盾构机管片拼装机装配

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盾构机管片拼装机装配

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北方重工集团有限公司盾构机分公司

摘 要：本文主要介绍了盾构机管片拼装机的在施工过程中的作用及管片拼装机的结构、工作原理，并根据设计图纸、结合现场施工的要求制定合理有效的装配工艺方法，提高管片拼装机的精度和质量。

关键词：管片拼装机、结构、工作原理、装配工艺方法

一、前言

盾构隧道掘进机，简称盾构机。是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。

用盾构机进行隧道施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。

管片拼装机是一种设置在盾构机盾尾部位、可以迅速把管片拼装成确定形式的起重机械。开挖后的隧道需要用洞外预制好的钢筋混凝土管片进行永久性支护，管片拼装机的作用就是将管片快速准确地安装到刚开挖的隧道表面，以支护隧道表面、防止地下水土的渗透和地表沉降，管片承担着盾构前进的推进反力。管片拼装机是盾构成套装备系统的关键系统之一，其装配的精度和工艺方法直接影响到整个盾构机的掘进和隧道施工的效率。

二、管片拼装机的结构和工作原理

（一）结构

管片拼装机主要由固定环、旋转环、提升装置，抓取装置、平移装置等零部件组成。

（二）工作原理

管片拼装机将喂片机装置输送过来的管片夹持锁紧，提升油缸提升管片，平移装置将提起的管片移到拼装的横断面位置，旋转环将该管片旋转到管片安装的径向位置，完成管片在隧道中的初步定位；再用抓取装置微调油缸的不同步伸缩微调定位，使待装管片的螺栓孔与前一环、前一片管片的螺栓孔同时对齐，当一环管片安装完成后，用螺栓将环向及轴向相邻的管片按一定的力矩进行联接，完成管片的拼装。

管片拼装机在实际施工中，一般按以下顺序拼装管片：供给管片→抓取管片→提升管片→初定位管片→微调管片→螺栓联接。

三、管片拼装机的装配工艺方法

合理而有效的装配工艺方法是保证管片拼装机的质量和精度的最重要途径，从而提高隧道施工中的效率和施工质量。

（一）装配前的准备工作

选择合适的装配场地，环境要清洁、无尘土及其它影响装配的杂物；选择合适的装配平台，平面度小于0.1mm/m；选择合适的装配工具，根据图纸螺栓大小选择相应的扭矩扳手，根据零部件的重量选择吊装工具。

（二）管片拼装机的装配

1.固定环与减速机马达的安装。首先将固定环放置到装配平台上，减速机马达侧朝上，并用等高方箱（均匀垫4点）垫起，调整好固定环水平；焊接支撑密封的钢板，安装固定环上的液压阀块及其支架，螺钉涂抹乐泰胶，并达到图纸力矩要求；

然后拆下小齿轮上的编码器，将减速机马达竖直吊放安装到固定环上，安装螺栓时涂抹乐泰胶并达到图纸力矩要求；

最后将固定环整体翻个，减速机马达侧朝下，在小齿轮上安装编码器。

2.轴承安装。根据图纸选择合适的吊环吊运轴承，吊运时要小心，避免磕碰，轴承安装到固定环上，注意在固定环和主轴承之间的润滑，通过打开刹车在小齿轮上调节轴承、定位轴承，利用螺栓固定，安装螺栓时涂抹乐泰胶并达到图纸力矩要求；根据小齿轮和主减速器的规格来检查侧隙。

3.旋转环安装。在轴承上装配旋转环，利用螺栓固定，安装螺栓时涂抹乐泰胶并达到图纸力矩要求。

安装防尘密封，安装密封时首先计算密封的展开长度L=ΠD,然后实际切割密封长度为L(1-10%),用乐泰胶480将密封两端粘接到一起，最后乐泰胶480将密封粘接在固定环上，注意固定环和旋转环安装完毕后再装密封。

4.提升装置安装。首先将提升装置的轴承衬安装到连杆中，然后将轴安如连杆中，两侧装好垫圈，检测连杆与垫圈之间的间隙，在轴两侧安装直通式油杯，所有螺栓在安装时必须涂抹乐泰胶，并达到图纸力矩要求，注意必须检查所有螺栓的拧紧力矩并做好标记。

5.抓取装置安装。首先将抓取盘与抓取梁组合在一起，可通过修配垫片，调整两件之间挡块处的间隙，然后整体安装到提升装置上，通过销轴联接。

6.竖直电缆拖链的安装。首先预装竖直电缆拖链各部件，然后安装竖直电缆拖链到管片拼装机上。

7.滑轮安装。首先预装滑轮各部件，然后安装滑轮到管片拼装机上，在固定环上放置滑轮，注意两个方向的间距3毫米，如果它是不正确的，调整隔环的厚度。

8.安装管路布置电缆。

9.管片拼装机与管片桥装配。首先测量在左臂以及右臂滑道上竖直滚轮之间的距离，这个尺寸应该在左右臂的前侧以及后进行测量，偏差应满足图纸要求，放置竖直滚轮以确保管片拼装机上的间隙值，尽可能地使左，右滚轮的设定值应是对称的，以此竖保持管片拼装机在机器中心位置。

然后安装平移装置，按图纸确定连接座位置焊接到左右臂上，安装平移油缸，一端安装到管片拼装机上，一端固定到连接座上。

合理有效的装配方法是提高产品质量，保证产品性能最重要的途径。

四、结束语

管片拼装机作为盾构机进行管片拼装工作的核心部件，对施工过程的有效进行起到了极其重要的作用，本文分析了管片拼装机的功能、结构及工作原理，并对装配工艺方法进行阐述，提高了管片拼装机的质量，从而保证了施工中的效率。

参考文献：

[1]梅勇兵，程永亮，王宇飞.盾构隧道管片拼装技术的应用与发展 建筑机械 2010.02

[2]顾崇.机械制造工艺学.陕西科学技术出版社，1989.11，第三版

[3]刘宣宇.盾构技术的发展与展望.施工技术，2013