掘进时，开挖的碴土在底部，螺旋输送机伸往碴仓的一段为可更换的耐磨片。螺旋输送机内部为一个带轴的螺杆，螺旋输送机的螺旋片能够在碴土中伸缩。螺旋输送机的螺旋片分为两段，中间部分有一段没有螺旋片，这样可以在软土中形成土塞，以有效防止喷涌现象。
螺旋输送机通过一个液压马达带一个减速机驱动，其转速范围可以在0~22rpm内无级调速，从而也可以很好的控制出土量。调节螺旋输送机的出土速度是控制土仓压力的重要方法之一。螺旋输送机的后料门可以关闭，这样在需要时可以关闭后门以处理喷涌等紧急情况。 为了提高碴土的流动性，可以向螺旋输送机圆周的孔注入膨润土或泡沫。螺旋输送机机构示意如图10-1-9。 在圆砾卵石层遇到大粒径卵石情况下，位满足输送大粒径卵石的要求，螺旋输送机的最11997.51730大输送粒径为300mm。 4565186520201817.5 2）皮带输送机 皮带机用于将螺旋输送机输出的碴土传送到盾构后配套的碴车上。皮带机布置在后配套拖车的上面。 （6）管片安装机构 管片安装机安装在盾尾，由一对举重油缸、大回转机构、抓取机构和平移机构等组成。管片安装机的控制方式有遥控和线控两种方式，均可对每个动作进行单独灵活的操作控制。管片安装机通过这些机构的协同动作把管片安装到准确的位置。
管片安装机由单独的液压系统供应动力，管片安装机的泵站安装在盾壳内，和推进系统共用一个油箱。管片安装机机构如图10-1-10。 图10-1-10 管片安装机结构示意图 10200图10-1-9 螺旋输送机结构示意图 （7）铰接系统
为了减少盾构的长径比，使盾构在掘进时能够灵活的进行姿态调整，特别是为了能够顺利通过较小的线路弯道，盾尾通过铰接系统和中体相连接。铰接系统包括十四个铰接油缸和铰接密封。在直线段掘进时铰接油缸一般处于锁定位置，盾尾在主机的拖动下被动前进。当盾构需要转弯时，将油缸处于浮动位置，盾尾可以根据调向的需要自动调整位置。
（8）拖车
盾构的拖车用以安放液压泵站、注浆泵、砂浆罐及电气设备等。拖车行走在钢轨上，拖车之间用拉杆相连。每节拖车上的安装设备如下表10-1-2。 表10-1-2 拖车设备表 拖车号 主要安装设备 1 控制室、注浆泵、砂浆罐、小配电柜、泡沫发生装置 2 主驱动系统泵站、膨润土罐及膨润土泵 3 主配电柜、泡沫箱及泡沫泵、油脂站 4 两台空压机、风包、主变压器、电缆卷筒 5 内燃空压机、水管卷筒、通风机 皮带机从五节拖车的上面通过，在5号拖车的位置出卸碴。绝大部分的液压管、水管、泡沫管及油脂管从拖车内通过到过盾构主机。
在拖车的一侧铺设有人员通过的通道。拖车和主机之间通过一个连接桥连接，拖车在主机的拖动下前进。
（9）液压系统
盾构的液压系统包括主驱动、推进系统（包括铰接系统）、螺旋输送机、管片安装机及辅助液压系统。
主驱动系统和螺旋输送机液压系统共用一个泵站，安装在二号拖车上。主驱动系统和螺旋输送机液压系统各自为一个独立的闭式循环系统，这样可以保证液压系统的高效率及系统的清洁。推进系统和管片安装机泵站安装在盾壳内。
盾构的液压系统元器件全部采用国际知名品牌的产品，泵和马达绝大部分采用力士乐的产品，阀主要采用力士乐、哈威等国际知名公司的产品。合理的设计系统及可靠的元器件质量，充分保证了液压系统的可靠性。
（10）注脂系统
注脂系统包括三大部分：主轴承密封系统，盾尾密封系统和主机润滑系统。三部分都以压缩空气为动力源，靠油脂泵油缸的往复运动将油脂输送到各个部位。
主轴承密封可以通过控制系统设定油脂的注入量，并可以从外面检查密封系统是否正常。盾尾密封可以通过PLC系统按照压力模式或行程模式进行自动控制和手动控制，对盾尾密封
的注脂次数及注脂压力均可以在控制面板上进行监控。
当油脂泵站的油脂用完后油脂控制系统可以向操作室发出指示信号，并锁定操作系统，直到重新换上油脂。这样可以充分保证油脂系统的正常工作。
（11）碴土改良系统
盾构机配有两套碴土改良系统：泡沫系统和膨润土系统。两者共用一套输送管路，在1号拖车处相接。
1）泡沫系统
盾构机配有一套泡沫发生系统，用于对碴土进行改良。泡沫系统主要由泡沫泵、高压水泵、电磁流量阀、泡沫发生器、压力传感器、管路组成，
2）膨润土系统
盾构机还配有一套膨润土注入系统。在确定不使用泡沫剂的情况下，关闭泡沫输送管道，同时将膨润土输送管道打开，通过输送泵将膨润土压入刀盘、碴仓和螺旋输送机内，达到改良碴土地目的。
根据实际需要，可以把膨润土箱内装入泥浆注入土仓内。 （12）注浆系统
盾构机采用同步注浆系统，这样可以使管片后面的间隙及时得到充填，有效的保证隧道的施工质量及防止地面下沉。
盾构机配有两台液压驱动的注浆泵，它将砂浆泵入相应的注浆点，通过盾尾的注浆管道将砂浆注入到开挖直径和管片外径之间的环形间隙。注浆压力可以通调节注浆泵工作频率而在可调范围内实现连续调整，并通过注浆同步监测系统监测其压力变化。单个注浆点的注入量和注浆压力信息可以在主控室看到。在数据采集和显示程序的帮助下，随时可以储存和检索砂浆注入的操作数据。 （13）超前钻探系统 在盾构中体上半园处有六个钻孔供超前钻机钻孔及注浆用，如图10-1-11所示。根据地质情况和需要，可在管片安装机头部安装超前钻机，对盾构前方进行钻孔和注浆作业，加固地层。
（14）SLS-T激光导向系统 盾构机安装了一套VMT公司的SLS-T APD导向系统。本系统能够对盾构在掘进中的各
图10-1-11 超前注浆系统示意图 超前钻机注浆孔 种姿态、以及盾构的线路和位置关系进行精确的测量和显示。操作人员可以及时的根据导向系统提供的信息，快速、实时地对盾构的掘进方向及姿态进行调整，保证盾构掘进方向的正确。
SLS-T APD 导向系统和隧道掘进软件全天侯提供盾构机的三维坐标和定向的连续的动态信息。隧道掘进软件是SLS-T APD的核心。通过其附带的通信装置接收数据，由隧道掘进软件计算盾构机的方位和坐标，并以图表和数字表格显示出来，使盾构机的位置一目了然。SLS-T导向系统见图10-1-12。
图10-1-12 SLS-T激光导向系统示意图
推进油缸 调制解调器 盾构主控室 ELS靶 调制解调器 打印机 地面监控计算机 管 片 激光全站仪 激光定位仪 黄盒子 显示屏 控制盒 盾构机 工业计算机 （15）PDV数据采集系统
PDV数据采集系统可采集、处理、储存、显示、评估与盾构机有关的数据。所有测量数据都通过被时钟脉冲控制的测量传感器连续的采集和显示。所有必须记录的测量值都以图形的形式显示在PDV的监测器上。
PDV数据采集系统工作示意图10-1-13。
业主监理设计技术部门盾构机PLCInternet或电话拔号网当前盾构状态数据如转速、扭矩、压力……设定值如极限值、设定参数、修正系数……地面PC采集、处理、显示、打印…… 图10-1-13 盾构掘进数据传输系统示意图
通过PDV数据采集系统收集到的信息，可以实现对盾构机状态的实时信息化管理。通过互联网、电话拔号网以及PDV的计算机可以将当前的盾构机掘进状态数据传送至业主、监理、设计及施工等相关部门，为整个工程的信息化管理提供重要信息来源。 10.1.7. 盾构机关键参数计算
（1）推力计算 1）盾构外荷载的确定
由于盾构工程沿线的隧道埋深差别很大，盾构从洞中通过时的时间相对较短，根据常用算法，盾构的外部荷载将按照最大埋深处的松动土压和两倍盾构直径的全土柱高产生的土压计算，并取其中的最大值作为盾构计算的外部荷载。
在K24+360处隧道的最大埋深为15.4米，但此处围岩为6号地层，主要由粉土及粉质粘土组成。所以对盾构计算取此断面埋深为最大埋深值。软土计算中地质参数均按照此断面的地层选取如下：
岩土容重：
??20.9KN/m3
??29.5?
c?39KN/m2
岩土的内摩擦角： 土的粘结力： 覆盖层厚度： 地面荷载：
Hmax?15.4m
2P0?20KN/m
水平侧压力系数： 盾构外径：
??0.5
D?6.25m
15.4盾构主机长度： 盾构主机重量：
L?7.5m W?370t
经验土压力系数：
K0?1
松动土压（泰沙基公式）计算：
Ps?B1????c/B1??1?e?K0tg??H/B1??P0?e?K0tg??H/B1?
K0?tg???其中
B1??D/2??ctg??45???/2?/2?
图10-1-14 区间最大埋深示
意图