zhoujie@zhongbeijixie.cn
0512-36877900
專注 高效 誠信 合作 共贏?

新聞中心

了解公司最新資訊

news center

新聞動態

NEWS CENTER

?

您的當前位置:??
昆山眾備機械與您一起探尋盾構機的前世今生
來源: | 作者:pmof08f86 | 發布時間: 2019-10-22 | 507 次瀏覽 | 分享到:
  什么是盾構機?
  盾構機,全名叫盾構隧道掘進機,這種先進的地下隧道施工設備集機、電、液、傳感、信息技術于一身,可在不影響地面狀況的條件下作業,從而大大提高了施工的效率、安全性、降低了成本,因而受到世界各國地下隧道施工項目的青睞,其巨大身影遍及城市地下軌道交通、公路鐵路隧道、過江跨海隧道和水電工程隧道等施工現場。
  盾構機的基本工作原理就是一個圓柱體的鋼組件沿隧洞軸線邊向前推進邊對土壤進行挖掘,該圓柱體組件的殼體即護盾,它對挖掘出的還未襯砌的隧洞起著臨時支撐的作用,承受周圍土層的壓力,有時還承受地下水壓以及將地下水擋在外面,挖掘、排土、襯砌等作業在護盾的掩護下進行。
  盾構機問世至今已有近180年的歷史。其始于英國,發展于日本、德國。那么,盾構機是怎樣被發明的呢?關于盾構機還有哪些鮮為人知的故事呢?
  可惡的船蛆,卻為盾構機的發明帶來了靈感
  讓我們把目光投向遙遠的18世紀,那時英國人計劃在倫敦地下修建一個橫貫泰晤士河的隧道,然而,在當時的施工技術條件下,修建如此規模的河底隧道簡直比登天還難。工程開始不久,就因為施工問題而停工。法國工程師布魯諾爾是一個有心人,一直惦記著泰晤士河隧道工程問題。
  一個偶然的機會,布魯諾爾發現了一種船蛆的鉆洞行為很有意思,那么,什么是船蛆呢?原來,船蛆為一種軟體動物,因其穴居木制船蛆而危害船舶,因此被稱為船蛆,又被稱為鑿船貝。
  這條巨型船蛆生活在一個硬殼內,以木材為食,用一個閥門狀的器官進食,并且有兩個虹吸管吸水和排水。
  布魯諾爾仔細地觀察了船蛆在船體中鉆洞的行為,并發現它還會從體內分泌一種液體涂在孔壁上形成保護殼,以抵抗木板潮濕后發生的膨脹。他從這個現象中獲得靈感,提出了盾構掘進隧道的原理,并取得了英國的專利,也就是所謂開放型手掘盾構機的原型。

布魯諾爾設計制造的盾構機
  布魯諾爾的盾構機為一種金屬圓柱體,內有復雜的機械和輔助設備。由千斤頂推動金屬筒框向前水平推進,并有金屬筒框支撐土(巖)體防止塌方,同時還在金屬筒框后進行襯砌結構的施工。其構架分成了36個小單元,每個單元內有一名礦工把他面前的粘土挖開。當許多名礦工挖去同一數量的粘土時,構架就可以向前移動了,挖空的地方被鋪上了磚塊。
  布魯諾爾的盾構施工法一開始進行得并不順利,在施工過程中出現了多次波折。1835年,布魯諾爾經過改良的盾構施工法重新投入使用,經過數年的精心施工,終于建成泰晤士河水底隧道。
布魯諾爾發明的盾構機首次應用于隧道施工
  布魯諾爾發明的盾構機是人類歷史上隧道施工的一大技術突破,其技術原理為現代盾構機設計奠定了基礎。那么,盾構機又經過哪些進化過程才演變成今天的鋼鐵巨獸呢?
  盾構機的成長史:從手掘到智能
  布魯諾爾發明的盾構機是手掘式盾構機,為盾構機的初級形態。盡管該發明的意義非凡,但仍沒有擺脫手掘的束縛。我們通常把布魯諾爾發明的盾構機稱為第一代盾構機。
  機械化盾構機的研發是盾構機演化史上的一個重要的里程碑。第一個機械化盾構機的專利是英國的布倫敦等人于1876年申請的,其進步的標志是采用了壓縮空氣,從而機械開挖代替了人工開挖。通常把機械式和氣壓式盾構機稱為第二代盾構機。
世界上第一臺機械化盾構機
  第三代盾構機以閉胸式盾構機為代表,主要包括泥水式盾構機和土壓式盾構機。泥水平衡式盾構機是通過調節出泥艙的泥水壓力穩定開挖面,棄土以泥水方式排出的盾構機。土壓平衡式盾構機是通過調節出泥艙的土壓力穩定開挖面,棄土可以從出泥艙排出的盾構機。
現代盾構機
  第四代盾構機以大直徑、大推力、大扭矩以及高智化和多樣化為主要特色,正在隧道建設中發揮著重要作用。研制具有深度感知、智慧決策、自動執行功能的盾構機及其控制系統,是未來盾構機的發展方向。
  盾構機的發展史
  揭開盾構機內部的秘密
  盾構機為什么能在地層內部打洞呢?這和它的內部構造密不可分。盾構機內部一般可分為盾構殼體、推動系統、拼裝系統、出土系統等四個部分。
  其中殼體部分是指盾構機外部的圓柱狀殼體,作為支護可以防止地層的坍塌。盾構機的前部主機有點像一個巨大的電動刮須刀,只不過它刮的是泥土而不是胡子。為了讓原本堅硬密實的土壤變得蓬松些,可以在切削土體中向土體噴一些專門制作的泡沫劑。
  盾構機的刀盤上安裝有先行刀、重型刮刀和邊緣產刀等各種類型的刀具多達幾百把,盾構機在工作的時候,是利用其回旋刀具進行開挖的。當刀具磨損到一定程度的時候,工作人員可以進行更換。
  刀盤的旋轉由電動馬達驅動,功率在幾千千瓦到一萬千瓦不等,需要專線進行供電。盾構機的推動系統由盾構千斤頂和液壓設備組成。盾構機千斤頂需要克服盾構機重以及周圍土體產生的正面和側壁的摩阻力。
  盾構機前端的刀盤每轉一周,就會切削下來不少泥土。這樣一來,盾構機就能整體前進一段距離,并把挖出的渣土“吐”出去。盾構機的內部裝備有專門的出土系統。在盾構機的刀盤后方有一個收集渣土的土倉,用來盛裝盾構機切削下來的泥土。在土倉的后面裝有螺旋輸送機和傳輸皮帶,可以不斷地把土倉中的泥土運送到盾構機后部的拖車中去。
  當刀盤向前推進一段距離后,管片在盾構機殼內進行拼裝,拼裝時管片由輸送機供給,由工人操作拼裝機拼出一環厚厚的鋼筋混凝土盾殼(管片),從而支撐起掘的隧洞不發生坍塌。千斤頂支撐在已拼裝好的環形隧道襯砌上,每拼裝一環管片,就向前推進一個襯砌環間寬度。
盾構機在液壓千斤頂的推動下前行,旋轉的刀盤挖掘地層,并通過螺旋輸送機運出,每前進一段距離,便拼裝一環新的管片,這一工作流程是持續循環進行的,掘進、拼環、再掘進、再拼環,隧道在不斷的循環中向前延伸。
  盾構機工作過程示意圖
  在漆黑的地下工作,盾構機如何確保前進的方向呢?原來,現代盾構機都裝有高精度的測量和導航系統,因此能夠動態顯示當前位置相對于隧道設計軸線的位置偏差,從而確保盾構機沿著正確的方向前進。
2017年10月26日,我國自主設計制造最大直徑泥水平衡盾構機下線。
  現代大型盾構機技術附加值高,制造工藝復雜,以前國際上只有歐美和日本的幾家企業能夠研制生產。2015年11月14日由中國鐵建重工集團和中鐵十六局集團合作研發的,中國國產首臺鐵路大直徑盾構機在長沙下線,擁有完全自主知識產權,打破了國外近一個世紀的技術壟斷,加速了中國快速城市化大鐵路網建設的步伐。
  隨著國家基礎建設的深入,對高端施工裝備提出了更為多樣化的需求,盾構產品向小微化、巨型化和異形化發展。我國先后研發出了最大直徑泥水平衡盾構機、最大斷面矩形盾構機、“馬蹄形”刀盤盾構機等多種產品,并出口到新加坡、黎巴嫩等國,其良好的適應性和優質高效的掘進表現受到肯定。(摘自《長江日報》

咨詢熱線:13701890123

郵箱zhoujie@zhongbeijixie.cn

網址:www.jingzhicha.com    

地址:江蘇省昆山市錦溪

          生態產業園昆開路118號

聯系我們

contaCt us

?

人妻少妇中文字幕久久_久久精品国产亚洲AV麻豆_亚洲精品国产精品国自产_印度女人狂野牲交