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市域铁路项目中超大直径盾构机刀盘驱动装置设计的关键技术

2020-12-24上海隧道工程有限公司机械制造分公司上海200137

建筑科技 2020年3期

闵 锐(上海隧道工程有限公司机械制造分公司,上海 200137)

上海轨道交通市域线机场联络线(西段)3 标含两段盾构区间,采用泥水气平衡盾构机进行施工,管片外径 13.6 m。

沿线地表水系发育。隧道断面主要在 ⑤1⑥1⑦1地层,分别为黏土、粉质黏土和黏质粉土。顶覆土 14.2~33.0 m,最小转弯 R 500 m。

隧道穿越各类构建筑物及已有管线,在进出洞及过站时会穿越加固段。

1 刀盘驱动装置

刀盘驱动装置是盾构设计的核心,特点是大尺寸、低速、超大载荷、大冲击、频繁启停,长期工作在湿度大温度高的恶劣环境中。限于本身结构、环境、经济等因素,难以在隧道内更换维修,因此非超大直径盾构机刀盘驱动设计寿命一般要求为 >10 000 h,近似为 >10 km 使用寿命,而超大直径刀盘驱动则一般要求 >15 000 h,以提高冗余。

刀盘驱动提供刀盘旋转所需要的扭矩,其结构件必须有足够的刚强度,以满足扭矩传递,并能承受刀盘传递过来的正面推力、径向力以及倾覆力矩。

刀盘驱动装置主要由动力箱、大轴承(动环和静环)、受力环、内外周密封圈、内外密封环、小齿轮、动力源(电动机和减速器)以及紧固件(连接螺栓、垫圈等)等部件组成。动力箱是刀盘驱动装置的主受力部件,用于安装大轴承的定环并将整个驱动安装于壳体上;受力环与大轴承的动环连接,安装有内外周密封圈,并通过数排螺栓与刀盘相连;内外周密封圈防止泥水进入驱动装置内部,还配有水冷却、稀油、集中润滑油脂加注等;动力源带动小齿轮带动大轴承上的大齿圈进行旋转。……

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