【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 問題一：選擇土壓平衡還是泥水平衡？ 選型時的幾個困惑 黃色區(qū)域適合于泥水平衡盾構(gòu)，藍色區(qū)域適合土壓平衡盾構(gòu)機。 北京修建地鐵盾構(gòu)法施工的線路也在不斷增加。 1992年 臺北地鐵淡水線（ 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。 布魯諾爾 1806注冊專利的盾構(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長的矩形隧道（ ）。 與法國 FCB公司合作設(shè)計制作的 1992年 6月，上海市隧道工程公司承建上海地鐵 1號線上?；疖囌尽珴h中路車站區(qū)間隧道盾構(gòu)推進， 1993年 4月全線貫通。盾構(gòu)另一個作用是能夠承受來自地層的壓力，防治地下水或流沙的入侵。 幅條式：優(yōu)點是開口率大，渣土易進入土倉，不易形成泥餅，刀盤不易被堵，正面土壓能較準確的反映；缺點是正面土壓波動較大，容易引起地表沉降，刀盤比較薄弱，不易滿足復(fù)合地層刀具的布置和刀盤本身剛度的要求。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的一種施工方法。 作為傳力介質(zhì)的土砂與盾構(gòu)機刀盤，將盾構(gòu)機千斤頂?shù)耐屏D(zhuǎn)化為作用在開挖面上的壓應(yīng)力，以維持開挖面的水土壓力平衡，從而保持開挖面土體的穩(wěn)定，具有塑流性的土砂通過螺旋機的有控輸出，使土倉內(nèi)形成保持設(shè)定壓力的密封系統(tǒng)。 風(fēng)險略高 88 盾構(gòu)機過站順序圖 89 盾構(gòu)機過站流程 90 3）關(guān)于隧道抗浮問題 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)報的主要手段 目前用于探測孤石、溶洞、水囊的主要手段有： ① 地質(zhì)雷達：探地雷達是利用探測目標體與其周圍介質(zhì)的導(dǎo)電性、介電性的差異，通過高頻脈沖電磁波在電性界面上的反射來探測有關(guān)的目標物。人工挖孔至風(fēng)化球處，即可對風(fēng)化球處理，采 用 風(fēng) 鉆 對 風(fēng) 化 球 進 行 打 眼，間 距 300mm 300mm，梅花狀布置，孔徑 40mm，鉆孔結(jié)束使用劈裂機對風(fēng)化球進行破碎，破碎后清理吊出，清除至盾構(gòu)通過此風(fēng)化球處時的周邊各 15cm。 （ 3）裂隙中地下水發(fā)育時可能噴涌；土倉壓力小則可能地表沉陷。 刀盤和螺旋機磨損嚴重。m；主軸承直徑 3 m；出渣方式為雙螺旋輸送機(軸式 )+皮帶；螺旋輸送機直徑 700—800 mm；螺旋輸送機輸出粒徑240—250 mm； ? 整機功率 2022kVA；盾構(gòu)推進力 34210kN；最大推進速 ? 度 80mm／ min；整機重量 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 在確認孤石區(qū)域后，從地面對孤石周邊一定范圍的地層采用袖閥管進行加固，待漿液凝固后，漿液將孤石緊緊包裹住，待盾構(gòu)掘進時，孤石受到刀盤正面的切削作用而破碎，不會被擠壓至土體產(chǎn)生較大的擾動，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)掘進過程中刀盤嚴重變形，險些釀成重大事故。 要點：信息化施工，選擇合理參數(shù)，保頭護尾，及時糾偏，合理注漿 盾構(gòu)掘進 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)施工幾個問題的探討 1）關(guān)于惰性漿液與可硬性漿液的問題 堵管 對盾尾刷的影響 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 相對困難 略高 87 2）盾構(gòu)機平移調(diào)頭、過站、分體轉(zhuǎn)場和整機轉(zhuǎn)場的選擇 轉(zhuǎn)換時間 費用 制約條件 安全風(fēng)險 就地調(diào)頭 短 正常 接收井處底板設(shè)下翻梁，地面配套不搬時要求接收井長度足夠，能鋪道叉。近年來，昆明、福州、廈門采用了復(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。 一級螺旋機一級螺旋機閘門二級螺旋機卸水孔二級螺旋機閘門二級螺旋機（適用于地下水易噴涌的 地層） 問題五：主動鉸接和被動鉸接 日系一般用主動鉸接，海瑞克一般用被動鉸接 主動鉸接缺點：油缸設(shè)計荷載達 32022KN以上，而被 動鉸接千斤頂只需 8000KN，所以主動鉸接重量大、造 價高（主動鉸接盡靠前，被告動鉸接比較靠后）； 主動鉸接優(yōu)點：彎道推進時受力好；彎曲角度可達 9度，而被 動鉸接只能達到 3度，但一般線路半徑在 300米以上， 2度已足夠；另外動鉸接可以在主推進系系故障時作副助推進； 盾 尾通過鉸接油缸掛在前部，無需專門操作 為減小鉸接油缸受力鉸接盡靠前，一般在中部往前 56 問題六：刀盤驅(qū)動選 擇變頻電機還是液壓馬達 動動方式 傳動效率 發(fā)熱量 隧道內(nèi)工作環(huán)境 重量 短時沖擊和過載承受能力 故障率 復(fù)合地層中使用 調(diào)速范圍 變頻電機驅(qū)動 高 小 好 輕 一般 少 少 寬 液壓馬 達驅(qū)動 較低 較大 較差 較重 略好 少 多 較寬 57 問題七：刀盤扭矩和推力 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設(shè)計得更大一點，在的脫困扭矩已達到 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，以延長刀具的使用壽命，切刀的破巖能力為 20MPa，可以順利地通過進出洞端頭的加固地層。 3. 盾構(gòu)機的分類 盾構(gòu)機的分類 盾 構(gòu) 機均 一 地 層 盾構(gòu) 機復(fù) 合 地 層 盾構(gòu) 機地 層 盾 構(gòu) 機巖 層 盾 構(gòu) 機混 合 盾 構(gòu) 機土 壓 平 衡 型盾 構(gòu) 機泥 水 盾 構(gòu) 機開 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 進機 總 稱地 層 分 類 與 盾 構(gòu)機 之 間 的 關(guān) 系盾 構(gòu) 機 的 適 應(yīng)性 分 類盾 構(gòu) 機 選 型( 二 類 )盾 構(gòu) 機 選 模 式( 六 種 )上隧 863項目 小松（土壓） 綜述 開挖直徑 6340mm 6340mm 整機長度 59000m 61380mm 盾構(gòu)主機總重 250T 330t（總重 ?） 盾殼厚度 40mm 40mm 刀盤 刀盤形式 平面直角 開口率 35%