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盾构机主要功能部件与结构--第1页

盾构机主要功能部件与结构

密闭、加泥土压平衡式盾构主要由盾壳与盾尾、开挖机构、管片拼装机构、推进

机构、排送机构、动力装置、附属设备等组成。11.4.1盾壳与盾尾盾壳由切口环、

支承环、钢板束、盾尾等部分通过焊接、铆接、螺栓连接组成。主要作用是：承

受地层压力，起临时支护作用，保护设备及操作人员安全，承受千斤顶水平推力，

使盾构在土层中前进，同时也是各机构的骨架与基础。

切口环。

为盾构最前面的一个具有刚度和强度的铸钢或焊接环。前端切成锐角，便于切入

地层，环周有加强筋，将千斤顶水平推力传至钢壳上。

支承环。

与切口环相似是盾构受力的主要部分，是具有一定厚度的铸钢件，由环状加强筋、

纵向加强筋、外壳所组成。环状加强筋焊在支承环两端，纵向加强筋焊在环状加

强筋之间，盾构千斤顶安在上面。

支承环内设竖向和水平向立柱与横梁，形成井形隔架，第二层上设置工作平台。

钢板束。

主要作用是保护开挖、掘进、衬砌装置。由两层钢板铆接而成，分块包在支承环

和切口环外面，伸出部分为盾尾。

盾尾。

盾尾由环状外壳与安装在内侧的密封装置构成，其作用是支承隧道周边，防止地

下水、开挖面泥浆、泥土与注浆材料被挤入隧道内。盾尾是进行衬砌组装的地方，

其长度取决于衬砌形式。

盾尾密封。

盾尾密封是为了防止注浆材料、地下水和开挖面泥浆与泥土从钢壳面板和管片外

围流入盾构机而设置的。由于盾构保持不断推进，盾尾内壁与衬砌管片外圈结合

处摩擦力很大，极容易将密封损坏。

盾尾密封采用三道钢丝刷加密封脂密封方式。在钢丝刷之间压入密封油脂来承受

地下高压泥水。始发前10环，每环都注入密封油脂，随后每隔10环注到第100

环，过了试验段每50环或100环注入密封油脂。遇到特殊情况，如密封不好时，

在施工中要注意保证随时补充密封油脂。

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11.4.2开挖机构

开挖机构由切削刀盘、刀盘支承与密封系统、刀盘驱动系统、泥土仓等部分组成。

切削刀盘。

盾构刀盘是开挖机构的主要部件。它直接与开挖面土壤接触，通过推进液压油缸

的作用，使盾构刀盘向前推进，刀具切入土层，由驱动装置使刀盘旋转，刀盘把

土壤切削下来，隧道向前掘进。

刀盘直径6.34m，转速0-0.75rpm，最大扭矩为4,710kNm。承受最大推力为

34,000kN。

切削刀具

切削刀具是开挖机构的关键零件。为了适应本区间土壤、提高强度、增加效率、

便于更换，盾构上设计、安装了两种刀具。

一种是普通割刀，用螺栓固定在刀盘面肋板上，割刀上配置硬质合金，增加刀具

耐磨性能，使刀具能够在一个区间的施工中不需要更换。

另一种是超挖刀，主要适用于特殊情况。

刀盘支承与密封系统

刀盘支承采用中间支承式。

刀盘回转密封主要用来保持轴承润滑脂，防止泥沙、地下水、外加剂侵入刀盘轴

承。由内外两组多个唇型密封组成。

刀盘驱动系统

刀盘驱动是盾构机的主驱动，它由8个液压马达驱动。液压马达具有能够适应

启动、开挖时所必须的瞬时扭矩的特点。

密封隔板与气闸

切削仓为密封仓。切削仓与操作仓之间设立密封隔板。密封隔板设置气压管路、

泥浆管路、出土闸门等装置，以便于排送、维护。

密封隔板上部设置人闸，需要人员进入密封仓内排除故障、更换刀具时，应先向

密封仓充压（最大为0.25Mpa的压缩空气），使渣土易于排尽、开挖面稳定及

止水。通过人闸逐步加压或减压过渡。