1、大直径盾构机组装及维保经验交流组装前的准备组装方案简要介绍盾构机保养维修经验介绍1234目录CONTENTS5组装心得保养维修的合理性意见建议本项目配备了一台具备常压换刀功能的大直径泥水盾构，开挖直径13.6113.61米米;整机长度137137米米，主机长度14.414.4米米（含刀盘），主机重量约2000T，整机重量约3500T。盾构机主机由8个盾体分块拼装而成，后部拖车由5节拖车和1节连接桥组成。由于盾构机配备常压换刀刀盘、球形可伸缩主驱动、主驱动密封保压系统等先进技术，液压系统及电气系统十分复杂。为了盾构机组装能够高效、有序的进行，盾构机组装之前做了几件事： （1）方案策划 （2）方案
2、细化 （3）以学习为目的，扎实准备 （4）工期计划及落实（1）方案策划 基于Solidworks，Project，软件的1:1建模和详细的工期计划。 第一将所想的东西直观的反映到图纸，第二把任务量化，当时量化任务达763项。（1）方案策划 比如盾构机至泥水厂泥浆管布置，泥水厂部分泥浆管布置，水管布置等，可直观 反应线路走向，方便计划准备。（1）方案策划比如方案准备及落实的详细工期计划，并且要有责任人。并且很大一个作用就是，提醒，共计计划表出来后会发到相关责任人手里，明白工作内容及期限。（2）方案细化 方案的细化必须要有理论数据为支撑，比如吊机的选型，要经过严密的计算，反复论证争取最优，最终选用
3、了一台600T超起履带吊和400T履带吊完成吊装作业，最重件（刀盘）吊装安全系数到1.44,1号拖车整体吊装安全系数1.85. 比如，还有拖车平移，没有很好的施工经验，只能先通过理论计算，多次核实最终选用两台16T卷扬机滑轮组完成平移作业，但是也是不放心，又选了备选方案，用2个160T的拖拉油缸。 比如，地板、侧墙、下沉台阶段的预埋件等，预埋位置、预埋方法等（3）以学习为目的，扎实准备 为了能够更好地完成盾构机组装，加强基层技术人员及一线工人的技术水平，项目机设部在盾构组装前定期组织开展“盾构大讲堂”培训。“盾构大讲堂”使得基层技术员工与一线工人对盾构机的基本结构、原理有了一定的了解与认识，并
4、且在“大讲堂”中大家也对盾构吊组装期间可能会遇到的问题集思广益，进行讨论，使得吊组装方案和现场能够紧密结合，更好地完成盾构机吊组装工作。（4）工期计划及落实 项目设备系统工期计划，不是自己机设部编了就完了，我们的工期计划是通过反复项目专题会确定下来，专题会参会涵盖项目各部门以及领导，对接进行核实，看工期计划的合理性。每项定责任人，完成还是完成不了会逐级上报，每天汇报进展；并且，每周交班会通报督办情况。2.1 盾构机主要参数盾构机刀盘开挖直径为13.61m，主机总长约为13.5m，整机总长137m；主机重约2000T，后配套拖车重约1500T,单件最重为刀盘430T（含刀具）;后配套拖车由1#5
5、#拖车、1节连接桥及辅助平台组成。详见表1盾构机重量及尺寸规格表。 S985盾构机重量及尺寸规格表序号名 称长度 mm宽度 mm高度 mm重量 T11#拖车前部13563112121046023421#拖车后部1189211212104601564连接桥前部10900109006623555连接桥中部820082006623286连接桥后部109001090066236872#拖车1000011002803813783#拖车1000011002803810994#拖车10000110027240102105#拖车前部995011382839076115#拖车中部1195011382839012
6、4序号名 称长度 mm宽度 mm高度 mm重量 T125#拖车后部72751138283904013刀盘5000136101361043014盾体分块1(顶块)87005300400011515盾体分块287004950410011016盾体分块387005300390010517盾体分块487006350410014018盾体分块5(底块)87005250405013019盾体分块687006350400014020盾体分块787005350395010521盾体分块887005300410012022盾尾4840131001310020023主驱动3502022-6-16序号名 称长度 m
7、m宽度 mm高度 mm重量 T24H型架25拼装机9026行走梁5027管片小车40T28箱涵吊机27T29管片吊机14T总重约3500tS-985盾构机属超大型盾构机，单件重量较大，吊组装工序复杂，周期较长，安全风险较高；为了满足盾构整体吊组装工序，且能保证安全按期完成吊组装工程，盾构机吊组装主工作面分2个，分别为主机吊组装井口和后配套拖车吊组装井口，可同时吊组装，并且由于始发井长度不足，不能满足整体始发要求，所以先将5号拖车放置于地面进行分体始发，待盾构机掘进合适距离后再安装5号拖车。盾构机吊组装井口平面图盾构机吊组装井口纵断面图2.2 吊组装总体设计吊组装总体设计2.3 盾构机吊组装流程
8、 2.4 盾构机吊装设备选型盾构主吊站位平面图盾构主吊站位纵断面图2.5 盾构机主吊机选型根据吊机站位平纵面图可知：在主吊井口，吊机一侧履带压在地下连续墙上。因冠梁尺寸影响，主吊井口边距离连续墙2.8m。刀盘下井时根据刀盘尺寸并且考虑一定的富余量，刀盘吊点距离井口3.1m。选用型号为600吨履带吊，在进行刀盘吊装时：履带吊2条履带外边缘间距离为10m，则工作半径为102+2.8+3.1=10.9m。查600吨履带吊参数， 600吨履带吊工况：主臂36米，车身压重80t，后配重190t，超起配重310t。在此工况下，600t履带吊11m工作半径，额定超起重量为636t。盾构机最重部件刀盘重量约为
9、430t，加上吊钩跑绳重量10t，吊重为440t。636t440t=1.44，即安全系数为1.44。在进行主驱动吊装时：主驱动重量为350t，加上吊钩跑绳重量为360t，主驱动下井半径为14.2m，600吨履带吊额定超起重量为560t，560t360t=1.55，即安全系数为1.55。在进行1#拖车前部分吊装时：1#拖车前部分重量为240吨，加上吊钩跑绳重量为250t，台车下井半径为17.2m，600吨履带吊超起工况下额定起重量为450t，450250t=1.8，即安全系数为1.8。因此，采用600吨履带吊，安全系数最低达到1.44，完全能满足规范安全系数。而因为履带吊不同品牌规格参数的差异，
10、600t履带吊加300t超起也可满足吊装需要。副吊井口吊机站位平面图副吊井口吊机站位平面图副吊井口吊机站位纵面图副吊井口吊机站位纵面图2.6 盾构机副吊机选型2.7 副吊机选型连接桥、2#、3#、4#、5#台车从明挖段中间井口吊下，履带吊站位于井口侧面，履带吊一侧履带站位于地下连续墙上。刀盘翻身时，采用400t履带吊配合翻身。400t履带吊30m主臂的基本工况，翻身半径为8m，额定起重量为380t。380t0.75（抬吊系数）=285t440t2=220t，满足抬吊翻身要求。拖车于副吊井口下井参考中联400t履带吊超起工况及副吊井口现场情况。履带吊2条履带外缘间距为8.4m，则吊下台车的时工作
11、半径为8.42+1+122=11.2m。查400吨履带吊参数(表4.1.4)，中联QUY400型履带吊工况：主臂30米，车身压重40t，后配重135t，超起配重200t。在此工况下，400吨履带吊12m工作半径，额定起重量为345t。盾构机后配套最重部件2#拖车重量为140t，加上吊钩跑绳重量10t，吊重为150t。345t150t=2.3，即安全系数为2.3。因此400t履带吊完全可以满足后配套吊装及刀盘翻身的需要。 2.8 始发台 盾构机始发台位置按组装及始发位置确定，并且为了使盾构机盾体底块与左右侧边块纵缝焊接，盾体与盾尾的环缝焊接，始发台需设计800mm宽盾体焊接通道和1500mm宽盾
12、尾焊接通道。盾体始发台平面图盾体始发台剖面图2.9 一号拖车组装导台1号拖车上集中了盾构机主要后配套设备，在正常掘进时，1号拖车滚轮行进在管片上，因此在盾构机组装时，需要在1号拖车组装位置预制导台，保证管片输送小车和1号拖车顺利组装并对接到位，导台长度32.5m。如下图1号拖车组装导台。 1号拖车组装导台2.10 一号拖车分节组装支撑架及轨道盾构机主井口长度20.8m，1号拖车24.55m，并且1号拖车整体重达540t，因此无法满足整体吊装要求，所以1拖车需要分两节组装；1号拖车由3组轮对支撑，如果分成2节，后节需要做行走支撑及相应的轨道，行走轮对应用既有后配套拖车轮对，轨道铺设约18m。1号
13、拖车分节组装支撑图1号拖车分节组装支撑剖视图2.11 一号拖车拖拉后移卷扬机的选型设置盾构机吊组装时，其1号拖车从主井口下井口后，需要向后平移32m才能够组装下一个工序。1号拖车重达550t，向后平移坡度为3，经计算拖动力为：194t；即拖拉力需大于194t，才能拖动1号拖车。因此在始发井底板台阶位置沿着1号拖车轮对位置左右各配置1套卷扬机加滑轮组组合拖拉平移，滑轮组采用3个动滑轮连接，滑轮组连接在底板台阶处预埋钢板上焊接的连接耳朵上，通过钢丝绳与1号拖车连接，受拉一端与卷扬机相连接，使用卷扬机拉动1号拖车，抵达位置后打好阻车器。卷扬机向后平移拖车示意图卷扬机向后平移拖车示意图2.12 后配套
14、拖车滑移轨道由于后配套拖车受始发井结构尺寸影响，在盾构机组装时，2、3、4、5拖车轮对都不能以正常掘进时一样安装到位，在不装轮对的情况下后配套拖车底部与始发井底板距离为300mm，需要借助滑靴和滑移轨道进行平移，滑移轨道由200*200*12*12mm的H型钢加侧边和横向筋板组成，焊接在预先在始发井底板预埋400*400mm的钢板上，前后预埋钢板间距为1900mm。后配套拖车滑靴后配套拖车滑移轨道2.13 盾体底块组装升降平台盾构机主机盾体分为8块，底块安放到位后，组装左右侧边块，此侧边块为主始发导台轨道上受力接触部位，由于受轨道以及侧边块起吊重心影响，侧边块安装对接较为困难；因此需要制作好底
15、块升降平台，当底块安放到位后，升降平台将底块升高200mm，使侧边块与始发导台轨道之间有活动余量，便于与底块对接；另外，由于一侧边块安装后，两块盾体在始发导台上的位置为偏心，为防止侧滑，侧边块需要在始发导台上进行支撑。底块重130t，升降平台顶升油缸由6个25t千斤顶组成。侧边块组装示意图2.14 向前平移顶推油缸主机在组装完刀盘及拼装机后向前平移至洞门密封位置处，后配套拖车1号拖车、连接桥、2、3、4、5号拖车因为组装需要，后配套拖车与主机连接，连接桥与1号拖车连接以及相邻拖车之间连接，都需要向前平移，借助油缸顶推进行平移。主机向前平移，顶推力经计算为：5400000N，即540t；顶推力要
16、大于540t，才能使主机向前平移，所以借助主机底部2组推进油缸支撑到始发井底部结构上进行向前平移。2号拖车下坡顶推力经计算为：3146218N，即314.62t（包含设备桥）。所以在1号拖车后部左右位置各配置1个160t顶推油借助始发井底板结构进行向前平移。 2.15 2.15 连接桥组装支撑及滑移轨道连接桥组装支撑及滑移轨道连接桥长度30m，分3节组装，前、中、后重量分别约为60t、30t、70t，从副井口下井向前平移时，需要制作支撑借助滑移轨道进行向前平移，当连接桥要接近1号拖车时在始发井底板滑移轨道需要延伸至1号拖车位置才能够与1号拖车连接。连接桥组装滑移轨道示意图 2.16 泥浆管延伸
17、 盾构机泥浆管延伸系统为伸缩管式延伸，伸缩管位于4号拖车与5号拖车之间，伸缩管滑移小车在5号拖车右侧，为了能够在5号拖车分体始发状态下泥浆管快速延伸，将5号拖车泥浆管拆下，在始发井重新制作一个延伸滑移装置和固定装置，使盾构机原有泥浆管延伸系统正常使用。泥浆管延伸示意图2.17 电缆及管线延伸本方案盾构机总功率达10220kW，由2根185mm/10kV专线提供电力，5号拖车顶层安装有2套各400m储存电缆卷筒，为了满足5号拖车分体始发要求，将2套电缆卷筒调头反接，延伸一端直接接到盾构机1号拖车顶层高压开关柜，而固定端则预备一段10KV高压电缆接到地面开闭所，电缆线走向按在主体结构预埋钢板上焊接
18、挂钩统一固定。循环水管延伸由盾构机上水管卷筒储备的40m软管，借助简易卷筒可实现水管延伸。 2.18 刀盘焊接 刀盘总重约430t，由13分块组成，分别为1中心块、6个主臂分块、6个副臂分块，在下井组装之前必须拼焊完成，拼焊要求较高，刀盘拼焊支撑点如图6.2.1，刀盘中心块背部支撑 4个，图中黄圈表示，每个主臂分块支撑点3个，图中红圈表示。刀盘焊接的材料及支架由海瑞克提供。 刀盘拼焊支撑点刀盘拼焊支撑点 考虑刀盘拼焊区域对地基和地表要求较高，刀盘拼焊区域由5.3m直径上均匀分布4根800mm钻孔灌注桩、1m厚13*13m承台组成，保证了刀盘整体拼焊地基承载要求和地表要求。刀盘拼焊区域地基加固图刀盘拼焊区域地基加固图1、任务精细化、工期化3、不断学习、改造图纸，加强对一线员工的引领与指导2、早班会制度及单项负责人制度盾构机的保养与维修维修保养人员配置维修保养制度的建设每日维保会制度QQ群通报制度停机换刀期间的保养与维修盾构大讲堂培训及考核体系机械总工机设部部长机械、液压工程师（2名）维保班人员（白班3人，夜班2人）电气工程师（2名）电工班人员（2名）
