ko加泥式土壓平衡盾構(gòu)綜合施工技術(shù)

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。ko加泥式土壓平衡盾構(gòu)綜合施工技術(shù)加泥式土壓平衡盾構(gòu)綜合施工技術(shù)加泥式土壓平衡盾構(gòu)綜合施工技術(shù)中鐵十二局集團(tuán)深圳地鐵2號線東延線2227標(biāo)項(xiàng)目部 0020.二九年二月。、。、 目 錄一、工程概況及特點(diǎn) 4 1.1 工程概況 4 1.2 巖土分層特征 6 1.3 不良地質(zhì) 10 1.4 特殊巖土 10 1.5 水文地質(zhì) 11 1.6 工程特點(diǎn) 11二、盾構(gòu)施工法概述及盾構(gòu)機(jī)的選型 12 2.1 盾構(gòu)施工法概述 12 2.2 盾構(gòu)機(jī)的選型 13三、土壓平衡盾構(gòu)機(jī) 16 3.1盾構(gòu)主體組成 16 3.2 加泥

2、式土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的主要特點(diǎn) 24 3.3 盾構(gòu)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)計算 24 3.4 刀具選擇 27四、管片襯砌設(shè)計及制作技術(shù) 29 4.1 通用管片設(shè)計 29 4.2 管片強(qiáng)度及裂縫寬度檢算 37 4.3 管片襯砌結(jié)構(gòu)變形檢算 37 4.4 管片拼裝荷載檢算 37 4.5 管片襯砌制作技術(shù) 40五、盾構(gòu)隧道施工 46 5.1 盾構(gòu)機(jī)拼裝、拆卸 46 5.2 盾構(gòu)始發(fā) 48 5.3 掘進(jìn)原理 55 5.4 加泥式盾構(gòu)的原理 56 5.5 盾構(gòu)掘進(jìn)施工 61 5.6 洞內(nèi)運(yùn)輸系統(tǒng) 67 5.7 盾尾油脂的壓注 70 5.8 管片拼裝 70 5.9 同步注漿 74六、防水設(shè)計施工 77 6.1 混凝土

3、管片自身的抗?jié)B性 77 6.2 混凝土管片自身的制作精度 78 6.3 增設(shè)混凝土外防水層以加強(qiáng)襯砌的抗?jié)B、防腐能力 79 6.4 襯砌接縫的第一道防線:彈性密封條 80 6.5 嵌縫密封防水 83 6.6 盾構(gòu)法隧道滲漏的處理 85七、刀具更換施工 86 7.1 開倉前的準(zhǔn)備 86 7.2 開倉 87 7.3 地表監(jiān)測 88 7.4 應(yīng)急及預(yù)防措施 88八、激光導(dǎo)向技術(shù) 88九、施工監(jiān)測技術(shù) 96 9.1 地基位移監(jiān)測技術(shù) 96 9.2 隧道變形及位移的防止對策103十、盾構(gòu)穿越特殊地段的技術(shù)對策106 10.1 盾構(gòu)穿越河流的技術(shù)措施 106 10.2 盾構(gòu)穿越立交橋 106 10.3盾構(gòu)

4、穿越斷層的技術(shù)措施 107 10.4 硬巖及軟硬不均地層施工是本盾構(gòu)隧道施工的關(guān)鍵 108 10.5 重疊段、下穿構(gòu)筑物段盾構(gòu)法隧道區(qū)間的施工 109 10.6 對富水地段的處理方案 110 10.7 對地下管線及地面建筑物等的保護(hù) 111一. 工程概況及特點(diǎn)11工程概況深圳地鐵2號線東延線2227標(biāo)段包括東門南站至黃貝嶺站區(qū)間、黃貝嶺站至新秀站區(qū)間、新秀站共1站2區(qū)間。新秀站：位于羅芳路與新秀路交叉口處以東新秀路下，沿新秀路東西向布置，車站由214.7m長的車站本體（明挖）和319.4 m長的 站后折返線區(qū)間（暗挖）組成，全長534.1m,車站標(biāo)準(zhǔn)寬度17.5m,地下三層8m島式站臺車站，有

5、效站臺中心里程處，頂板覆土4.092m,出入口共3個，緊急疏散口出口1個。車站本體結(jié)構(gòu)為明挖三層雙跨混凝土框架結(jié)構(gòu)，折返線區(qū)間為暗挖單層軌行區(qū)間，區(qū)間中部明挖四層單跨鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)為折返線風(fēng)機(jī)房及風(fēng)亭。車站本體和風(fēng)機(jī)房明挖順做法施工，折返線軌行區(qū)間暗挖施工。黃貝站新秀站區(qū)間：本區(qū)間左右線為分修的單線隧道，區(qū)間里程ZCK34+533.919ZCK35+616.2,左線隧道長1084.031m；區(qū)間里程YCK34+515.719YCK35+616.2,右線隧道長1100.481m，單線隧道總長2184.494m。區(qū)間線路從黃貝嶺站往東前行，線路拉開，左線先下穿5號線，后左右線下穿新秀立交從主橋

6、兩側(cè)通過，沿新秀路東行，下穿沙灣橋，往東進(jìn)入新秀站。區(qū)間里程YCK34+515.719YCK34+892、 YCK34+898YCK34+927.5、YCK35+472.104YCK35+497.500、ZCK34+533.919ZCK34+923.000、ZCK35+476.104ZCK35+497.500段采用礦山法施工，其中里程YCK35+472.104YCK35+497.500、ZCK35+476.104ZCK35+497.500采用后期盾構(gòu)通過，其余段落采用盾構(gòu)法施工。區(qū)間在里程YCK34+895，YCK34+927.500YCK35+942.000，ZCK34+923.000 ZC

7、K34+937.5，YCK35+516.500分別設(shè)1# 施工豎井、盾構(gòu)始發(fā)井、吊出井及2#施工豎井；在里程YCK35+017.000處設(shè)區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道及泵房。東門南站黃貝嶺站區(qū)間：起訖里程YCK33+195.396YCK34+193.45，區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，左線隧道長996.306m，右線隧道長998.054m,單線隧道總長1994.360m。線路從東門南站由疊線方式 出站后，隧道重疊長約120m后分開，往東沿深南東路前行，到達(dá)黃貝嶺站。盾構(gòu)區(qū)間隧道襯砌管片外徑6000mm，內(nèi)徑5400mm。每環(huán)平均寬1.5m，厚300mm，為楔形量38mm的通用管片，每環(huán)管片分為六塊，三個標(biāo)準(zhǔn)塊，兩個鄰接

8、塊，一個封頂塊。標(biāo)準(zhǔn)塊與鄰接塊管片環(huán)向面上設(shè)接頭螺栓2只，縱向面上設(shè)接頭螺栓2只，采用M27彎螺栓。鋼筋砼管片強(qiáng)度等級C50，抗?jié)B等級S10，耐腐蝕系數(shù)大于0.8。管片外側(cè)涂抹雙組份聚氨酯進(jìn)行防腐防水處理，管片接縫設(shè)遇水膨脹橡膠材料與三元乙丙彈性橡膠復(fù)合而成的密封墊。線間距035.9m，隧道最大縱坡28，最小縱坡2，隧道軌面埋深約8.2328.81m。采用德國海瑞克公司生產(chǎn)的土壓平衡盾構(gòu)機(jī)兩臺進(jìn)行隧道掘進(jìn)施工。該盾構(gòu)機(jī)具有以下主要特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)先進(jìn)，自動化程度高，采用了國際盾構(gòu)最新技術(shù)，開挖、出渣、襯砌拼裝易于控制；施工效率與可靠性高，安全性能好；適用于較大的土質(zhì)范圍與地質(zhì)條件，能用于多種復(fù)雜的土

9、層；施工速度快，可以獲得較小的沉降量。該盾構(gòu)機(jī)配備了泡沫注入系統(tǒng)，膨潤土注入系統(tǒng)和壓縮空氣系統(tǒng)，具有土壓平衡，敞開式，半敞開式三種功能模式，刀盤刀具設(shè)計為可更換式，盤形滾刀與齒刀可互換，以適應(yīng)不同地層高效破巖切削需要。盾構(gòu)機(jī)操作控制系統(tǒng)采用PLC，具有自動、半自動和手動三種控制模式。配置了土壓力和推進(jìn)參數(shù)自動測量，數(shù)據(jù)采集處理和運(yùn)程傳輸系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)辦公室的掘進(jìn)工況信息管理，配備了自動定壓同步注漿系統(tǒng)，對環(huán)形間隙及早注漿填充，以穩(wěn)定管片和控制地層沉降。配備自動測量導(dǎo)向系統(tǒng)，可以實(shí)時測控盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)和管片拼裝精度。盾構(gòu)采用中間鉸接方式，可以適應(yīng)較小半徑曲線的推進(jìn)轉(zhuǎn)彎；推進(jìn)油缸設(shè)計為可分組獨(dú)立控制伸

10、縮動作，輔于配置的超挖刀，可以較好地控制掘進(jìn)方向和進(jìn)行糾偏。12巖土分層特征<1-1>素填土（Q4ml）黃、褐黃、褐紅、灰、淺褐等色，主要由粘性土混少量礫砂或碎石組成，局部含砂或碎石較多，結(jié)構(gòu)松散至稍密，部分路段表層為混凝土。區(qū)間范圍內(nèi)分布較廣泛，厚度變化起伏較大，區(qū)間范圍內(nèi)37個鉆孔未揭示該層，厚0.55.00m。標(biāo)貫試驗(yàn)實(shí)測擊數(shù)17擊；根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)：=1.972.01g/cm3、=8.0%21.3%、e=0.581.26。<1-2>填石（Q4ml）灰色，主要由碎塊石組成，松散，稍濕。粒徑0.530cm，含量不等，有粘性土充填，石質(zhì)成分砂巖質(zhì)，偶夾碎磚塊，局部表面為混

11、凝土層。區(qū)間范圍內(nèi)有12個鉆孔揭示該層，厚度變化起伏較小，厚0.63.3m。<1-4>雜填土（Q4ml）灰色，由粘性土和建筑垃圾組成，底部為礫石層。結(jié)構(gòu)呈松散稍密狀態(tài)。詳勘階段僅4個鉆孔地表揭示該層，厚03.1m。在線路穿越區(qū)域規(guī)劃好的路面下局部可能會存在雜填土透鏡體。<5-1-1>淤泥質(zhì)粘土（Q4al+pl）灰、深灰色、灰黑色，軟、可塑，含少量有機(jī)質(zhì)，有腥臭味。區(qū)間范圍內(nèi)多呈透鏡體狀分布，偶夾薄層砂，區(qū)間范圍內(nèi)僅8個鉆孔揭示該層，厚04.25m。標(biāo)貫試驗(yàn)實(shí)測擊數(shù)3.7擊。<5-1-2>粉質(zhì)粘土（Q4al+pl）灰黃色，軟塑，由粘粒組成，具粘性。區(qū)間范圍內(nèi)呈

12、透鏡體狀分布，僅2個鉆孔揭示該層，厚01.5m。<5-1-3>粉質(zhì)粘土（Q4al+pl）灰黃、褐紅色、灰、黃等色，可塑，不均勻含砂2035及少量礫石，搖振反應(yīng)無，干強(qiáng)度高，韌性強(qiáng)，巖芯為土柱狀。區(qū)間范圍內(nèi)分布不連貫，多呈透鏡體狀分布，僅16個鉆孔揭示該層，厚度為06.00m。標(biāo)貫試驗(yàn)實(shí)測擊數(shù)13.4擊。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)：=1.541.99g/cm3、=17.4%57.6%，平均26.6%、e=0.540.69，平均0.62、IL<1、a0.1-0.2=0.241.06MPa-1、Es0.1-0.2=2.596.57MPa、天然快剪試驗(yàn)測得凝聚力為15.6026.36Kpa，內(nèi)摩擦

13、角為6.226.4 o 。<5-1>粉質(zhì)粘土（Q4al+pl）灰黃、褐紅色夾灰白、黃色，硬塑。土質(zhì)不均勻，偶夾薄層粉細(xì)砂，搖振反應(yīng)無，干強(qiáng)度高，韌性強(qiáng)，巖芯為土柱狀。區(qū)間范圍內(nèi)呈片狀分布，僅32個鉆孔未揭示該層，厚度為07.80m。標(biāo)貫試驗(yàn)實(shí)測擊數(shù)17.1擊。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)：=1.652.05g/cm3、=19.7%54.9%，平均33.4%、e=0.590.94，平均0.83、IL<1、a0.1-0.2=0.270.94MPa-1、Es0.1-0.2=2.706.95MPa、天然快剪試驗(yàn)測得凝聚力為20.4243.39Kpa，內(nèi)摩擦角為6.719.5 o 。<5-2-1

14、>粉砂（Q4al+pl）灰白、灰、褐黃色，稍密，飽和，級配較好，粘粒含量較重，分選性較差。勘察階段區(qū)間范圍內(nèi)僅4個鉆孔揭示該層，呈透鏡體狀分布，厚度為02.40m。<5-2-2>細(xì)砂（Q4al+pl）灰白、灰黃、灰、褐紅色，稍密，飽和，級配較好，偶夾卵石及粘性土，分選性較差?？辈祀A段區(qū)間范圍內(nèi)僅5個鉆孔揭示該層，呈透鏡體狀分布，厚度為02.30m。標(biāo)貫試驗(yàn)實(shí)測擊數(shù)13擊。<5-2-3>中砂（Q4al+pl）淺黃色，中密，飽和，級配較好，偶夾卵石及粘性土，分選性一般?？辈祀A段區(qū)間范圍內(nèi)僅3個鉆孔揭示該層，呈透鏡體狀分布，厚度為02.40m。標(biāo)貫試驗(yàn)實(shí)測擊數(shù)16擊。&

15、lt;5-2-4>粗砂（Q4al+pl）黃、灰白色，主要成分為石英質(zhì)，次棱角狀，飽和，中密密實(shí)；分選性較差，上部略細(xì)；含少量礫石。呈透鏡體狀分布，勘察階段僅12個鉆孔揭示該層，厚02.95m.。標(biāo)貫試驗(yàn)實(shí)測擊數(shù)23擊。<5-2-5>礫砂（Q4al+pl）淺黃、灰黃、黃、灰白色，主要成分為石英質(zhì)，次棱角狀，飽和，中密；略具分選性，上部略細(xì)；含少量礫石。呈透鏡體狀分布，勘察階段僅5個鉆孔揭示該層，厚02.40m.。標(biāo)貫試驗(yàn)實(shí)測擊數(shù)20.0擊。<5-3>卵石土（Q4al+pl）淺黃、灰白色，主要成分為長石、石英質(zhì)，亞圓狀，飽和，密實(shí)；分選性差，粒徑20200mm大于50

16、%。呈透鏡體狀分布，勘察階段僅Z3-2TDH-04、15鉆孔揭示該層，厚01.20m.。<8-2>砂（礫）質(zhì)粘土（Qel）褐紅、黃褐、灰黃夾灰白色，可塑狀，由下伏基巖殘積而成，原巖結(jié)構(gòu)清晰可辨，光滑，搖振反應(yīng)無，干強(qiáng)度中等，韌性強(qiáng)，夾有2030%石英顆粒，局部偶含石英角礫。多呈透鏡體狀分布于素填土之下，分布不均勻，僅11個鉆孔揭示該層。厚度起伏大，層厚1.6011.20m。標(biāo)貫試驗(yàn)實(shí)測擊數(shù)14擊；根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)：=1.731.88g/cm3、=34.6%45.9%、e=0.941.29、天然快剪試驗(yàn)測得凝聚力為20.9127.57Kpa，內(nèi)摩擦角為7.817.4 o 。<8-3

17、>砂（礫）質(zhì)粘土（Qel）褐紅、灰黃、黃夾灰白色，硬塑，由下伏基巖殘積而成，原巖結(jié)構(gòu)清晰可辨，局部夾少許砂巖角礫，光滑，搖振反應(yīng)無，干強(qiáng)度中等，韌性強(qiáng)。局部為粉土，巖芯呈土柱狀。主要分布在人工素填土及沖洪積砂層之下、基巖面之上，基本呈層狀分布，僅38個鉆孔未揭示該層。厚度起伏較大，厚1.258.10m。標(biāo)貫試驗(yàn)實(shí)測擊數(shù)22.4擊；根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)：=1.662.03g/cm3、=19.8%55.8%、e=0.581.56、天然快剪試驗(yàn)測得凝聚力為20.0046.46Kpa，內(nèi)摩擦角為5.520.0 o 、固結(jié)快剪試驗(yàn)測得凝聚力為21.8234.71Kpa，內(nèi)摩擦角為17.624.8 o 。&

18、lt;15-1>全風(fēng)化凝灰質(zhì)粉砂巖、碎裂混合巖（J2tn）黃、褐紅、灰黃夾灰黑色，原巖結(jié)構(gòu)基本破壞，尚可辨認(rèn)，裂隙極發(fā)育。巖芯呈堅硬土柱狀，手捻具砂敢，偶爾夾強(qiáng)風(fēng)化角礫。區(qū)間范圍內(nèi)41個鉆孔未揭示該層。厚度變化較大，厚0.810.40m，埋深8.818.00m。標(biāo)貫試驗(yàn)實(shí)測擊數(shù)37.6擊；根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)：=1.702.06g/cm3、=18.2%45.4%、e=0.531.32、天然平均=15.6o、天然快剪試驗(yàn)測得凝聚力為27.0647.27Kpa，內(nèi)摩擦角為13.026.5 o 、固結(jié)快剪試驗(yàn)測得凝聚力為31.6539.40Kpa，內(nèi)摩擦角為24.129.9 o 。<15-2&g

19、t;強(qiáng)風(fēng)化凝灰質(zhì)粉砂巖、碎裂混合巖（J2tn）灰黑、灰黃、褐黃色，原巖結(jié)構(gòu)清晰可見，風(fēng)化劇烈，裂隙發(fā)育，巖芯呈半巖半土狀，巖塊手折可斷，干鉆困難。層狀分布，厚度變化較大，厚1.814.10m。標(biāo)貫試驗(yàn)實(shí)測擊數(shù)55.8擊；根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)：=1.861.94g/cm3、=15.3%31.3%、e=0.610.89、天然快剪試驗(yàn)測得凝聚力為25.0154.54Kpa，內(nèi)摩擦角為15.921.8 o 。<15-3>中等風(fēng)化凝灰質(zhì)粉砂巖、碎裂混合巖（J2tn）灰、淺灰色，粉粒結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，泥質(zhì)膠結(jié)，巖質(zhì)較硬。節(jié)理裂隙發(fā)育，節(jié)理面見鐵銹，巖芯呈塊狀，少量短柱狀，錘擊聲脆，易碎。分布在<1

20、5-2>之下，埋深16.00m以下。本次勘察階段14個鉆孔未揭示該層。根據(jù)相臨工點(diǎn)的試驗(yàn)資料揭示，其天然抗壓強(qiáng)度18.1941.17MPa，飽和抗壓強(qiáng)度20.7055.00MPa。<15-4>微風(fēng)化凝灰質(zhì)粉砂巖、碎裂混合巖（J2tn）灰、深灰色，粉細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，硅質(zhì)膠結(jié)為主，部分泥質(zhì)膠結(jié)。斷口新鮮，礦物成分主要為石英、長石、云母，巖體裂隙較較發(fā)育，偶見節(jié)理。巖體較完整，巖心多呈柱狀狀，巖石較堅硬，錘擊聲脆?？辈祀A段16個鉆孔揭示該層。根據(jù)本區(qū)間及相臨工點(diǎn)的試驗(yàn)資料揭示，其天然抗壓強(qiáng)度29.4759.85MPa，飽和抗壓強(qiáng)度28.9148.65MPa。<22-1&g

21、t;斷層角礫（Fbr）灰色、深灰色，土狀及角礫土狀，斷層泥膠結(jié)，含大量粘土礦物，巖石經(jīng)擠壓破碎所致，角礫呈碎屑狀，擠壓破碎明顯，手捻不易碎，糜棱化明顯。區(qū)間范圍內(nèi)Z3-2TDH-22#、Z3-2TDH-29#共2個鉆孔揭示該層。13不良地質(zhì)砂土液化:由于砂層均呈透鏡或者薄層狀分布,可不考慮砂土液化影響。斷層破碎帶：本區(qū)間段內(nèi)共有5條斷層穿過，屬于羅湖斷裂帶。斷層（FL8）揭示厚度為11.016.1 m，隧道穿越厚度約20 40m，洞身范圍主要為斷層角礫，右線隧道可能為斷層泥，對施工影響較大；鉆孔揭示斷層（FL9）厚度為7.615.5 m，隧道穿越厚度約20 40m，洞身范圍主要為中分化構(gòu)造角礫

22、巖，鉆孔未揭穿該層。鉆孔揭示斷層（FL10）厚度約8.89.5 m，隧道穿越厚度約10 30m，洞身范圍主要為中分化構(gòu)造角礫巖，巖質(zhì)軟硬不均，對盾構(gòu)施工有一定影響；鉆孔揭示FL11斷層厚度為2.5 m，隧道穿越厚度約10 30m，斷層帶洞身范圍主要為斷層角礫，透水性強(qiáng)，需加強(qiáng)支護(hù)；鉆孔揭示FL12斷層，厚度約12.014.2 m，隧道穿越厚度約20 40m，斷層帶洞身范圍主要為中分化構(gòu)造角礫巖，巖質(zhì)軟硬不均。另斷層破碎本身也是良好的排水通道，施工中可能會產(chǎn)生突水、涌砂、涌泥的情況。 14特殊巖土特殊巖土為人工填筑土、軟土、砂巖風(fēng)化巖及殘積巖土。人工填筑土：主要為素填土、填石、及雜填土等，地層代

23、號分別為1-1、1-2、1-4。素填土褐黃、灰及褐紅等色，松散或稍密，密實(shí)度不均勻，多為稍濕，局部潮濕，以粘性土及土狀全風(fēng)化砂巖為主，局部含少量碎石及塊石，表層多為石質(zhì)路面。區(qū)間范圍內(nèi)分布較廣泛，基本上分布于地表，局部分布于雜填土或填石之下，該層厚度起伏較大，厚06.90m。由于隧道大多在1127m的地下穿行，對區(qū)間隧道的盾構(gòu)施工影響小，僅限于盾構(gòu)起吊井附近。軟土：淤泥質(zhì)粘土?；液谏⑸罨疑?、軟塑狀，局部為流塑狀，粘性土中含有機(jī)質(zhì)，稍具臭味，局部含少量砂。鉆孔揭示該層主要呈透鏡狀分布于填土及蟲轟擊沖洪積層之間，厚約03.70m，可能發(fā)生軟土震陷。但區(qū)間采取盾構(gòu)法進(jìn)行施工，軟土層位于隧道頂部以外

24、，軟土震陷對隧道工程影響很小。殘積土及凝灰質(zhì)粉砂巖風(fēng)化巖：凝灰質(zhì)粉砂巖均勻性較差，強(qiáng)度不一，接近地表的殘疾土受水的淋濾作用，形成網(wǎng)紋結(jié)構(gòu)，土質(zhì)較堅硬，而其下強(qiáng)度較低，再下由于分化程度減弱強(qiáng)度逐漸增加。凝灰質(zhì)粉砂巖殘積層及全風(fēng)化具有與水軟化、崩解，強(qiáng)度急劇的降低特點(diǎn)，基坑開挖中應(yīng)及時封底、支護(hù)；強(qiáng)風(fēng)化巖具有軟硬不均特點(diǎn)。凝灰質(zhì)粉砂巖風(fēng)化殘積土，厚度變化幅度大。區(qū)間隧道基本位于風(fēng)化巖層15-2、15-3、15-4及斷層破碎帶中。殘積土分布局限，對隧道施工影響較小；全風(fēng)化巖呈尖硬土狀；強(qiáng)風(fēng)化巖呈半堅硬土夾少量碎塊狀，軟硬不均。殘積土、全、強(qiáng)風(fēng)化巖層具有遇水軟化、崩解，強(qiáng)度急劇降低的特點(diǎn)。15水文地質(zhì)

25、 區(qū)間范圍地下水主要有第四系孔隙水、基巖裂隙水。第四系孔隙潛水主要賦存于沖洪積砂層及沿線砂（礫）質(zhì)粘土層、人工素填土層中。地下水水位埋深2.034.95m，以孔隙潛水為主，局部地段微承壓。主要由大氣降水補(bǔ)給。水量較豐富，水質(zhì)易被污染。 巖層裂隙水較發(fā)育，但廣泛分布在砂巖的中強(qiáng)風(fēng)化帶、構(gòu)造節(jié)理裂隙密集帶中。富水性因基巖裂隙發(fā)育程度、貫通度、與地表水源的連通性而變化，主要由大氣降水、孔隙潛水補(bǔ)給，局部具有承壓性。16工程特點(diǎn)本區(qū)間左右線穿越許多重要建筑及管線，盾構(gòu)掘進(jìn)施工對周圍環(huán)境保護(hù)要求極高，施工風(fēng)險及難度相當(dāng)大，本工程主要有以下特點(diǎn)： 1）隧道洞身位于殘積土層、全及強(qiáng)風(fēng)化巖、中微風(fēng)化巖層中，盾

26、構(gòu)掘進(jìn)過程中，壓力過大或過小，可能引起地面沉降、塌陷或者地面隆起。 2）同一斷面軟硬相間地段盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，盾構(gòu)機(jī)可能發(fā)生偏移或被卡住。中等風(fēng)化地段防止盾構(gòu)機(jī)刀片被硬巖損壞。 3）隧道穿越強(qiáng)風(fēng)化巖層，巖體破碎或半巖半土狀，易形成洞頂坍塌。 4）隧道穿越FL6斷層附近時，可能出現(xiàn)突水、涌砂及涌泥現(xiàn)象，施工中應(yīng)作好相應(yīng)的預(yù)防工作。 5）隧道底板埋深較深，局部基巖裂隙水可能承壓，產(chǎn)生涌水、突水現(xiàn)象。施工止水會引起地下水局部上升，使影響范圍內(nèi)的部分巖土體軟化，強(qiáng)度降低。若止水不當(dāng)，易使管片上浮形成錯臺。 6）部分地段盾構(gòu)穿越微風(fēng)化帶，根據(jù)取樣，單軸抗壓強(qiáng)度為90.7Mpa，對刀盤是個極大考驗(yàn) 。 7）

27、既有建筑物 線路由疊線形式出站后拉開，下穿文錦路口到達(dá)黃貝嶺站。深南東路現(xiàn)為雙向八車道道路，路面交通繁忙。兩旁為多層或高層建筑，建筑物密集，商業(yè)繁華，人流密度較大。其中主要建筑物有羅湖商務(wù)中心、京鵬大廈、南方國際大酒店。區(qū)間由黃貝嶺站單臺盾構(gòu)機(jī)右線始發(fā)，到達(dá)東門南站后，盾構(gòu)隧道疊線出東門南站時，離建筑物較近，最近距離約為1.5m左右，地表沉降需嚴(yán)格控制。區(qū)間隧道離羅湖商業(yè)中心建筑物樁基礎(chǔ)最小水平間距1.3m，下穿其預(yù)應(yīng)力錨桿，豎向間距0.4m。二. 盾構(gòu)施工法概述及盾構(gòu)機(jī)的選型 21盾構(gòu)施工法概述 盾構(gòu)施工法于19世紀(jì)初在英國開始使用，經(jīng)過反復(fù)摸索，在近3040年間取得了飛速發(fā)展，現(xiàn)在，該施工

28、法已同礦山法一起成為城市隧道施工的兩大主要施工方法。20世紀(jì)90年代該項(xiàng)技術(shù)被引進(jìn)我國，主要集中應(yīng)用盾構(gòu)技術(shù)來進(jìn)行上、下水道、電力通訊隧道、人防工事、地鐵隧道等施工。目前在上海、廣州、深圳、南京等城市已經(jīng)開始采用盾構(gòu)法來施工地鐵隧道，盾構(gòu)法在國內(nèi)逐漸開始發(fā)展普及。 盾構(gòu)施工法與礦山法相比具有的特點(diǎn)是地層掘進(jìn)、出土運(yùn)輸、襯砌拼裝、接縫防水和盾尾間隙注漿充填等主要作業(yè)都在盾構(gòu)保護(hù)下進(jìn)行，因而是工藝技術(shù)要求高、綜合性強(qiáng)的一類施工方法。其主要施工程序?yàn)椋?、建造盾構(gòu)工作井2、盾構(gòu)機(jī)安裝就位3、出洞口土體加固處理4、初推段盾構(gòu)掘進(jìn)施工5、隧道正常連續(xù)掘進(jìn)施工6、盾構(gòu)接收井洞口的土體加固處理7、盾構(gòu)進(jìn)入接

29、收井解體吊出 盾構(gòu)施工與礦山法施工具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、地面作業(yè)少，隱蔽性好，因噪音、振動引起的環(huán)境影響?。?、自動化程度高、勞動強(qiáng)度低、施工速度快；3、因隧道襯砌屬工廠預(yù)制，質(zhì)量有保證；4、穿越地面建筑群和地下管線密集的區(qū)域時，周圍可不受施工影響；5、穿越河底或海底時，隧道施工不影響航道，也完全不受氣候影響；6、對于地質(zhì)復(fù)雜、含水量大、圍巖軟弱的地層可確保施工安全；7、在費(fèi)用和技術(shù)難度上不受覆土深度影響。盾構(gòu)法施工也存在一些缺點(diǎn)：1、一次性投入大，施工設(shè)備費(fèi)用較高；2、覆土較淺時，地表沉降較難控制；3、用于施作小曲率半徑（R20D）隧道時掘進(jìn)較困難。 22盾構(gòu)機(jī)的選型盾構(gòu)施工法大體上分為開放式和

30、封閉式兩種。開放式就是沒有隔墻而工作面開放的盾構(gòu)，考慮到確保工作面穩(wěn)定、高壓氣下的作業(yè)環(huán)境等問題，目前已基本上不再采用這個方法。 封閉式盾構(gòu)是一個設(shè)有隔墻且用土或者泥水充滿其室內(nèi)，使土或者泥水保持一定的壓力，以獲得穩(wěn)定的工作面的機(jī)械挖掘式盾構(gòu)，即使在復(fù)雜圍巖條件下，原則上也不需要實(shí)施輔助施工方法。由于可以控制工作面的穩(wěn)定，所以對周圍地基的影響小，目前，在施工中使用的絕大部分都是封閉式盾構(gòu)。根據(jù)工作面保持方法的不同，封閉式盾構(gòu)又分為土壓式盾構(gòu)和泥水式盾構(gòu)。另外，根據(jù)是否有將挖掘出的沙土泥土化的添加劑注入裝置，又將土壓式盾構(gòu)細(xì)分為土壓盾構(gòu)和加泥式土壓平衡盾構(gòu)。加泥式土壓平衡盾構(gòu)適用的土質(zhì)為沖積砂礫

31、、水、淤泥、粘土等固結(jié)度較低的軟地基、洪積地基以及軟硬相疊地基等，從土質(zhì)面積來看它的適用范圍最廣。但是，在高水壓地基中，僅僅用螺旋輸送機(jī)往往難以滿足施工要求，所以有必要考慮安裝各種壓力送料裝置、改良挖掘地質(zhì)的性狀等措施。泥水式盾構(gòu)，其泥水壓管理比較容易。由于可以通過選擇不同的土質(zhì)范圍比較廣，比如沖積砂礫、沙、淤泥、粘土層或者疊層中地基結(jié)構(gòu)松軟層、含水量較高而工作面不穩(wěn)定層、以及洪積砂礫、沙、淤泥、粘土層，或者相疊層中水分較多，有可能由涌水引起地基崩坍層等。但是，在透水性較高的地基、巨礫地基中，工作面的穩(wěn)定往往比較困難，所以有必要考慮采用輔助施工法。另外，還需要一定的基地面積，以保證安放泥水處理

32、設(shè)備。盾構(gòu)分類表按開挖方式分按擋土形式分按工作面加壓方式分1、 手掘式2、 半機(jī)械式3、 機(jī)械式1、 開放式2、 密閉式1、 氣壓式2、 泥水式3、 土壓平衡式（削土、加泥）與其它隧道施工方法不同，盾構(gòu)機(jī)是根據(jù)每一個施工區(qū)段的地質(zhì)條件、地下水條件、隧道斷面大小、區(qū)間線路條件、周圍建筑物環(huán)境等條件進(jìn)行設(shè)計制作。所以，盾構(gòu)機(jī)不是通用機(jī)械，而是針對于某種條件的專用機(jī)械。也就是說一般很難將盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)用到設(shè)計隧道以外的工程中加以利用。 盾構(gòu)機(jī)在地下的施工是不可后退的。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)在地下開始掘進(jìn)施工后，就很難對盾構(gòu)機(jī)的結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行修改。除刀頭等部位可以通過特殊的設(shè)計得到更換以外，盾構(gòu)刀盤、壓力艙、排土器、推進(jìn)系

33、統(tǒng)等很難在施工過程中進(jìn)行修改。從這兩點(diǎn)可知，盾構(gòu)機(jī)的設(shè)計、制作從根本上決定了隧道施工的成功與否，是盾構(gòu)隧道施工的最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。為了設(shè)計最為合理的盾構(gòu)機(jī)械就必須進(jìn)行周密的盾構(gòu)選型工作?？筛鶕?jù)下述流程圖進(jìn)行考慮：盾構(gòu)選型流程圖：根據(jù)設(shè)計斷面選擇盾構(gòu)根據(jù)襯砌類型選擇配套系統(tǒng)裝配式襯砌擠壓式砼襯砌砼供給系統(tǒng)襯砌安裝機(jī)械系統(tǒng)工作面穩(wěn)定不好時討論工作面是否穩(wěn)定測定水壓、松弛土層或圍巖壓力現(xiàn)場原位地層工作面穩(wěn)定程度輔助工法種類及適用性的校核：壓氣工法；降水法；化學(xué)注漿法；凍結(jié)法。地質(zhì)條件以外的條件：工期；外徑、機(jī)長；造價；環(huán)境因數(shù)；沿線條件；基地條件；設(shè)計線路，線型條件；給排水條件及通風(fēng)條件。機(jī)種及輔助工法

34、的綜合比較分析盾構(gòu)的選定在國內(nèi)，由于受工程造價及豎井用地面積和挖掘土處理的影響，大部分都選用加泥式土壓平衡盾構(gòu)。根據(jù)本工程的復(fù)雜的地質(zhì)條件和狹小的施工場地等原因，我們選擇了德國海瑞克公司土壓平衡盾構(gòu)機(jī)(6250mm)。三. 土壓平衡盾構(gòu)機(jī)31盾構(gòu)主體組成盾構(gòu)機(jī)主要由刀盤、主盾體、螺旋輸送機(jī)、管片拼裝機(jī)、液壓系統(tǒng)、皮帶輸送機(jī)、操作系統(tǒng)、四節(jié)后配套臺車組成。1、刀盤設(shè)計如同一個切削盤體帶有大的進(jìn)料槽。刀盤面開口率為33。一個很厚的法蘭板帶3根支承條輻臂用來連接刀盤體與主驅(qū)動部件。3根支承條輻臂為厚壁管筒，八根泡沫劑管通過支承條輻臂連到刀盤面板上。根據(jù)海瑞克之前在深圳的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，以對深圳地質(zhì)的了解，

35、采用安裝了17”單刃滾刀、刮刀和鏟刀的新刀盤。該刀盤設(shè)計對于從軟土到中硬巖的地質(zhì)狀況是最佳的。在海瑞克刀盤設(shè)計里，中硬巖刀具 （滾刀）可以根據(jù)地質(zhì)情況換成軟巖刀具（齒刀）。海瑞克公司對于刀盤設(shè)計選擇了經(jīng)過驗(yàn)證的適用于類似地質(zhì)狀況的掘進(jìn)技術(shù)：海瑞克公司建議使用閉式刀盤從而使隧道開挖面獲得機(jī)械支撐（包括某些檢查刀盤的時候）并盡可能多的阻止大塊的孤石進(jìn)入開挖艙，否則，這些孤石有可能阻塞螺旋輸送機(jī)。在正常的工作環(huán)境下，在硬巖地層中掘進(jìn)時，刀盤、刀座和刀盤支承結(jié)構(gòu)能夠抵抗高達(dá)150MPa的硬巖，不會出現(xiàn)刀盤變形及超出正常的磨損。選擇用于這項(xiàng)投標(biāo)項(xiàng)目的刀座適合用于中硬巖隧道的工程項(xiàng)目。這種刀座為重載型鑄件

36、及高強(qiáng)度設(shè)計。邊刀：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，邊刀的數(shù)量對掘進(jìn)操作有重要的影響：貫入度：減少對刀刃的磨損；建議安裝盡量多的邊刀，留出可以接受的大的開口率。海瑞克公司研究了刀盤設(shè)計：使其能夠降低對刀具的磨損、保護(hù)刀盤的鋼結(jié)構(gòu)、能夠?qū)崿F(xiàn)高的貫入度、幅輪式設(shè)計以使每個旋轉(zhuǎn)方向都有4個碴土出口、2個旋轉(zhuǎn)方向(左/右)、刀盤前面4條獨(dú)立的泡沫注入管用于渣土改良以降低磨損 (4條備用的泡沫注入管)、重型刀盤設(shè)計（前板厚50mm）、刀具/刀盤配有專門磨損保護(hù) (例如刀盤面上焊有有hardox 板，外圈上有耐磨格條)。海瑞克公司生產(chǎn)的專用17”單刃滾刀連接到主驅(qū)動的牢固連接臂保證了刀盤良好的穩(wěn)定性。出渣通道的專門幾何設(shè)計使開

37、挖艙的出渣更加容易，90°角漸變能夠防止渣土沉淀，大的物料通道從刀盤外緣通到刀盤中心區(qū)域，這樣便于將挖掘的物料運(yùn)輸?shù)介_挖艙。渣土開口設(shè)計限制大于約520mmx290mm的石塊進(jìn)入。這些石塊可以通過螺旋輸送機(jī)運(yùn)出去。 鋼結(jié)構(gòu)材料為S355J2G3質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(中國質(zhì)量16MnR)。 結(jié)構(gòu)：刀盤設(shè)計有8根輻臂，中心塊為焊接方式，后面有4根支撐臂與主驅(qū)動和寬闊進(jìn)料通道相連。刀盤在下列的開口邊緣備有所需的刀具以便于將挖掘的物料運(yùn)輸?shù)介_挖艙： 刀盤中心的徑向開口邊緣 刀盤外圓周的開口邊緣 中心回轉(zhuǎn)體上配有注射調(diào)節(jié)土壤介質(zhì)的通道。 中心回轉(zhuǎn)體有四條泡沫/膨潤土通道。 切削刀具：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)設(shè)計技術(shù)

38、，刀盤設(shè)計和安裝都是精心設(shè)計的，這樣能夠預(yù)防刀具和刀盤的磨損。刮刀安裝在碴土通道的一側(cè)。滾刀/齒刀將在正面及外圍區(qū)域使用。滾刀/齒刀一般都比刮刀高35mm，滾刀/齒刀基本刃間距為不大于100mm。 刮刀：共48把，寬度160mm；可以從刀盤后面更換刀具；高質(zhì)量的碳質(zhì)刀刃。 鏟刀：共8把，獨(dú)創(chuàng)的刀盤設(shè)計包括安裝在刀盤幅臂外緣的鏟刀。它們可以雙向進(jìn)行開挖。鏟刀的設(shè)計保證了快速、清潔的開挖；同時保證了開挖直徑的穩(wěn)定不變。鏟刀用可更換的螺紋固定到鋼結(jié)構(gòu)上，因此，可以被單獨(dú)更換。 超挖刀：刀盤上安裝了1把超挖刀。該超挖刀可裝配軟或硬巖刀具。安裝的超挖刀通過一個行程50mm的油缸進(jìn)行操作。超挖刀的伸縮則在

39、主控室內(nèi)控制 耐磨保護(hù) 采用以下耐磨保護(hù)方法： 刮刀：軟土齒形刀具有高耐磨的鋼刀體和高質(zhì)量的碳化切削邊緣。刀齒的支撐有硬質(zhì)堆焊層保護(hù)。 鏟刀：鏟刀的前刀面硬質(zhì)堆焊到切削邊緣，同時刀具后端由碳化襯片保護(hù) 滾刀：滾刀帶有高度耐磨的切削環(huán)，支撐有硬質(zhì)堆焊保護(hù)。 刀盤：刀盤上某些極易磨損的部分安裝了特殊的耐磨保護(hù)：圓周有耐磨保護(hù)環(huán)；刀盤面上焊有耐磨保護(hù)。 刀具更換所有的滾刀，刮刀和鏟刀都可以在隧道內(nèi)從刀盤后部更換。料槽和土倉相連，料口最大內(nèi)寬為300mm。這樣就保證了通過刀盤面的土料塊就完全能通過螺旋輸料機(jī)。（螺旋輸料機(jī)能通過的最大塊體尺寸為270mm）。一個旋轉(zhuǎn)連接副用于向刀盤面輸送入添加物（如泡沫

40、等），安裝于刀盤中心部位。刀盤驅(qū)動為全液壓式。三臺電動機(jī)驅(qū)動液壓泵，每臺功率315KW。三臺泵裝于后配套臺車上，8套液壓變量馬達(dá)驅(qū)動減速箱。通過變量泵與變量馬達(dá)的配合，刀盤轉(zhuǎn)速可在O至4.5rpm之間優(yōu)化運(yùn)轉(zhuǎn)。最大刀盤扭矩為4400KNm。最大轉(zhuǎn)速4.5rpm。刀盤可以正反兩個方向旋轉(zhuǎn)。刀盤驅(qū)動用螺栓安裝在壓力艙壁上，主要部件如下： 齒輪箱、主軸承、密封支撐、刀盤安裝法蘭環(huán)、密封壓緊環(huán)、內(nèi)外密封系統(tǒng)、小齒輪，齒輪馬達(dá)和軸承。2、盾體由三部分管形筒體組成：前盾體；中盾體；尾盾。 前體和與之焊在一起的承壓隔板作為刀盤驅(qū)動的支承，壓力通過前體作用到開挖面以起到支撐開挖面的作用。前體部分也起到平衡由刀

41、盤作用于土層而產(chǎn)生的力，前盾土倉側(cè)裝有五個土壓傳感器，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時在操作室中可以隨時觀察到土倉中土體的壓力。用于驅(qū)動刀盤的八個液壓馬達(dá)安裝在前盾上，八套三級液壓驅(qū)動變速齒輪箱帶有齒輪油注入孔及水冷卻系統(tǒng)。前盾裝有氣閘，可以使工作人員從承壓隔板上的門進(jìn)入開挖室檢查或更換刀具。 中體上安裝30個推進(jìn)千斤頂，油缸都沿圓周裝于中體前法蘭上，頂桿側(cè)支承端裝有橡膠墊。推進(jìn)千斤頂在與管片接觸端裝有支承靴，通過支承靴作用一環(huán)的管片環(huán)上，它們可以通過單個控制或分組控制以達(dá)到調(diào)整掘進(jìn)方向的功能。 尾盾焊接成一個整體，通過被動跟隨的14個鉸接式油缸與主盾體相連。尾盾后端焊有三排鋼絲刷環(huán)，三排鋼絲刷環(huán)圍成兩個密封室。

42、鋼絲刷環(huán)的內(nèi)徑比管片的外徑小很多，這樣在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時鋼絲刷環(huán)壓在管片外表面，鋼絲刷環(huán)之間不斷地被注入密封油脂形成一道完整的密封，防止地下泥水侵入盾體里。二號臺車上裝有活塞泵，用于泵入尾盾密封用油脂。3、螺旋輸送機(jī)斜穿盾體，前部由連接法蘭裝于前盾承壓隔板上，從土料倉底部進(jìn)料到與皮帶機(jī)連接處的出料口傾斜安裝，傾角為約17度。螺旋殼體上設(shè)有總共3個R2的連接件，用于泡沫劑、水等注入。根據(jù)螺旋體及中心軸尺寸，單邊通過最大塊體尺寸為270毫米。4、管片拼裝機(jī)位于尾盾。管片安裝機(jī)安裝在盾尾區(qū)域，用來安裝襯砌管片。安裝機(jī)所具有的各種動作進(jìn)行了專門調(diào)節(jié)以使管片精確就位。管片安裝機(jī)能拼裝通用環(huán)管片和普通環(huán)類型的

43、管片。它主要的運(yùn)動構(gòu)件的功能均可通過比例控制來實(shí)現(xiàn)。所有方向的運(yùn)動均進(jìn)行了可靠的計算，保證足夠功率，以使各管片達(dá)到精確安裝。管片安裝機(jī)由以下構(gòu)件組成：懸臂梁、移動機(jī)架、回轉(zhuǎn)機(jī)架、安裝頭。5、皮帶運(yùn)輸機(jī)用來把螺旋輸料機(jī)排出的土料運(yùn)至運(yùn)料車。皮帶運(yùn)輸機(jī)做成一個整體部件，包括電驅(qū)動單元。橡膠輸送帶裝有橫向滾輪。皮帶運(yùn)輸機(jī)的主要組成部件為：帶式結(jié)構(gòu)；排料段；拉緊裝置。6、后配套臺車門架臺車系統(tǒng)主要由以下部分組成：移送管片的電動葫蘆；軌道；4節(jié)門架臺車，上面安裝盾構(gòu)操作所需的液壓、電氣部件，還有運(yùn)料車裝料站、高壓電纜卷盤、軟管卷筒、通風(fēng)管、操縱室、壁后注漿設(shè)備、泡沫與加泥裝置。 1號門架臺車上裝有以下設(shè)

44、備：主驅(qū)動液壓動力站，液壓油箱；操縱室；管片吊裝用的電動葫蘆；同步壁后注漿設(shè)備；主軸承潤滑、密封脂注入的注脂泵；皮帶輸送器； 2號門架臺車上裝有以下設(shè)備：用于推進(jìn)、管片拼裝機(jī)、螺旋輸料機(jī)及附屬設(shè)備的液壓動力站；油冷卻和過濾站；膨潤土加入設(shè)備；吊車軌道。 3號門架臺車上裝有以下設(shè)備：泡沫發(fā)生裝置；電氣配電柜；空氣壓縮機(jī)。 4號門架臺車上裝有以下設(shè)備：變壓器；中壓開關(guān)；皮帶輸送機(jī)；輔助物件運(yùn)輸用吊車滑軌；皮帶機(jī)支撐及卸料點(diǎn)；高壓電纜繞線盤；軟管繞管盤；。7、電氣系統(tǒng)：高壓到低壓由變壓器完成。變壓器為密封式,戶外型，功率2000 KVA；初級電壓10KV ；次級電壓0.4KV；頻率55 Hz；保護(hù)等

45、級最小IP 55。8、控制系統(tǒng)：西門子S7 PLC為控制系統(tǒng)關(guān)鍵部件，用于控制TBM的主要功能。安裝于操作員控制臺，在配電柜里裝有遠(yuǎn)程接口，PLC系統(tǒng)與控制臺的工業(yè)計算機(jī)接口，通過測量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可歸納：“記錄、處理、存儲、顯示和評判盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)運(yùn)行中的所有關(guān)監(jiān)控參數(shù)”。9、SLS-SL/HRL激光導(dǎo)向系統(tǒng)：VMT公司生產(chǎn)的SLS-SL/HRL激光導(dǎo)向系統(tǒng)是為TBM按設(shè)計線路掘進(jìn)而開發(fā)的系統(tǒng)，本系統(tǒng)為TBM高精度地沿著設(shè)計路線掘進(jìn)提供各種所需的必要信息，SLS-SL/HR迅速成為世界范圍內(nèi)TBM廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)向系統(tǒng)?，F(xiàn)場實(shí)踐證明SLS-SL/HR導(dǎo)向系統(tǒng)是一套具有各種必要功能的完美的導(dǎo)向系統(tǒng)。

46、本系統(tǒng)硬件連接簡單，不需要復(fù)雜的電纜及部件連接。任何一個經(jīng)過培訓(xùn)的技術(shù)人員均可以很快地掌握該系統(tǒng)的配置。值班工程師不用測量員在場就能完成SLS-SL/HR的全部操作（包括激光站的前移），測量人員可以把工作重點(diǎn)放在控制測量方面。 10、泡沫生產(chǎn)系統(tǒng)：這個系統(tǒng)用于泡沫的控制、生產(chǎn)和泵送，泡沫生產(chǎn)是在泡沫發(fā)生器里通過機(jī)械混合空氣、水和泡沫來實(shí)現(xiàn)。泡沫是一種調(diào)節(jié)介質(zhì)，適合于靠土壓支持的盾構(gòu)在掘進(jìn)過程中泥土粘性非常高的意外情況。泡沫可以增加泥土的流塑性，避免泥土附著于刀盤表面，減小刀具磨損、降低刀盤和螺旋輸送機(jī)扭矩。泡沫發(fā)生系統(tǒng)由以下部件組成：刀盤上有8個注入點(diǎn)、土艙壓力板上有4個注入點(diǎn)、螺旋輸送機(jī)上有

47、4 x 2個注入點(diǎn)、1個水泵7m3/hr (離心式)、1個 泡沫泵 300ltr./h (螺桿式)、混合液控制裝置、壓縮空氣控制裝置、4個泡沫發(fā)生器、測量裝置及其控制、用水沖洗時的切換裝置。泡沫發(fā)生系統(tǒng)11、注漿系統(tǒng)：管片外表面與土層之間的環(huán)隙注漿由4根注漿管完成。一號臺車上安裝兩臺注漿泵，每臺注漿泵有兩個出料口和注漿管連接。盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時，注漿泵開始工作，注漿材料被泵送到盾尾后端，及時添充管片外表面與土層之間的環(huán)隙，注漿量可由理論計算和注漿壓力確定，同步注漿保證了成環(huán)管片在土體中的姿態(tài)。砂漿在地面準(zhǔn)備，通過帶攪拌器的砂漿車（由用戶提供）輸送到后配套系統(tǒng)上的砂漿攪拌罐中。砂漿轉(zhuǎn)運(yùn)泵（由用戶提供）

48、安裝在砂漿罐車上，砂漿轉(zhuǎn)運(yùn)泵將砂漿車?yán)锏纳皾{輸送到后配套拖車的砂漿罐中。一般來講, 砂漿里有適量的阻凝劑以防止砂漿在注漿前凝固。掘進(jìn)期間，注漿泵吸取砂漿罐的砂漿并將其注入盾尾管片與隧道的間隙中。砂漿泵從TBM上的砂漿罐向管片外環(huán)間隙注射砂漿，通過行程計數(shù)器和壓力傳感器控制，壓力傳感器連接到PLC以控制泵的速度，進(jìn)而控制環(huán)間壓力在預(yù)定的范圍內(nèi)。注漿設(shè)備：2個雙活塞注漿泵共有4個獨(dú)立壓力出口,安裝在后配套右側(cè)，每個壓力出口直接接在注漿管上并由壓力傳感器監(jiān)視。注漿泵的注漿量可以根據(jù)所需來設(shè)定。這是由帶有流量計的液壓泵來實(shí)現(xiàn)的。注漿泵的砂漿通過工地提供的砂漿車來供給。 在每次注漿循環(huán)的結(jié)束，膨潤土將被

49、注入來清洗注漿管，這樣來維保并能夠阻止注漿管發(fā)生堵塞。在盾尾內(nèi)表面上有維?？?。通過它們可以檢查注漿管內(nèi)是否有堵塞情況。如果注漿管內(nèi)發(fā)生了堵塞情況，將使用高壓水對注漿管進(jìn)行沖洗，來去除堵塞。12、人閘和壓縮空氣設(shè)備 人閘：雙室人閘倉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)動裝置的半徑相對應(yīng)。通過連接法蘭能使人穿過艙壁密封門進(jìn)入土倉，此門的直徑為600mm。雙室人閘倉的中間被一個供人進(jìn)出的壓力門隔開。人閘倉的設(shè)計是按EN 12110標(biāo)準(zhǔn)。裝在盾體上的壓縮空氣系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)開挖面的支撐壓力和調(diào)節(jié)人閘倉的空氣壓力。人閘工作，泡沫系統(tǒng)和工作時使用的刀具所需的壓縮空氣系統(tǒng)裝在后配套上。壓縮空氣設(shè)

50、備包括：電動螺旋式的空壓機(jī) 10m3/min 7.5 bar 55kW、1臺空氣罐1000升、空氣調(diào)節(jié)器、壓力傳感器、控制閥、安裝設(shè)備、工業(yè)空氣可呼吸空氣（雙管路更加安全；一條運(yùn)作，一條備用）。32加泥型土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的主要特點(diǎn)結(jié)構(gòu)先進(jìn)，自動化程度高，采用了國際盾構(gòu)最新技術(shù)。開挖、出渣、襯砌均以液壓為動力，易于控制、調(diào)整各種作業(yè)。施工效率與可靠性高；安全性能好。裝備各種監(jiān)控、傳感、控制裝置。設(shè)備的控制、儀表及監(jiān)控系統(tǒng)均在盾構(gòu)控制室內(nèi)控制?？刂剖铱刂婆_有良好的視野，便于觀察刀盤出料、管片安裝。設(shè)有水平側(cè)滾監(jiān)控系統(tǒng)，甲烷氣體監(jiān)測報警系統(tǒng)等。采用防爆電機(jī)等電氣防護(hù)措施。設(shè)有鉸接液壓油缸、超挖刀，盾

51、構(gòu)可以在垂直、水平方向上進(jìn)行各種調(diào)整，能按設(shè)計要求完成曲線開挖。刀盤為混合式結(jié)構(gòu)，既可適應(yīng)較硬地質(zhì)，也適應(yīng)軟土地層。機(jī)器功率強(qiáng)大、結(jié)構(gòu)牢固、操作方便、安全可靠，適應(yīng)地質(zhì)條件范圍廣。33盾構(gòu)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)計算 1、計算原理盾構(gòu)千斤頂應(yīng)有足夠的推力克服盾構(gòu)推進(jìn)時所遇到的阻力。這些推進(jìn)阻力主要有： 盾構(gòu)四周與地層間的摩阻力或粘結(jié)力； 盾構(gòu)切口環(huán)刃口切入土層產(chǎn)生的貫入阻力； 開挖面正面作用在切削刀盤上的推進(jìn)阻力； 在盾尾處盾尾板與襯砌間的摩阻力； 盾構(gòu)后面臺車的牽引阻力。以上各種推進(jìn)阻力的總和用下式表示，在使用時，須考慮各種盾構(gòu)機(jī)械的具體情況，并留出一定的富余量，即為盾構(gòu)千斤頂?shù)目偼屏Α?2、盾構(gòu)千斤

52、頂?shù)目偼屏?盾體的摩擦力WM: WM·2·r·l(pvph) ·0.5Gs其中，摩擦系數(shù)0.25(經(jīng)驗(yàn)值); 盾構(gòu)半徑r3.125m； 盾體長度l7.8m; 垂直荷載pv（kN/m²）; 水平荷載ph（kN/ m²）; 盾構(gòu)自重Gs 37000 kN； 盾體上分布的荷載包括垂直土壓力pv和水平土壓力ph； pv（285297）/2291 kN/m² ph205 kN/m² WM0.25×2×3.125×7.8×(291205)×0.53700 10420 kN。 刀

53、盤推力WBA 48把刮刀，34把滾刀（相當(dāng)于68把刮刀）和8把鏟刀（相當(dāng)于64把刮刀），每把可承受9.4 kN。 WBA（4868864）×9.41692 kN。 盾尾在管片上的拉力Fs Fs10 kN/m(經(jīng)驗(yàn)值) 則Fs2×3.0×10189 kN。 后配套系統(tǒng)拉力FNL 取FNL750 kN。 開挖面支撐壓力FSP FSP400×（6.25²/2×）12272 kN。 油缸推力F F1042016921897501227225323 kN。 考慮到縱向坡度和曲線開挖及其它因素，推力增加50%，盾構(gòu)最小推力應(yīng)為W=1.5F =1.5×25323=37984.5 kN 推力的經(jīng)驗(yàn)計算 F=pS=（5001200）×D24=4×6.252×（5001200） =1534036816 kN 本盾構(gòu)機(jī)的總推力為39914kN，滿足理論計算值和經(jīng)驗(yàn)值范圍要