1.4 土壓平衡盾構
土壓平衡盾構是在機械式盾構的前部設定隔板，在刀盤的旋轉作用下，刀具切削開挖面的泥土，破碎的泥土通過刀盤開口進入土倉，使土倉和排土用的螺旋輸送機內充滿切削下來的泥土，依靠盾構千斤頂的推力通過隔板給土倉內的土碴加壓，使土壓作用於開挖面以平衡開挖面的水土壓力。
土壓平衡工作原理
刀盤旋轉切削開挖面的泥土，破碎的泥土通過刀盤開口進入土倉，泥土落到土倉底部後，通過螺旋輸送機運到皮帶輸送機上，然後輸送到停在軌道上的碴車上。盾構在推進油缸的推力作用下向前推進。盾殼對挖掘出的還未襯砌的隧道起著臨時支護作用，承受周圍土層的土壓、承受地下水的水壓以及將地下水擋在盾殼外面。
掘進、排土、襯砌等作業在盾殼的掩護下進行。
通過調整排土量或開挖量來直接控制泥土艙內的壓力，並使其與開挖面地層水、土壓力相平衡，同時直接地利用泥土艙的泥土對開挖面地層進行支護，從而使開挖面土層保持穩定。
1.4.1 土壓平衡盾構機組成
土壓平衡盾構主要由刀盤及刀盤驅動、盾殼、螺旋輸送機、皮帶輸送機、管片安裝機、推進油缸、同步注漿系統和輔助裝置等組成。
適用：軟土、軟岩（含水/不含水）地層的隧道開挖與襯砌
φ4.33m加泥式土壓平衡盾構
1.4.2土壓平衡盾構（epb）工作原理
土壓平衡盾構的工作原理
通過調整排土量或開挖量來直接控制泥土艙內的壓力，並使其與開挖面地層水、土壓力相平衡，同時直接地利用泥土艙的泥土對開挖面地層進行支護，從而使開挖面土層保持穩定。
epb工作原理圖
epb1.4.3 土壓平衡盾構特點
土壓平衡盾構的特點：
主要通過控制盾構開挖速度和螺旋輸送機轉速，達到控制土壓的目的
整體結構
1.5 盾構機的構造
土壓平衡盾構機構成：
1.盾殼、盾構推進千斤頂、盾尾密封、鉸接裝置、人員艙
2.刀盤和刀盤驅動支承機構
3.螺旋輸送機
4.管片拼裝機
5.後配套裝置。
盾殼是乙個用厚鋼板焊接而成的圓筒，是盾構受力支撐的主體結構。
盾殼的作用安全保護作用：承受地下水壓和地層土壓力，起臨時支護作用，保護裝置及操作人員的安全；
承受荷載作用：承受盾構千斤頂的水平推力及各種施工荷載，使盾構在土層中頂進；
是盾構各機構的支承和安裝基礎。
切口環內焊接有壓力壁，它是刀盤驅動機構的基座。
壓力壁上還焊接乙個雙室人員艙，其內設有一道人行閘門。
下部連線有螺旋輸送機。
壓力壁上按不同深度還安裝了5個土壓感測器。
支承環內安裝有盾構推進千斤頂及其支座;
還安裝有連線管片拼裝機托樑的h形支柱。
在盾殼上予留超前鑽孔功能
盾尾：是乙個由鋼板焊接成的筒形結構件，它通過乙個球面與前部盾殼鉸接在一起。
盾尾和襯砌管片之間用3排可連續**密封油脂的刷封封閉起來
採用多道鋼絲刷密封,在鋼絲刷之間注入壓力油脂。
盾尾密封作用：防止地層中的泥土、地下水和襯砌外圍注漿材料從盾尾間隙中漏入盾構，對於土壓平衡盾構還有保持壓力的作用。
鉸接轉向的作用：
1.易於轉彎，減小曲線超挖量；
2.能減少頂進時管片的偏壓，提高隧道施工質量，
3.易於對掘進方向隨時進行修正。
盾構機的推進是通過沿支承環周邊布置的盾構千斤頂支撐在已安裝好的管片襯砌上所產生的反作用力而前進的.
盾構推進的方向的控制
布置時把盾構千斤頂沿周邊分成若干扇區，每個扇區由乙隻電磁比例減壓閥控制，用來調節各組扇區千斤頂的工作壓力，從而糾正或控制盾構推進的方向，使符合設計軸線的要求。
四、密封泥土艙
土壓平衡式盾構機的刀盤切削面與後面的承壓隔板（壓力壁）所形成的空間為密封泥土艙。
在這裡開挖出的土料轉變成有良好的變形性的可塑土漿，以保證在開挖面有穩定的支撐壓力。 在壓力壁上布置一些攪拌臂，對土料進行攪拌。
裝在密封泥土艙內的壓力感測器，可以使操作人員隨時察看艙內的土壓力，以便及時並準確地調整開挖引數。
1.6.2 刀盤
刀盤有輻臂式和面板式兩種 ：
面板式切削刀盤：
用於開挖面不穩定的土層型別，為了避免軟土挖掘時開挖面的土壤鬆動。
包括：軟土掘削刀盤和對軟硬岩均較適應的混合式刀盤。
面板式刀盤由幅條刀盤架、刀具和面板組成。
幅條也是刀具安裝的底架。刀具沿幅條兩側對稱布置，以滿足刀具正反兩個方向旋轉切削的需要。
刀盤中心裝有三角式齒形中心刀，即可用來控制切削方向，又可防止粘土中施工時出現泥餅現象
刀盤周邊裝有刮刀和超挖刀
超挖刀：當盾構沿曲線推進時，通過超挖，可減小對周圍土層的擾動。
刀盤的進土槽形式，有同一寬度型、逐漸放大型和區域性放大型等，軟土為主型刀盤採用同一寬度型設計。
槽口寬度根據泥土中最大礫石大小和螺旋輸送機的最大輸送粒徑而定。
刀盤開口率一般為20～40%左右。
刀盤的後部裝有4個拌和臂。
1.6.3 刀盤驅動機構
刀盤驅動機構：驅動刀盤旋轉，對土體進行擠壓和切削，其位於盾構切口環的中部。前端與刀盤的法蘭相連，後部和四周與壓力壁法蘭以螺栓聯接。
刀盤支承方式：有中心支承式、中間支承式和周邊大軸承支承式
刀盤驅動機構組成：主要由主軸承、大齒圈、密封支撐、帶軸承的小齒輪、減速器及馬達等組成。
1.6.4 雙室人員艙
雙室人員艙的連線位於壓力壁的上部。其作用為：排除障礙或調換切削刀具時，使人員能順利通過壓力壁中的門進入泥土密封倉。
工作時先將泥土艙內充以壓縮空氣，用以疏幹並支護開挖面土體，然後人員再通過氣壓艙的加、減壓過渡而出入泥土艙。
供通過人員艙用的裝置有：
壓縮空氣閥、氣流調節器、壓力表、鐘錶、溫度計、絕緣凳、照明，包括應急照明、記錄壓力計、加熱裝置等
1.6.5 管片拼裝機
管片拼裝機的功能：是準確地將管片放到恰當的位置，並能安全、迅速地把管片組裝成所定形式。
它需具備以下三個動作：即能提公升管片，能沿盾構軸向平行移動，能繞盾構軸線迴轉。相應的拼裝機構為舉公升裝置，平移裝置和迴轉裝置。
推進系統
刀盤介紹
刀盤及驅動系統
驅動系統
主軸承橋架 橋架(連線盾體和後配套系統)
後配套系統
潤滑、密封
水路系統
1.6.6 螺旋輸送機
螺旋輸送機的主要功能：
（1）從盾構泥土密封艙內將開挖下的泥土排出盾構；
（2）泥土通過螺旋杆輸送壓縮形成密封土塞，阻止泥土中的水流出，保持泥土密封艙土壓穩定；
（3）可通過改變螺旋輸送機轉速，調節排土量，即調節泥土密封艙的土壓，使其與開挖麵水、土壓保持平衡。
1.6.7 盾構後配套裝置
盾構後配套系統裝在拖車上，由盾構機牽引。
拖車系統主要包括：運輸管片的橋吊和帶有電氣和液壓元件的5個拖車。
主要裝置有：液壓動力站（帶液壓油箱）、控制室、管片卸貨吊機、主軸承潤滑油脂幫浦站、皮帶輸送機裝置、冷卻和過濾站、背襯注漿裝置、發泡劑裝置、膨潤土裝置、主和支配電箱、變壓器、中型電壓配電裝置、空壓機、高壓電纜捲筒、水管捲筒、輔助軌道裝卸橋等。
管片運輸裝置包括管片運送小車。運送管片的電動葫蘆及其連線橋軌道。
管片輸送系統：管片由龍門吊從地面吊下至豎井內的管片車上，由電瓶車牽引管片車至第一節台車前的電動葫蘆下方，由電動葫蘆吊起管片向前運送到管片小車上，由管片小車再向前運送，供給管片拼裝機使用。
一號台車
一號臺車上裝有盾構機的操作室及注漿裝置。
盾構機操作室中有：盾構機操作控制台、控制電腦、盾構機plc自動控制系統、vmt隧道掘進雷射導向系統及螺旋輸送機後部出土口監視器。
二號台車及其上的裝置有:
包含液壓油箱在內的液壓幫浦站
膨潤土箱
膨潤土幫浦
盾尾密封油脂幫浦及潤滑油脂幫浦。
三號臺車上裝有兩台空壓機、乙個1m3貯氣罐，一組配電櫃及一台二次風機。
四號颱車上裝有變壓器、電纜捲筒，水管捲筒，風管盒。
盾構機電氣裝置包括：
電纜捲筒、主供電電纜、變壓器、配電櫃，動力電纜、控制電纜、控制系統、操作控制台，現場控制台、螺旋輸送機後部出土口監視器、電機、插座、照明、接地等
1.6.9 盾構控制資料採集系統
盾構的控制系統可以實現對推進力、刀盤扭矩、推進速度、土艙壓力、螺旋輸送機的轉速、碴門的開度、同步注漿的速度等機構和引數的自動控制，並能夠自動顯示相關資料。
測量資料採集任務如下：
記錄，處理，儲存，顯示和評估由隧道施工機械產生的所有資料。
盾構法隧道施工質量的優劣主要表現為對隧道軸線的控制和地面沉降的控制。影響施工質量的主要因素是推進過程中的施工引數是否設定合理。
盾構的導向裝置的作用:
是及時測量盾構的偏斜及偏轉情況，並把測量的分析結果及各項命令傳給操作人員，以便糾正頂進方向，保證施工質量和速度。
雷射導向裝置：它由三大部分組成，一是雷射發射裝置；二是檢查和轉換裝置；三是控制裝置。
盾構的調向
包括糾偏和曲線段施工，主要是通過分組開動推進千斤頂進行
盾構千斤頂均布在支承環的圓周，若將油缸分為４組，則四組油缸同時工作時，可獲得盾構的直線前進
如果按下表中工作時，則獲得盾構的調向運動
1.6.10 輔助裝置
輔助裝置包括：注漿裝置、泡沫裝置，膨潤土裝置。
背襯充填與注漿系統
作用機理：及時地進行背襯充填與注漿可以起到壓實鬆動的圍岩,以防地表沉陷，提高隧道止水性，防止管片漏水，將管片與圍岩一體化，確保管片襯砌的穩定。
同步注漿系統：將注漿管安裝在盾尾上，隨著盾構的前進同步注漿。通常用3~4根注漿管安裝在盾尾的周邊上，通過旋轉漿液分配器，輪流注漿。
盾構推進與環形空隙注漿同步進行，有利於控制和減少沉陷。
（2）新增劑的注入系統
土質改良的機理
作為支撐開挖面穩定的介質——土料應具有：良好的塑性變形，軟稠度，內摩擦角小及滲透率小。
由於一般土壤不能完全滿足這些特性，所以要進行改良。
改良的方法通常為：加水，膨潤土，粘土，聚合物和泡沫等，根據土質情況選用。通過這些改良措施，擴大了土壓平衡式盾構機的應用範圍。
土質改良的優點
1）渣土流動性增強、粘稠度降低、滲透性降低；
2）刀盤室粘住和堵塞的風險降低；
3）土壓平衡的壓力穩定性增加；
4）刀盤和螺旋傳送器的驅動力矩降低，更經濟；
5）刀盤和螺旋傳送器的損耗率降低
土質改良劑的選擇
加適量水
土壓平衡盾構施工中常見問題及措施
接觸盾構機半年多了，對盾構機常見的問題有了一定的認識和體會，總結下以供參考學習！1 盾構機身滾動問題 盾構機身滾動是由於刀盤切削開挖面土體產生的扭矩大於盾構機殼體與隧道洞壁之間的摩擦力矩而產生的。在兩地層分介面掘進時，由於岩性差別太大且岩層穩定性較好，此時扭矩很大，而盾構機殼體與洞壁之間只有部分產生...
土壓平衡盾構機主要技術引數的選擇
土壓平衡盾構機主要技術引數的選擇 摘要 簡要介紹盾構裝置的基本組成，同時說明在裝置 關鍵詞 盾構 土壓平衡 後配套 技術引數 盾構法施工將掘進裝置通過豎井送到地下一定深度後可 土壓平衡 epb 盾構機具有封閉的土倉，其基本工 土壓平衡盾構適合的岩土條件在粘土到砂 中礫石的範 1epb盾構基本構成 e...
一般過去式 一般將來時
牢記四個四，學好過去時 四種用法 表示在過去某個時間發生的動作或情況。i went to school at 7 00 yesterday morning.表示在過去某個時間存在的狀態。she was not at home last night.表示在過去經常或反 生的動作，常和often 經常 ...