[00114706]XRE6650e复合式土压平衡盾构机

1、立项背景、技术原理和应用领域 盾构机,是一种集机、电、液、光、传感、计算机、测量、信息技术于一体的专用于隧道建设的工程机械,具有开挖切削土体、改良与输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能,可靠性要求极高,被称为“工程机械之王”,广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程,被公认为衡量一个国家装备制造业水平和能力高低的重大关键装备。 盾构机的选型及设计与施工标段的地质情况及施工组织的专项要求密切相关。山东省位于东部沿海、黄河下游、京杭大运河中北段,主要以基岩裸露的鲁中南-鲁东山区、山前冲积-洪积倾斜平原区、鲁西北冲积-湖积多层叠积平原区和黄河三角洲-莱州湾南部冲积-湖积夹海积的滨海平原区组成,地理位置和地形的差异形成了复杂有差异性的地质水文条件,具有软土、砂卵石、灰岩等交替分布的复合地层,对隧道施工提出了非常高的要求。另外,随着青岛和济南地铁的开建、运营,山东轨道交通即将迈入高速建设阶段,对盾构机的需求巨大。因此,设计制造适用于山东地质条件的复合式土压平衡盾构机有重要意义和现实必要性。 当前应用于济南地铁的盾构机主要为液压驱动、被动铰接的土压平衡盾构机,该类型盾构机运转平稳、容易吸收冲击和振动、造价低、操作简单,但也存在一定不足,如能源转换效率低、维修困难、噪音大、隧道内部温度过高、弯曲角度无法任意设定、方向控制方法单一、掘进推力大时托架易损坏等。为改进这些不足并优化使用性能,全面提升本地高端装备的制造能力,更好的服务于国内的轨道交通建设,我公司根据济南地铁盾构施工经验和山东省地质条件,研发了主动铰接、电力驱动的XRE6650e复合式土压平衡盾构机。 2、成果的主要技术创新点 （1）主控室：盾构机的主要控制系统安装在主控室内,该产品设计了新型的主控室结构和操作控制平台,操作界面主要由琴台、上位机、导向系统和监视屏等组成,整机操作更便捷、直观,提高了操作效率。 （2）多电机共直流母线驱动控制系统：该系统由整流滤波装置和逆变装置组成,6个驱动电机可由同一个直流母线系统提供电源,简化装置,降低成本。 （3）重型撕裂刀：优化了重型撕裂刀刀体、硬质合金和耐磨层的结构形式,增强了刀具耐磨性,提高刀盘使用寿命。 （4）盾尾间隙自动测量系统：配置盾尾间隙自动测量系统,可自动测量计算拼装结束后管片与盾尾间的间隙,并支持查询和导出每环盾尾间隙值,实时监测管片拼装结果。 （5）管接头电动安装拆卸：研发了管接头电动安装拆卸工装,使整机液压、流体系统管路的拆装更安全、方便。 3、主要技术性能指标及与国内外同类技术比较 XRE6650e复合式土压平衡盾构机主要性能指标： 1.开挖直径：Φ6680 mm 2.盾体直径（前/中/尾）：Φ6650/6640/6630 mm 3.刀盘开口率：60% 4.刀盘转速：0~3.4 r/min 5.最大推进速度：80 mm/min 6.额定扭矩：7800 kNm 7.最大推力：4070 T 8.水平转弯半径：200 m 9.纵向爬坡能力：±50‰ 10.最大设计压力：5 bar 11.刀盘驱动型式：电力驱动 12.铰接形式：主动铰接 13.主驱动功率：1200 kW 14.装机功率：2083 kW 15.适用管片规格：Φ6400/5800-1200/1500/22.5° 本产品居于国内领先水平,适用于济南及其周边的特殊地质条件,并将为山东省及周边区域轨道交通隧道建设提供强有力的技术和装备保证,同时推动高端液压元器件及系统、密封元器件、控制技术等的研发和技术进步,并依托济南丰富的科研院所资源,推动产学研高效运行模式的发展,较国外有着独特的发展趋势。 4、对促进行业科技进步的作用和意义 （1）该产品能耗低、效率高,为山东及周边区域轨道交通建设提供了强有力的技术和装备保证,具有广阔的市场发展前景。 （2）该产品的研发制作既完成了公司的产业转型升级,又全面提升了本地高端装备的制造能力,有效的拉动了当地装备制造业的发展。 （3）本项目带动上下游相关企业发展,增加就业岗位100余个,促进地方经济发展和财政收入增加。 （4）本项目研发过程中依托济南丰富的科研院所资源,推动了产学研高效运行模式的发展。