【正文】 性與盾構(gòu)選型 10 泥水盾構(gòu) 土壓平衡盾構(gòu) 透水系數(shù)(m/s) 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109 1010 1011 問(wèn)題一：選擇土壓平衡還是泥水平衡？ 選型時(shí)的幾個(gè)困惑 黃色區(qū)域適合于泥水平衡盾構(gòu)，藍(lán)色區(qū)域適合土壓平衡盾構(gòu)機(jī)。 北京修建地鐵盾構(gòu)法施工的線路也在不斷增加。 1992年 臺(tái)北地鐵淡水線（ Herrenknecht）土壓平衡盾構(gòu) 1994年 10月，上海隧道工程股份有限公司采用盾構(gòu)法承建的南京第一條秦淮河治理工程隧道推進(jìn)。 布魯諾爾 1806注冊(cè)專(zhuān)利的盾構(gòu) 螺旋盾構(gòu)， 1818 1825～ 1843年，布魯諾在倫敦泰吾士河下用盾構(gòu)法修建458m長(zhǎng)的矩形隧道（ ）。 與法國(guó) FCB公司合作設(shè)計(jì)制作的 1992年 6月，上海市隧道工程公司承建上海地鐵 1號(hào)線上?；疖?chē)站～漢中路車(chē)站區(qū)間隧道盾構(gòu)推進(jìn)， 1993年 4月全線貫通。盾構(gòu)另一個(gè)作用是能夠承受來(lái)自地層的壓力，防治地下水或流沙的入侵。 幅條式：優(yōu)點(diǎn)是開(kāi)口率大，渣土易進(jìn)入土倉(cāng)，不易形成泥餅，刀盤(pán)不易被堵，正面土壓能較準(zhǔn)確的反映；缺點(diǎn)是正面土壓波動(dòng)較大，容易引起地表沉降，刀盤(pán)比較薄弱，不易滿(mǎn)足復(fù)合地層刀具的布置和刀盤(pán)本身剛度的要求。滾刀用于破碎粒徑較大的礫石或漂石。 盾構(gòu)泡沫 所謂盾構(gòu)泡沫是邊向盾構(gòu)開(kāi)挖面或土壓平衡艙內(nèi)注入一種事先調(diào)制好的特殊氣泡材料邊推進(jìn)的一種施工方法。 作為傳力介質(zhì)的土砂與盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)，將盾構(gòu)機(jī)千斤頂?shù)耐屏D(zhuǎn)化為作用在開(kāi)挖面上的壓應(yīng)力，以維持開(kāi)挖面的水土壓力平衡，從而保持開(kāi)挖面土體的穩(wěn)定，具有塑流性的土砂通過(guò)螺旋機(jī)的有控輸出，使土倉(cāng)內(nèi)形成保持設(shè)定壓力的密封系統(tǒng)。 風(fēng)險(xiǎn)略高 88 盾構(gòu)機(jī)過(guò)站順序圖 89 盾構(gòu)機(jī)過(guò)站流程 90 3）關(guān)于隧道抗浮問(wèn)題 上浮原因： 液體的浮力； 盾構(gòu)與管片姿態(tài)不匹配； 注漿不合理。 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的主要手段 目前用于探測(cè)孤石、溶洞、水囊的主要手段有： ① 地質(zhì)雷達(dá)：探地雷達(dá)是利用探測(cè)目標(biāo)體與其周?chē)橘|(zhì)的導(dǎo)電性、介電性的差異，通過(guò)高頻脈沖電磁波在電性界面上的反射來(lái)探測(cè)有關(guān)的目標(biāo)物。人工挖孔至風(fēng)化球處，即可對(duì)風(fēng)化球處理，采 用 風(fēng) 鉆 對(duì) 風(fēng) 化 球 進(jìn) 行 打 眼，間 距 300mm 300mm，梅花狀布置，孔徑 40mm，鉆孔結(jié)束使用劈裂機(jī)對(duì)風(fēng)化球進(jìn)行破碎，破碎后清理吊出，清除至盾構(gòu)通過(guò)此風(fēng)化球處時(shí)的周邊各 15cm。 （ 3）裂隙中地下水發(fā)育時(shí)可能?chē)娪浚煌羵}(cāng)壓力小則可能地表沉陷。 刀盤(pán)和螺旋機(jī)磨損嚴(yán)重。m；主軸承直徑 3 m；出渣方式為雙螺旋輸送機(jī)(軸式 )+皮帶；螺旋輸送機(jī)直徑 700—800 mm；螺旋輸送機(jī)輸出粒徑240—250 mm； ? 整機(jī)功率 2022kVA；盾構(gòu)推進(jìn)力 34210kN；最大推進(jìn)速 ? 度 80mm／ min；整機(jī)重量 5 200kN。此方法適合處理較大型孤石。 （ 1） 地層注漿加固后盾構(gòu)推進(jìn) 在確認(rèn)孤石區(qū)域后，從地面對(duì)孤石周邊一定范圍的地層采用袖閥管進(jìn)行加固，待漿液凝固后，漿液將孤石緊緊包裹住，待盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，孤石受到刀盤(pán)正面的切削作用而破碎，不會(huì)被擠壓至土體產(chǎn)生較大的擾動(dòng)，盾構(gòu)姿態(tài)也比較容易控制。 深圳地鐵球狀風(fēng)化巖的存在導(dǎo)致盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中刀盤(pán)嚴(yán)重變形，險(xiǎn)些釀成重大事故。 要點(diǎn)：信息化施工，選擇合理參數(shù)，保頭護(hù)尾，及時(shí)糾偏，合理注漿 盾構(gòu)掘進(jìn) 83 盾構(gòu)接收 84 盾構(gòu)調(diào)頭 85 1 2 3 86 1關(guān)于盾構(gòu)施工幾個(gè)問(wèn)題的探討 1）關(guān)于惰性漿液與可硬性漿液的問(wèn)題 堵管 對(duì)盾尾刷的影響 施工沉降 后期沉降 施工難度 成本 隋性漿液 不易 小 正常 大 小 小 可硬性漿液 易 大 略好 較小 相對(duì)困難 略高 87 2）盾構(gòu)機(jī)平移調(diào)頭、過(guò)站、分體轉(zhuǎn)場(chǎng)和整機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)的選擇 轉(zhuǎn)換時(shí)間 費(fèi)用 制約條件 安全風(fēng)險(xiǎn) 就地調(diào)頭 短 正常 接收井處底板設(shè)下翻梁，地面配套不搬時(shí)要求接收井長(zhǎng)度足夠，能鋪道叉。近年來(lái)，昆明、福州、廈門(mén)采用了復(fù)合式盾構(gòu)，但其直徑又采用了軟土地層的尺寸，與其他城市的通用性更小。 一級(jí)螺旋機(jī)一級(jí)螺旋機(jī)閘門(mén)二級(jí)螺旋機(jī)卸水孔二級(jí)螺旋機(jī)閘門(mén)二級(jí)螺旋機(jī)（適用于地下水易噴涌的 地層） 問(wèn)題五：主動(dòng)鉸接和被動(dòng)鉸接 日系一般用主動(dòng)鉸接，海瑞克一般用被動(dòng)鉸接 主動(dòng)鉸接缺點(diǎn)：油缸設(shè)計(jì)荷載達(dá) 32022KN以上，而被 動(dòng)鉸接千斤頂只需 8000KN，所以主動(dòng)鉸接重量大、造 價(jià)高（主動(dòng)鉸接盡靠前，被告動(dòng)鉸接比較靠后）； 主動(dòng)鉸接優(yōu)點(diǎn)：彎道推進(jìn)時(shí)受力好；彎曲角度可達(dá) 9度，而被 動(dòng)鉸接只能達(dá)到 3度，但一般線路半徑在 300米以上， 2度已足夠；另外動(dòng)鉸接可以在主推進(jìn)系系故障時(shí)作副助推進(jìn)； 盾 尾通過(guò)鉸接油缸掛在前部，無(wú)需專(zhuān)門(mén)操作 為減小鉸接油缸受力鉸接盡靠前，一般在中部往前 56 問(wèn)題六：刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)選 擇變頻電機(jī)還是液壓馬達(dá) 動(dòng)動(dòng)方式 傳動(dòng)效率 發(fā)熱量 隧道內(nèi)工作環(huán)境 重量 短時(shí)沖擊和過(guò)載承受能力 故障率 復(fù)合地層中使用 調(diào)速范圍 變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng) 高 小 好 輕 一般 少 少 寬 液壓馬 達(dá)驅(qū)動(dòng) 較低 較大 較差 較重 略好 少 多 較寬 57 問(wèn)題七：刀盤(pán)扭矩和推力 海瑞克復(fù)合盾構(gòu)一般最大扭矩 4500KNm，脫困扭矩 5300KNm，推進(jìn)系統(tǒng)總推力為 34000KN，最大推力為 40000KN；日系盾構(gòu)在扭矩和推力上相對(duì)設(shè)計(jì)得更大一點(diǎn)，在的脫困扭矩已達(dá)到 9000KNm。在切刀或刮刀的刃口和刃口背面鑲嵌有合金和耐磨材料，以延長(zhǎng)刀具的使用壽命，切刀的破巖能力為 20MPa，可以順利地通過(guò)進(jìn)出洞端頭的加固地層。 3. 盾構(gòu)機(jī)的分類(lèi) 盾構(gòu)機(jī)的分類(lèi) 盾 構(gòu) 機(jī)均 一 地 層 盾構(gòu) 機(jī)復(fù) 合 地 層 盾構(gòu) 機(jī)地 層 盾 構(gòu) 機(jī)巖 層 盾 構(gòu) 機(jī)混 合 盾 構(gòu) 機(jī)土 壓 平 衡 型盾 構(gòu) 機(jī)泥 水 盾 構(gòu) 機(jī)開(kāi) 胸 模 式欠 土 壓 模 式閉 胸 模 式加 氣 壓 模 式泥 水 模 式加 氣 壓 模 式隧 道 掘 進(jìn)機(jī) 總 稱(chēng)地 層 分 類(lèi) 與 盾 構(gòu)機(jī) 之 間 的 關(guān) 系盾 構(gòu) 機(jī) 的 適 應(yīng)性 分 類(lèi)盾 構(gòu) 機(jī) 選 型( 二 類(lèi) )盾 構(gòu) 機(jī) 選 模 式( 六 種 )上隧 863項(xiàng)目 小松（土壓） 綜述 開(kāi)挖直徑 6340mm 6340mm 整機(jī)長(zhǎng)度 59000m 61380mm 盾構(gòu)主機(jī)總重 250T 330t（總重 ?） 盾殼厚度 40mm 40mm 刀盤(pán) 刀盤(pán)形式 平面直角 開(kāi)口率 35%