第二章：盾构机的“循环系统”与“感知系统”——渣土、注浆、导向与液压电气参数精讲

螺旋输送机

出土口闸门开度

控制渣土排出的开口大小（单位：%）。

核心调节参数：用于精确控制土仓压力，维持开挖面稳定。开度与转速、扭矩需联动控制。

转速与扭矩

螺杆旋转的速度（rpm）与驱动力量（kN·m）。

状态预警：扭矩突然增大可能意味着渣土结块、卡滞或遇到障碍物；持续过高可能预示磨损。

出口土压

螺旋机出渣口的土体压力。

平衡参考：结合土仓压力，判断排土顺畅度与土塞效应形成情况。

皮带输送机

带速与运量

皮带运行速度（m/s）及理论运输能力（m³/h）。

效率匹配：运量需与掘进速度匹配，防止因运力不足导致停机。

管片吊运系统

行车/喂片机速度与定位精度

 设备移动速度及抓取、放置管片的位置精度（mm）。

 自动化关键：高精度定位是实现管片自动拼装的前提。循环时间是影响掘进周期的重要因素。

同步注浆系统

注浆压力

注入浆液对周围土体的压力（单位：bar）。

双限控制：压力过低会导致填充不实、沉降超标；过高可能击穿土体、破坏管片或导致浆液回流。需设定上下限实时报警。

注浆量

 每环注入的浆液体积（m³/环）。

理论值与实际值对比：实际注浆量应与理论建筑空隙量（通常为110%-130%）进行实时对比。持续偏差可能预示超挖、渗漏或堵塞。

注浆点位与顺序

盾尾上多个注浆孔（通常6个）的注入策略。

均匀性控制：通过各点压力和流量数据，判断注浆是否均匀，防止管片受力不均

盾尾密封系统

盾尾油脂压力与注入量

压入盾尾钢丝刷之间的密封油脂的压力与消耗量。

 渗漏预警：注入压力异常下降或单环注入量异常增大，是盾尾发生渗漏、击穿风险的强烈预警信号，需立即处置。

导向系统

水平/垂直偏差

盾构机当前位置与设计轴线在水平和垂直方向的偏移值（mm）。

核心控制目标：所有纠偏操作的依据。需设定预警阈值（如±30mm）和报警阈值（如±50mm）。

俯仰角与滚动角

盾构机轴线相对于水平面的倾角（“抬头”“低头”）和绕自身轴线的旋转角

姿态健康度：滚动角过大影响管片拼装；俯仰角需与线路坡度匹配。

 铰接角度 盾构机前体与中体之间的偏转角度。 纠偏执行度：反映正在进行的主动纠偏动作的幅度。

辅助测量

盾尾间隙

盾构机盾壳内壁与已拼装管片外壁之间的间隙（mm）。

 管片选型与姿态验证：通过如您公司开发的7点位自动测量系统实时获取，是选择下一环管片类型（标准环/左转弯环/右转弯环）的最关键数据，同时可反推盾构机实际姿态。

液压系统

系统总压力/流量

液压泵站输出的主压力（bar）和总流量（L/min）。

 健康基线：压力不足导致动作无力；流量不足导致动作缓慢。是判断泵组健康的基础。

各油缸分区压力

推进、铰接等各油缸组的实时工作压力。

负载均衡分析：通过对比各分区压力，可分析设备是否走偏、受力是否均匀。

油温

液压油的温度（℃）。

系统健康预警：油温异常升高（如持续>60℃）是液压系统过载、效率下降或冷却故障的标志。

电气系统

主驱动电机电流/电压

  驱动刀盘、螺旋机等主电机的电力参数。

功率与效率：结合转速、扭矩，可计算实时功率，评估电机效率和负载率。电流异常波动预示机械卡滞或电气故障。

变压器与电缆温度

关键电气节点的温度。

 火灾预防：通过光纤测温等技术在线监测，预防因过热、老化引起的电气火灾。