隧道盾构机三维动画制作——双模式复合盾构设备
2016-01-08

      中铁二局股份有限公司与日本奥村株式会社、上海力行工程公司联合设计制造的双模式复合盾构机,采用全国首创的隧道施工EPB、TBM双模式可切换设计,兼具土压平衡盾构机和全断面硬岩掘进机的优点,以适应复杂地质结构,在软土层、软岩层和全断面岩石层复合区间的顺利掘进。

隧道盾构机三维动画制作——双模式复合盾构设备

EPB掘进模式
当盾构机穿越地层为软土层时,采用EPB即土压平衡模式掘进。此时,开挖面的土体在切削刀具作用下从开挖面剥离并进入土仓。设置在刀盘背面和土仓面板上的搅拌棒,搅动土体,防止形成影响正常掘进的泥饼,并在渣土改良设备的配合下对土仓内土体塑流性进行进一步的改良。改良后的土体从土仓底部的出土口由螺旋输送机送出。在这一过程中,土仓内的土体和开挖面的土体实现压力平衡。EPB土压平衡模式还通过调节螺旋输送机转速,配合控制盾构机推进速度,精准控制土压,保证开挖面的稳定,控制地面沉降安全范围内,确保地面建筑和机场等重要设施的安全。

隧道盾构机三维演示动画——双模式复合盾构设备

TBM掘进模式
在TBM掘进模式下,开挖面岩层在盘型滚刀的挤压和剪切作用下从岩层表面剥离,并通过刀盘面板上的开口进入土仓。刀盘背面安装的刮土板将进入土仓的岩石刮送至中心排土皮带输送机,再由皮带输送机将岩石排出。刮土板将土仓隔离成若干平均分布的小隔间,这样能保证土仓内的岩石连续、均匀地刮送至中心的皮带输送机,减少皮带输送机的不均匀荷载,提高工作寿命。中心集土槽,起收集刮土板刮送的岩石的作用,能保证刮送的岩石准确地进入中心皮带输送机,同时也能保护中心皮带机机体伸入土仓的部分,免受刮板上滑落的岩石的冲击。

隧道盾构机三维演示动画——双模式复合盾构设备

       创新性成功使用EPB/TBM双模式复合盾构施工工法,可以实现盾构机在复合地层中施工时,通过简单的EPB/TBM模式双向转换,根据不同区段的地质特点,采用不同的针对性掘进模式,提高了施工效率。特别是在具有长距离全断面硬岩复合地层中施工时,对缩短施工工期,节约刀具以及能源消耗方面,效果显著,具有重大意义。
      南京燃动数字联合中铁二局城通公司、日本奥村株式会社、上海力行工程公司,采用全新三维动画技术,以真实客观的视觉角度对设备进行三维模拟,从拆解到组装,从软土层到硬岩层的不同施工条件等等方面,真实再现了设备的双模式转换过程及步骤,在工程管理和项目汇报演示中成为重要的可视化演示工具。



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