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發(fā)表于 2009-10-16 15:59:09
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![]() * Y. y' w: t( i' v" d% P( Z# o# J
) S8 Z6 m, |- O9 c5 g& Z& B' u7.后配套設(shè)備
+ d1 X2 h! Z( x1 ~+ @ d 后配套設(shè)備主要由以下幾部分組成：管片運(yùn)輸設(shè)備,、四節(jié)后配套臺車及其上面安裝的盾構(gòu)機(jī)操作所需的操作室,、電氣部件、液壓部件,、注漿設(shè)備,、泡沫設(shè)備、膨潤土設(shè)備、循環(huán)水設(shè)備及通風(fēng)設(shè)備等,。
; q g8 G: v3 d: M% ]$ I! r" r0 t A.管片運(yùn)輸設(shè)備
* T4 a: _7 }" k7 ~ 管片運(yùn)輸設(shè)備包括管片運(yùn)送小車,、運(yùn)送管片的電動葫蘆及其連接橋軌道。 管片由龍門吊從地面下至豎井的管片車上,，由電瓶車牽引管片車至第一節(jié)臺車前的電動葫蘆—方,，由電動葫蘆吊起管片向前運(yùn)送到管片小車上，由管制,、車再向前運(yùn)送,，供給管片拼裝機(jī)使用。 B.一號臺車及其上的設(shè)備0 v5 o: H9 o5 x! @' p1 g
一號臺車上裝有盾構(gòu)機(jī)的操作室及注漿設(shè)備,。 盾構(gòu)機(jī)操作室中有盾構(gòu)機(jī)操作控制臺,、控制電腦、盾構(gòu)機(jī)PLC自動控制系統(tǒng),、VMT隧道掘進(jìn)激光導(dǎo)向系統(tǒng)電腦及螺旋輸送機(jī)后部出土口監(jiān)視器,。
# ~5 a0 C* R8 W4 j2 ? C.二號臺車及其上的設(shè)備 S, q" B, p" I# a! v
二號臺車上有包含液壓油箱在內(nèi)的液壓泵站、膨潤土箱,、膨潤土泵,、盾尾密封油脂泵及潤滑油脂泵。液壓油箱及液壓泵站為刀盤驅(qū)動,、推進(jìn)油缸,、鉸接油缸、管片拼裝機(jī),、管片運(yùn)輸小車,、螺旋輸送機(jī)、注漿泵等液壓設(shè)備提供壓力油,。泵站上裝有液壓油過濾及冷卻回路,，液壓油冷卻器是水冷式。 盾尾密封油脂泵在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)將盾尾密封油脂由12條管路壓送到三排盾尾密封刷與管片之間形成的兩個腔室中,，以防止注射到管片背后的漿液進(jìn)入盾體內(nèi),。 潤滑油脂泵將油脂泵送到盾體中的小油脂桶中，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí),，4kw電機(jī)驅(qū)動的小油脂泵將油脂泵送到主驅(qū)動齒輪箱,、螺旋輸送機(jī)齒輪箱及刀盤回轉(zhuǎn)接頭中。這些油脂起到兩個作用,，一個作用是被注入到上述三個組件中唇形密封件之間的空間起到潤滑唇形密封件工作區(qū)域及幫助阻止贓物進(jìn)入被密封區(qū)域內(nèi)部的作用,，對于螺旋輸送機(jī)齒輪箱還有另外一個作用，就是潤滑齒輪箱的球面軸承,。3 I8 i( o0 X( ?0 _* ]$ v) l
D.三號臺車及其上的設(shè)備
' R' ^7 j* U6 t3 |) P; V } 三號臺車上裝有兩臺打氣泵,、一個1立方米貯氣罐、一組配電柜及一臺二次風(fēng)機(jī)。 打氣泵可提供8Bar的壓縮空氣并將壓縮空氣貯存在貯氣罐中,，壓縮空氣可以用來驅(qū)動盾尾油脂泵,、密封油脂泵和氣動污水泵，用宋給人閘,、開挖室加壓,，用來操作膨潤土、盾尾油脂的氣動開關(guān),，用來與泡沫劑,、水混合形成改良土壤的泡沫，用來8嘞氣動工具等,。 二次風(fēng)機(jī)由11kW的電機(jī)驅(qū)動,，將由中間井輸送至第四節(jié)臺車位置處的新鮮空氣，繼續(xù)向前泵送至盾體附近,，以給盾構(gòu)機(jī)提供良好的通風(fēng),。
7 M Q8 ?8 z! p( ? E.四號臺車及其上的設(shè)備
, A" \& X. {, b( i `* I9 D 四號臺車上裝有變壓器、電纜卷筒,、水管卷筒,、風(fēng)管盒。 鋪設(shè)在隧道中的兩條內(nèi)徑為100mm的水管作為盾構(gòu)機(jī)的進(jìn),、回水管,，將豎井地面的蓄水池與水管卷筒上的水管連接起來，與蓄水池連接的一臺高壓水泵驅(qū)動盾構(gòu)機(jī)用水在蓄水池和盾構(gòu)機(jī)之間循環(huán),。通常情況下,，進(jìn)人盾構(gòu)機(jī)水管卷筒水管的水壓控制在5Bar左右。正常掘進(jìn)時(shí),，進(jìn)人盾構(gòu)機(jī)水循環(huán)系統(tǒng)的水有以下的用途：對掖壓油,、主驅(qū)動齒輪油、空壓機(jī),、配電柜中的電器部件及刀盤驅(qū)動副變速箱具有冷卻功能,，為泡沫劑的合成提供用水，提供給盾構(gòu)機(jī)及隧道清潔用水,。蓄水池中的水用冷卻塔進(jìn)行循環(huán)冷卻,。 風(fēng)管盒中裝有折疊式的風(fēng)管,，風(fēng)管與豎井地面上的風(fēng)肌連接,，向隧道中的盾構(gòu)機(jī)里提供新鮮空氣。新鮮空氣通過風(fēng)管被送至第四節(jié)臺車的位置,。4 C2 R! f p8 r" L* F$ H
8.電氣設(shè)備- x% ?/ V/ G$ q% A: [4 T
盾構(gòu)機(jī)電氣設(shè)備包括電纜卷筒,、主供電電纜、變壓器、配電柜,、動力電纜,、控制電纜、控制系統(tǒng),、操作控制臺,、現(xiàn)場控制臺、螺旋輸送機(jī)后部出土口監(jiān)視器,、電機(jī),、插座、照明,、接地等,。電器系統(tǒng)最小保護(hù)等級為IP5．5。 主供電電纜安裝在電纜卷筒上,，10kV的高壓電由地面通過高壓電纜沿隧道輸送到與之連接的主供電電纜上,，接著通過變壓器轉(zhuǎn)變成400v，50Hz的低壓電進(jìn)人配電柜,，再通過供電電纜和控制電纜供盾構(gòu)機(jī)使用,。 西門子S7-PLC是控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，控制系統(tǒng)用于控制盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn),、拼裝時(shí)的各主要功能,。例如盾構(gòu)機(jī)要掘進(jìn)時(shí)，盾構(gòu)機(jī)司機(jī)按下操作控制臺上的掘進(jìn)按鈕,，一個電信號就被傳到PLC控制系統(tǒng),，控制系統(tǒng)首先分析推進(jìn)的條件是否具備(如推進(jìn)油缸液壓油泵是否打開，潤滑脂系統(tǒng)是否工作正常等,，．如果推進(jìn)的條件不具備,，就不能推進(jìn)，如果條件具備,，控制系統(tǒng)就會使推進(jìn)按鈕指示燈變亮,，同時(shí)控制系統(tǒng)也會給推進(jìn)油缸控制閥的電磁閥供電，電磁閥通電打開推進(jìn)油缸控制閥,，盾構(gòu)機(jī)開始向前推進(jìn),。PLC安裝于控制室，在配電柜里裝有遠(yuǎn)程接口,，PLC系統(tǒng)也與操作控制臺的控制電腦及VMT公司的SLS-T隧道激光導(dǎo)向系統(tǒng)電腦相連,。 盾構(gòu)機(jī)操作室內(nèi)的操作控制臺和盾構(gòu)機(jī)某些可移動裝置旁邊的現(xiàn)場控制臺(如管片拼裝機(jī)、管片吊車,、管片運(yùn)送小車等)用來操作盾構(gòu)機(jī),，實(shí)現(xiàn)各種功能,。操作控制臺上有控制系統(tǒng)電腦顯示器、實(shí)現(xiàn)各種功能的按鈕,、調(diào)整壓力和速度的旋鈕,、顯示壓力或油缸伸長長度的顯示模塊及各種鑰匙開關(guān)等。 螺旋輸送機(jī)后部出土口監(jiān)視器用來監(jiān)視螺旋輸送機(jī)的出土情況,。4 A: {! N" ]" o; Q
電機(jī)為所有液壓油泵,、皮帶機(jī)、泡沫劑泵,、合成泡沫用水水泵,、膨潤土泵等提供動力。當(dāng)電機(jī)的功率在30kW以下時(shí),，采用直接起動的方式,，當(dāng)電機(jī)的功率大于30kW時(shí)，為了降低起動電流,，采用星形—三角形起動的方式,。
7 h. @9 E* _3 R# g7 d 9.輔助設(shè)備0 p2 J' G/ x6 b3 c1 E- ^
輔助設(shè)備包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、S1S-T隧道激光導(dǎo)向系統(tǒng),、注漿裝置,、泡沫裝置、膨潤土裝置,。
4 `1 A% A" ]5 [0 A1 Y P. u0 h A.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)5 t. p7 n) l/ S7 y; S( L/ C
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件是一臺有一定配置要求的計(jì)算機(jī)和能使該計(jì)算機(jī)與隧道中掘進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)保持聯(lián)絡(luò)的調(diào)制解調(diào)器,、轉(zhuǎn)換器及電話線等原件。該計(jì)算機(jī)可以放置在地面的監(jiān)控室中,，并始終與隧道中掘進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)自動控制系統(tǒng)的PLC保持聯(lián)絡(luò),，這樣數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)就可以和盾構(gòu)機(jī)自動控制系統(tǒng)的PLC具有相同的各種關(guān)于盾構(gòu)機(jī)當(dāng)前狀態(tài)的信息。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)按掘進(jìn),、管片拼裝,、停止掘進(jìn)三個不同運(yùn)行狀態(tài)段來記錄、處理,、存儲,、顯示和評判盾構(gòu)機(jī)運(yùn)行中的所有關(guān)鍵監(jiān)控參數(shù)。 通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),，地面工作人員就可以在地面監(jiān)控室中實(shí)時(shí)監(jiān)控盾構(gòu)機(jī)各系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還可以完成以下任務(wù)：用來查找盾構(gòu)機(jī)以前掘進(jìn)的檔案信息，通過與打印機(jī)相連打印各環(huán)的掘進(jìn)報(bào)告,，修改隧道中盾構(gòu)機(jī)的PLC的程序等等,。
. Z% `# B3 e3 U: I B.隧道掘進(jìn)激光導(dǎo)向系統(tǒng)
i& s) i; ] X1 }/ E& G 德國VMT公司的SLS-T隧道掘進(jìn)激光導(dǎo)向系統(tǒng)主要作用有以下幾點(diǎn)： ①可以在隧道激光導(dǎo)向系統(tǒng)用電腦顯示屏上隨時(shí)以圖形的形式顯示盾構(gòu)機(jī)軸線相對于隧道設(shè)計(jì)軸線的準(zhǔn)確位置，這樣在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí),，操作者就可以依此來調(diào)整盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的姿態(tài),，使盾構(gòu)機(jī)的軸線接近隧道的設(shè)計(jì)軸線，這樣盾構(gòu)機(jī)軸線和隧道設(shè)計(jì)軸線之間的偏差就可以始終保持在一個很小的數(shù)值范圍內(nèi),。 ②推進(jìn)一環(huán)結(jié)束后,，隧道掘進(jìn)激光導(dǎo)向系統(tǒng)從盾構(gòu)機(jī)PLC自動控制系統(tǒng)獲得推進(jìn)油缸和鉸接油缸的油缸桿伸長量的數(shù)值，并依此計(jì)算出上一環(huán)管片的管環(huán)平面,，再綜合考慮被手工輸入隧道掘進(jìn)激光導(dǎo)向系統(tǒng)電腦的盾尾間隙等因素,，計(jì)算并選擇這—環(huán)適合拼裝的管片類型。 ③可以提供完整的各環(huán)掘進(jìn)姿態(tài)及其他相關(guān)資料的檔案資料,。 ④可以通過標(biāo)準(zhǔn)的隧道設(shè)計(jì)幾何元素計(jì)算出隧道的理論軸線,。 ⑤可以通過調(diào)制解調(diào)器和電話線和地面的一臺電腦相連，這樣在地面就可以實(shí)時(shí)監(jiān)控盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)姿態(tài),。 隧道掘進(jìn)激光導(dǎo)向系統(tǒng)主要部件有激光經(jīng)緯儀,、帶有棱鏡的激光靶、黃盒子,、控制盒和隧道掘進(jìn)激光導(dǎo)向系統(tǒng)用電腦,。 激光經(jīng)緯儀臨時(shí)固定在安裝好的管片上，隨著盾構(gòu)機(jī)的不斷向前掘進(jìn),，激光經(jīng)緯儀也要不斷地向前移動,，這被稱為移站。激光靶則被固定在中盾的雙室氣閘上,。激光經(jīng)緯儀發(fā)射出激光束照射在激光靶上,，激光靶可以判定激光的入射角及折射角，另外激光靶內(nèi)還有測傾儀,，用來測量盾構(gòu)機(jī)的滾動和傾斜角度,，再根據(jù)激光經(jīng)緯儀與激光靶之間的距離及各相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo)等數(shù)據(jù)，隧道掘進(jìn)激光導(dǎo)向系統(tǒng)就可以計(jì)算出當(dāng)前盾構(gòu)機(jī)軸線的準(zhǔn)確位置,。 控制盒用來組織隧道掘進(jìn)激光導(dǎo)向系統(tǒng)電腦與激光經(jīng)緯儀和激光靶之間的聯(lián)絡(luò),，并向黃盒子和激光靶供電。黃盒子用來向激光經(jīng)緯儀供電并傳輸數(shù)據(jù),。隧道掘進(jìn)激光導(dǎo)向系統(tǒng)電腦則是將該系統(tǒng)獲得的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合,、計(jì)算和評估。所得結(jié)果可以被以圖形或數(shù)字的形式顯示在顯示屏上,。0 I& a9 ~7 \% F% J- D- O& s
C.注漿裝置; h. |# T" r, L5 _
注漿裝置主要包括兩個注漿泵,、漿液箱及管線。 在豎井,，漿液被放入漿液車中,，電瓶車牽引漿液車至盾構(gòu)機(jī)漿液箱旁，漿液車將漿液泵入漿液箱中,。兩個注漿泵各有兩個出口,，這樣總共有四個出口,，四個出口直接連至盾尾上圓周方向分布的四個注漿管上，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí),，山注漿泵泵出的漿液被同步注入隧道管片與土層之間的環(huán)隙中,，漿液凝固后就可以起到穩(wěn)定管片和地層的作用。 為了適應(yīng)開挖速度的快慢,，注漿裝置可根據(jù)壓力來控制注漿量的大小,，可預(yù)先選擇最小至最大的注漿壓力，這樣可以達(dá)到兩個目的,，一是盾尾密封不會被損壞,，管片不會受過大的壓力，二是對周圍土層的擾動最小,。注漿方式有兩種：人工方式和自動方式,。人工方式可以任選四根注漿管中的一根，由操作人員在現(xiàn)場操作臺上操作按鈕啟動注漿系統(tǒng),；自動方式則是在注漿現(xiàn)場操作臺上預(yù)先設(shè)定好的,，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)即啟動注漿系統(tǒng)。& c; R% O# U! i- S3 K7 P
D.泡沫裝置9 s+ L9 C( J* d) N
泡沫系統(tǒng)主要包括泡沫劑罐,、泡沫劑泵,、水泵、四個溶液計(jì)量調(diào)節(jié)閥,、四個空氣劑量調(diào)節(jié)閥個液體流量計(jì),、四個氣體流量計(jì)、泡沫發(fā)生器及連接管路,。 泡沫裝置產(chǎn)生泡沫,，并向盾構(gòu)機(jī)開挖室中注入泡沫，用于開挖土層的改良,，作為支撐介質(zhì)的土在加入泡沫后,，其塑型、流動性,、防滲性和彈性都得至U改進(jìn),，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)驅(qū)動功率就可減少，同時(shí)也可減少刀具的磨損,。 泡沫劑泵將泡沫劑從泡沫劑罐中泵出,，并與水泵泵出的水按盾構(gòu)司機(jī)操作指令的比例混合形成溶液，控制系統(tǒng)是通過安裝在水泵出水口處的液體流量計(jì)測量水泵泵出水的流量,，并根據(jù)這一流量控制泡沫劑泵的輸出量來完成這一混合比例指令的,。混合溶液向前輸送至盾體中,，被分配輸送到四條管路中,，經(jīng)過溶液劑量調(diào)節(jié)閥和液體流量計(jì)后,，又被分別輸送到四個泡沫發(fā)生器中，在泡沫發(fā)生器中與同時(shí)被輸入的壓縮空氣混合產(chǎn)生泡沫,，壓縮空氣進(jìn)入泡沫發(fā)生器前也要先經(jīng)過氣體流量計(jì)和空氣劑量調(diào)節(jié)閥,。泡沫劑溶液和壓縮空氣也是按盾構(gòu)機(jī)司機(jī)操作指令的比例混合的，這一指令需通過盾構(gòu)機(jī)控制系統(tǒng)接收液體流量計(jì)和氣體流量計(jì)的信息并控制空氣劑量調(diào)節(jié)閥和溶液劑量調(diào)節(jié)閥來完成,。最后，泡沫沿四條管路通過刀盤旋轉(zhuǎn)接頭,，再通過刀盤上的開口,，注入到開挖室中。在控制室,，操作人員也可以根據(jù)需要從四條管路中任意選擇,，向開挖室加入泡沫。4 t! F8 D8 I& O. `9 c; g# N
E.膨潤土裝置
0 ^6 ^' {$ d' |3 j/ l3 S ^ 膨潤土裝置也是用來改良土質(zhì),，以利于盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn),。膨潤土裝置主要包括膨潤土箱、膨潤土泵,、九個氣動膨潤土管路控制閥及連接管路,。 和漿液一樣，在豎井,，膨潤土被放人膨潤土車中,，電瓶車牽引膨潤土車至膨潤土箱旁，膨潤土車將膨潤土泵入膨潤土箱中,。 需要注入膨潤土?xí)r,，膨潤土被膨潤土泵沿管路向前泵至盾體內(nèi)，操作人員可根據(jù)需要,，在控制室的操作控制臺上,，通過控制氣動膨潤土管路控制閥的開關(guān)，將膨潤土加入到開挖室,、泥土倉或螺旋輸送機(jī)中,。 |
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