1 第二章本工程重點(diǎn)難點(diǎn)分析 第三章選型依據(jù)及主要參數(shù) 3.1本工程區(qū)間隧道施工對(duì)盾構(gòu)機(jī)的技術(shù)要求 3.2針對(duì)施工難點(diǎn)設(shè)備的針對(duì)性設(shè)計(jì) 3.3盾構(gòu)機(jī)參數(shù) 3.4盾構(gòu)機(jī)簡(jiǎn)圖 4.1盾構(gòu)機(jī)組成 4.6渣土改良系統(tǒng) 15 4.13注漿系統(tǒng) 4.14盾尾密封系統(tǒng) 第五章類似工程盾構(gòu)機(jī)選型成功案例 一東路一東路第一章工程概況寧高城際軌道交通二期(剩余段)土建施工NG-TA01標(biāo)段盾構(gòu)區(qū)間起訖里程為DK4+350~DK6+450,盾構(gòu)隧道長(zhǎng)度為2100m(雙線延米)。區(qū)間隧道采用盾構(gòu)施工法。隧道軸線間距離13.5m。管片外徑6200mm,管片內(nèi)徑5500mm,管片厚度350mm,環(huán)寬1200mm。表1隧道相關(guān)參數(shù)表盾構(gòu)區(qū)間下行線長(zhǎng)最小曲線半徑最小埋深最大埋深區(qū)間便道。盾構(gòu)區(qū)間沿線穿越范圍內(nèi)地面建(構(gòu))筑物主要為徒蓋東路、農(nóng)田、荒地和河塘。平面圖見圖1少量殘積土。沿線下伏全~中風(fēng)化安山巖，天然狀態(tài)下強(qiáng)度高，平均值66.8Mpa。隧道區(qū)間地質(zhì)概況見圖2。地層類型長(zhǎng)度(米)復(fù)合地層巖層復(fù)合地層巖層復(fù)合地層巖層1.3盾構(gòu)區(qū)間地質(zhì)情況時(shí)代成因特征描述J31-1風(fēng)化強(qiáng)烈，巖芯呈砂土狀，夾少量硬塊狀，結(jié)構(gòu)基本破壞。巖體基本質(zhì)量等級(jí)風(fēng)化強(qiáng)烈呈砂土狀，夾少量中風(fēng)化硬塊，遇水易軟化。巖體基本質(zhì)量等級(jí)為V類。中風(fēng)化節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體較完整，局部巖體較破碎，屬較硬巖~堅(jiān)硬巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅲ~IV類。安山巖中風(fēng)化為IV~V類。安山巖中風(fēng)化軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為IV~V類。地表水、地下水普通不發(fā)育，上層粘性土富水性和滲表3地層滲透系數(shù)及透水性評(píng)價(jià)層號(hào)松散~稍密細(xì)砂~~中砂中等透水軟~可塑粉質(zhì)粘土弱透水12軟~可塑粉質(zhì)粘土26流塑粉質(zhì)黏土、3弱透水14中密~密實(shí)含卵礫石粉細(xì)砂中等透水④5J31-1弱透水強(qiáng)風(fēng)化安山巖弱透水中風(fēng)化安山巖中風(fēng)化安山巖弱透水中風(fēng)化安山巖弱透水盾構(gòu)始發(fā)井盾構(gòu)吊出井盾構(gòu)始發(fā)井盾構(gòu)吊出井1.5工期要求達(dá)2014達(dá)發(fā)2015年2月1日到達(dá)2015年2月1日到達(dá)發(fā)2022年2月1日刀15天，每臺(tái)盾構(gòu)機(jī)從始發(fā)到貫通需240天。第二章本工程重點(diǎn)難點(diǎn)分析1、下穿徒蓋西路，徒蓋西路兩側(cè)埋設(shè)有天然氣管道、供水管道、通訊光纜、2、機(jī)場(chǎng)一期既有線和機(jī)場(chǎng)跑道盡臺(tái)距離隧道區(qū)間70—108m,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算本區(qū)間隧道對(duì)地面的影響范圍為隧道軸線附近25.2米。1、隧道區(qū)間存在有軟土地層，軟硬不均地層和硬巖地層三種地層；2、盾構(gòu)區(qū)間較長(zhǎng)，單線單區(qū)間2100米；1、區(qū)間約有1Km為全斷面巖層，地層硬，掘進(jìn)難度大。2、工期緊張，完成2100米復(fù)雜地層盾構(gòu)掘進(jìn)惟獨(dú)8個(gè)月，平均日進(jìn)需達(dá)到9環(huán)即10.8米。第三章選型依據(jù)及主要參數(shù)3.1本工程區(qū)間隧道施工對(duì)盾構(gòu)機(jī)的技術(shù)要求3.2針對(duì)施工難點(diǎn)設(shè)備的針對(duì)性設(shè)計(jì)3.3盾構(gòu)機(jī)參數(shù)項(xiàng)目?jī)?nèi)容適應(yīng)地層中風(fēng)化安山巖、強(qiáng)風(fēng)化安山巖最小曲率半徑推力715kN/單個(gè)最大縱坡±40%鋼絲刷密封3道(寬刷型)最大覆土厚度管片尺寸外徑×內(nèi)徑×環(huán)寬螺旋機(jī)外徑0~22.1r/min功率200kW本體長(zhǎng)度8610mm65m刀盤刀盤直徑寬度800mm最大扭矩7476KN-m功率最大輸送量轉(zhuǎn)速(正反管片拼裝機(jī)36%回轉(zhuǎn)速度功率回轉(zhuǎn)角度度導(dǎo)向系統(tǒng)鏡之間的角度精確性最大總推力測(cè)量精度16對(duì)同步注漿系統(tǒng)注漿機(jī)型號(hào)SKP-12量6量?jī)?chǔ)漿罐容量最大壓力3.4盾構(gòu)機(jī)簡(jiǎn)圖盾構(gòu)機(jī)型號(hào)寧高城際軌道交通二期NG-TA01標(biāo)盾構(gòu)區(qū)間生產(chǎn)完成時(shí)間2022年4月已推進(jìn)里程0設(shè)備狀態(tài)備注出廠前進(jìn)行驗(yàn)收3.6盾構(gòu)機(jī)后配套簡(jiǎn)圖一號(hào)臺(tái)車右側(cè)圖由一號(hào)臺(tái)車左側(cè)圖8二號(hào)臺(tái)車右側(cè)圖二號(hào)臺(tái)車左側(cè)圖第四章盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)性分析土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)施工體系主要由刀盤系統(tǒng)、推進(jìn)率(約40%);刀盤不僅有助于隧道開挖面的剛性支護(hù)，也能保證渣土的流暢排除。根據(jù)海瑞克的經(jīng)驗(yàn)和預(yù)料的地質(zhì)狀況，采用安裝了滾刀和鏟刀的刀盤。在刀盤設(shè)計(jì)中，硬巖刀具(滾刀)可以根據(jù)地質(zhì)情況換成軟土刀具(齒刀)。0er務(wù)NoZaE刀具布置圖紙2345貌2033240刀間距示意圖中心雙刃滾刀單刃滾刀刮刀邊緣弧形刮刀邊緣保徑刀面板貝殼刀鏟刀：鏟刀的前刀面硬質(zhì)堆焊刀刃，同時(shí)刀具后端由硬質(zhì)合金球齒保護(hù)。所選盾構(gòu)共配置117把刀具和2套液壓式刀具磨損檢測(cè)裝置。滾刀與刮刀、鏟刀高度差為35mm?？紤]到本工程地質(zhì)有35%擺布的長(zhǎng)度為全斷面巖層、石英含量高的特點(diǎn)，正面單刃滾刀的刀間距110mm調(diào)整為90mm,并且在每一個(gè)面板增加兩把貝殼刀，增加滾刀刀具數(shù)量，提高了刀盤在硬巖地層的破巖效率。所有的滾刀，刮刀和鏟刀都可以從刀盤后部更換。4.3驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)拌和扭矩扭矩M1=136.22KNm,刀盤支撐臂扭矩M2=72.3KNm,軟土刀具扭矩M3=136.74KNm,滾刀扭矩M4=118.91KNm,土倉(cāng)填充物扭矩KNm所需總扭矩M=1.2×(M1+M2+M3+M4+M5)針對(duì)難點(diǎn)：復(fù)合地層和全斷面巖層施工，對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)?！癫捎弥睆?m的主軸承替換常用的2.6m的主軸承。功率945kW、9個(gè)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，刀盤額定扭矩6219KNm,脫困扭矩達(dá)到7476KNm。●理論需要的刀盤扭矩為3470kN-m,滿足本工程需要。轉(zhuǎn)速：0~3.5r.p.m,使取最不利施工截面計(jì)算水土壓力：土壓P2削切面水壓(中心部)下部土壓P3土壓PO'經(jīng)海瑞克計(jì)算(詳見附件一),盾構(gòu)機(jī)可運(yùn)用的總推力須大于38688KN,盾構(gòu)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)額定扭矩須大于3470KN。擬選盾構(gòu)的推進(jìn)系統(tǒng)共有千斤頂16組，單組油缸最大推力2660KN,行程均為2200mm,能夠滿足F塊在任何位置的拼裝需求?？偼屏?2575kN,理論需要推力38689kN,能滿足本工程需要。推進(jìn)千斤頂壓力控制分上、下、左、右可分別進(jìn)行獨(dú)立控制的分區(qū)，能夠滿足隧道掘進(jìn)糾偏要求，配備4套千斤頂內(nèi)置式行程及速度傳感器，行程顯示可逆并能準(zhǔn)確、直觀地顯示隧道掘進(jìn)機(jī)千斤頂伸縮值和速度。推進(jìn)速度0~80mm/min可調(diào)。在本標(biāo)段施工中，以較快的8cm/min速度掘進(jìn)，單位出土量為190m3/h。盾構(gòu)機(jī)配置的可伸縮軸式螺旋機(jī)，理論出土能力為385m3/h,能夠滿足施工需求。螺旋輸送機(jī)可方便地對(duì)外護(hù)筒、螺旋葉片進(jìn)行維修。螺旋輸送機(jī)螺旋葉片和外護(hù)筒的內(nèi)表面通長(zhǎng)焊有合金耐磨塊；設(shè)有斷電緊急關(guān)閉裝置，密封可靠。在斷電情況下排土門可全程開閉1.5(閉→開→閉)次；配置單閘門系統(tǒng)，若浮現(xiàn)噴涌險(xiǎn)情時(shí)，可及時(shí)快速關(guān)閉閘門。4.6渣土改良系統(tǒng)針對(duì)難點(diǎn)：復(fù)合地層和硬巖地層施工，對(duì)泡沫系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)盾構(gòu)機(jī)普通只配置4個(gè)泡沫發(fā)生器，所選盾構(gòu)配置了6個(gè)泡沫發(fā)生器，且實(shí)土倉(cāng)倉(cāng)壁及螺旋輸送機(jī)等部位均設(shè)有添加劑注入管路和注入口，可以向相應(yīng)部位注入土體改良材料，改良土層性質(zhì)。泡沫系統(tǒng)能自動(dòng)和手動(dòng)控制流量，兩套系統(tǒng)大超前鉆探距離為30m.渣土改良系統(tǒng)能夠滿足本盾構(gòu)區(qū)間地層的推進(jìn)要求。刀盤544.7耐磨措施針對(duì)難點(diǎn)：磨損嚴(yán)重的問(wèn)題，加強(qiáng)了刀盤、螺旋機(jī)、和刀具的耐磨保護(hù)。刀盤后部和刮刀的兩側(cè)采用耐磨焊絲進(jìn)行耐磨保護(hù)，泡沫噴嘴和刀箱焊接Hardox耐磨保護(hù)塊，以減少使用中的磨損。刀盤面板耐磨保護(hù)·正面區(qū)域帶耐磨鋼板保護(hù)·周邊區(qū)域帶堆焊耐磨保護(hù)·在前3個(gè)螺旋葉片上焊接Vaudit4.8雙室人閘系統(tǒng)雙室人閘倉(cāng)的連接法蘭安裝在前盾上。連接法蘭的結(jié)構(gòu)與盾體和刀盤驅(qū)動(dòng)邊的人倉(cāng)在緊急情況下使用。氣壓條件下工作的標(biāo)準(zhǔn)),無(wú)論是在常壓還是帶壓條件下，都可以保證操作人員安全順利的進(jìn)行刀具檢查和刀具更換作業(yè)，保證換刀作業(yè)安全高效進(jìn)行。雙室人閘倉(cāng)有以下裝置：通過(guò)人閘的壓力閘門、阻尼器、壓力計(jì)、計(jì)時(shí)儀、溫度計(jì)、絕緣椅子、照明，包括緊急照明、壓力紀(jì)錄儀、供熱設(shè)備。1臺(tái)皮帶寬度輸送能力皮帶速度皮帶機(jī)用于將螺旋機(jī)送來(lái)的渣土轉(zhuǎn)運(yùn)到后方渣土車上，至少應(yīng)能滿足190m3/h的運(yùn)送能力。其理論輸送能力為450m3/h,能夠滿足本工程需要。皮帶輸送機(jī)上設(shè)置有鋼絲繩牽拉式緊急住手裝置，可以起到保護(hù)維修、測(cè)量人員安全盾構(gòu)機(jī)管片運(yùn)輸設(shè)備采用的是雙梁吊機(jī)和喂片機(jī)結(jié)合的方式。管片通過(guò)電瓶機(jī)驅(qū)動(dòng)并設(shè)有限位和防撞裝置以防止行走小車脫落軌道。類型管片運(yùn)輸設(shè)備3t×2臺(tái)1套管片拼裝機(jī)的各種操作都可以單獨(dú)進(jìn)行。管片拼裝過(guò)程中，通過(guò)線控或者遙提升能力雙方向旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)角度4.12土壓控制系統(tǒng)在土倉(cāng)壁板設(shè)有5個(gè)土壓計(jì)，可以保證測(cè)得的正面土壓力測(cè)量精度達(dá)到●排土量(體積)控制4.13注漿系統(tǒng)為防止注漿管路阻塞，同步注漿系統(tǒng)設(shè)置了注漿管路清洗裝置。注漿完成后該裝置可以直接對(duì)注漿管路進(jìn)行清洗。即使萬(wàn)一注漿管路發(fā)生阻塞，還設(shè)置了供維修的檢查口。除此之外，在盾構(gòu)機(jī)最后一節(jié)臺(tái)車上，外加安裝有一臺(tái)氣動(dòng)二次注漿機(jī)，連接盾構(gòu)機(jī)空壓機(jī)可快速進(jìn)行壁后二次注漿作業(yè)。本區(qū)間穿越地表主要為農(nóng)田、荒地和河塘，盾構(gòu)所配置的注漿設(shè)備能滿足地面沉降控制的要求。注漿系統(tǒng)參數(shù)表型式注入壓力常用4個(gè)+備用4個(gè)單液注漿泵SCHWING泵×2臺(tái)擬選盾構(gòu)機(jī)開挖直徑與管片直徑的差值，每環(huán)的理論空隙為3.34m3,理論填充率選取150%,需注入漿液為5m3,以較快的8cm/min的掘進(jìn)速度掘進(jìn)，注漿流量需滿足20m3/h(333L/min)。目前盾構(gòu)機(jī)注漿系統(tǒng)配置2臺(tái)SCHWING活塞泵，設(shè)計(jì)流量20m3/h,最大注漿壓力3Mpa,功率30kw。同步注漿系統(tǒng)能夠滿足施工中厚漿注入的要求。4.14盾尾密封系統(tǒng)為了保證盾尾殼體與管片之間有良好的密封性能，在盾尾上裝備有三道鋼絲刷(寬刷型)式盾尾密封，前2道盾尾刷長(zhǎng)度300mm,最外道長(zhǎng)度320mm。為了提高盾尾密封的止水性和壽命，盾尾刷間的倉(cāng)室共配備8個(gè)盾尾密封油脂的注入管路。寬刷型盾尾刷和更多盾尾油脂注入點(diǎn)位的設(shè)計(jì)，能夠極大提高盾尾密封系統(tǒng)的密封效果。際的需要任意調(diào)整)。顯示的內(nèi)容包括隧道掘進(jìn)機(jī)的實(shí)時(shí)姿態(tài)、隧道掘進(jìn)機(jī)與6)在主軸承密封的選擇上，海瑞克盾構(gòu)機(jī)采用自診斷管理系統(tǒng)，能夠進(jìn)行7)為保證開挖下來(lái)的渣土的流動(dòng)性、可排性，有效地穩(wěn)定開挖面，海瑞克8)為有效的控制地層變形，該種盾構(gòu)機(jī)配備了自動(dòng)定壓同步注漿系統(tǒng)。9)為保證隧道軸線的準(zhǔn)確，配備了VMT自動(dòng)測(cè)量導(dǎo)向系統(tǒng)，可以根據(jù)地質(zhì)詳勘圖，部份地段天然最大抗壓強(qiáng)度可達(dá)110Mpa,安裝滾刀，可第五章類似工程盾構(gòu)機(jī)選型成功案例案例一我公司于2022年6月承接了廣州至佛山段【金融高薪區(qū)至龍溪站區(qū)間】區(qū)約100m,然后繼續(xù)沿龍溪大道下穿行，到達(dá)中間通風(fēng)井解體吊出。區(qū)間隧道平面最小曲線半徑為800m,路線軌面埋深約為14~26m,擺布線間距18m~11m,區(qū)間隧道最大路線縱坡為24.9‰,豎曲線半徑為5000m。區(qū)間隧道巖層變化大，軟硬不均，隧道主要在強(qiáng)風(fēng)化帶、中風(fēng)化帶、微風(fēng)化帶等地層中穿過(guò)，最高強(qiáng)度可達(dá)120MPa,地下水相對(duì)較為豐富。該地質(zhì)情況與寧高項(xiàng)目較針對(duì)廣佛項(xiàng)目情況，我公司選用了海瑞克S475、S476土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)，這兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)采用的是35把滾刀配置的輻條面板式刀盤，其他部件配置采用的都是當(dāng)時(shí)海瑞克主流配置，通過(guò)盾構(gòu)掘進(jìn)情況來(lái)看，總長(zhǎng)為1156米，累計(jì)掘進(jìn)95天，日掘進(jìn)平均可達(dá)12,盾構(gòu)設(shè)備徹底滿足該項(xiàng)目施工要求，該工程已在2022年12月30日順利按期貫通。我公司于2022年1月承接了南京地鐵三號(hào)線土建工程D3—TA12標(biāo)項(xiàng)目施工，標(biāo)段起訖里程K28+881.142~K30+854,全長(zhǎng)