外径间的间隙,从而增加注浆量和施工成本。
本设计集外置式和内置式的优点,首次设计出采用带预埋管的焊接式壳体(共有4点注浆),即先把盾构壳体板分成4块,再按盾构壳体的长度,制成4条带槽的壳体板(该槽供注浆用),在沟槽的外侧(与土体接触处)用耐磨钢板焊接,在沟槽的内侧开清洗孔,将带槽的壳体板与分成4块的壳体板按要求焊接,成为带预埋管的焊接式壳体,这种布置注浆管的方式,在不增加盾构直径、保证盾构壳体结构强度的前提下,能适应各种不同的土层,并能人工清洗注浆管。
5、刀盘驱动系统
刀盘驱动装置是盾构中最重要的关键部件之一,其成本占盾构制造总成本的40%左右,加工、安装精度要求高,制作难度大,在施工中又不可维修,考虑到盾构在砂土、砂砾等土层中推进施工,所以,要求盾构刀盘驱动设计使用寿命达1万小时以上。刀盘回转轴承由德国专业公司根据设计制造,采用内齿式三排圆柱滚子组合转盘轴承,能同时承受轴向、径向载荷及倾覆力矩,设计寿命达1.2万小时,刀盘驱动极限扭矩达5100kN·m,扭矩系数为2.2;采用低速大扭矩油马达直接驱动,简化结构,提高传动效率,保证在其使用寿命内能稳定、可靠工作。
6、刀具形式及切削方式
采用中间梁支承、面板式全断面回转切削方式,刀盘的开口率为35%。
割刀突出刀盘面板100mm,按全断面切削排列;撕裂刀突出刀盘面板150mm,按螺旋式排列;中心刀由多把小割刀组成,按鼻式布置;在刀盘上还布置有圆弧刀和周边保护刀,以保护切削刀盘的最外圈,见图2。
撕裂刀超前割刀50mm,可先于割刀接触土层,并把砂砾层捣松,以利于进土,减少刀具的磨损;在安全条件(加气压)下,可在刀盘仓内对撕裂刀进行换装及检修。
刀盘的中心装有回转接头,回转接头有8路,其中4路为泥水及泡沫管路,向刀盘面板注入泥水或泡沫,以润滑刀盘盘面,其余4路为液压油路,为2把仿形刀的油缸进出油路。
7、铰接装置
本盾构设计成铰接式盾构。将壳体分成前、后两部分,前、后壳体之间通过铰接油缸连接,采用后驱推动方式,在LC控制下,可实现X型和V型铰接,在前壳体偏转时,可以减小推进时产生的分力,以利于盾构转弯,而后壳体仍可保证盾构后壳体与管片环的同轴度,这样既保护盾尾刷免受损坏,又可防止盾构主体挤压管片,致使管片碎裂损环。
铰接密封装置由3道密封圈与集中润滑系统组成,用4个密封圈压板把3道密封圈固定,通过集中润滑系统,定时、定量、定压注入密封油脂,使其保持一定的密封压力,抵御盾构外部土体和泥水的侵入。
三、结束语
针对北京地铁隧道所处的粘性土、砾砂、卵石地层而设计的土压平衡盾构,现正在加工制造中,其性能可达到同类进口盾构的技术水平,而成本仅为进口盾构的一半,将可与进口盾构争夺建设市场。
参考文献
1、《北京地铁五号线工程的地质报告》
2、杜文库、闻和咏.北京地铁五号线盾构试验段工程盾构法施工概述【R】.中德隧道(盾构)技术研讨会资料之四,2002-06
3、土木学会.隧道标准规范(盾构篇)解释(日文版)【S】.1997-05
4、程骁、潘国庆.盾构施工技术.1990 上一页 [1] [2]
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