盾构机操作规程

盾构机操作规程

盾构机操作规程

为规范公司盾构机的使用和操作，使盾构机保持正常技术状态，保证生产的顺利进行，特制定本维护规程。

本操作规程主要根据德国海瑞克盾构机的操作要求编制，凡从事该类盾构机的使用和维护人员必须认真学习和执行本规程要求。

使用三菱盾构机的部门，可在参考本规程补充制定后报送材料设备部审核，经公司总工程师批准后实行。

本规程自2005年9月1日起实行，原有规程同日废止。

材料设备部 2005年8月21日

要熟练掌握盾构机的操作，盾构机上的操作人员必须先详细的了解盾构的施工方法和盾构机的组成结构，熟悉盾构各系统的工作原理，并充分的了解盾构主操作面版，详细学习盾构的相关操作知识后才能真正的掌握盾构的操作技术。 在盾构掘进之前，必须先了解当前地层和地表建筑物的情况，对要选择的掘进参数有充分的理解。

1 对操作人员的要求

(1)、 盾构机操作人员必须身体健康，能够适应长时间的洞内工作，无色盲，

具有较强的责任心。

(2)、 盾构机操作人员应具有一定的机械、电气及土木工程知识，对盾构机

机械结构、电气配置及盾构施工过程有一定的了解，必须跟随机电工程师和隧道领班经过为期1~2个月的专业培训。

(3)、 盾构机操作人员必须经过专门的安全知识培训，并且熟悉盾构及地下

工程施工的相关机械、电气安全知识。

(4)、 盾构机操作人员必须经过操作和基础理论的技术考评合格之后，才能

正式上岗独立操作。

2 系统参数的设定和调整

盾构调试至正常掘进后，盾构机各系统设备的绝大部分参数已经基本确定，盾构操作人员应注意严格保护这些设定的参数。

除允许操作人员在一定范围内调整的参数，其他参数的调整只能由机电管理部门进行调整。

未经盾构机使用部门的机电管理部门的同意，严禁任何人根据个人的理解修改调校盾构的任何参数，严禁更改盾构机已经设定好的各系统连锁关系，否则有可能造成盾构或辅助设备的损坏。

(1)、 发泡系统参数

泡沫参数的设定应在施工管理领导指导下根据工程地质的具体情

况设定泡沫的流量。

发泡剂的发生率等参数应根据发泡剂供货商的要求设定，若泡沫

参数在调试设定完成后未经同意不能随意更改。

(2)、 报警值

严禁更改各系统的报警温度值。

严禁更改各系统的报警压力值，如，螺旋输送机的最大工作压力、

刀盘驱动系统的最大工作压力、螺旋输送机最大土压、土仓最大土压等。

(3)、 注浆压力值

操作人员可在施工管理领导的指导下设定注浆系统的起始压力及终止压力。

(4)、 掘进状态参数

刀盘的最小转速（rpm），当刀盘达不到此转速时推进系统不能

工作，为保证刀盘不被卡死，应设定在1.0～1.5之间。

超挖刀伸出角度和缩回角度，此值由施工管理领导根据线路和地

质情况确定。

螺旋输送机后门的最小开度，不可随意更改。 (5)、 盾尾油脂密封参数设定

根据设备管理部门的指令输入相应的盾尾油脂参数，未经同意不能随意更改。

3 开机前的注意事项

盾构机使用部门应将如下工作内容进行分解，落实到班组或个人。 (1)、 检查冷却循环水水管卷盘、高压电缆卷盘的延伸和连接是否正常； (2)、 检查供电电压是否正常；

(3)、 检查循环水压力是否正常，滤清器前后压差是否在允许的范围内，如

过大应立即清洗滤清器；

(4)、 检查液压系统滤清器是否有报警，如有，及时通知机械工程师安排更

换；

(5)、 检查皮带机、皮带是否正常； (6)、 检查空压机运行是否正常； (7)、 检查油箱油位是否正常； (8)、 检查注脂系统是否正常；

(9)、 检查发泡剂液位是否正常，检查发泡剂桶下端的开关是否处于开启位

置；

(10)、检查注浆系统是否已准备好并可以正常运行； (11)、检查后配套轨道是否正常； (12)、检查出碴系统是否已准备就绪；

(13)、检查盾构操作面版状态：开机前应使螺旋输送机前门应处于开启位，

螺旋输送机的螺杆应伸出，管片安装模式应无效，无其它报警指示； (14)、检查VMT导向系统是否工作正常，若发现存在问题，首先处理或解决

问题，然后再准备开机。

(15)、检查设备有无其它异常情况。

(16)、重温关于本段盾构掘进所发布的掘进参数指令，如掘进模式，土仓压

力，线路数据，注浆压力等；

(17)、若有需要则根据指令修改盾构机参数，并记录有关盾构掘进的设备参

数。

(18)、注意是否有人在进行设备的维修保养工作，确认他人的人身安全。

4 开机过程中的注意事项

(1)、 检查是否存在当前错误报警，若有，应立即通知机电人员马上处理； (2)、 将操作面板上的螺旋输送机转速调节旋扭、刀盘转速调节旋扭调至最

小位；推进油缸压力调节旋扭、盾构机推进速度旋扭视情况调节至合适位置。

(3)、 最先启动冷却水泵、然后循环泵，并注意泵启动是否正常，包括其启

动声音及振动情况等。每一个泵启动情况均需注意其启动情况； (4)、 依次启动润滑脂泵、齿轮油泵、补油泵、控制油泵； (5)、 然后启动其它泵站；

(6)、 注意刀盘密封油脂泵每分钟的泵送次数在允许的范围内；

(7)、 启动盾尾油脂密封泵，并选择自动位。若掘进速度较慢，则选择手动

位或改变盾尾油脂系统参数，以便节约盾尾油脂的注入量。

5 掘进时的注意事项

(1)、 启动刀盘

根据VMT面版上显示的盾构目前旋转状态选择盾构旋向按钮，选

择能够纠正盾构扭转的旋转方向；

刀盘启动时，要缓慢的增大刀盘转速，严禁旋转旋钮过快，以免

造成过大液压冲击，损伤液压设备。此时注意刀盘驱动系统压力变化，防止因压力过高而使刀盘停转。

(2)、 缓慢开启螺旋输送机后门，防止开门的速度过快，发生喷涌。

(3)、 注意泡沫的注入量，在保证碴土改良效果的同时节约发泡剂，尤其在

刚开始掘进时，注意泡沫注入量和土仓内土压的平衡。

(4)、 即使不需要泡沫，都要间隙性地使用发泡系统，防止发泡剂长期搁置

导致泡沫管道堵塞。

(5)、 为了保证盾构在推进过程中正确的受力状态，盾构不能有太大的自转，

一般VMT上显示的转动值（rolling）应处于±10。

(6)、 为了保证盾构的铰接密封、盾尾密封工作良好，同时也为了保证隧道

管片不受破坏，盾构在调向的过程中不能有太大的趋势，一般在VMT上显示的任一趋势值（trend）应处于±5。

(7)、 当盾构处于水平线路掘进时，应使盾构保持稍向上的掘进姿态（趋势

值为1~2），以纠正盾构因自重而产生的低头现象。

(8)、 如果盾构机具备超挖刀，超挖刀不使用时应确保是在收回的状态。 (9)、 当盾构在较硬的地层中掘进，盾构自转比较严重，或盾构本身震动比

较严重时，则需要稳定器来辅助掘进。这时只需在掘进时同时伸出左右两个稳定器即可。当不用时把稳定器缩回。

(10)、为较好控制盾构机姿态并保证良好的盾尾间隙，推进油缸行程差应控

制在50mm以内。

(11)、当盾尾密封在某一个方位有渗漏时，可以在对应的方位进行手动注脂。 (12)、铰接油缸的作用是为了盾构能够很好的适应隧道的蛇行前进，特别是

为了盾构更好的适应曲线掘进。掘进过程中尽量保证各铰接油缸的行程在适中的状态，行程差尽量的小，一般应控制在30mm以内。 (13)、管片吊车在不使用的时候尽量不要停放在螺旋机出土口附近，以免泥

浆进入零部件造成损坏。

(14)、除非经过项目部经理的批准，否则铰接密封的气囊在盾构机推进过程

中严禁充气，以防造成密封损坏。

6 土仓压力调整

(1)、 如果开挖地层自稳定性较好（如全断面硬岩）采用敞开模式掘进，则

不需考虑土仓压力，应以保证较大开挖速度为原则；

(2)、 如果开挖地层有一定的自稳性（如上软下硬复合地层或全断面软土地

层）而采用半敞开模式掘进或土压平衡模式掘进，则注意调节螺旋输送机的转速，使土仓内保持一定的渣土量。

(3)、 如果开挖地层稳定性不好或有较大的地下水时，需采用土压平衡模式

（即EPB模式）。根据地层的不同保持不同的土仓压力，具体压力值由施工管理领导决定。但最大土仓压力值一定不能大于3bar，否则有可能损坏主轴承密封。

7 掘进时对刀具的保护

对刀具的保护就是指准确掌握地层的情况，在操作时正确选择掘进参数，防止刀具偏磨、刀圈崩裂等非正常磨损。

如果地质条件允许，软土地层掘进时，尽可能保证每掘进50环开仓对刀具进行一次全面检查；硬岩地层掘进时，尽量安排每班检查刀具。

盾构机使用部门应根据刀具检查情况安排刀具更换或刀盘维修。

(1)、 掘进时由于刀具和工作面的摩擦，刀具温度升高，加剧了刀具的磨损，

如果碴土太干，温升就会更快。注入泡沫能对刀具进行润滑，并改良碴土，是防止刀具磨损最有效的手段。

(2)、 刀具偏磨主要是因为推进力太大，部分刀具所受压力过大，致使刀具

不能正常转动，出现偏磨，所以要注意根据不同地层选择合适的推力；或者是因为刀具被碴土裹死，使刀具停转，出现偏磨，为避免这种情况出现，要注意碴土的改良。

(3)、 如果在地层情况良好，碴土正常时出现掘进速度异常下降的情况，有

可能是刀具被碴土裹死或刀盘前结成泥饼，刀具不能正常工作，致使掘进速度下降。出现这种情况时，如果地质条件允许，应开仓检查。 (4)、 刀圈崩裂主要是因为刀盘的振动，刀具的撞击，刀具的切入量过大等

原因造成的。

在比较破碎的硬岩地层，刀盘的振动比较大，刀具经常受到撞击，

刀盘前响声大，有可能发生刀圈崩裂。

当地层中的石英含量大，石英被刀具切下时，有可能崩裂刀圈。

当地层软硬不均时，刀具在软岩中切入太深，当刀具随着刀盘的

转动碰到硬岩的时候，有可能崩裂刀圈。

对以上各种刀圈崩裂的情况，要注意刀盘的工作状况，仔细观察碴土的成份和状况，只有降低刀盘转速，减小推力，放慢掘进速度，才能有效保护刀具。

8 掘进时对管片的保护

要保证管片的质量，除控制好管片壁后注浆效果之外，掘进过程的控制也是特别重要的。

(1)、 在隧道转弯和盾构掘进方向调整时，管片所能承受的推力和管片环不

在同一直线上，管片所受的斜向推力可能导致管片破损，此时要注意控制推力的大小。

(2)、 盾构姿态调整时，要注意趋势不能太大，推力和管片环轴线的夹角不

要过大。

(3)、 盾构主机的转动会对管片形成一种扭力，也可能损坏管片，因此盾构

的转动不能太大。

(4)、 合适的盾尾间隙是保护管片所必需的，在调节盾构姿态时要先考虑到

盾尾间隙的大小，在掘进方向不超限的前提下，以缓慢的纠偏速度来保证盾尾间隙最小不小于50mm。

9 地表沉降与出碴量

掘进时控制地表沉降的关键是控制地下水的流失和每循环的出碴量，每循环掘进中理论上的出碴量为75m3，不同的地层，不同湿度的碴土方量会有一定的变化。

(1)、 碴土太干时，碴土方量会显著加大，此时应适当加大泡沫的注入量或

往土仓内注水。

(2)、 碴土中有大量与泥沙分离的地下水时，碴土方量变大，此时应尽量控

制地下水的流失，严禁不加限制地流失地下水。

(3)、 当碴土成流塑状时，碴土改良状况最佳，出碴量一般是80m3－90m3。

(4)、 同一地质情况段中，如发现出碴量有超出20%或以上的较大变化时，

操作人员应立即向施工主管领导汇报，以便及时分析原因，找出对策。

10 掘进结束：

当掘进结束时，按以下顺序停止掘进： (1)、 停止推进。

(2)、 停止发泡系统，并确认发泡系统完全关闭。

(3)、 逐步降低螺旋输送机的转速至零，停止螺旋输送机。 (4)、 关闭螺旋输送机后门。 (5)、 停止皮带机。

(6)、 若刀盘驱动压力较大，则可持续转动刀盘适当的搅拌土仓内渣土，当

驱动压力降低至一定程度时减小刀盘转速至零，并停止刀盘转动。这样利于下次刀盘启动时扭矩不至于太大。

(7)、 禁止在不降低刀盘转速至零的状态下，以任何方式停止刀盘转动。 (8)、 若马上准备安装管片，则按下管片安装按钮（SEGMENT PLACING）。 (9)、 依次停止主驱动泵、螺旋输送机泵、补油泵、控制油泵、油脂密封系

统、齿轮油泵。

(10)、 若马上安装管片，暂不关闭推进系统油泵和辅助油泵，否则关闭之。 (11)、 停止同步注浆后，为保证注浆管道畅通，必须打开膨润土系统，清

疏、维护注浆管道。三菱盾构机应使用注浆管清洗系统对注浆管进行清洗。

(12)、 通知有关人员进行下一工序的工作。

11 管片拼装

(1)、 清理干净管片输送器周围的淤泥、杂物，保证管片输送器行走畅顺； (2)、 清理干净盾尾区域的泥砂、积水，保证管片安装质量；

(3)、 为便于设备维护工作，严禁将泥砂堆积到螺旋输送机两侧位置； (4)、 清洗干净管片，尤其是管片中心区域的吊装孔，以保证吊装螺栓头的

旋入量和操作安全性能；

(5)、 开始安装管片；

(6)、 管片安装完成后，必须将管片安装遥控器放置到控制室门口，以防污

水或杂物进入遥控器内部，造成零部件的损坏。

12 盾构操作要求

(1)、 盾构操作必须一切从保证工程质量的要求为出发点，充分保证隧道的

衬砌质量，保证线路方向的正确性，并且尽量减小因盾构施工而引起的地面下沉。所以必须做到： 注浆不能保证时不能掘进； 没有方向量测时不能掘进；

严格执行施工主管领导提出的土压指令； 严格控制每个掘进循环的出土量。

(2)、 盾构操作要充分合理的应用盾构的各种功能，严禁为了赶进度而拚设

备。

(3)、 严禁设备带病运行，发现设备故障要及时报修。 (4)、 严格执行盾构机使用说明书上的各种安全操作要求。 (5)、 严格遵守机械工程师提出的参数指令。

(6)、 操作人员操作期间必须集中精力，不得与他人嬉戏、聊天。 (7)、 除设备维修人员和见习操作人员之外，其他所有非操作人员严禁操作

盾构机。

(8)、 操作人员应严格保持控制室清洁，不得有杂物、垃圾和积水，尤其是

控制台、键盘和显示器应特别注意。

(9)、 管片拼装过程中，盾构机操作人员应督促工人注意千斤顶伸缩、安装

器转动等危险因素，保证安全生产。

(10)、 长时间停机过程中，操作人员须认真检查各处供水、供气阀门是否

处于正常位置。同时关闭不用的系统和设备，节约能源。

(11)、 长时间停机过程中，为了减少导向系统的不必要运行，延长设备的

使用期，应通知测量人员及时停止导向系统，并对激光靶、全站仪等设备进行可靠的保护并做维护。

13 填写掘进报告

为了积累盾构施工经验、更好地进行盾构施工总结，以及留下必要的施工过程依据，在盾构施工的过程中必须严格按照要求填写各类掘进报表、报告。