地鐵施工用盾構(gòu)機(jī)的選型方案

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1、·150·201O年第3期2010年6月第36卷總第155期地鐵施工用盾構(gòu)機(jī)的選型方案溫法慶(中鐵十八局集團(tuán)第三工程有限公司，河北涿州072750)摘要：針對(duì)西安地鐵一號(hào)線二標(biāo)的地質(zhì)特征：密實(shí)能存在上層滯水。因此盾構(gòu)區(qū)間受地下水影響不大。中砂，級(jí)配不良，主要成份為石英、長(zhǎng)石、云母及少量暗3盾構(gòu)機(jī)選型色礦物，含5％一10％的礫、卵石，提出了相應(yīng)的盾構(gòu)選型方案及盾構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。3．1盾構(gòu)機(jī)選型原則關(guān)鍵詞：盾構(gòu)選型；土壓平衡；輻條+小面板式刀盤盾構(gòu)機(jī)選型主要根據(jù)工程及水文地質(zhì)、區(qū)間隧道設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：U23文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B及施工條件、施工規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)本工程的地質(zhì)及水文文章編號(hào)：1672—40

2、11(2010)03—0150—03特點(diǎn)對(duì)盾構(gòu)結(jié)構(gòu)型式、驅(qū)動(dòng)方式、主要技術(shù)參數(shù)、后配套的配置要求等進(jìn)行調(diào)查研究，借鑒國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，從經(jīng)1盾構(gòu)機(jī)概述濟(jì)實(shí)用、安全可靠及技術(shù)的先進(jìn)性進(jìn)行綜合考慮。西安地¨．，柚盾構(gòu)是集機(jī)械、液壓、電控等一體的自動(dòng)化程度較高鐵一號(hào)線二標(biāo)盾構(gòu)機(jī)定型為土壓平衡式泥土盾構(gòu)機(jī)，刀盤的地下隧道施工機(jī)械。主要由盾體、刀盤、刀盤驅(qū)動(dòng)、螺型式為輻條十小面板式結(jié)構(gòu)。之旋輸送系統(tǒng)、管片拼裝等系統(tǒng)組成，配備了機(jī)電一體化的根據(jù)本標(biāo)段地質(zhì)情況：全斷面砂層，密實(shí)中砂，主要材液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、同步注漿系統(tǒng)、工業(yè)空氣系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、成份為石英、長(zhǎng)石、云母及少量暗色礦物，含5％～10％的．礫、卵石

3、。碴土經(jīng)經(jīng)改良易形成不透水的流塑體，容易充泡沫設(shè)備、膨潤土注入設(shè)備及激光導(dǎo)向等設(shè)備。在主控室內(nèi)可對(duì)盾構(gòu)的掘進(jìn)姿態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，還可在地面監(jiān)控室對(duì)盾滿土倉的每個(gè)部位，在土倉中可以建立壓力平衡穩(wěn)定開挖構(gòu)實(shí)時(shí)監(jiān)控。由于盾構(gòu)在城市地鐵施工具有安全、快速、面土體，適宜采用土壓平衡盾構(gòu)；根據(jù)中砂及礫石的地質(zhì)高效、對(duì)施工周圍環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，在城市地鐵隧道施結(jié)構(gòu)該工程用盾構(gòu)機(jī)亦可選用泥水平衡盾構(gòu)。工中被廣泛采用。盾構(gòu)作為城市地鐵盾構(gòu)法施工的專用機(jī)3．2土壓平衡盾構(gòu)機(jī)和泥水平衡盾構(gòu)的比較械設(shè)備，盾構(gòu)的選型合理與否不僅關(guān)系到盾構(gòu)施工的成本土壓平衡盾構(gòu)主要適用于粉土、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉和效益，還關(guān)系到盾構(gòu)施工的

4、質(zhì)量與技術(shù)水平，可見盾構(gòu)土、粉砂層等粘稠土壤的施工，在粘性土層或中細(xì)砂中掘選型的重要性。進(jìn)時(shí)，由刀盤切削下來的土體進(jìn)入土倉后，在渣土倉經(jīng)改良后由螺旋機(jī)輸出，渣土在螺旋機(jī)內(nèi)運(yùn)動(dòng)形成壓力遞降，2工程概況仍保持土倉壓力穩(wěn)定，使開挖面土層處于穩(wěn)定狀態(tài)。土壓平衡盾構(gòu)施工的渣土易堆放處理且可占用較小的渣土場(chǎng)地，2．1工程概況適合于施工場(chǎng)地狹小施工工程。西安地鐵一號(hào)線一期工程(后圍寨一漢城路)TJsG一2泥水平衡盾構(gòu)靠循環(huán)懸浮漿液的體積來調(diào)節(jié)和控制泥共包含：后圍寨明挖車站、后圍寨站～三橋站、三橋鎮(zhèn)站漿壓力，采用膨潤土制成的泥漿作為渣土的傳遞介質(zhì)。開一皂河站兩個(gè)盾構(gòu)區(qū)間。挖掌子面的穩(wěn)定是靠泥漿室內(nèi)的泥漿

5、形成不透水的泥膜層，后圍寨站一三橋鎮(zhèn)站區(qū)問，起訖里程YDK6+859．163由泥膜起到平衡泥水壓力作用，以確保開挖掌子面穩(wěn)定。一YDK8+657．787，全長(zhǎng)：1798．624m。該區(qū)間從后圍寨開挖土砂形成泥漿由泥漿輸送機(jī)構(gòu)輸送到地面后，經(jīng)過一車站出發(fā)，沿世紀(jì)大道、三橋路下行，先后穿越后圍寨立套泥水處理設(shè)備進(jìn)行砂土與膨潤土泥漿的分離，經(jīng)分離的交，三橋機(jī)械市場(chǎng)，下穿阿房宮信用社，向東到達(dá)三橋車泥漿再通過調(diào)整達(dá)到使用要求后再輸送到開挖面循環(huán)利用。站。從地質(zhì)條件來看，本工程選用土壓平衡盾構(gòu)和泥水平衡盾三橋站～皂河站區(qū)間，起訖里程YDK8+851．687構(gòu)皆可。但泥水盾構(gòu)對(duì)渣土的分離成本高，另外

6、重要的是YDK10+662．000，全長(zhǎng)：1810．313m。該區(qū)間從三橋站出泥水平衡盾構(gòu)制造成本要高出土壓平衡盾構(gòu)制造成本的發(fā)，下穿三橋供銷社磚混4層樓房、后建章路和三橋路交20％一30％，同時(shí)還需占用較大的渣土場(chǎng)地，使用成本也叉121、棗園路立交、皂河橋及穿越一個(gè)箱涵底部到達(dá)皂河高于土壓平衡盾構(gòu)(見圖1)。站。區(qū)間總長(zhǎng)度為：3608．937m。選型結(jié)論：因此本標(biāo)段工程選用土壓平衡盾構(gòu)施工較2．2區(qū)間地質(zhì)水文情況泥水平衡盾構(gòu)施工更經(jīng)濟(jì)實(shí)用。本標(biāo)段為全斷面砂層，盾構(gòu)基本在地層2—5—2中砂3．3刀盤結(jié)構(gòu)形式的選擇層中穿過，2—5—2的地質(zhì)為：密實(shí)中砂，級(jí)配不良，主要盾構(gòu)刀盤有面板式和輻條

7、式兩種，泥水盾構(gòu)一般采用成份為石英、長(zhǎng)石、云母及少量暗色礦物，含5％～10％的面板式刀盤；土壓平衡盾構(gòu)根據(jù)地質(zhì)條件可采用面板式、礫、卵石。此處砂的標(biāo)貫N值基本在80—96之間，較密輻條式或組合式刀盤。實(shí)；隧道平均埋深約20m，地下水位埋深為26．2m32．7面板式刀盤的優(yōu)點(diǎn)是刀具布置方便，進(jìn)人土倉的卵石m，個(gè)別地段存在上層滯水，水位埋深約8m一13m，其它粒徑取決于刀盤的開151大?。黄淙秉c(diǎn)是由于刀盤開口率較地段人工填土的下部和黃土