【文章內(nèi)容簡介】 化泥巖 土柱狀 Ⅲ Ⅴ 512 強風(fēng)化泥巖 半巖半土狀 Ⅳ Ⅴ 513 中等風(fēng)化泥巖 短柱狀、柱狀 Ⅳ Ⅳ 、水文情況 （ 1）、地表水 據(jù)調(diào) 查內(nèi)沙河由南向北穿過本標段盾構(gòu)沙河站～萬年場站區(qū)間。 沙河屬川西平原岷江水系，具豐富的地表徑流，是本地區(qū)地下水與地表水之間相互轉(zhuǎn)換的主要途徑和渠道。該河段寬約 30 米埋深約 6米的自然河流。 蜀王大道站～十陵站區(qū)間范圍內(nèi)隧道下穿成都市東風(fēng)渠， 東風(fēng)渠 屬川西平原岷江水系，具豐富的地表徑流，是本地區(qū)地下水與地表水之間相互轉(zhuǎn)換的主要途徑和渠道。東風(fēng)渠流經(jīng)市區(qū)段落，已受到人為改造，河床深度、流量以及水位等均已受到人為控制。 該河段寬約 30米埋深約 。 （ 2）、地下水類型 該工程范圍內(nèi)地下水主要有三種類型： 一 是賦存于黏土層之上的上層滯水；二是賦存于黏土、卵石土中的孔隙水 ；三是基巖裂隙水（基巖溶孔溶隙裂隙潛水）。 （ 3）土層的透水性和富水性 ①人工填筑土層：區(qū)間隧道內(nèi)廣泛分布于地表，滲透系數(shù)差距較大。 ②黏土、軟黏土：水量小，富水性差， K=③全風(fēng)化泥巖、強風(fēng)化泥巖、中等風(fēng)化泥巖：水量小，富水差， K=④卵石土：水量小，富水性一般， K=（ 4）、地下水腐蝕性評價 區(qū)間范圍內(nèi)場地土和地下水對混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有微腐 成都地鐵 4 號線二期土建 4 標盾構(gòu)機選型及適應(yīng)性評估方案 中國水利水電第十四工程局有限公司 第 8 頁 蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)有強腐蝕性。 第二章 影響盾構(gòu)機選型的工程、水文地質(zhì) 、影響盾構(gòu)機選型的工程 站 ～東三環(huán) 站 區(qū)間內(nèi)穿越鐵路：達成線（雙線）、東環(huán)線（雙線）、動 動 動 動 4線。共計 8條鐵路線。本工程盾構(gòu)下穿鐵路設(shè)施里程范圍為 ZDK38+～ ZDK38+、 YDK38+～ YDK38+。左線共計 ，右線共計 。區(qū)間隧道線路與鐵路股道基本正交。左線坡度 ‰，右線坡度 ‰。 2. 盾構(gòu)萬年場 站 ～東三環(huán) 站 區(qū)間內(nèi)穿越 三環(huán)路十陵立交、三環(huán)路十陵立交人行天橋。本工程范圍 為 YCK39+100～ YCK39+630。 左右線隧道從立交橋、人行天橋橋樁間穿過。 、影響盾構(gòu)機選型的水文地質(zhì) ～萬年場站區(qū)間內(nèi) 穿越沙河 ：盾構(gòu)區(qū)間在 YCK35+800～ 900 段下穿 沙河 ， 沙河 寬約 30m，深約 6m，遂頂距離渠底距離約 。 蜀王大道站～十陵站區(qū) 間 內(nèi) 穿越東風(fēng)渠 ：盾構(gòu)區(qū)間在 YCK41+270～320 段下穿東風(fēng) 渠，東風(fēng)渠寬約 30m，深約 ，遂頂距離渠底距離約 。 ，局部為黏土、卵石土和全強風(fēng)化泥巖。黏性土，自穩(wěn)性差，盾構(gòu)掘進時采用壓力或注漿壓力過大，可能引起地面隆起，壓力過小，可能對地面及周邊建筑物的安全造成隱患；全風(fēng)化、強風(fēng)化的泥巖，具有一定的膨脹性，膨脹巖具有遇水膨脹、失水收縮的特性，隧道盾構(gòu)施工過程中，由于膨脹巖的應(yīng)力釋放會產(chǎn)生脹裂，由于脫水產(chǎn)生收縮裂縫，極易使圍巖失穩(wěn)，并引起地面沉降、變形、塌陷。 成都地鐵 4 號線二期土建 4 標盾構(gòu)機選型及適應(yīng)性評估方案 中國水利水電第十四工程局有限公司 第 9 頁 第三章 工程重難點對盾構(gòu)機選型的要求 、盾構(gòu)機對重難點工程的 適應(yīng)性 針對盾構(gòu)在掘進施工中復(fù)雜多變的地層、周邊環(huán)境和線路特點等情況，盾構(gòu)機在設(shè)計時也作了相應(yīng)的特殊設(shè)計，使盾構(gòu)機具有安全、順利通過特殊地段的能力。 (1)盾構(gòu)刀具根據(jù)在卵石土、中風(fēng)化泥巖、全風(fēng)化泥巖中不同的破巖機理來進行設(shè)計和選擇。刀具的布置可適應(yīng)對大塊卵石、漂石的破碎或入倉，防止卵石在刀盤前滾動，對刀具有一定的保護作用。 (2)盾構(gòu)機配置高密度膨潤土注入系統(tǒng)。通過雙柱塞泵將高密度澎潤土注入到土倉里、刀盤前和螺旋機中，經(jīng)充分攪拌能使高滲水性的砂礫土達到較好的流塑性和止水性，再配合壓縮空氣控制單元的氣壓自動 調(diào)節(jié)作用，可穩(wěn)定掌子面和減少水的滲出，防止噴涌的發(fā)生及掌子面的坍塌。 (3)螺旋機出土口的土塞區(qū)長度和閘門開口大小是防止水噴涌現(xiàn)象的基本硬件措施，解決了從皮帶機上向外漏渣的難題，并可將粒徑小于 240mm 的大礫石從開挖室排到渣車內(nèi)。當(dāng)盾構(gòu)機經(jīng)過透水砂層時，通過有效的渣土改良技術(shù)，可有效控制涌砂、涌水現(xiàn)象發(fā)生。 (4)增大了刀盤中心開口率，使泥渣在刀盤中心能順暢通過，減少了形成泥餅的機會，有利于降低掘進時的推力。 (5)盾構(gòu)機根據(jù) 的水壓假設(shè)進行設(shè)計。機器主要部件均采用有限元分析由計算機計算得出，能準 確的反應(yīng)出機器部件的性能。 (6)盾尾處安裝了 3排鋼絲刷，每兩排鋼絲刷之間都注入足量的盾尾密封脂，以保證盾尾良好的密封性。 （ 7）泡沫注入系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于 EPB 技術(shù)當(dāng)中。使用發(fā)泡液和壓縮空氣混合產(chǎn)生的泡沫，可以提高開挖倉中泥渣的流動性、抗?jié)B透性和彈性，可降低對刀盤及刀具的粘附性，減少對刀盤及刀具的磨損。同時能降低開挖掌子面的滲水性 ,有利于掌子面的穩(wěn)定。 (8)在前盾承壓隔板上部安有雙室人閘，雙室人閘之間用一個供人進出的壓力門隔開。與承壓隔板用法蘭相連的一個倉室為主閘，工作人員可以由此穿過至 成都地鐵 4 號線二期土建 4 標盾構(gòu)機選型及適應(yīng)性評估方案 中國水利水電第十四工程局有限公司 第 10 頁 開挖室。另一個倉室 是材料閘，可讓工作人員安全地進入主閘。主閘安裝了在壓縮空氣下工作所必需的標準配置，使用主閘可以帶氣壓進倉完成維修、檢查和換刀作業(yè)。 (9)壓縮空氣自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)能自動調(diào)節(jié)土倉內(nèi)氣體壓力，保持土倉內(nèi)壓力的恒定，這一系統(tǒng)為人員進倉作業(yè)提供了可靠的保證。 、盾構(gòu)機的可靠性 (1)德國海瑞克公司所制造的盾構(gòu)內(nèi)各液壓、電氣元器件均采用國際知名品牌產(chǎn)品，充分保證盾構(gòu)機的各部件質(zhì)量。液壓元器件主要采用德國力士樂公司、哈威公司的產(chǎn)品，電氣元器件主要采用西門子公司的產(chǎn)品。這些優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的應(yīng)用確保了盾構(gòu)掘進中各系統(tǒng)功能的有效 發(fā)揮。 (2)盾構(gòu)機刀盤驅(qū)動主軸承采用世界上最大的回轉(zhuǎn)支承軸承制造公司德國賀氏公司的產(chǎn)品。主軸承能承受大負荷要求，同時設(shè)置了可靠的主軸承內(nèi)、外密封系統(tǒng)，有效地保證了主軸承的使用壽命。 (3)盾構(gòu)機在設(shè)計上滿足通過特殊地段的能力。用先進的盾尾注脂系統(tǒng)，把有極好密封性能的密封脂注入到三層盾尾刷之間，密封盾構(gòu)機與管片的間隙來防止水滲漏。這種密封方式適用于高地層壓力和高水壓下工作。 (4)在盾構(gòu)機前體配置有隔艙壁，用它來隔離土艙內(nèi)壓力。艙壁的設(shè)計承載工作壓力為 3bar。盾構(gòu)機在掘進過程中，通過關(guān)閉螺旋輸送機的出料閘 門，可以快速、安全地切斷地下水，防止其進入盾構(gòu)機及隧道。在失電的情況下螺旋輸送機的出料閘門自動關(guān)閉，以防止過量出渣導(dǎo)致掌子面失穩(wěn)。 (5)刀盤合適的開口和針對性的刀具配備，再通過螺旋輸送機、渣土改良裝置及氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的有機配合，保證了盾構(gòu)機在含水量豐富的卵石土地層中長距離可靠運行。 (6)保護環(huán)境方面：盾構(gòu)掘進中改良土壤加入的泡沫是無害可降解材料，機器用的液壓油等在更換時都用桶裝密封好運走進行再生利用，油品基本沒有對環(huán)境造成污染。 （ 7）可靠的土壓平衡掘進控制模式和精密的 SLST 激光定位導(dǎo)航系統(tǒng)，通過嚴格 管理渣土量及進行實時監(jiān)測，確保線路方向及地面的隆沉在規(guī)定的范圍內(nèi)。 成都地鐵 4 號線二期土建 4 標盾構(gòu)機選型及適應(yīng)性評估方案 中國水利水電第十四工程局有限公司 第 11 頁 、 工程重難點及盾構(gòu)機功能的適應(yīng)性對照表 序號 工程重難點 盾構(gòu)機 關(guān)鍵部件功能要求 盾構(gòu)機功能部件的適應(yīng)性 1 長距離掘進中刀盤、刀具磨蝕問題及主軸承的壽命 刀盤采用 優(yōu)質(zhì)的低碳合金鋼 、耐磨（ hadx500 耐磨鋼板和耐磨焊絲）保護、刀盤雙向旋轉(zhuǎn)及恒功率驅(qū)動、特殊形狀溜槽設(shè)計、泡沫注入系統(tǒng)、高密澎潤土注入系統(tǒng)、液壓伸縮裝置、主軸承壽命 10000h等。 刀盤材料選用、刀盤外緣、中心及刀具的各種耐磨設(shè)計，增加了刀盤及刀具的耐用度； S365/S366 滾刀直徑由 17“加大為 18”；開口率大及渣土溜槽特殊形狀有利于渣土流動，泡沫注入系統(tǒng)、高密澎潤土注入系統(tǒng)可改良渣土，減小磨蝕；減少換刀次數(shù)，從而保護刀盤及刀具，確保長隧施工正常進行；恒功率驅(qū)動對工程的適應(yīng)性強，軸承壽命高，確保掘進順利進行。 2 帶壓換刀作業(yè) 高密膨潤土注入系統(tǒng)、雙人閘及精確氣壓調(diào)節(jié)裝置、足夠空壓機氣源、應(yīng)急發(fā)電裝置等 膨潤土注入封水固結(jié)掌子面，加氣排渣、雙人閘、足夠氣源及精確調(diào)壓確保換刀作業(yè)安穩(wěn)；應(yīng)急發(fā)電提供安全儲備。 3 掘進中遇障礙，如大粒徑漂石 刀具在刀盤上的合理配 置、高密澎潤土注入系統(tǒng)、雙人閘及精確氣壓調(diào)節(jié)裝置、液壓錘等 刀盤合理配置刀具能將大粒徑卵礫石破碎到螺 旋機可排出的粒徑范圍（ 0240m）。雙人閘、壓縮空氣調(diào)節(jié)裝置等，可確保人員帶壓進入開挖倉清障作業(yè)的安全。 4 開挖面穩(wěn)定控制 推進系統(tǒng)、刀盤旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、螺旋輸送排渣系統(tǒng)、膨潤土注入系統(tǒng)、氣壓調(diào)節(jié)裝置、精密的 SLST激光定位導(dǎo)航系統(tǒng)等。 通過以上各系統(tǒng)的互相協(xié)調(diào)作業(yè)可滿足盾構(gòu)機各種掘進狀態(tài)下的掘進面穩(wěn)定和地表隆降的控制要求。 成都地鐵 4 號線二期土建 4 標盾構(gòu)機選型及適應(yīng)性評估方案 中國水利水電第十四工程局有限公司 第 12 頁 序號 工程重難點 盾構(gòu)機 關(guān)鍵部件功能要求 盾構(gòu)機功能部件的適應(yīng)性 5 盾構(gòu)機受阻在困難地段 盾構(gòu)中盾周圍預(yù)留地質(zhì)鉆機通孔（直徑 120 毫米），隔板上 也設(shè)預(yù)留孔，利用鉆機向刀正面上部和正面鉆注漿孔。 當(dāng)盾機受阻在困難地段，可利用中盾上和隔板上的預(yù)留孔及旋轉(zhuǎn)鉆機，向盾體斜上方預(yù)留地質(zhì)鉆機通孔（直徑 120毫米）和刀盤正前方鉆超前注漿孔，加固地層后，再利用上述各種措施進行處理；向地層注入雙液快凝漿（水泥漿+水玻璃漿），凝結(jié)時間 10s 以下；注漿壓力和流量可調(diào)，確保各孔的漿液擴散半徑達 1m 左右。 6 盾構(gòu)機的密封性及主驅(qū)動密封 可靠的主軸承內(nèi)、外密封系統(tǒng)，中、尾盾可靠的鉸接密封系統(tǒng)，先進的三層盾尾刷式注脂密封系統(tǒng)。 可靠的主軸承內(nèi)、外密封系統(tǒng)，中、尾盾可靠的鉸接 密封系統(tǒng)，先進的三層盾尾刷式注脂密封系統(tǒng)，這些系統(tǒng)有效地保證了盾構(gòu)機的防水密封性和保護了主驅(qū)動裝置。 7 盾構(gòu)穿越建筑物、穿越密集管線 要求盾構(gòu)機必須具有較強的平衡水土壓力的能力，保證地表變形保持在正常范圍內(nèi)。 ①通過盾構(gòu)本身所配備的平衡水土壓力控制系統(tǒng)可以很好的控制盾構(gòu)機對土體的擾動，有效的降低地面沉降，防止對建筑物造成損害； ②盾構(gòu)機配備一套數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，可以對盾構(gòu)機的施工數(shù)據(jù)進行實時分析，有效的協(xié)助工程人員做出正確的判斷和決策； ③盾構(gòu)筒體分前后兩段，中間設(shè)有鉸接連接，這樣可以減小盾構(gòu)的長徑比，而使盾構(gòu)的姿態(tài)容易改變； ④推進系統(tǒng)的油缸在圓周方向分為四組，每組可以單獨控制，通過調(diào)整推進油壓而改