第7章TBM设备介绍及维修保养分解.doc

第七章 TBM介绍及维修保养 7.1 TBM介绍 1#隧洞自引(1)2+500～引(1)15+793段开挖采用的TBM为美国robbins公司生产，刀盘安装新刀时开挖直径为12430mm，刀具磨损到极限时开挖直径不小于12400mm。TBM从结构上分为主机、皮带连接桥和后配套三个部分，主机主要由刀盘、刀盘支撑体、护盾、主轴承、驱动系统、主梁、水平支撑、后支撑等组成，喷射混凝土台车位于皮带连接桥上。后配套系统由轨行式台车组成，后配套台车上布置液压动力站、变压器、配电柜、电缆水管卷筒、除尘通风设备等。 TBM整机长度250m，其中主机长度为20m，皮带连接桥长度为40m(含轨道和轨枕安装区域)，后配套长度为155m，斜坡段长度35m。TBM主机重量约为1400t，后配套累计重量约为1100t。 7.1.1 主机部分 7.1.1.1 刀盘和刀具 刀盘表面设计采用平面设计，可以减少在不稳定地层中的启动和掘进扭矩。同时在施工中起到稳定掌子面的作用。刀盘设计为6块，包括中心块2块，边块4块，以便于运输。 (1)刀盘装备有喷水嘴，用于喷水降尘。高压水通过刀盘中心回转接头和管路进入喷嘴，在喷水嘴形成水雾喷出降尘。 (2)刀盘周边的铲斗可以有效地清理隧洞底部的细小渣石。溜渣槽采用耐磨钢板制成。 (3)刀具采用19〃盘形滚刀，滚刀刀圈工作可靠并且采用嵌入式轴承和金属密封。所有的刀圈都是可以更换的。 (4)刀盘的外表面焊接耐磨格条，以加强刀盘的耐磨性能。 7.1.1.2 主驱动系统 刀盘驱动采用14台315kW变频调速电机驱动。驱动系统最大扭矩(刀盘脱困)时24,778 kNm(3.3倍高速扭矩)，在转数2.4rpm时为16519 kNm，在转数5.0rpm时为7509 kNm。 刀盘可实现正时针与反时针旋转，正常掘进时只能按一个方向旋转，必要时可以实现反转。刀盘具备点动控制功能，以便检查及更换刀具时精确控制刀盘位置。 (1)主轴承采用大直径的三列滚子轴承，其寿命设计与预期的隧洞施工工期相匹配。轴承的密封系统采用四道唇型密封防止外界的污染和润滑油的漏损。密封腔还有若干迷宫能够防止渣石的进入造成密封损伤。迷宫中利用自动润滑脂泵进行润滑。润滑脂不断通过迷宫向外挤出带出可能进入迷宫的细小渣石。 (2)变频驱动电机采用水冷却方式，每台电机都安装有热传感器并连接控制室进行监控。每台电机的变频设备为独立的，可以独立启动控制单台电机。 (3)减速箱采用扭矩限定器和高惯量的电动机相连而得到保护，防止出现突发的过载现象损坏齿轮箱。 7.1.1.3 护盾 护盾包括顶护盾、侧顶护盾、侧护盾和下支撑，可起到防尘密封的作用，同时可有效减小震动从而保护刀盘、驱动组件等设备；下支撑在掘进施工时可有效清除洞底虚渣。 7.1.1.4 主梁 主梁是TBM的主要构件，其它部件都安装在它们之上，其作用是将来自支撑靴的作用反力传递至主轴承、刀盘、刀具上。 7.1.1.5 水平支撑与调向系统 支撑系统总成包括两个大面积的支撑靴板，支撑洞壁提供推进系统的支撑反力。支撑系统安装在主梁上，其作用是为刀盘掘进提供反力。支撑端部由两组(共4块)水平撑靴组成，分别位于掘进机的两侧。支撑靴的截面积较大，可与洞壁岩石良好地接触，以适应破碎的、软弱的、不稳定的围岩区撑靴的支撑，为掘进提供足够的反力。撑靴的纵向开槽，可顺利通过环形支撑区。 7.1.1.6 推进系统 该TBM采用4个水平推进油缸进行推进作业，油缸的前端安装在主梁上，后端固定在水平支撑靴上。推进时反力通过油缸传递到水平支撑上。 7.1.1.7 电气、控制系统 TBM配置3台变压器，容量为2×3000kVA和2000kVA，备用一个1500 kVA变压器安装位置。高压电缆经隧道接入TBM，通过电缆卷筒与变压器相连，供电电压为20kV，主驱动电压690V，其他动力电压400V，照明电压230V，移动式安全照明电压为36V，控制系统电压24V。 PLC系统提供TBM的主要控制功能。在操作室有一台工业电脑与PLC系统连接。 7.1.1.8 液压系统 液压系统的作用是为TBM的支撑、推进、牵引等许多部件提供动力。该系统由高压低流量和低压高流量的油泵组合而成，液压油由泵从油箱供给至各个油缸和液压马达，再经由回路流回油箱，形成一个回路。其主要技术参数为： ①液压系统功率：225(75×3)kW； ②系统额定压力：345bar； ③刀盘最大推力下的系统压力：289bar； 7.1.2 支护设备 7.1.2.1 锚杆钻机及超前钻机 本标段采用TBM配套的锚杆钻机为阿特拉斯产品，在主机前方刀盘后部安装两台，在皮带连接桥位置安装两台，钻机型号为cop1838，其中前部的两台钻机可进行超前的钻孔，超前钻孔速度150m/10h，具有较高的工作效率。前后安装的钻机均可实现