度商业化、效率化和功能密集化的现代城市对于工程施工的要求越来越高。另一方面,由于城市用地、城市交通立体化的要求,向地下发展的地下工程会越来越多。作为一种适用于现代城市地下工程的施工方法- 盾构隧道施工法必将受到人们的重视。目前，我国的许多大城市都开始了地下铁路的工程、城市上下水隧道工程，如：北京、上海、天津、南京等。在2006～2020年的15年间，我国将有20余座城市建设地铁，至少将建3000km。此外,国家的重点建设项目如南水北调及西气东输工程都涉及到穿越江河的问题,其中一些区段都可能需要采用盾构法进行隧道施工。因此，盾构隧道施工法在我国的发展前景非常广阔。所以开展盾构机零部件的研究和开发，实现盾构的国产化将会促进我国建设的快速发展。

1.3 盾构技术

盾构隧道施工法是指使用盾构机,一边控制开挖面及围岩不发生坍塌失稳,一边进行隧道掘进、出渣,并在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆,从而不扰动围岩而修筑隧道的方法。盾构机的所谓盾是指保持开挖面稳定性的刀盘和压力舱、支护围岩的盾构钢壳。所谓构是指构成隧道衬砌的管片和壁后注浆体。由于盾构一般使用于以土为围岩的隧道工程施工中,与岩石围岩不同,土体不具有自立稳定性,所以保持开挖面稳定的系统(盾) 就非常重要。

盾构施工的主要原理就是尽可能在不扰动围岩的前提下完成施工,从而最大限度地减少对地面建筑物及地基内埋设物的影响。为了达到这一目的,除了刀盘和盾构钢壳可以被动地产生支护作用以外,使用压力舱内泥土或泥水压力平衡开挖面上的作用土压力和水压力；使用壁后注浆及时充填由开挖产生的盾尾空隙,主动地控制围岩应力释放和变形是盾构技术的关键。

盾构隧道施工技术的特点可以归纳为以下几点:

(1)对城市的正常功能及周围环境的影响很小。除盾构竖井处需要一定的施工场地以外,隧道沿线不需要施工场地,无需进行拆迁而对城市的商业、交通、住居影响很小。可以在深部穿越地上建筑物、河流；在地下穿过各种埋设物和已有隧道而不对其产生不良影响。施工一般不需要采取地下水降水等措施,也无噪声、振动等施工污染。

(2)盾构机是根据施工隧道的特点和地基情况进行设计、制造或改造的。盾构机必须根据施工隧道的断面大小、埋深条件、地基围岩的基本条件进行设计、制造或改造,所以是适合于某一区间的专用设备。当将盾构机转用于其它区段或其它隧道时,必须考虑断面

大小、开挖面稳定机理、围岩粒径大小等基本条件是否相同,有差异时要进行改造。

(3)对施工精度的要求高。区别于一般的土木工程,盾构施工对精度的要求非常之高。管片的制作精度几乎近似于机械制造的程度。由于断面不能随意调整,对隧道轴线的偏离、管片拼装精度也有很高的要求。

(4)盾构施工是不可后退的。盾构施工一旦开始,盾构机就无法后退。由于管片外径小于盾构外径,如要后退必须拆除已拼装的管片,这是非常危险的。另外盾构后退也会引起的开挖面失稳、盾尾止水带损坏等一系列的问题。所以,盾构施工的前期工作是非常重要的,一旦遇到障碍物或刀头磨损等问题只能通过实施辅助施工措施后,打开隔板上设置的出入孔进入压力舱进行处理。

1.4 盾构管片拼装系统研究概况

管片拼装作业的重要性主要体现在两个方面：一方面管片环承担着盾构前进的推进反力，另一方面管片环的拼装速度又直接决定着盾构的掘进速度。由于开挖隧道直径变化较大，通常管片的外径变化也比较大，根据国内隧道施工的案例，目前管片外径小到Ф2950mm，大到Ф18870mm，使得管片安装机的结构形式也有所不同。

（1）在中小隧道中，盾构机主要采用单臂举重臂式的管片安装机，其结构较为简单，施工工作空间较大，以日本生产设计的管片拼装机较为典型；

（2）对于大直径隧道，主要采用对称结构的举重臂，承受管片重量载荷大，以美国Robbins 公司，德国Wirth 公司设计的管片拼装机较为典型。

管片拼装作业中引进自动化技术已成为发展趋势。管片安装的全自动化将较大地提高施工的安全性及安装精度，并且能极大地改善工作环境和降低工人的工作强度。

1.4.1国外管片拼装机产品技术分析

（1）日本最早使用管片自动化拼装设备，有多项工程采用管片自动化拼装技术，自动化程度根据工程需要而不同，但无论哪项工程，螺栓连接作业等部分作业仍旧使用手工劳动，没有完全使用自动化。如图1.7 所示为六自由度串联构型管片安装机器人。

日本川崎重工开发的管片拼装机为环形结构，回转环由安装在盾构中体上的滚轮支承。管片拼装机沿盾构机轴向和径向的动作分别由伸缩和滑动千斤顶带动，沿各自导向装置运动。管片的拼装和位置调整由拼装机的回转、伸缩千斤顶、滑动千斤顶和止振千斤顶进行。拼装机可以有线控制或无线控制。

目前，日本HITACHI 公司正在研制高效可靠的管片自动安装机器人。其管片自动定位安装系统（图1.8）充分利用了激光技术、光学图像处理技术、伺服控制技术及传感检

测技术等。

图 1.7 串联构型管片安装机图 1.8 管片自动定位安装系统

（2）美国ROBBINS 公司的六自由度管片安装机，其安装一环管片的时间可控制在30min 以内，通过遥控操作保持操作者始终处于安全距离之外。

（3）德国WIRTH 集团NFM 技术公司开发的真空吸盘式管片拼装机（图1.9），它具有很高的控制精度和安装效率，除螺栓连接工序外基本实现了自动化。即将投入使用、号称“万里长江第一隧”武汉过江隧道在盾构施工过程中即采用了该类型管片拼装机。

图 1.9 真空吸盘式管片安装机图 1.10 Ф13.21m 混合盾构管片安装机（4）德国海瑞克公司的管片安装机，如图1.10 所示。该拼装机安装在盾体中心位置，拼装机顶部将有一个移动平台，通过该平台来靠近楔形块管片的螺栓；所有的运动都是比例控制的，富裕的动力储备使操作迅速、精确，尤其是单独控制的径向伸缩油缸确保了最佳的管片安装效果。海瑞克公司的管片安装机的设计使得一环管片拼装能够在60 分钟内顺利、安全完成。

1.4.2国内管片拼装机产品技术分析

近几年来，国内的一些企业和高校根据不同工程需求，也分别研究开发出了各自的管片拼装机产品。

（1）在“南水北调与全断面岩石掘进机(TBM)成套装备系统研制”项目资助下，武汉大学

设计了单举重臂环式与双举重臂环式拼装机。该两种机型（图1.11、1.12）都有其创新性，但只分别具有 4 个和 5 个自由度运动。

（2）上海隧道工程股份有限公司的带有压力式全密封油箱的衬砌拼装机。

该机型是张闵庆、葛道远等人的专利技术，只具有四个自由度的运动，因此不能完全满足管片施工的要求。

（3）上海隧道工程股份有限公司的六自由度管片拼装机（图1.13）。该机型是石元齐、王鹤林等人的专利技术，具有六个运动自由度，管片位置和姿态能满足拼装各种空间位置的需要，设备整体结构的刚度和机构运动的平稳性较好。但是，由于其微调机构通过一个关节球轴承连接举重臂横梁与运动平台实现，当应用于大直径隧道盾构施工时，系统的刚度、稳定性及微调运动控制精度等方面存在一些问题。

图 1.11 单举重臂环式拼装机图 1.12 双举重臂环式拼装机

图 1.13 上海隧道股份管片拼装机图 1.14 吉林大学3m 盾构拼装机

（4）吉林大学机械科学与工程学院基于“国家科技支撑计划项目—全断面掘进机综合试验台”，提出了自己的设计方案，所构造的6 自由度管片拼装机（图1.14）具有一定的创新性，但是该机型是针对3m 盾构掘进机试验台研制的，设备整体结构刚度和机构运动的平稳性需要提高，承受管片载荷较小。

综上所述，可以发现管片拼装机的研究存在以下问题：

（1）国内与国外还有很大差距。国外如今较先进的管片拼装机已成功实施了管片抓取、

就位、螺栓连接和拧紧等全自动化拼装。国内的拼装机借鉴国外成功的机型，实现了中、小直径隧道拼装机的自主开发，虽然实现了管片吊装、移动、对中、就位、拼装的机械化，但是管片的管片接头螺栓穿孔和拧紧等还是靠人工作业，这给掘进速度和管片拼装质量带来很大影响。目前，国内对大直径隧道的管片拼装机设计制造仍是空白。

（2）基于串联构型的管片安装机（如图1.7）存在着串联机构的弱点，即刚度、稳定性差，承载能力弱，精度低等问题，通常只适用于直径6m 以下的盾构掘进机；基于并联构型的管片安装机器人存在着并联机构的弱点，即工作范围下，运动灵活性差、空间布置困难等问题。

（3）在管片对中微调定位这一环节上，为实现管片绕隧道轴向方向转动的精确定位，目前的拼装机（图1.9、1.10、1.13）都是采用举升机构两举重臂的不同步运动实现的，这种方式难于控制，且存在着较大的定位误差。同时，国内的管片拼装机（图1.13）为实现管片的微调定位，在微调转动平台与提升横梁之间通过一个中心球关节轴承连接，通过该轴承的旋转实现各方向的微调定位，这种设计方式对整体结构的刚度和机构运动的平稳性有一定影响，通常需要对二旋臂梁之间设置中间横梁、管片抓取装置的结构进行改进来增强整机的刚度和稳定性。

（4）对于双举重臂式的管片拼装机，通常采用举升机构两举重臂的不同步运动实现管片的偏转微调定位，但是工作载荷会破坏左右二提升油缸的平行度，使二提升油缸的升降运动不同步，从而会造成管片拼装错位的后果。

（5）管片安装的全自动化将较大地提高施工的安全性及安装精度，并且能极大地改善工作环境和降低工人的工作强度。因此，盾构管片安装系统的发展方向是研制自动化、智能化的管片安装机器人。

为此，为了提高对隧道管片拼装工作环境的适应性，考虑管片安装全自动化的需求，结合串联机构、并联机构在承载能力、刚度及稳定性、精度、动力性能等方面的互补关系，本文提出基于串-并混联构型的新型管片拼装机的构型设计方案。设计、开发适用于隧道管片拼装工作环境的混联构型拼装机、研究保证其运动、动力性能方面的关键技术，并寻求在实际工程中的应用，具有重要的理论意义和工程实用价值。

1.5 研究意义

本论文研究的主要内容为是结合具体的施工条件，对管片拼装机的性能进行分析，并对其进行总体计算，使其各项参数和功能符合直径为6米的土压平衡式盾构机，达到在管片安装过程中效率高、定位和检测精确等要求；最后研究设计拼装机的回转系统，使回转系统能够实现±220°的自由旋转功能，并且达到强度和刚度等要求。

基于我国城市建设和各种基本建设的需求的预测，盾构隧道施工在我国的发展前景非

常广阔。但是，目前盾构机的生产、销售基本上有国外公司垄断，主要是集中在日本和德国。针对盾构机的现状，开展盾构机关键零部件的研究将会对盾构国产化有着巨大的推动作用。在盾构施工过程中，隧道管片肩负着隧道成型挡土、止水等重要功能。因此，管片拼装的质量直接影响着工程质量，而完成这一重要工序的就是盾构机中的拼装机部分。因此，研究分析管片拼装机对盾构施工有着重要意义。本次研究的管片拼装机是针对直径为6米的土压平衡式盾构机，通过对拼装机工作时的性能进行分析计算，将有助于管片拼装的顺利进行，使管片在安装过程中能够达到效率高、定位和检测精确等要求。同时，通过对管片拼装机的回转系统的设计计算，将会对盾构零件的国产化有一定的推动作用。

第 2 章 管片拼装机整体设计及计算

管片拼装机是盾构机的重要组成部分，在掘进完成后，管片拼装机负责将预先制好的管片安装到刚开挖的隧道表面，形成衬砌，以此来支护刚开挖的隧道表面。管片拼装的质量将直接对地下水土的渗透和地表沉降产生影响。

2.1 管片的选用

管片是一块预先浇铸好的混凝土环状砌块。管片首先由电瓶小车从隧道外运入，然后由管片拼装辅助小车将其移动到管片拼装机正下方，最后靠管片拼装机将其拼装成管片衬砌环(一管片衬砌环约由六块管片组成)。一环管片安装完成后，上紧管片间的连接螺栓。

根据本次设计的具体情况，选用外径D=10.8m 的管片，内径d=9.8m ，管片厚度b=500mm ，管片宽度L=2000mm ，单片最大重12.0t 。每环管片由6块管片拼装而成，其

中有4块标准块，3块邻接块和1块封顶块(K 块)。每环管片块与块之间采用12根弯曲螺栓环向连接，两环管片之问采用10根弯曲螺栓纵向连接(除封顶块外每块管片两根)，采用错缝拼装。管片防水通过在管片之间安装遇水膨胀型止水条和在管片背后灌注水泥砂浆，螺栓孔防水采用弹性橡胶垫圈。

2.2 管片拼装机的结构分析 2.2.1 管片拼装机的整体结构

管片拼装机，又称举重臂，是一种设置在盾尾部位，并可以迅速把管片拼装成确定形式的起重机械。一般管片拼装机的形式有环式、空心轴式、齿条齿轮式。本设计所研究的管片拼装机采用环式，由回转系统、提升系统、平移系统和管片夹取系统构成，其中主要部件有大功率马达、传动轴、传动齿轮、回转盘体、挡托轮、提升横梁、管片夹取装置。

2.2.2 回转系统的结构分析

图2.1拼装机整体机构

回转系统主要由液压大功率油马达、传动轴、传动齿轮、回转盘体、挡托轮构成，主要功能是在拼装管片的过程中提供回转力矩，并且为整个拼装系统提供支撑。整个回转系统的动力传递过程是：液压马达—联轴器1—减速器—联轴器2—传动轴—传动齿轮—回转盘体—挡托轮。

液压马达用来提供回转动力，以便克服拼装过程中阻力矩，回转马达输出的动力由联轴器1传递给传动轴。其中液压马达和传动轴的支撑系统都由螺栓固定在盾壳上。

传动齿轮由小齿轮和大齿圈组成，小齿轮固定在传动轴上，且采用悬臂支撑，大齿圈固定在回转盘体上。在拼装机回转时，由小齿轮带动大齿圈回转，然后大齿圈带动整个回转盘体回转。

由挡托轮来支撑整个拼装系统的重量和倾覆力矩，挡托轮选用八个，系统重量由下部四个挡托轮来承受，拼装系统产生的倾覆力矩由八个挡托轮共同来承受，回转盘体的回转轨道都由挡托轮的固定位置来限制。

2.2.3 提升系统的结构分析

提升系统主要由提升横梁和两个液压缸组成。提升横梁及液压缸由螺栓固定在回转盘体上，横梁内置有液压系统的油箱，用来为液压油路提供液压油。整个横梁由油箱的底板、顶板、后板、前板、连接隔板和垂直导向装置组成，相互焊接为一个整体。液压泵组和电气控制组安装在一个横梁的上部，在拼装管片过程中随拼装机一起回转，这样布置可以减少拼装机回转时电线和油路管缠绕带来的不便。

提升油缸有两个和两个导杆，两个升降油缸来完成对管片的提升和上推，设置两个升降垂直导杆用来导向，用来承受回转时的回转力矩，油缸和导杆轴套都与横梁相连，导杆的导向孔与横梁固结为刚体。在加工和装配过程中，保证两个垂直导杆的平行度要好，以防止在提升和上推管片时两个提升油缸卡死，并且两个导杆的润滑度要好，从而使导杆在导杆轴套中能顺利移动。油箱内置密闭系统，采用主动加压的形式，在箱体容积变化时可保持箱体内的压力恒定。箱盖上设置安全阀，用来避免箱体因压力过高而损坏结构；此外，油箱的密闭性要好，随拼装回转时候不产生气泡，确保气体不进入液压邮箱，这样可以减少液压控制组件的噪声。

2.2.4 平移系统的结构分析

图2.2 回转系统

平移系统主要由一个双作用油缸和两根水平导杆组成，水平导杆起到导向和支撑的作用，水平导杆加工和安装有较高的要求，因为水平导杆要承受管片的重量，所以在管片平移的过程中，两导杆的最大变形量要小，并且两导杆的平行度要好，否则将造成平移过程中油缸卡死。油缸和水平导杆固定在一个高刚度的箱型结构梁上，两者与管片夹取装置、管片的位置调节油缸共同组合成一个水平滑动装置。

在水平滑动装置中，还设置有用来调节管片周向摇摆的油缸，油缸设置两个，油缸的行程比较小，在管片的位置发生周向偏移时，可以用油缸来进行微调。

2.2.5 管片夹取装置

为了减轻操作工人的劳动强度，提高拼装时的工作效率，管片夹取装置主要采用销连接，管片中心设置有螺栓孔，管片在拼装前在螺栓孔内拧入螺栓，此螺栓下端为螺纹，上端为带有销孔的方头。在拼装机的夹取装置中置有与螺栓方头相对应的倒U型凹槽，同时，凹槽上设置相应的销孔，

拼装时将两销孔对齐，

然后插入销，即可完成管片的夹取。其

中凹槽焊接在平移油缸上，用来完成实

现管片的平移这一动作，见图2-3。图2-3 夹取装置结构图

2.2.6 液压回路

拼装机的液压部分主要包括回转系统中的液压马达、提升部分的提升油缸和平移系统中的平移油缸。其中液压马达需要由拼装机的动力站来提供动力，此动力站即是后套设备中的液压泵站，而提升部分和平移系统的油缸是由提升横梁上的液压泵来提供油液。

在拼装管片作业时，可能会发生相邻管片无法密帖的现象，即衬砌不到位。主要原因是左右提升油缸的行程无法统一匹配，从而引起管片伸缩时产生的高度差，为保证左右提升油缸的同步性，必须设计合理的液压回路。

2.3 管片拼装工作流程

管片从运入到拼装完成全过程示意图如图2.4

图2.4管片定位拼装过程图

1.将管片装载到供给位置上

2.将管片送给自动拼装装置

3.夹持管片4、5.平移、旋转、伸缩将管片送到确定位置6.偏转微调7.旋转修正8.横摇微调9.f印俯微调10.伸缩修正n.螺栓、螺母安装12.螺栓连接过程13.螺母1

4.螺栓巧.微调定位过程16.初调定位过程17.管片供给18.推进油缸19.盾构体20.管片自动拼装机21.管片输送器22.连接桥23.管片吊机24.管片服务台车

管片拼装具体作业过程如下：

(1)管片供给:

管片运送小车将管片运至管片卸载站，小车旋转平台旋转900，卸载站的升降架顶起管片，小车退出，用起吊机将管片放在管片供给装置上，管片供给装置将管片沿着导架向前方移动。

(2)管片夹持

自动拼装机在传感器确定管片到位后开始夹持管片。管片夹持与手工拼装相同，即将夹持器具旋入注浆孔中。

(3)管片定位

管片定位分为粗调定位和微调定位。粗调定位是将管片移到预定位置处，微调定位是将粗定位管片的螺栓孔与己装管片的螺栓孔对合。管片即可满足空间六个自由度(三轴移

图2.5 管片六自由度示意图

动和围绕三轴旋转)。

(4)螺栓连接

管片定位后，管片的螺栓孔全部对齐之时即开始螺栓连接。迄今开发的许多自动拼装机都具有与螺栓分压箱数量相等的连接机。这些连接机可以同时工作，按一定的力矩进行连接，完成一块管片的拼装。然后，反复进行这一系列的作业。

如上所述，为实现对管片进行精确定位的要求，管片在拼装过程中需要实现平移、回转、俯仰、横摇和偏转6个动作，另外还应该有锁紧管片的动作。6种动作应该分别与管片的6个动作自由度相应。为描述问题的方便，本文规定图中x 正方向为盾构前进方向，y 为管片环切线方向，z 为开挖面径方向。x,y,z 分别为三个宏观运动平移、回转和升降；θx 、θy 、θz 分别为3个微调运动横摇、俯仰和偏转。

2.4管片拼装机设计要求

管片拼装机由平移机构、升降机构、回转机构及固定部分组成，它是完成管片拼装所需的6个自由度的隧道盾构专用施工装置。这些主要机构经常启动，制动、外负载变化很大，工作条件恶劣，因此，管片拼装机的结构设计和液压系统设计需要满足以下要求:

(l)几何尺寸要求

管片拼装机设计的几何尺寸要求满足一定的作业范围和合适的运输尺寸，主要的限制因素为螺旋输送机预留空间尺寸、推进油缸撑靴的几何尺寸、操作人员穿越进出的尺寸和工作行程。

整机布局的几何尺寸要求满足管片粗调的平移、升降和旋转空间尺寸要求，在管片拼装机能完成6个自由的同时，要求结构紧凑合理、完成运动尺寸不能相互干涉、便于管片的装卸、操作人员的视野无阻。此外，整机的几何尺寸还必须满足吊装的要求。

(2)各功能运动的性能要求

管片拼装机设计必须要满足各功能运动的性能要求，应该能够安全迅速地把管片组装成预定的形式，总体上来讲管片拼装机的各功能运动性能要满足两个方面的要求:一是要能够实现管片的运动自由度，即应该具有夹紧机构、升降机构、平移机构、回转机构和合理的微调机构;二就是应该能够满足动力要求，即在负载后要能够轻松安全地完成上述运动。设计时要考虑的主要因素有:

最大额定抓取量，组装衬砌时吊起的管片推向外侧的推出力和将K型管片压入以及为矫正已组装好的管片的位置所需的推动力，最大行程的条件下能够轻松回转所需要的驱动力矩，合理的抓取管片所必须的抓紧机构的尺寸，拼装机的工作范围，即指各个自由度上执行机构的行程和拼装机的工作速度，包括轴向进伸、轴向回转、径向伸缩速度。

(3)强度要求

管片拼装机结构强度是整机设计的关键之一，拼装机的结构和所承受的载荷十分复杂。要求满足管片拼装机各部分的受力合理的情况下，保证管片拼装机的强度和强度特性。在设计管片拼装机的整机结构时，要求尽可能减少焊缝和变形，这不仅增加了构件的强度，而且缩短了制造周期，降低了制造成本。要求回转装置尽量采用大的几块钢板下料，为了减小焊接变形及焊接应力，要求采用压型钢等结构。结构件设计中尽量等强度，要求采取局部加强措施。回转盘体与提升套筒连接处的板处应力较高，可以采用以铸代焊，这样大大提高了结构件的冲击和疲劳强度。为确保焊接强度，绞接部件尽可能采用铸钢件。结构件的破坏主要是由于每个运动功能的启动和制动所产生的冲击，因此，破坏时常不再负荷最大部位，而是应力集中部位。为了减少应力集中，应使焊缝与应力集中部位错开。

此外，管片拼装机的结构设计除了满足上述基本设计要求之外，还应该满足其它的一般性能要求。例如，注重产品设计的经济性要求;尽可能采用标准零部件，降低管片拼装机的制造成本;提高管片拼装机各功能部件的工作可靠性和耐久性，以满足管片拼装机作业条件恶劣的要求。

表2.1管片拼装机主要技术参数

2.5 管片拼装机加工和装配要求

管片拼装机的加工和装配要求：

(1)拼装机重心轴线与盾构轴线的平行度公差为0.005mm；拼装机两提升导杆之间的平行度公差为0.2mm。

(2)把水平油缸、水平导向套、夹取装置及管片连接油缸组合成为一个刚体，通过2根水平导轨与提升横梁连接；提升横梁总体与液压缸焊接。

(3)连接回转盘体，加铅块配重，能平衡回转力矩的一半。

(4)按照主动加压形式安装拼装机上的密闭油箱，要求油箱中不能有剩余的气体。

(5)整机总装后，进行空载和重载试车，管片的夹取装置要可靠，夹取管片时不得出现爬行或抖动现象，达到技术参数要求。

(6)确保制动器的性能可靠，在油压失压或失电时候能立即制动，系统停止后不得有位移。

(7)拼装机在盾构内总装前，先进行零部件装配，紧固盘体连接面上的螺栓后再焊接；在提升油缸和提升横梁组装后，先试动作，再检查、调整各组导向柱间的平行度，保证油缸的活塞杆上下动作平滑，不产生卡阻现象；各类油缸在安装前须进行伸缩动作和耐压试验；各类密封圈不允许有破损或翻边现象；做好软管保护动作。

第 3 章管片拼装机的运动分析

3.1 拼装机的整体要求及运动参数

管片要精确的到达安装位置，需要由六个自由度来确定，所以拼装机要实现管片的精确安装，一般也需要由六个自由度，但本次所设计的盾构机中有两个自由度可以由推进油缸来实现，故拼装机只要可以实现四个自由度即可，即实现拼装机轴向回转、水平伸缩、垂直伸缩及管片的周向摇摆定位。

拼装机的设计运动参数如表3-1所示：

表3-1 拼装机的运动参数

运动形式运动参数

轴向回转

回转速度

0-1.5r/m in 回转角度

o

±220

管片重心至回转中心的最大距离

5150mm

水平伸缩

推进速度行程

80-250m m/s4100m m

垂直伸缩

提升速度行程

50-200m m/s1500m m

周向摇摆

油缸的最大行程

5cm

3.2 拼装机的拼装要求

管片拼装的方式有错缝拼装、对缝拼装等。拼装管片时从下部开始拼装，然后左右交叉依次往上拼装，最后拼装最上部的一块楔形管片，拼装楔形管片时要进行插入拼装。管片拼装是盾构隧道施工的中重要环节，管片拼装的质量直接影响着隧道的质量，所以对拼装机的性能有着较高的要求，具体如下：

(1) 拼装好的管片环面要平整，不同块之间不能存在凸凹不平现象；

(2) 拼装完的管片环面与隧道设计轴线垂直度要好；

(3) 在拼装过程中不能使管片破损；

(4) 拼装机在拼装管片时，运动要平稳，不能有过大冲击，定位要准确。

由于管片在隧道中起着很重要的作用，所以拼装机在拼装管片时必须达到一定的运动精度。为了检测各运动参数，在拼装机的重要部位设置传感器，如定位传感器、速度传感

器等，时刻对运动状态进行检测分析，以便即使调整。

在拼装过程中油缸的运动十分关键。在水平运动中，水平油缸推进要平稳，不能有大的冲击，以免在拼装时碰伤管片。在垂直运动过程中，两个提升油缸的同步度要好，否则将会使两油缸的运动无法匹配，可能造成油缸的卡死或者管片拼装的不紧密等问题，所以必须设计合理的液压回路来控制两油缸的运动同步性。

3.3 管片拼装机工步时间规划

正常情况下，盾构施工是以掘进尺寸和管片安装为主要内容的多循环制，实行24h 三班制，两个班连续作业，一个班进行机械维修保养。

(1)最大每小时掘进速度m ax v

盾构机理论最大掘进速度由推进油缸数量、大端直径、进油与掘进机轴线交角和油缸供油流量等决定。管片拼装机实际运行中，m ax v 可按如下公式计算：

()

max /24R v v d μ= (2-1 )

式中，R

v 为每月进尺速度，m/月；m ax

v 为最大每小时掘进速度，m/h ；d 为每月工作天

数；μ为掘进机作业率，一般取0.4～0.6。

按最高月进尺速度

R =1200m /v 月

来计算，取=30d ，=0.5μ，由式(2-1 )可得

m a x =3.33m /h

v 。

尽管安装不同位置管片所消耗的时间并不相等，但管片拼装平均时间可作为拼装机设计的重要参考因素之一[]

8。

(2)安装一环管片所需时间p t

安装一环管片所需时间可按如下公式来计算：

p m ax

t =60L /v (2-2)

式中L 为管片宽度 L =1500m m ，max =3.33m /h

v ，计算可得P t =36.04m in ，取

P t =36m i n

。

(3)工步时间规划

工步1--完成4块标准块的夹取和拼装； 工步2--完成3块邻接块的夹取和拼装；

工步3--完成最上部的封顶块的夹取拼装。

由管片拼装机的结构决定了封顶块的拼装时需要采用插入式拼装，即在工步中3中要比工步1和工步2中多了一个轴向移动的执行动作。

管片拼装的工艺路线与时间规划如表3-2所示：

安装一环管片需要的时间最多为： 36min

注1：由于本次设计的管片拼装方式为错缝拼装，所以每相邻两环中的同型管片的位置不同，在周向上相差一个角度，故在工步1和工步2中，拼装每片管片旋转的角度和所用时间不同，应随管片的位置和每环的拼装方式变化，但拼装一整环的时间几乎相同。

盾构施工完整的毕业设计报告

重庆能源职业学院 毕业设计(论文) 题目：盾构施工 姓名： * * **** 学号： 2********** 班级： **************** 专业： ****************

指导教师： ****************

重庆能源职业学院 毕业设计(论文)成绩表 系专业班评审意见： 指导教师对学生所完成的课题为 的毕业设计(论文)进行的情况，完成情况的意见： 评分：平时成绩（百分制）论文成绩（百分制） 指导教师 年月日答辩： 毕业设计(论文)答辩组对学生所完成的课题为 的毕业设计(论文)经过答辩,成绩为 毕业设计(论文)答辩组负责人 答辩组成员 年月日总成绩（平时成绩30%+论文成绩10%+答辩成绩60%）： 签字： 年月日

重庆能源职业学院 毕业设计(论文)任务书 ******* 系 20102322 班学生 ******* 学号 20102322057 毕业设计(论文)课题盾构施工 毕业设计(论文)工作自 2012 年 11 月 30 日起至 2012 年 5 月 28 日止 毕业设计(论文)进行地点： ******* 一、课题的背景、意义及培养目标 《盾构施工》是管道穿越里面不可缺少的一个重要环节,长输管道施工中要穿越许多山川及河流，而盾构施工方法可以解决这些管道施工穿越遇到的问题，而且在以后管道运输中才能更加安全。随着石油工业的飞速发展，油气储运设施的建设也越来越快。由于管道的增加，施工更多的管道式必不可少的，为了减少施工时间和施工人数，以及防止一些安全事故的发生，那么管道穿越中用盾构施工是一个很好的方法。 二、设计(论文)的原始数据与资料 《油气储运工程施工》 三、课题的基本要求（含技能技术指标） 1、对盾构施工具有较详细的认识和了解，写出当前的发展状况及今后的发展趋势； 2、了解石油工业管道施工的现状及发展趋势； 3、掌握管道穿越的现状及发展趋势； 5、具备化工识图与制图能力、反应过程运行控制能力；

隧道盾构掘进机推进系统设计

隧道盾构掘进机推进系统设计 发表时间：2018-12-06T15:08:07.810Z 来源：《防护工程》2018年第25期作者：吴昊琳[导读] 信息等多种科学技术，在铁路、公路、市政、水电等隧道工程应用的较为广泛。盾构机的重要部分之一即为推进系统，在盾构机的掘进中它承担了定金工程。研究盾构机的推进系统，能够更为全面的掌握其特点和性能，并为我国企业在设计、建造和完善盾构机上提供基础支撑。 吴昊琳 中铁隧道股份有限公司河南郑州 450000摘要：盾构机属于一种大型的隧道掘进设备，包含机、液、控制、信息等多种科学技术，在铁路、公路、市政、水电等隧道工程应用的较为广泛。盾构机的重要部分之一即为推进系统，在盾构机的掘进中它承担了定金工程。研究盾构机的推进系统，能够更为全面的掌握其特点和性能，并为我国企业在设计、建造和完善盾构机上提供基础支撑。 关键词：隧道；盾构掘进机；推进系统 一、原理简介 因隧道土层地质非常庞杂，盾构机在隧道施工中会遇到不同的地质阻力、涂层反推理和水压力，从而导致掘进过程中会遇到各种各样的低层阻力。为了确保土压平衡，盾构机在推进系统设计上，要充分考虑到不同的土层压力，同时也要及时调整液压缸推进压力。盾构机在施工中，其推进系统应符合推进力要求以及推进速度控制。因此，在设计突进系统时，选择的是比例变量泵与比例减压阀来达到流量压力的控制，通过这一控制方法，能够单独过连续控制推进力和速度，减轻压力与能量的损失，从而完成节能的目标，并增强系统运作的效率。 二、推进系统分组联合控制理论 在施工过程中，盾构机通过推进系统来对液压缸推进力和速度进行控制，以此来调整盾构机的各种姿态，对其掘进时碰到的土层阻力进行控制，确保土压平衡，纠正前进路线。由于盾构机属于大型机械，多在极端情况下进行工作，需要极大的动力，其有很多推进液压缸，若是单独控制每一个液压缸，会导致变得较为繁琐，控制成本大大增加。所以，在控制诸多的液压缸时，通常选择发散分布，即分为顶、左、低、右等区。盾构机在俱进过程中经常受到不均匀、梯形分布的压力，上部承受的压力要小于下部。因此，分区控制液压缸时，上部的液压缸数量要少于下部。通过分组联合控制，可以确保系统的运行，在调整姿态和行进路线的同时，一方面大大降低了系统的复杂程度，另一方面也减少了控制成本。 三、控制技术 在掘进中为确保盾构机的土压平衡，通产会选择一下控制方式： 1）排土量控制：这一方式是按照不同土压，来控制排土量。通过幵挖面土层压力的监测，对螺旋输送机输出速度进行适当调整，以此来对开挖面土压平衡进行控制。 2）进土量控制：这一方式是按照土压变化对盾构机的推进进行控制，以此让土压实现平衡。 不管采取那种方式，都和系统推进压力和速度息息相关。在设计中，仅凭借普通压力阀与流量阀很难对压力和流量进行控制，并且也会对系统能力造成很大损失。在本设计中，选择了比例变量泵与比例减压阀来控制压力与流量。其能够和液压缸和内置位移的传感器构成闭环控制，以此来促进系统动态性能的增强。 四、推进系统的液压原理 由于盾构机在推进液压系统选择的是分区控制，并且其分区控制原理是一样的。 下面就详细介绍了推进液压系统中各模块液压原理图。 3.1动力单元 台泵构成了动力单元，其驱动方式为串联。主泵选择比例变量泵，主要是担任高压低流量液压油的推进任务，在推进下，操作手利用主控室电位计旋钮对变量泵斜盘摆角进行控制，进而控制其推进速度。副泵选择双联叶片泵，主要负责系统的补油。推进的模式共有推进模式与管片拼装模式。换向阀左位带电，系统片拼装模式的最大压力为溢流调节系统一级切断压力。换向阀右位带电，推进模式的最大压力为溢流调节系统二级调节压力。 3.2控制方式 推进液压系统的控制方式为二通插装阀，这一控制方式能够更好的控制高压、大流量液压、油液压系统，从而符合推进油杆的快速移动，增强工作效率。在推进过程中，换向阀右侧的电磁铁带电时，插装阀跟控制油、油箱相互连接，打开插装阀。系统的液压油液向无杆腔的进油需通过插装阀，有杆腔油经过插装阀回归油箱，在返回时，插装阀跟控制油、油箱相互连接，打开插装阀。系统的液压油液向无杆腔进油需要通过插装阀，有杆腔油经过插装阀回到油箱，迅速进行退回。 五、推进系统的计算选型 结合盾构机施工情况以及推进系统的实际：共有20个推进液压缸；推进液压虹行程为1500mm；推进速度为0-60mm/min范围内无级可调；14240kN为最大总推力；34MPa为最大工作压力。 5.1液压虹尺寸选择

毕业设计论文(城市地下工程方向)：地铁站区间隧道设计与施工

毕业设计论文（城市地下工程方向）：地铁站区间隧道设计与施工

ZZ 矿业大学 本科生毕业设计 姓名：学号： 学院： 专业：土木工程专业（城市地下工程方向） 设计题目：上海地铁汶水路站～新沪路站区间隧道设计与施工 专题：盾构施工对周围建筑物的影响及保护措施指导教师：职称：

二○一○年六月徐州 ZZ矿业大学毕业设计任务书 学院力学与建筑工程专业年级土木工程专业地下20XX学生姓名XX 任务下达日期：2010年 1 月10 日 毕业设计日期：2010年1月10日至2010年6月20日 毕业设计题目：上海地铁汶水路站～新沪路站区间隧道设计与施工 毕业设计专题题目：盾构施工对周围建筑物的影响及保护措施 毕业设计主要内容和要求： 设计要求： 根据提供的上海地铁汶水路～新沪路站区间隧道工程的工程资料，完成隧道衬砌结构设计和施工组织设计。结构设计内容包括隧道施工方案的比选、衬砌方案的选取及内力计算等，并编制设计计算书。施工组织设计内容应包括隧道施工准备、施工方法及辅助施工技术、施工总平面布置、施工进度计划和施工管理等内容。 提交是图纸应包括：①区间隧道工程施工平面总布置图；②区间隧道平面图与剖面图；③衬砌管片配筋图。 专题要求： 隧道施工常采用盾构法施工，而盾构施工时会对周围建筑物产生影响，根据查阅的资料，分析盾构施工对土体应力状态及地表变形的影响，并说明盾构法施工时应对对周围建筑物采取的保护措施。完成论文及手绘图一张。

其它要求： 翻译一篇与设计或专题内容相关的近3年外文文献，其中文字数不少于3千字，并且附英文原文。 院长签字：指导教师签字：

ZZ矿业大学毕业设计指导教师评阅书 指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）： 成绩：指导教师签字： 年月日

《全断面隧道掘进机再制造 刀盘》标准全文及编制说明

ICS号 中国标准文献分类号 团体标准 T/DGGC008—2018 全断面隧道掘进机再制造 刀盘 Cutter head of full-face tunnel boring machine remanufacturing—Technical specification （征求意见稿） （本稿完成日期：2019-08） XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施 北京盾构工程协会

目录 前 言 ............................................................................... II 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语与定义 (1) 4 一般要求 (3) 5 清理 (3) 6 检测与评估 (4) 7 再制造设计 (4) 8 再制造 (4) 9 验收 (4) 10 包装、贮存 (5) 11 随行文件 (5)

前 言 本标准依据GB/T1.1-2009给出的规则起草。 本标准由北京盾构工程协会提出。 本标准由全国绿色制造技术标准化技术委员会再制造分技术委员会和北京盾构工程协会归口。 本标准起草单位：中铁工程装备集团盾构再制造有限公司、装备再制造技术国防科技重点实验室、中建交通建设集团有限公司、河北京津冀再制造产业技术研究有限公司、中铁十六局集团地铁工程有限公司、济南重工集团有限公司、中铁科工集团轨道交通装备有限公司、北京建工土木工程有限公司、北京建筑大学、北京盾构工程协会、北京睿曼科技有限公司、北京市市政四建设工程有限责任公司 本标准主要起草人：张世展、周新远、李小岗、常巍峰、何文超、张明翰、韩维畴、郭明华、张广鹏、卢庆亮、许京伟、张伟、刘洋、于珍珍、马云新、赵洪岩、刘军、阮霞、李恩重、于鹤龙、帅玉兵、吴煊鹏、郑仔弟、周政、刘宏伟、汪勇 本标准为首次发布。

盾构法隧道工程防水施工工艺标准

2.7 盾构法隧道工程防水施工工艺标准 2.7.1 总则 2.7.1.1 适用范围 本标准适用在软土和软岩中采用盾构掘进和拼装钢筋混凝土管片方法修建的区间隧道结构防水施工。 2.7.1.2 编制参考标准及规范 （1）《地下防水工程质量验收规范》GB 50208-2002 （2）《地下工程防水技术规范》GB 50108-2001 （3）《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300-2001 2.7.2 术语、符号 2.7.2.1 术语 （1）盾构法：采用盾构掘进机进行开挖，钢筋混凝土管片、复合式管片、砌块、现浇混凝土等作为衬砌支护的隧道暗挖施工法。 2.7.3 基本规定 2.7. 3.1 地下工程的防水等级分为4 级，各级标准应符合《地下防水工程质量验收规范》GB 50208-2002 3.0.1 条的规定。 2.7. 3.2 地下工程的防水设防的要求，应按《地下防水工程质量验收规范》GB 50208-2002表3.0.2-2 的规定选用。 2.7. 3.3 不同防水等级盾构隧道的衬砌防水措施应符合表2.7.3.3 规定: 不同防水等级盾构隧道的衬砌防水措施表2.7.3.3 2.7. 3.4 管片防水涂层必须由相应资质的专业防水队伍进行施工。 2.7. 3.5 管片外防水涂层和管片接缝所使用的防水材料，应有产品合格证和性能检测报告，材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求；不合格的材料不得在工程中使用。 2.7.4 施工准备 2.7.4.1 技术准备 (1)施工单位应认真学习图纸，并进行图纸自审、会审工作，以便理解盾构施工中防水工程的施工要点。 (2)依据工程总施工组织设计的原则，编制防水工程施工方案，明确工艺流程，指导施工。 (3)根据穿越土层的工程水文地质特点辅以以下相应技术措施： 1)疏于掘进土层中地下水的措施；

【毕业论文选题】2018年铁路毕业论文题目174个

2018年铁路毕业论文题目174个 铁路专业主要包括高铁乘务、地铁运行、票务安检、铁路运输等方向，随着我国铁路产业的发展，铁路技术与服务不断提升，现已走出国门，在世界铁路上已占有一席之地，为了方便论文写作，本站整理了部分铁路毕业论文题目供参考。 1、铁路客运高峰期常态化运输组织方法分析 2、铁路站场设计对运输影响的探讨 3、钢铁企业铁路运输效率的分析与对策 4、铁路运输安全管理探讨 5、针对铁路煤炭高效运输的策略探讨 6、铁路运输安全监管体制探究实践 7、论我国铁路运输成本优化的改革思路 8、铁路运输调度安全管理探讨 9、现代铁路货物运输在物流发展中的策略研究 10、铁路调度运输组织效率探讨及对策 11、铁路货物运输产品形式及其组织形态研究 12、关于市场导向型铁路运输组织方式的思考 13、城市轨道交通乘务派班管理系统设计与实现 14、铁路物流运输组织管理创新的研究 15、铁路旅客运输需求分析与对策研究 16、企业铁路智能运输调度平台的关键流程 17、试论铁路运输调度系统升级改造 18、从95306网站看铁路运输向现代物流的转型 19、论我国铁路运输制度现象及改革 20、铁路列车乘务人员用餐及工作条件问题研究 1

21、关于铁路旅客运输晚点赔偿的问题研究 22、铁路运输领域内物联网的应用探析 23、铁路旅客安检系统现状及发展研究 24、基于铁路运输节能技术应用 25、铁路危险货物运输发展策略的思考 26、地铁列车运行自动控制系统设计 27、铁路煤炭运输存在的问题及对策探讨 28、铁路运输调度管理系统应用研究 29、铁路行包运输运能分配方案研究 30、铁路运输散堆装货物特性及分类 31、地铁列车追踪运行的节能控制与分析 32、城轨交通乘务任务配对的集合分割模型及算法 33、铁路运输效益管理现状研究 34、地铁运行过程中车门控制的安全性研究 35、地铁环境控制系统的运行管理 36、地铁供电系统日常运行要点 37、铁路客运乘务制度改革的实践与思考 38、地铁车辆正线运行客室噪声 39、关于对动车组乘务服务员收入分配规范化管理的思考 40、旅客列车乘务巡检系统的设计与实现 41、扶梯的运行方式对地铁乘客疏散的影响 42、高铁动车组乘务人员素养提升的路径探析 43、地铁车辆运行工况对轴箱轴承寿命的影响 44、地铁列车安全运行的远程诊断技术 45、地铁运行下环境隔振措施研究 46、全自动运行系统地铁车辆技术 2

隧道及地下工程“设计”类毕业设计指导书2

隧道及地下工程“设计”类毕业设计指导书 1 设计原则及有关技术指标 1.1主要构件设计使用年限为100年。根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求，采取有效措施，保证结构强度、刚度，满足结构耐久性要求。 1.2 根据工程地质和水文地质条件，结合周围地面建筑物、地下构筑物状况，通过对技术、经济、环保及使用功能的综合比较，合理选择结构形式。 1.3结构设计应满足施工、运营、环境保护、防灾等要求。 1.4 结构的净空尺寸除应满足建筑限界要求外，尚应考虑施工误差、测量误差、结构变形和沉陷等因素。 1.5 断面形状和衬砌形式应根据工程地质及水文地质、埋深、施工方法等条件，从地层稳定、结构受力合理和环境保护等方面综合确定。 1.6隧道结构按结构“破损阶段”法，以材料极限强度进行设计。 1.7 施工引起的地层沉降应控制在环境条件允许的范围内。 1.8 隧道建设应尽量考虑减少施工中和建成后对环境造成的不利影响。 1.9设计中除参照本指导书外，尚应符合《铁路隧道设计规范》或《地铁设计规范》等相关国家现行的有关强制性标准的规定。 1.10隧道主体工程等级为一级、防水等级为二级，耐火等级为一级。 1.11隧道结构的抗震等级按二级考虑，按抗震烈度8度设防。 1.12 结构设计在满足强度、刚度和稳定性的基础上，应根据地下水水位和地下水腐蚀性等情况，满足防水和防腐蚀设计的要求。当结构处于有腐蚀性地下水时应采取抗侵蚀措施，混凝土抗侵蚀系数不低于0.8。 1.13 在永久荷载基本荷载组合作用下，应按荷载效应标准组合并考虑长期作用影响进行结构构件裂缝验算。二类环境混凝土构件的裂缝宽度(迎土面)应不大于0.2mm，一类环境(非迎土面及内部混凝土构件)混凝土构件的裂缝宽度均应不大于0.3mm。当计及地震、人防或其它偶然荷载作用时，可不验算结构的裂缝宽度。 1.14 混凝土和钢筋混凝土结构中用混凝土的极限强度应按表1-1采用。区间隧道衬砌采用钢筋混凝土时其混凝土强度不应低于C30。 表1-1 混凝土的极限强度(MPa)

地铁盾构隧道毕设论文

地铁盾构隧道毕设论文 Prepared on 22 November 2020

石家庄地铁一号线北宋站~谈固站区间隧道土层的物理力学参数 表1 土层的物理力学参数 计算原则： （1）设计服务年限100年； （2）工程结构的安全等级按一级考虑； （3）取上覆土层厚度最大的横断面计算； （4）满足施工阶段，正常运营阶段和特殊情况下强度计算要求； （5）接缝变形在接缝防水措施所能适应的范围内； （6）成型管片裂缝宽度不大于； （7）隧道最小埋深处需满足抗浮要求； 采用规范： （1）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）； （2）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）； （3）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）； （4）《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）； （5）《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》（GB50308-1999）； （6）《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）； （7）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）。 方案确定 明挖法施工对城市地面交通和居民的正常生活有较大影响，易造成噪音、粉尘及废弃泥浆等的污染，且工期较长。由于本工程位处地区附近有很多居民居住，地面交通复杂，故不适合选择明挖法施工。 矿山法适用于硬、软岩层中各类地下工程，特别是对于中硬岩中。本工程要求工期较短，且地下水丰富，矿山法堵水较为繁琐且占用较长工期；隧道穿过地层为砂土和砾石层，矿山法对围岩的破坏较严重。因此不选用矿山法施工。 本工程设计隧道内径为，内径较大，顶管法适宜中小尺寸管道，管道顶进困难，考虑到场地以及经济效益的影响不选用顶管法施工。

盾构机

盾构机 盾构机是盾构法施工中的主要施工机械。盾构施工法是在地面下暗挖隧洞的一种施工方法，它使用盾构机在地下掘进，在防止软基开挖面崩塌或保持开挖面稳定的同时，在机内安全地进行隧洞的开挖和衬砌作业。其施工过程需先在隧洞某段的一端开挖竖井或基坑，将盾构机吊入安装，盾构机从竖井或基坑的墙壁开孔处开始掘进并沿设计洞线推进直至到达洞线中的另一竖井或隧洞的端点。 用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。 盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时文撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。 盾构机施工主要由稳定开挖面、挖掘及排土、衬砌包括壁后灌浆三大要素组成。其中开挖面的稳定方法是其工作原理的主要方面，也是区别于硬岩掘进机或比硬岩掘进机复杂的主要方面。大多数硬岩岩体稳定性较好，不存在开挖面稳定问题。 盾构机根据其适用的土质及工作方式的不同主要分为压缩空气式、泥水式，土压平衡式盾构机等不同类型。泥水式盾构机是通过加压泥水或泥浆(通常为膨润土悬浮液)来稳定开挖面，其刀盘后面有一个密封隔板，与开挖面之间形成泥水室，里

面充满了泥浆，开挖土料与泥浆混合由泥浆泵输送到洞外分离厂，经分离后泥浆 重复使用。土压平衡式盾构机是把土料(必要时添加泡沫等对土壤进行改良)作为 稳定开挖面的介质，刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室，刀盘旋转开挖使泥土 料增加，再由螺旋输料器旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度 和螺旋输出料器出土量(旋转速度)进行调节。 盾构机问世至今已有近180年的历史，其始于英国，发展于日本、德国。近30年来，通过对土压平衡式、泥水式盾构机中的关键技术，如盾构机的有效密封，确 保开挖面的稳定、控制地表隆起及塌陷在规定范围之内，刀具的使用寿命以及在 密封条件下的刀具更换，对一些恶劣地质如高水压条件的处理技术等方面的探索 和研究解决，使盾构机有了很快的发展。国外主要生产厂家有日本三菱重工人川 崎重工、日立造船、德国海伦克内希特(Herrenknecht AG)公司等。盾构机尤其是土压平衡式和泥水式盾构机在日本由于经济的快速发展及实际工程的需要发展很快。德国的盾构机技术也有独到之处，尤其是在地下施工过程中，保证密封的前 提以及高达0.3MPa气压的情况下更换刀盘上的刀具，从而提高盾构机的一次掘进长度。德国还开发了在密封条件下，从大直径刀盘内侧常压空间内更换被磨损的 刀具。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 盾构机，全名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘 进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土 碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液 压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁

隧道专业毕业设计外文翻译 精品

我国隧道盾构掘进机技术的发展现状 1. 我国盾构隧道掘进技术的发展历史 盾构掘进机是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电隧道工程。我国的盾构掘进机制造和应用始于1963年，上海隧道工程公司结合上海软土地层对盾构掘进机、预制钢混凝土衬砌、隧道掘进施工参数、隧道接缝防水进行了系统的试验研究。研制了1台直径4.2m的手掘式盾构进行浅埋和深埋隧道掘进试验，隧道掘进长度68m。 1965年，由上海隧道工程设计院设计、江南造船厂制造的2台直径5.8m的网格挤压型盾构掘进机，掘进了2条地铁区间隧道，掘进总长度1200m。 1966年，上海打浦路越江公路隧道工程主隧道采用由上海隧道工程设计院设计、江南造船厂制造的我国第一台直径10.2m超大型网格挤压盾构掘进机施工，辅以气压稳定开挖面，在黄浦江底顺利掘进隧道，掘进总长度1322m。 70年代，采用1台直径3.6m和2台直径4.3m的网格挤压型盾构，在上海金山石化总厂建设1条污水排放隧道和2条引水隧道，掘进了3926m海底隧道，并首创了垂直顶升法建筑取排水口的新技术。 1980年，上海市进行了地铁1号线试验段施工，研制了一台直径6.41m的刀盘式盾构掘进机，后改为网格挤压型盾构掘进机，在淤泥质粘土地层中掘进隧道1230m。 1985年，上海延安东路越江隧道工程1476m圆形主隧道采用上海隧道股份设计、江南造船厂制造的直径11.3m网格型水力机械出土盾构掘进机。 1987年上海隧道股份研制成功了我国第一台φ4.35m加泥式土压平衡盾构掘进机，用于市南站过江电缆隧道工程，穿越黄浦江底粉砂层，掘进长度583m，技术成果达到80年代国际先进水平，并获得1990年国家科技进步一等奖。 1990年，上海地铁1号线工程全线开工，18km区间隧道采用7台由法国FCB 公司、上海隧道股份、上海隧道工程设计院、沪东造船厂联合制造的φ6.34m土压平衡盾构掘进机。每台盾构月掘进200m以上，地表沉降控制达+1～-3cm。1996年，上海地铁2号线再次使用原7台土压盾构，并又从法国FMT公司引进2台土压平衡盾构，掘进24km区间隧道。上海地铁2号线的10号盾构为上海隧道公司自行设计制造。 90年代，上海隧道工程股份有限公司自行设计制造了6台φ3.8～6.34m土压平衡盾构，用于地铁隧道、取排水隧道、电缆隧道等，掘进总长度约10km。在90年代中，直径1.5～3.0m的顶管工程也采用了小刀盘和大刀盘的土压平衡顶管机，在上海地区使用了10余台，掘进管道约20km。1998年，上海黄浦江观光隧道工程购买国外二手φ7.65m铰接式土压平衡盾构，经修复后掘进机性能良好，顺利掘进隧道644m。 1996年，上海延安东路隧道南线工程1300m圆形主隧道采用从日本引进的φ11.22m泥水加压平衡盾构掘进机施工。 1998年，上海隧道股份成功研制国内第1台φ2.2m泥水加压平衡顶管机，用于

盾构隧道掘进机

盾构隧道掘进机 1 基本简介盾构隧道掘进机，简称盾构机。是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。 2 发展历程盾构机问世至今已有近180年的历史，其始于英国，发展于日本、德国。近30年来，通过对土压平衡式、泥水式盾构机中的关键技术，如盾构机的有效密封，确保开挖面的稳定、控制地表隆起及塌陷在规定范围之内，刀具的使用寿命以及在密封条件下的刀具更换，对一些恶劣地质如高水压条件的处理技术等方面的探索和研究 解决，使盾构机有了很快的发展。盾构隧道掘进机据不完全统计，目前国外盾构机的主要制造厂有18家，集中在日本和欧美，如日本的三菱重工、川崎重工、小松制作所、日立造船、石川岛播磨重工，德国的海瑞克公司、维尔特公司，美国的罗宾斯公司，加拿大的罗法特公司等。各个厂家可以根据不同的地质条件和不同的工程对象，以及使用单位

的不同要求，设计、生产出不同直径、不同类型、以及有特殊要求的盾构机，以满足用户的需要，其工艺和设备先进。（一）日本三菱重工（MitsubishiHeavyIndustries,Ltd.） 日本三菱是一家具有100多年历史的企业集团，目前的经营范围除保持传统的造船业、汽车制造业和化工业外，还涉及金融领域，近些年来并涉足核能源、宇宙航天、生态环境和深海开发等尖端技术领域；其属下的直系企业有29家，三菱重工是其中的一家，为世界各地提供软、硬土盾构掘进设备的建设机械部是三菱重工旗下神户造船所的一个分支。 从1939年制造日本第一台手掘盾构机起，至2003年神户造船所就一共制造了1608台盾构机，其中包括土压平衡、泥水平衡、双圆、三圆、MMST等各种类型，数量和种类可谓世界第一，技术居国际之首。如开挖英法海峡交通隧道用的盾构机，其中就有两台是该公司制造的。曾向法国里昂地区提供直径为11m的土压平衡式盾构机，为上海延安东路第二条过江隧道工程生产泥水加压式盾构机，为东京湾海底隧道生产了直径14.14m的泥水加压式盾构机等。在这1608台盾构中，日本三菱创造了多个第一。除第一台日本手掘盾构外，1970年三菱制造了日本最早的泥水盾构，直径 7290mm；1986年制造了马蹄形机械挖掘盾构；1989年为英法海峡隧道提供了2台土压盾构；1991年制造了马蹄形的ECL盾构；1992年为法国里昂高速公路制造了直径为

地铁车站施工组织设计毕业论文

地铁车站施工组织设计毕业论文 第一章概述 1.1 基本原则 （1）地铁车站是人流比较集中的公共交通建筑，在设计中首先要满足其使用功能要求，地铁车站的站位应该为乘客提供最大可能的方便，使多数乘客步行的距离最短。车站布局还需考虑与其他公共交通有方便的换乘条件，将旅游景点、游乐中心、住宅密集区、办公密集区等与车站相通，为乘客提供无太阳晒、无雨淋的乘车条件，使车站建筑具有合理的、完善的、流畅的使用功能。 （2）车站布设应与旧城改造和新区土地的开发相结合，车站分布应方便施工，减少拆迁，降低造价，并注重城市轨道交通建设与周边经济发展的互动效应，为可持续发展创造条件。 （3）地铁车站是建于地下的公共交通建筑除了结构应有的安全可靠性外车站建筑的设计中也应考虑所有的安全因素如楼梯和自动梯数量、位置及宽度的考虑必须满足在灾害情况下的紧急疏散要求，有足够明亮的照明设施，以降低人在地下的恐惧心理，有清晰详尽的导向标志，安全出口通道有完善的消防设施及有足够的新风和排风排烟设施。 1.2 工程概况 1.2.1 工程围与规模 a.车站规模 高家园站设计起点里程为K40+632.000，设计终点里程为K40+811.000，车站总长度179米，总建筑面积4089.700㎡（不含集散厅），其中盾构扩挖段设计起点里程为

K40+641.000，设计终点里程为K40+811.000，总长度170米，建筑面积3026.000㎡。车站中心里程K40+715.000，底板埋深24.568m，标高10.432m，车站底板坡度2‰，轨面绝对高程12.472m，车站覆土约14.8m，结构宽度为17.800m，高度9.410m，净空高度7.91m。 b.结构形式 高家园站采用站台、站厅分离布置型式，扩挖站台层为地下单层侧式站台，布置于万红西街道路下方，拱顶及侧墙结构厚度700mm，底板厚度800mm，中墙厚度500mm，利用车站南端设置的1号风道和1号、2号施工通道进行施工。集散厅及设备用房外挂，为地下三层钢筋混凝土矩形框架结构。 1.2.2工程环境 a.周围建筑物 高家园站位于万红西街与芳园西路交口北侧，线路沿万红西街方向布置，南侧为芳园西路，东侧紧邻南北向的酒仙桥路，车流量大、公交线路多。万红西街东、西两侧邻近五层、六层砖混住宅的大山子南里及西里住宅小区，局部临街建筑为单层商业建筑。盾构扩挖段位于万红西街下方，西侧穿越地面平房区，沿线地面重要建筑物。 b.地下管线 高家园车站上方主要地下管线有： 1、与线路平行的管线：Φ1050、Φ800雨水管线两条，埋深约4m；Φ400、Φ1050污水管线两条，埋深约5.5m；Φ600上水管线一条；电力管线5条；通讯管线10条； 2、与线路斜交的管线：在一号风道上方有一条1600 1650热力方涵沿南北方向斜穿过风道，埋深约2.2m。 1.2.3 工程地质及水文地质

盾构掘进机设计论文

第 1 章绪论 1.1 引言 近年来,我国开展大规模的城市市政工程建设,尤其是几个重要城市都已开始了地下铁路的建设工程。在这些地下工程中,由于受到施工场地、道路交通等城市环境因素的限制,使得传统的施工方法难以普遍适用。在这种情况下,对城市正常机能影响很小的隧道施工方法--盾构施工法普遍得到了人们的关注,并且在一些地区已经有了较为广泛的使用。盾构法施工技术已被广泛应用于铁路隧道、过江隧道、公路隧道和城市地下工程。全断面隧道掘进机是集机、电、液、光、计算机技术为一体的大型地下工程施工装备，是大规模开发利用地下空间的前提条件。 1.2盾构机掘进机概况 盾构掘进机作为典型的复杂机电产品的代表，是机电液一体化高度集成的大型设备，也是多单元集成的大型水利、国防、地铁、交通等领域的基础关键设备。“十一五”期间，国家在先进制造领域重点扶持盾构掘进机系列化设计和制造关键技术的研究与开发，以制造样机和进行工程试用为目标，争取2015年实现系列化和产业化。近年来，由于我国基础设施建设的需要，盾构法施工技术的应用在国内得到快速发展。据不完全统计，国际建筑市场的全断面隧道掘进机年需求量上千台，年营业额超过100 亿美元；到2020 年我国对各类大型全断面隧道掘进机可以预见的需求将超过1000 台。由于重大技术装备制造水平的发展跟不上我国经济快速发展的要求，一些大型重要工程为保证工期和质量，倾向依赖于进口装备，造成我国机械产品贸易逆差逐年加大，核心技术对外依赖性不断增强，蕴涵着较高的国际经济及政治风险。 与传统的隧道掘进技术相比，盾构掘进机施工隧道断面一次成型，支护和衬砌及时，具有安全可靠、工作环境好、土方量少、进度快、施工成本低等优点，尤其在地质条件复杂、地下水位高而埋深较大时，只能依赖全断面盾构掘进机。根据国外全断面掘进机的发展经验和趋势，结合我国国情，目前，国内盾构生产、施工过程中遇到的主要问题及难点主要集中在以下几个方面： （1）液压推进系统实时、智能化精确控制技术； （2）刀具和刀盘设计技术； （3）结构参数的优化和系统集成技术；

盾构隧道掘进机的发展史

盾构隧道掘进机的发展史 1818年,英国工程师布伦诺尔设计出一种挖掘机，在泰晤士河底下挖掘隧道。他观察过一种名叫凿船虫的蛀木软体动物，发现这种虫子利用圆管形硬壳支撑孔洞四周的特朵铖，继续向前钻进。于是受到启发，制造了一个箱形铁壳(称为盾构)，利用千斤顶在松软的土壤中向前推进。挖掘工人则在铁壳内一面挖掘，一面在隧道内壁衬砖。这便是人类的第一台盾构机。1825年至1841年间，利用布仑诺尔设计的盾构凿通韦平到罗瑟海斯的世界第一条水下隧道，长约1100米。 1865年，英国桥梁工程师巴洛发明一种盾构，并注册了专利，这种盾构是圆筒形，直径较布仑诺尔设计的为小，不用砖铺砌隧道内壁，而用铁块砌块。巴洛和工程师格雷特黑德利用这种盾构在一年之内凿通泰晤士河床下的第二条隧道。格雷特黑德还改进了挖隧道技术，以压缩空气抵消外面的水压。1890年，伦敦用这种技术建成了世界上第一条地下铁道。 盾构机全名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。 用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。 盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时文撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。 据了解，采用盾构法施工的掘进量占京城地铁施工总量的45%，目前共有17台盾构机为地铁建设效力。虽然盾构机成本高昂，但可将地铁暗挖功效提高8到10倍，而且在施工过程中，地面上不用大面积拆迁，不阻断交通，施工无噪音，地面不沉降，不影响居民的正常生活。不过，大型盾构机技术附加值高、制造工艺复杂，国际上只有欧美和日本的几家企业能够研制生产。 盾构机根据工作原理一般分为手掘式盾构，挤压式盾构，半机械式盾构（局部气压、全局气压），机械式盾构（开胸式切削盾构，气压式盾构，泥水加压盾构，土压平衡盾构，混合型盾构，异型盾构）。

地铁盾构法施工新技术要点解析

地铁盾构法施工新技术要点解析 随着社会经济、科学技术的发展进步，我国交通事业也得到了良好的发展，地铁成为了目前缓解城市交通压力的重要交通工具。而地铁建设环境比较特殊，绝大部分施工环境处于地下，施工极为复杂，盾构法作为地铁建设一项重要的施工技术，大多数用于隧道地铁施工中。本文围绕地铁盾构法施工新技术要点进行探讨分析。 标签：地铁；盾构法；施工；新技术；要点 1、工程实例 某城市在地铁建设过程中合理应用了盾构法。施工中存在以下几方面问题：一是建设城市地铁的时候盾构机需要穿过老旧房区，经过相关部门的鉴定，这些拥有几十年历史的房屋属于CU级危楼；二是建设地铁隧道的时候，近距离的位置就存在河道，并且需要通过数百米范围；三是地铁隧道需要穿过城市繁华地段，存在很多管线，施工困难比较大。 2、盾构施工技术的特点 （1）对城市地面建筑物和周围环境影响小。除了在盾构竖井或基坑处需要一定的施工场地外，地铁隧道沿线不需要施工场地，施工无噪音、无振动公害，对地面交通基本无干扰。适用于埋深较大、不宜明挖的松散地层。（2）施工精度要求高。管片的制作精度几乎相当于机械制造的程度，误差范围要求控制在0.5mm以内；盾构前进过程中要求严格控制对隧道轴线的偏差。（3）盾构施工过程有单行前进、不可后退的强制性，具有较大的风险。盾构施工开始便无法后退，一旦盾构本身出现致命故障，则可能产生灾难性的后果；所以，盾构施工的前期准备工作非常重要。（4）盾构机是适合于某一特定区间的专用设备，如需根据施工隧道的断面大小、埋深、地质条件等进行设计、制造或者改造。 3、地铁盾构法施工新技术 3.1地铁盾构法施工新技术要点 地铁盾构法施工新技术要点包括：控制特殊条件沉降；制造耐久性、高强度管片；比较错缝、通缝拼装，分析总线形变；砂质粉土、流砂给设备带来的危害和影响；进出工作难题和措施；纠偏；施工中如果发现大石块、高压水、桩、超浅覆土等存在灾难性的实际地质情况解决措施。 3.2阐述地铁盾构法施工新技术 3.2.1特殊断面盾构施工技术

地铁毕业论文

辽宁省交通高等专科学校 毕业顶岗实训报告 专业：地下工程与隧道工程班级： 10194 姓名：麻建华学号： 14 实训地点：沈阳地铁二号线北延线四标辽宁大学站完成时间： 2013 年 3 月 31 日指导教师：殷雨时职称：讲师 外聘教师：王航飞职务：经营科科长 建筑工程系编制

毕业实训报告成绩报告单

目录 第一章工程概况 (1) 1.1 工程简介 (1) 1.2 联络通道结构形式 (1) 1.3 水文地质概况 (2) 第二章联络通道施工方法及措施 (2) 2.1 正洞内管片加固施工 (3) 2.2 联络通道范围内土体注浆预加固施工 (4) 2.3联络通道加固情况及降水施工 (5) 2.4 初期支护施工 (6) 2.4.1 管片破除施工 (6) 2.4.2 超前小导管注浆施工 (7) 2.4.2.1超前小导管注浆施工 (7) 2.4.2.2、小导管注浆施工工艺 (7) 2.4.3联络通道初期支护施工 (9) 2.5 联络通道二次衬砌施工 (11) 2.5.1 衬砌施工流程 (11) 2.5.2 施工措施及要求 (12) 第三章致谢 (22)

地铁区间联络通道施工---浅埋暗挖法 第一章工程概况 1.1 工程简介 工程学院站~辽宁大学站区间南起工程学院站，基本沿京沈街蛇形向前，至辽宁大学站止，起止里程为右K5+283.200~K6+584.100。区间全长约为1300.9双线米。分别在k5+750和k6+195设置1、2#联络通道，其中1#联络通道兼泵站。 1# 联络通道位于沈阳航空大学西门外绿地处，通道上方存有一条下水管道和1根10KV 电缆。2#联络通道位于辽宁大学东门外侧附近，京沈街下方，通道上方存在一条污水管和一弱电管沟。 1.2 联络通道结构形式 联络通道及水泵房采用暗挖法施工，“钢筋格栅+喷射混凝土”支护形式。初期支护钢格栅外铺设Φ6.5@150×150钢筋网。工程结构采用钢筋混凝土模筑衬砌。隧道中线间距为13m；联络通道洞口结构尺寸为1.6m（B）×3.15m(H)。初衬进口处900mm长的断面4.2m （B）×4.6m（H），标准断面3.7m（B）×4.6m（H），泵房处断面3.7m（B）×6.6m（H）；喷射混凝土厚度300mm；保护层厚度为40mm；标准断面格栅间距为500mm。二衬钢筋混凝土除泵房侧墙为350mm厚底板400mm厚外，其他处侧墙、泵房中隔板、顶板厚度均为300mm；保护层厚度40mm。 图1联络通道平面图

隧道施工中的圆曲线测设和隧道的贯通 隧道施工测量毕业设计 毕业论文

隧道施工中的圆曲线测设和隧道的贯通隧道施工测量毕业设计毕业论文

隧道施工测量圆曲线的测设、隧道的贯通 083工程测量李学文 （上海浦东新区南汇区临港新城临港大道11号地铁8标、9标） 研究课题：隧道施工中的圆曲线测设和隧道的贯通 内容摘要：对隧洞工程的开挖，在各种规范中的要求很多，精度也要求比较高，特别是对有些管道及特种工程的隧洞。对施工单位而言，洞内控制测量精度的高低就直接影响到贯通的精度，为保证隧洞在允许精度内贯通，我们首先要对洞内控制测量进行设计，在未贯通前对已施测的测量成果要进行相应的精度估算，为保证相应的控制测量精度还要采取相应的测量方案，下面就这几方面进行相应的探析。 关键词地铁车站深基坑圆曲线的测设测量设计贯通

引言 《礼记》有云：大学之道，在明德，在亲民。在提笔撰写我的毕业设计论文的时候，我也在向我的大学生活做最后的告别仪式。我不清楚过去的一切留给现在的我一些什么，也无从知晓未来将赋予我什么，但只要流泪流汗，拼过闯过，人生才会少些遗憾！ 非常幸运能够加入施工测量这个古老而又新兴的行业，即将走向工作岗位的时刻，我仿佛感受到测量行业对我赋予新的历史使命，测量是一项以除害兴利、趋利避害的高尚事业。这种使命，更让我用课堂中的知识用于实际生产中来。特别是这半年来的毕业设计，我越发感觉到学会学精测量基础知识对于我贡献测量是多么的重要。所以，我越发不愿放弃不多的大学时光，努力提高自己的实践动手能力，而本学期的毕业设计，为我提供了绝好的机会，我又怎能放弃？ 大学的最后一个学期过得特别快，几乎每天扛着仪器，奔走在校园的每个角落，生活亦很有节奏。今天我提笔写毕业论文，我的毕业设计也接近尾声。不管成果如何，毕竟心里不再是没底了，挑着半年辛苦换来的数据和成果，并不断的完善他们，心里感觉踏实多了。 在本次毕业设计论文的设计中要感谢测量系为我们的工作提供了测量仪器，还有各指导老师的教导和同学的帮助。 二、洞内控制测量设计 2．1平面控制测量设计 洞内平面控制测量在未贯通前都是支导线。当接到隧洞工程开挖任务时，首先要根据洞室相向或单向开挖长度及设计贯通精度要求，对洞内导线进行设计，估算预期的误差、确定导线施测的等级，以保证洞室开挖轴线的正确，即贯通精度，更为合理、经济的选择测量设备及测量方案。

盾构法施工技术

盾构法施工技术 1盾构法 1.1 盾构法简介 盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。盾构（Shield）是一个既可以支承地层中推进的活动钢筒结构。钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置，钢筒的中段安装有顶进所需千斤顶；钢筒尾部可以拼装预制工或现浇隧道衬砌环。盾构每推进一环距离，应在盾尾支护下拼装（或现浇）一环衬砌，并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆，以防止隧道及地面下沉。盾构推进的反力由衬砌环承担。盾构施工前应先修建一竖井，在竖井处安装盾构，盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。盾构法施工工艺见图1所示。 图1 盾构法施工示意 1.2盾构法施工的优点及适用范围 盾构施工法所具有的优点： 一、可地盾构支护下安全地开挖、衬砌。 二、掘进速度快。盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现机械化、自动化作业，施工 劳动强度低。 三、施工时不影响地面交通与设施，穿越河道时不影响航运。 四、施工中不受季节，风雨等气候条件影响。 五、施工中没有噪声和振动，对周围环境没有干扰。 六、在松软含水在层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性。 盾构施工法最适于在松软含水地层中修建隧道，在江河中修建水底隧道，在城市中修建在下铁道及各种市政设施。盾构施工法一般适宜于长隧道施工，有些资料显示，对于短于750m的隧道被认为是不经济的。因为盾构是一种昂贵，针对性很强的专用施工机械，对每一条用盾构法施工的隧道，都需根据地质水文条件、结构断面尺寸专门设计制造，一般不能得意简单的倒用到其它隧道工程中重复使用。此外，对隧道曲线半径过小或隧道顶覆土太浅时，施工困难较大。对水底隧道，覆土太浅时施工不够安全。当盾构施工法有采用全气压方