盾構(gòu)施工籌劃

盾構(gòu)施工籌劃第1頁/共56頁匯報內(nèi)容1.工程概況6.施工中采取的措施5.盾構(gòu)機參數(shù)及型號2.水文地質(zhì)情況4.盾構(gòu)籌劃工期安排及場地布置情況3.周邊環(huán)境及風險源情況第2頁/共56頁一、工程概況第3頁/共56頁1、工程概況

天津地鐵6號線9合同段工程位于河北區(qū)，南起北站站，沿呂緯路方向向北至南口站，全線均為地下線，總長1181m，本標段包括一個明挖車站、兩個盾構(gòu)區(qū)間，分別為北站站～新開河站、新開河站、新開河站～南口路站。第4頁/共56頁

區(qū)間設(shè)計為單圓盾構(gòu)隧道，隧道內(nèi)徑φ5.5m，襯砌管片厚度0.35m，環(huán)寬1.5m，單環(huán)管片由1個封頂塊、2個鄰接塊、3個標準塊組成，拼裝采用錯縫拼裝，管片連接采用彎螺栓連接，襯砌環(huán)采用標準環(huán)+左轉(zhuǎn)彎環(huán)+右轉(zhuǎn)彎環(huán)組合。鋼筋砼管片強度等級為C50，抗?jié)B標號P10。第5頁/共56頁

北站～新開河站區(qū)間，設(shè)計里程為右線DK12+196.447～DK12+490.147，右線區(qū)間全長293.7m；左線區(qū)間全長289.001m；采用盾構(gòu)法施工。2、區(qū)間工程1）、新開河站~北站區(qū)間工程新開河~北站站盾構(gòu)區(qū)間間新開河站北站海韻家園第6頁/共56頁六馬路~南口路盾構(gòu)區(qū)間間六馬路站南口路站新開河新開河站～南口路站區(qū)間，設(shè)計里程為右線DK12+714.731～DK13+540.874,右線區(qū)間全長826.143m；左線區(qū)間全長827.506m，采用盾構(gòu)法施工。2）、新開河站~南口路站區(qū)間工程第7頁/共56頁二、水文地質(zhì)情況第8頁/共56頁1、地質(zhì)情況

根據(jù)勘察資料，區(qū)間場地埋深50.00m深度范圍內(nèi)，自上而下包含以下土層:①1層雜填土;①2層素填土;③1層粘土;④1層粉質(zhì)粘土;④2層粉土;⑥1層粉質(zhì)粘土;⑥3層粉土;⑥4層粉質(zhì)粘土;⑦層粉質(zhì)粘土;⑧1層粉質(zhì)粘土;⑧2-1層粉砂;⑨1層粉質(zhì)粘土;⑨2-2層粉砂;⑩1層粉質(zhì)粘土;111層粉質(zhì)粘土;112層粉砂;113層粉質(zhì)粘土。北站站～六馬路站盾構(gòu)區(qū)間隧道穿越地質(zhì)有：⑦粉質(zhì)粘土、⑧1粉質(zhì)粘土、⑨1粉質(zhì)粘土、⑨1j粉土。六馬路站～南口路站盾構(gòu)區(qū)間隧道穿越地質(zhì)有：⑥4粉質(zhì)粘土、⑧1粉質(zhì)粘土、⑧2粉土。第9頁/共56頁2、水文情況

第一承壓含水層：⑧2層粉土為承壓含水層。該承壓含水層水頭大沽標高約為0.10m。11-1層粉質(zhì)粘土為承壓含水層隔水底板。

第二承壓含水層：112層粉砂為承壓含水層。該承壓含水層水頭大沽標高約為-1.00m。113層粉質(zhì)粘土、121層粉質(zhì)粘土為承壓含水層隔水底板。第10頁/共56頁第11頁/共56頁三、周邊環(huán)境及風險源情況第12頁/共56頁北站~新開河站區(qū)間側(cè)穿海韻家園，下穿五馬路、六馬路。該區(qū)間三級環(huán)境風險源1項，四級環(huán)境風險源3項。1、新開河~北站區(qū)間第13頁/共56頁1、盾構(gòu)區(qū)間側(cè)穿海韻家園居民樓盾構(gòu)隧道左線依次側(cè)穿1幢9層居民樓、4幢6層居民樓、1幢8層居民樓，盾構(gòu)隧道與居民樓最小水平凈距為4.3m；盾構(gòu)隧道右線依次側(cè)穿2幢9層居民樓，盾構(gòu)隧道與居民樓最小水平凈距為4.5m，風險源等級為Ⅲ級；2、盾構(gòu)區(qū)間側(cè)穿海韻家園居民樓盾構(gòu)隧道左線依次側(cè)穿1幢9層居民樓，盾構(gòu)隧道與居民樓最小水平凈距為13.4m，風險源等級為Ⅳ級；3、盾構(gòu)區(qū)間側(cè)穿市運騰房地產(chǎn)開發(fā)有限公司建筑物盾構(gòu)隧道右線側(cè)穿市運騰房地產(chǎn)開發(fā)有限公司建筑物，該處建筑物為1層磚混結(jié)構(gòu)，盾構(gòu)隧道距離建筑物最小水平凈距為3.9m，風險源等級為Ⅳ級；4、盾構(gòu)區(qū)間下穿市政管線盾構(gòu)隧道垂直下穿五馬路下方的Φ1000雨水管Φ800雨污合流管，隧頂至管底最小水平凈距為13.3m，風險源等級為Ⅳ級；第14頁/共56頁新開河站~南口路站區(qū)間下穿八馬路、新開河、志成路，側(cè)穿市液力機械廠房、津裕大跨度廠房和津海大酒店，斜穿南口路，下穿永生里小區(qū)和50幢1~2層建筑物。該區(qū)間二級環(huán)境風險源3項，三級環(huán)境風險源6項，四級環(huán)境風險源1項。2、新開河~南口路站區(qū)間第15頁/共56頁1、盾構(gòu)區(qū)間下穿新開河

隧道下穿河流，河底標高約-3.0m，隧道距河底最小豎向凈距離約10.1m，風險源等級III級;2、盾構(gòu)區(qū)間側(cè)穿志成路高架樁基

志成路高架樁基為直徑1.5m的鉆孔灌注樁，隧道側(cè)穿樁基，盾構(gòu)隧道于樁基最小水平徑距約3.46m，風險源等級為III級；3、盾構(gòu)區(qū)間側(cè)穿市液力機械廠2層廠房

市液力機械廠2層廠房為磚混結(jié)構(gòu)，廠房基礎(chǔ)不明，隧道側(cè)穿廠房，最小水平徑距離0m，風險等級III級；4、盾構(gòu)區(qū)間側(cè)穿天津津裕大跨廠房

天津津裕大跨廠房為1層磚混結(jié)構(gòu)，廠房基礎(chǔ)不明，隧道下穿廠房，風險源等級III級；5、盾構(gòu)區(qū)間側(cè)穿津海酒店5層津海酒店為5層磚混結(jié)構(gòu)，隧道側(cè)穿該建筑物，基礎(chǔ)不明，最小水平徑距6.7m,風險源等級IV級；6、盾構(gòu)區(qū)間下穿永生里5層居民樓

永生里5層居民樓為磚混結(jié)構(gòu)，建筑物基礎(chǔ)不明，隧道下穿居民樓，風險源等級II級；第16頁/共56頁7、盾構(gòu)區(qū)間下穿第一染整廠廠房

第一染整廠廠房為1層磚混結(jié)構(gòu)，條形基礎(chǔ)，基底標高-1.5m，盾構(gòu)隧道下穿該廠房，隧距離廠房基礎(chǔ)最小豎向凈距為7.9m，風險源等級II級；8、盾構(gòu)區(qū)間下穿5處50幢1~2層建筑物

盾構(gòu)區(qū)間所下穿的約50幢1~2層建筑物均為磚混結(jié)構(gòu)，隧距地面最小覆土深度約為10m,風險源等級II級；9、盾構(gòu)區(qū)間側(cè)穿4處約10幢1~2層建筑物

盾構(gòu)區(qū)間所側(cè)穿的約10幢1~2層建筑物均為磚混結(jié)構(gòu)，隧頂距地面最小覆土深度約為10m，風險源等級III級；10、盾構(gòu)區(qū)間下穿市政管線

區(qū)間垂直下穿八馬路下方1800×1800雨污合流管，隧頂至管底豎向凈距約14m；區(qū)間垂直下穿志成路下方管線（DN2500水管源、DN529中壓燃氣管、DN1200輸配水管、DN2600水管源、DN1200輸配水管及DN630中壓燃氣管），隧頂至管底最小豎向凈距約5.8m；區(qū)間垂直下穿南口路下方DN1200輸配水管、Φ1200雨污合流管、Φ1200污水管，隧頂至管底最小豎向凈距約9m，風險源等級III級；第17頁/共56頁四、盾構(gòu)籌劃工期安排及場地布置情況第18頁/共56頁盾構(gòu)籌劃工期按地鐵三項目管理中心最新確定的工期計劃進行籌備，具體工期安排如下：我項目部計劃投入2臺盾構(gòu)機用于本合同段的施工，1臺為中鐵裝備6410盾構(gòu)機，1臺為小松盾構(gòu)機。小松盾構(gòu)機用于掘進六馬路～北站區(qū)間的左右線及六馬路～南口路左線，總掘進里程約1400m。中鐵裝備盾構(gòu)機用于掘進六馬路～南口路區(qū)間右線的800m?？傮w安排為大小里程均在六馬路站始發(fā)，分別在北站和南口路站接收。在六馬路站配備2臺45噸龍門吊（出土口位置）及2臺16噸龍門吊（2個端頭井）進行出土、管片下放等相關(guān)作業(yè)。2014年3月15日～2014年5月15日，61天完成六馬路～北站區(qū)間左線300m施工，工效為4.9m/天。（小松）2014年6月10日～2014年8月10日，61天完成六馬路～北站區(qū)間右線300m施工，工效為4.9m/天。（小松）2014年9月5日～2014年12月15日，100天完成六馬路～南口路區(qū)間左線800m施工，工效為8m/天。（小松）2014年3月5日～2014年7月25日，130天完成六馬路～南口路區(qū)間右線800m施工，工效為6m/天。（中鐵裝備）4.1、盾構(gòu)工期籌劃第19頁/共56頁新開河站南口站北站站右線右線左線左線盾構(gòu)施工籌劃圖小松盾構(gòu)小松盾構(gòu)小松盾構(gòu)中鐵裝備盾構(gòu)第20頁/共56頁4.2、盾構(gòu)場地布置

在大小里程端頭井各布置一臺16噸龍門吊，在出土口位置布置2臺45噸龍門吊負責出土。16t管片及注漿布置圖第21頁/共56頁五、盾構(gòu)機型號及參數(shù)第22頁/共56頁中鐵裝備盾構(gòu)機盾構(gòu)主要參數(shù)刀盤：輻條式刀盤，開挖直徑6410mm，開口率為43%；主驅(qū)動：液壓驅(qū)動，總功率630kW，預(yù)留945kW；刀盤轉(zhuǎn)速０~3rpm；額定扭矩5200kN.M，最大脫困扭矩6100kN.M；推進系統(tǒng)：最大推力4255

T，最大推進速度80mm/min；螺旋輸送機：有軸式，內(nèi)徑φ800

mm；第23頁/共56頁中鐵裝備盾構(gòu)機盾構(gòu)主機圖第24頁/共56頁中鐵裝備盾構(gòu)機刀盤開口率為43%，直徑為6410mm，用于軟土的盾構(gòu)機刀盤均設(shè)計為大開口率，有利于降低刀盤扭矩1） 輻條式加小面板，6根輻條2） 刀盤重量35t第25頁/共56頁中鐵裝備盾構(gòu)機本工程地質(zhì)主要為粉土、粉質(zhì)粘土，安裝的刀具完全滿足本工程的需求，單線隧道最長為827.5m，掘進過程中不需要更換刀具。刀具先行刀

切刀

先行刀數(shù)量44把切刀數(shù)量72把先行刀高度220/130mm切刀寬度150mm保徑刀數(shù)量12把切刀高度100mm噴口保護刀數(shù)量5把刮刀

中心刀數(shù)量1把刮刀數(shù)量12把中心刀高度400mm刮刀寬度150

仿形刀

刮刀高度100mm仿形刀數(shù)量1把

仿形刀擴挖量45mm

第26頁/共56頁土壓平衡掘進模式

設(shè)備具有可靠、靈敏的土壓平衡調(diào)節(jié)能力，保證開挖面的穩(wěn)定，與周圍的水土壓力保持平衡，控制地表、建構(gòu)筑物及公路等沉降符合規(guī)范要求；第27頁/共56頁被動鉸接與緊急密封裝置

前盾、中盾直徑為Φ6400mm，中盾長度為2806mm，盾尾長度為3750mm,厚度為40mm，中盾和尾盾采用被動鉸接連接。鉸接結(jié)構(gòu)設(shè)計、鉸接密封性能參數(shù)中盾和盾尾之間設(shè)計有兩道密封，一道為橡膠密封，一道為緊急氣囊密封，如下圖所示。正常情況下，橡膠密封起作用。在涌水或橡膠密封損壞需要更換時，使用緊急氣囊密封。通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)塊的螺栓可以調(diào)節(jié)橡膠密封的壓縮量，從而調(diào)節(jié)中盾與尾盾之間的密封間隙。第28頁/共56頁管片拼裝拼裝機具有6個自由度。管片抓舉采用機械式，抓緊狀態(tài)檢測采用壓力繼電器檢測，具有聯(lián)鎖功能。推進油缸行程為2150mm。盾構(gòu)同時具備安裝1.2米和1.5米管片的能力。

盾構(gòu)管片采用1.5m寬度管片，管片內(nèi)徑5.5m，外徑6.2m，管片厚度35cm第29頁/共56頁螺旋輸送機防噴涌設(shè)計：采用兩道下出渣方式，兩道閘門呈相反方向，當兩道閘門同時開啟時渣土沿曲線流動，起到一定的減壓作用，從而起到防噴涌作用當使用一道門時，另一道閘門起到備用作用，并且兩道閘門可實現(xiàn)單獨控制。內(nèi)徑φ800

mm，最大扭矩115kNm，最高轉(zhuǎn)速25r/min，最大通過粒徑φ300×560mm

螺旋輸送機具備自動伸縮功能，前端土倉內(nèi)設(shè)置一道閘門，后端設(shè)置兩道閘門，且具備斷電自動關(guān)閉功能第30頁/共56頁超前注漿、超前地質(zhì)探測根據(jù)超前注漿的影響區(qū)域，沿中盾盾殼圓周上半部180°范圍內(nèi)設(shè)計6根超前注漿管，可對地質(zhì)進行超前鉆探、注漿加固。同時在盾體壓力隔板上布置7個超前注漿孔，可通過刀盤開口往隧道正前方鉆孔及加固第31頁/共56頁后配套系統(tǒng)總長度約70m，共5個臺車添加劑注入系統(tǒng)同步注漿系統(tǒng)自動導(dǎo)向系統(tǒng)（演算工房）控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有害氣體檢測系統(tǒng)第32頁/共56頁泡沫、膨潤土等添加劑注入系統(tǒng)添加劑注入口刀盤前面共設(shè)置了5個添加劑注入口，其中3個為專用泡沫口；2個為專用的膨潤土注入噴口，將泡沫與膨潤土同時輸送到刀盤前部以利渣土攪拌，加強改良效果，減少刀具磨損。第33頁/共56頁具有自動及手動控制模式，能自動控制推進力、刀盤扭矩、推進速度、土倉壓力、螺旋輸送機轉(zhuǎn)速、閘門開度等參數(shù)控制系統(tǒng)

第34頁/共56頁同步注漿系統(tǒng)（內(nèi)置注漿管路）單液同步注漿系統(tǒng)

注漿泵型式雙活塞注漿泵

注漿泵數(shù)量2個

注漿泵功率30KW

注漿能力10×2m3/h

注漿泵出口最大壓力60bar

注漿口數(shù)量4個

砂漿罐容量7m3

攪拌器功率5.5KW自動潤滑第35頁/共56頁適應(yīng)性分析刀盤設(shè)計和刀具布置適應(yīng)天津地質(zhì)條件正常掘進要求；刀盤扭矩滿足掘進需求，推進系統(tǒng)推力滿足掘進需求；螺旋輸送機出碴能力滿足掘進需求；同步注漿能力滿足最大掘進速度的需求。中鐵裝備盾構(gòu)機針對本項目設(shè)計的盾構(gòu)機，能很好的適用于本項目。第36頁/共56頁小松盾構(gòu)機盾構(gòu)主要參數(shù)刀盤：輻條式刀盤，開挖直徑6340mm，開口率為44%；主驅(qū)動：變頻驅(qū)動，總功率640kW；刀盤轉(zhuǎn)速：0-1.3rpm；額定扭矩5147kN.M，最大扭矩6176kN.M；推進系統(tǒng)：最大推力37730kN，最大推進速度80mm/min；螺旋輸送機：有軸式，內(nèi)徑φ650

mm；第37頁/共56頁小松盾構(gòu)機盾構(gòu)主機圖第38頁/共56頁小松盾構(gòu)機刀盤開口率為44%，直徑為6340mm輻條式+小面板，6根輻條第39頁/共56頁小松盾構(gòu)機本工程地質(zhì)主要為粉土、粉質(zhì)粘土，安裝的刀具完全滿足本工程的需求，單線隧道最長為827.5m，掘進過程中不需要更換刀具。標準刀78把保護刀12把先行刀66把邊刮刀16把中心刀1把超挖刀2把第40頁/共56頁土壓平衡掘進模式

設(shè)備具有可靠、靈敏的土壓平衡調(diào)節(jié)能力，保證開挖面的穩(wěn)定，與周圍的水土壓力保持平衡，控制地表、建構(gòu)筑物及公路等沉降符合規(guī)范要求第41頁/共56頁主動鉸接前中盾長度為4515mm，盾尾長度為3635mm,厚度為40mm中盾和尾盾采用主動鉸接連接，鉸接油缸安裝在前后殼體上、鉸接處有防水密封。第42頁/共56頁管片拼裝拼裝機具有6個自由度。管片抓舉采用機械式，抓緊狀態(tài)檢測采用壓力繼電器檢測，具有聯(lián)鎖功能。更換所有短的推進油缸為行程為2150mm的油缸。盾構(gòu)具備安裝1.5米管片的能力。

盾構(gòu)管片采用1.5m寬度管片，管片內(nèi)徑5.5m，外徑6.2m，管片厚度35cm第43頁/共56頁螺旋輸送機內(nèi)徑φ650

mm，最大扭矩37.1kNm，最高轉(zhuǎn)速18r/min螺旋輸送機可改造為具備自動伸縮功能，并設(shè)置前后兩道閘門及具備自動關(guān)閉功能，已與廠家確定改造方案。第44頁/共56頁超前注漿、超前地質(zhì)探測沿切口環(huán)四周布置有徑向注漿管，可對地質(zhì)進行超前鉆探、注漿加固。第45頁/共56頁后配套系統(tǒng)添加劑注入系統(tǒng)同步注漿系統(tǒng)自動導(dǎo)向系統(tǒng)（演算工房）控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)增加有害氣體檢測系統(tǒng)第46頁/共56頁泡沫、膨潤土等添加劑注入系統(tǒng)具有膨潤土注入系統(tǒng)具有泡沫注入系統(tǒng)刀盤有5個注入孔注入孔第47頁/共56頁具有自動及手動控制模式，能自動控制推進力、刀盤扭矩、推進速度、土倉壓力、螺旋輸送機轉(zhuǎn)速、閘門開度等參數(shù)控制系統(tǒng)

第48頁/共56頁同步注漿系統(tǒng)按日本制式設(shè)計的盾構(gòu)注漿管均為外置包管形式，日本制式盾構(gòu)外徑較小，因此總開挖土方、建筑間隙、注漿填充量均較歐洲制式盾構(gòu)少，從而有利于減小周圍土體擾動、減少地面二次沉降、提高隧道成環(huán)質(zhì)量。通過控制盾構(gòu)進出洞姿態(tài)，外置注漿管盾構(gòu)在各地軟土隧道施工中廣泛應(yīng)用，實際效果良好，能夠保證工程建設(shè)質(zhì)量。盾構(gòu)進出洞時，確保端頭加固效果良好，能夠保證工程安全。第49頁/共56頁同步注漿系統(tǒng)同步注漿A液用(PA)Ｂ液用排量（L/min）280