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本書以盾構技術員、盾構施工員、盾構維保員、盾構生產(chǎn)技術員為典型工作崗位，以常用盾構和TBM為載體，引入成果導向教學的先進職業(yè)教育理念，采取多種形式，全面、詳細地介紹了盾構和TBM的構造原理及維護保養(yǎng)技術。本書共分為5章，主要內(nèi)容包括盾構和TBM的定義與區(qū)別、盾構和TBM的分類與選型、盾構主機的構造原理、盾構后配套與輔助設備的構造原理、TBM主機的構造原理、TBM后配套與輔助設備的構造原理、盾構的維護保養(yǎng)、TBM的維護保養(yǎng)。本書適合作為高等職業(yè)教育盾構施工技術、地下與隧道工程技術、城市軌道交通工程技術、工程機械及相關專業(yè)學生的教材，同時也可作為盾構技術員、盾構施工員、盾構維保員等盾構工程技術人員的參考用書。

職業(yè)教育是以培養(yǎng)能力為主的教育，同時也強調(diào)要掌握和運用職業(yè)技術技能所的知識。因此，編者在本書的編寫過程中，在內(nèi)容的選定和章節(jié)的編排上充分考慮了高職教育技術水平的要求及高職畢業(yè)生所從事工作的需要，期望能在培養(yǎng)盾構和TBM構造專業(yè)技術人才方向做一些有益的工作。
本書具有以下特點：
（1）內(nèi)容的組織：注意循序漸進，簡明、全面地講述了盾構和TBM構造原理及維護保養(yǎng)的主要內(nèi)容。增加了目前國內(nèi)行業(yè)中對于盾構和TBM的區(qū)別和各自特點，以及工程應用中常用的維護保養(yǎng)方法。
（2）內(nèi)容的設計：著重培養(yǎng)學生掌握盾構和TBM構造原理的能力，安裝、調(diào)試、使用、維護盾構和TBM的能力，診斷和排除故障的能力。并且，充分考慮高等職業(yè)教育的特色和高職學生的學習特點，在教學內(nèi)容的設計上注重理論聯(lián)系實際，在內(nèi)容的取舍上以必需、夠用為度，力求做到少而精。
（3）編寫模式：本書編寫模式做了較大改變，突破了以往教材編寫模式，內(nèi)容緊貼實際崗位，深入淺出，理論聯(lián)系實際，并著重于實際，注重基礎性知識的傳達，強調(diào)實操性，用通俗易懂的語言和圖文并茂的方式進行編寫，體現(xiàn)的技術和工藝，體現(xiàn)知識目標和能力目標的貫通。
本書共分5章，主要內(nèi)容包括：盾構和TBM的定義與區(qū)別、盾構和TBM的分類與選型、盾構主機的構造原理、盾構后配套與輔助設備的構造原理、TBM主機的構造原理、TBM后配套與輔助設備的構造原理、盾構的維護保養(yǎng)、TBM的維護保養(yǎng)。
本書由哈爾濱鐵道職業(yè)技術學院蒼盛、中鐵工程裝備集團（天津）有限公司王龍任主編，哈爾濱鐵道職業(yè)技術學院馬雙、中鐵工程裝備集團有限公司王國政任副主編，中鐵工程裝備集團有限公司吳鵬飛參與編寫。具體編寫分工如下：第1章、第2章由蒼盛編寫，第4章、第5章由王龍編寫，第3章第1～4節(jié)、第6～7節(jié)由馬雙編寫，第3章第5節(jié)、第10～12節(jié)由王國政編寫，第3章第8～9節(jié)由吳鵬飛編寫。全書由蒼盛負責統(tǒng)稿。
全書由哈爾濱鐵道職業(yè)技術學院城軌工程分院院長、黑龍江省教學名師張冰教授主審，她對本書提出了諸多有益建議，在此表示由衷感謝！同時，在編寫過程中，編者受到了中鐵工程裝備集團有限公司的大力支持和真誠幫助，在此一并表示衷心感謝！
由于編者所掌握的知識有限，且時間緊迫，書中難免存在疏漏和不妥之處，懇請專家讀者批評和指正，特此致謝！
編者
2020年6月

第1章緒論1
1.1概述1
1.1.1全斷面隧道掘進機的定義 1
1.1.2盾構機與巖石隧道掘進機（TBM）的區(qū)別 3
1.2盾構的發(fā)展與應用 4
1.2.1盾構的概念 4
1.2.2盾構的分類 5
1.3盾構的選型與地質適應范圍 22
1.3.1盾構選型技術 22
1.3.2盾構的地質適應范圍 27
1.4巖石隧道掘進機（TBM）的發(fā)展與應用 29
1.4.1巖石隧道掘進機的概念與分類 29
1.4.2TBM的起源及在我國的發(fā)展 30
1.5TBM的選型與地質適應范圍 38
1.5.1TBM的選型 38
1.5.2TBM的地質適應范圍 41
習題 42

第2章盾構構造原理 43
2.1盾構的組成及工作原理 43
2.1.1盾構的基本構造 43
2.1.2盾構的工作原理與平衡原理 44
2.1.3盾構開挖面穩(wěn)定機理 47
2.2刀盤刀具系統(tǒng) 50
2.2.1刀盤的構造與功能 50
2.2.2刀盤的類型 52
2.2.3刀具的種類與構造 54
2.2.4刀具的破巖機理 59
2.3盾構殼體與主要配置 60
2.3.1切口環(huán)（前盾） 60
2.3.2支承環(huán)（中盾） 61
2.3.3盾尾 62
2.3.4盾體密封系統(tǒng) 62
2.3.5鉸接裝置 64
2.3.6人閘倉裝置 65
2.4刀盤驅動系統(tǒng) 66
2.4.1刀盤驅動系統(tǒng)的構成 66
2.4.2刀盤驅動系統(tǒng)的分類 67
2.4.3刀盤主驅動密封 68
2.5液壓推進系統(tǒng) 71
2.5.1液壓推進系統(tǒng)的作用及組成 71
2.5.2液壓推進油缸的布置與控制 72
2.5.3液壓推進油缸的結構與性能 73
目錄盾構/TBM構造原理及維護保養(yǎng)
2.6土壓盾構出渣系統(tǒng) 74
2.6.1螺旋輸送機 74
2.6.2皮帶傳輸機 77
2.7泥水盾構泥水循環(huán)與分離系統(tǒng) 78
2.7.1泥水循環(huán)系統(tǒng) 78
2.7.2泥水分離處理系統(tǒng) 84
2.8管片拼裝系統(tǒng) 86
2.8.1管片拼裝系統(tǒng)的構成及工作過程 86
2.8.2管片拼裝機的組成 87
2.8.3管片拼裝機的控制原理 89
2.8.4管片吊機與管片輸送車的功用 90
2.9導向系統(tǒng) 91
2.9.1導向系統(tǒng)的分類與功用 91
2.9.2導向系統(tǒng)的工作原理和盾構姿態(tài)控制原理 94
2.9.3常見導向系統(tǒng)的構成及導向原理 97
2.9.4盾構姿態(tài)糾偏技術及發(fā)展趨勢 100
2.10同步注漿系統(tǒng) 103
2.10.1同步注漿系統(tǒng)的構成及作用 103
2.10.2同步注漿系統(tǒng)控制要點及發(fā)展趨勢 108
2.11渣土改良系統(tǒng) 110
2.11.1渣土改良系統(tǒng)的組成及功用 111
2.11.2渣土改良材料的種類與特性 114
2.11.3渣土改良效果與新技術 117
2.12后配套系統(tǒng)及輔助設備 118
2.12.1后配套系統(tǒng) 118
2.12.2輔助設備 122
2.13遠程信息化管理系統(tǒng) 130
2.13.1信息化管理系統(tǒng)體系 131
2.13.2信息化管理支撐平臺 131
2.13.3盾構智能與遠程監(jiān)控功能 132
2.13.4盾構虛擬仿真功能 135
2.13.5盾構業(yè)務管理功能 136
習題 137
-Ⅲ--Ⅳ-

第3章巖石隧道掘進機（TBM）構造原理 138
3.1TBM的基本結構 138
3.1.1開敞式TBM的基本結構 138
3.1.2雙護盾TBM的基本結構 139
3.1.3單護盾TBM的基本結構 140
3.1.4其他類型TBM的基本結構 141
3.2刀盤刀具及破巖機理 142
3.2.1刀盤基本結構 142
3.2.2刀具基本結構 146
3.2.3破巖機理 149
3.3刀盤主驅動系統(tǒng) 151
3.3.1主驅動方式與結構 151
3.3.2主驅動的組成與潤滑 152
3.4支撐與推進系統(tǒng) 155
3.4.1凱式開敞式TBM的支撐與推進裝置 155
3.4.2主梁開敞式TBM的支撐與推進裝置 156
3.4.3單護盾TBM的支撐與推進裝置 159
3.5護盾 160
3.5.1下支撐與側護盾 160
3.5.2頂護盾 160
3.6支護系統(tǒng) 161
3.6.1錨桿鉆機系統(tǒng) 161
3.6.2鋼拱架拼裝系統(tǒng) 163
3.6.3應急噴混系統(tǒng) 164
3.6.4濕噴系統(tǒng) 166
3.7出渣及物料運輸系統(tǒng) 167
3.7.1TBM帶式輸送系統(tǒng) 167
3.7.2連續(xù)皮帶機出渣系統(tǒng) 169
3.7.3物料運輸系統(tǒng) 172
3.8導向系統(tǒng) 172
3.8.1功能概述 172
3.8.2分類及工作原理 172
3.9后配套系統(tǒng)及主要設備 175
3.9.1后配套系統(tǒng)的結構形式177
3.9.2后配套系統(tǒng)的功能與基本構成178
3.9.3冷卻與排水系統(tǒng)180
3.9.4通風與除塵系統(tǒng)182
3.9.5供配電及控制系統(tǒng)182
3.10開敞式TBM184
3.10.1凱式開敞式TBM的特點185
3.10.2主梁式開敞式TBM的特點186
3.10.3開敞式TBM的工作原理187
3.10.4開敞式TBM的適用范圍188
3.11雙護盾TBM188
3.11.1雙護盾TBM的特點189
3.11.2雙護盾TBM的工作原理189
3.11.3雙護盾TBM的適用范圍191
3.12單護盾TBM191
3.12.1單護盾TBM的特點192
3.12.2單護盾TBM的工作原理192
3.12.3單護盾TBM的適用范圍193
習題193

第4章盾構機的維護保養(yǎng)194
4.1盾構維護保養(yǎng)的原則與內(nèi)容194
4.1.1維護保養(yǎng)原則194
4.1.2維護保養(yǎng)內(nèi)容195
4.2油水檢測與狀態(tài)監(jiān)測198
4.2.1油水檢測198
4.2.2狀態(tài)監(jiān)測199
4.3刀盤刀具的維護保養(yǎng)200
4.3.1刀盤的維保200
4.3.2刀具的維保200
4.3.3刀盤其他部件的維保202
4.4盾體鉸接系統(tǒng)與推進系統(tǒng)的維保202
4.4.1維護保養(yǎng)內(nèi)容202
4.4.2鉸接密封維保202
4.4.3推進裝置維保203
4.5渣土輸送系統(tǒng)與管片拼裝系統(tǒng)的維保203
4.5.1渣土輸送系統(tǒng)的維保203
4.5.2管片拼裝系統(tǒng)的維保204
4.6盾體其他系統(tǒng)的維保205
4.6.1人倉系統(tǒng)的維保205
4.6.2主驅動系統(tǒng)的維保205
4.7后配套系統(tǒng)的維保206
4.7.1注漿系統(tǒng)與后配套拖車的維保206
4.7.2壓縮空氣系統(tǒng)的維保206
4.8液壓系統(tǒng)的維保208
4.8.1液壓系統(tǒng)的維保檢查與維修208
4.8.2更換濾清器濾芯209
4.9輔助設備的維保210
4.9.1渣土改良設備的維保210
4.9.2工業(yè)通風設備與工業(yè)水設備的維保211
4.9.3油脂設備的維保211
4.9.4供電設備與主機控制設備的維保212
習題214
-Ⅴ--Ⅵ-

第5章TBM的維護保養(yǎng)215
5.1刀盤的維護保養(yǎng)215
5.1.1刀盤的日常保養(yǎng)檢查215
5.1.2刀盤的維修216
5.2刀具的維護保養(yǎng)219
5.2.1刀具維保的原則219
5.2.2刀具維保內(nèi)容220
5.2.3刀具的異常損壞形式與原因221
5.2.4刀具的磨損量允許值221
5.3刀具的更換222
5.3.1刀具的更換標準222
5.3.2刀具的更換作業(yè)步驟223
5.4滾刀的維修224
5.4.1滾刀的結構225
5.4.2滾刀維修步驟226
5.5液壓系統(tǒng)維護與常見故障處理227
5.5.1日常停機保養(yǎng)工作227
5.5.2運行過程中的維護227
5.5.3每運行500 h的維護228
5.5.4TBM液壓系統(tǒng)操作規(guī)范與安全注意事項229
5.5.5TBM液壓系統(tǒng)常見故障判斷229
5.6電氣系統(tǒng)維護與常見故障處理231
5.6.1電氣系統(tǒng)維護檢查231
5.6.2常見故障處理234
習題237
參考文獻238

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