[00118236]EPR4969土压平衡矩形顶管机

矩形顶管机由圆形顶管机发展而来,是车站出入口顶管法施工的核心设备。土压平衡顶管机适用土质范围广,对于全土质施工条件能保持挖掘面稳定,地面变形极小,施工时的覆土可很浅,还具有弃土运输处理方便,作业环境好等优点本项目适应性强,市场前景极为广阔,在地铁联络通道、地下管廊和地下空间等施工中可进行广泛应用。 EPR4969土压平衡矩形顶管机主机主要由刀盘、主驱动、盾体、人舱、螺旋输送机和回转接头等组成,辅机包括环形顶铁、U形顶铁、推进油缸及架体、始发架、反力架以及布置其上的液压、流体、电气等系统。其工作原理如下：顶管机施工是借助主顶油缸及管节间的推力的作用下向前推进,把顶管机从工作坑穿过土层一直推到接收坑内吊起;在驱动系统的作用下,刀盘旋转切削开挖面的土体,破碎的土体通过刀盘开口进入土仓,泥土落到停在轨道上的渣土车上,运出洞外;注浆系统在管节后注浆衬砌实现管道的成形;盾壳对挖掘出的还未衬砌的隧道起着临时支护作用,承受周围土层的土压、承受地下水的水压,并将地下水挡在盾壳外面,掘进、排土、衬砌等作业在盾壳的掩护下进行。 该项目产品具有以下创新性与技术特点： （1）研发了适应软土地层掘进施工的土压平衡矩形顶管机,配备土体切削系统、整体推进系统、螺旋输送排渣系统、注入砂浆纠偏系统,实现了隧道掘进与管片衬砌协同作业。 （2）根据隧道地质条件、刀具受力特点以及隧道线路设计要求,该顶管机设计了新型中心鱼尾刀和组合刀盘,多层分布,具有防干涉、刀具轨迹互补、盲区小的特点,提高掘进效率。 （3）研发了新型螺旋输送机驱动装置,采用周向驱动,输出扭矩大,旋转速度可调,满足不同地质情况下的出土要求。 （4）研制了顶管机推进油缸架双向夹紧装置,减小了推进油缸因装夹不紧而产生的偏移,提高了施工质量。 技术性能指标和参数： 1 型号 EPR4969 2 顶管机主机总长 6770 mm 3 顶管机主机总推力 30400 KN 4 顶管推进速度 60 mm/min 5 刀盘开口率 约65 % 6 刀盘转速 0~1.98 r/min 7 刀盘驱动总功率 450 kW 8 额定扭矩 44598 N.m 9 刀盘驱动型式 电力驱动 10 铰接形式 主动铰接 本项目的关键技术在于： （1）研发了适应软土地层掘进施工的土压平衡矩形顶管机。土压平衡矩形顶管机机械系统十分复杂,采用完整的Top-down设计方法,从全局出发对产品进行设计,建立土压平衡矩形顶管机整机Top-Down参数化模型,为缩短盾构机设计周期提供方法指导。配备土体切削系统、整体推进系统、螺旋输送排渣系统、注入砂浆纠偏系统,实现了隧道掘进与管片衬砌协同作业。 （2）根据隧道地质条件、刀具受力特点以及隧道线路设计要求,该顶管机设计了新型中心鱼尾刀和组合刀盘,多层分布,具有防干涉、刀具轨迹互补、盲区小的特点,降低设备停机维护时间,提高掘进效率,保证现场施工效率。 （3）研发了新型螺旋输送机驱动装置,采用周向驱动,输出扭矩大,旋转速度可调,满足不同地质情况下的出土要求。采用带轴式后出碴门,安装于前盾的底部,伸入土舱的一段焊接有耐磨片。螺旋输送机设有两道下出渣闸门,可根据掘进速度在主控室控制闸门的开启度,通过调节排土量来实现土塞效应,形成良好的排土止水效果,在土压平衡模式掘进时,可起到调节土仓土压力的作用。另外预留保压泵接口,发生喷涌时,及时关闭闸门,接保压泵调节土仓压力 （4）研制了顶管机推进油缸架双向夹紧装置,减小了推进油缸因装夹不紧而产生的偏移,提高了施工质量。 该项目申请专利7项,分别是《一种带刀盘测速功能的矩形顶管机用回转接头》、《一种新型顶管机用中心鱼尾刀》、《一种适用于大断面预制矩形管节的真空吸盘式吊运系统》、《一种土压平衡顶管机用螺旋输送机驱动装置》、《一种土压平衡矩形顶管机土仓可视化技术》和《一种顶管机推进油缸夹紧设置》。发表论文2篇（期刊名称：《现代制造技术与装备》）：《针对济南地层的土压平衡矩形顶管机设计研究》和《浅谈矩形顶管机纠偏技术》。获得山东省机械科学技术进步奖一等奖 项目完成后,仅在轨道交通项目推广应用这一项,可新增产值10亿元,新增利税1000万元以上。同时,对于推动济南轨道交通建设“绿色地铁、品质地铁”的理念实践具有很高的现实意义,对于济南市保泉护泉的政策落实起到良好的推动作用,对于济南市高端装备制造行业的积极进步也具有良好的实践和示范作用。 产品经山东省机械设计研究院机械产品质检中心检验,各项性能指标达到了相关标准的要求。经用户使用,反映良好,具有较好的经济效益和社会效益。 该产品经山东省机械工程学会委员会鉴定,该产品集成创新特点突出,提升了我国轨道交通建设施工关键成套设备的设计与制造水平,整体技术达到同类产品国内领先水平。