沈陽地鐵4標(biāo)盾構(gòu)選型.doc

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1、第十二章盾構(gòu)機(jī)1.選型依據(jù)1.1盾構(gòu)選型依據(jù)和選型原則本標(biāo)段的盾構(gòu)選型主要依據(jù)沈陽地鐵一號(hào)線（洪湖北街站～重工街站盾構(gòu)區(qū)間）盾構(gòu)工程招標(biāo)文件和巖土工程勘察報(bào)告，參考國內(nèi)外已有盾構(gòu)工程實(shí)例及相關(guān)的盾構(gòu)技術(shù)規(guī)范，按照適用性、可靠性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性相統(tǒng)一的原則進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)的選型。1.1.1標(biāo)段區(qū)間盾構(gòu)施工技術(shù)條件洪湖北街站－重工街站盾構(gòu)隧道長(zhǎng)度1442.246平面最小曲線半徑600m(二次性曲線700m)最大縱坡20‰左右線間距13m隧道結(jié)構(gòu)底最大埋深21．039m（覆土厚度15.039ｍ）最小平均埋深14.847m（覆土厚度8.847ｍ）隧道（管片）內(nèi)徑5400mm管片外徑6000mm管片寬度12

2、00mm計(jì)劃進(jìn)度7環(huán)／天根據(jù)本施工組織計(jì)劃，滿足業(yè)主提供的工期安排，計(jì)劃本工程隧道純掘進(jìn)合計(jì)365日歷天，平均每天掘進(jìn)7.90m。1.1.2本標(biāo)段工程地質(zhì)條件1.1.2.1本標(biāo)段巖性特點(diǎn)勘察表明，場(chǎng)地地表為市政路面及人工填土，勘察深度內(nèi)的地層為第四系全新統(tǒng)人工堆積層、第四系全新統(tǒng)渾河高漫灘及古河道沖積層、第四系全新統(tǒng)渾河新扇沖洪積地層、第四系上更新統(tǒng)渾河老扇沖洪積層、第四系中更新統(tǒng)沖洪積層。本標(biāo)段掘進(jìn)地層主要為（④-1）粉質(zhì)粘土、（④-4）中粗砂、（⑤-1）粉質(zhì)粘土，局部為（④-3）粉細(xì)砂、（⑤-4）中粗砂。其中砂性土透水性強(qiáng)，容易出現(xiàn)涌水和流砂現(xiàn)象，從而引起開挖面失穩(wěn)和地面下沉。特別是突發(fā)

3、性的涌水和流砂，隨著地層空洞的擴(kuò)大會(huì)引起地面大范圍的突然塌陷。在穿越（④-4）、（⑤-4）層局部含有礫卵石的中粗砂、礫砂層時(shí)，容易出現(xiàn)由于被切削頭帶動(dòng)而擾動(dòng)地層造成的超挖和地層下沉。在穿越（④-1）粘性土地層時(shí)，應(yīng)注意因粘著造成盾構(gòu)設(shè)備或管路堵塞。同時(shí)由于開挖面存在兩種軟硬地層而由此造成的盾構(gòu)在線路方向上的偏離。（④-4）中粗砂層，含礫、卵石，最大粒徑達(dá)100mm。1.1.2.2本標(biāo)段水文地質(zhì)條件根據(jù)地下水的賦存條件、水理性質(zhì)、水力性質(zhì)和含水層結(jié)構(gòu)特征的不同將整個(gè)區(qū)段地下水由上至下分為：第一層水賦存于第四系全新統(tǒng)沖積粉、細(xì)砂、中、粗砂層中，屬第四系松散巖類孔隙潛水；第二層水賦存于第四系全新統(tǒng)

4、粉、細(xì)砂、中、粗砂層中，屬第四系松散巖類孔隙承壓水，含水層厚一般2.00～6.00ｍ，最厚8.30ｍ，隧道主要穿越第二層含水層，承壓水頭7.23ｍ～10.15ｍ，第二層含水層綜合滲透系數(shù)為166.11ｍ/d，滲透性強(qiáng)，含水量豐富；第三層水賦存于第四系上更新統(tǒng)及中更新統(tǒng)粉、細(xì)砂、中、粗砂、礫砂層中，屬第四系松散巖類孔隙承壓水。各層水之間存在著水力聯(lián)系，第二層與第三層水聯(lián)系更為密切。地下水的補(bǔ)給來源主要為側(cè)向逕流及大氣降水，以人工開采為主要排泄方式，蒸發(fā)次之。1.1.2.3本標(biāo)段線路的地面及周邊情況本標(biāo)段位于沈陽市于洪區(qū)～鐵西區(qū)。線路沿沈大路及建設(shè)西路走行，出洪湖北街站后偏左走行進(jìn)入綠化帶，沿線

5、左側(cè)為居民區(qū)，最近處距沈大路8號(hào)7層住宅樓約1.5米，之后線路在DK4＋700米處穿越沈山鐵路，在DK5＋532.8米處穿越重工街，在DK5＋689米處距建設(shè)西路43號(hào)居民樓約4.0米。本區(qū)段隧道施工中，較困難的地段是穿越沈山鐵路和重工立交橋段（DK5＋470～＋620）。因隧道在立交橋2個(gè)橋墩之間穿過，隧道結(jié)構(gòu)外緣距橋墩最小距離為3.590ｍ，隧道結(jié)構(gòu)底板埋深達(dá)16.278ｍ，拱頂覆土厚度為10.078ｍ左右，無須截樁。1.1.2.4本標(biāo)段地面沉降量控制及掘進(jìn)方向控制誤差要求施工地面的變形沉降量控制在30mm以內(nèi),隆起量控制在10mm以內(nèi),推進(jìn)時(shí)軸線方向誤差不超過±50mm。1.2本工程特

6、點(diǎn)、難點(diǎn)對(duì)盾構(gòu)機(jī)的設(shè)計(jì)要求1.2.1工程重、難點(diǎn)：1.2.1.1隧道穿越很大比例的砂卵石土地層本標(biāo)段將穿越很大比例的粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂、中粗砂等砂卵石土地層，部分有礫砂、砂卵石層。在地下水的影響下均會(huì)產(chǎn)生坍塌，在此地層中采用盾構(gòu)法施工時(shí)主要考慮通過對(duì)掌子面施加一定的壓力，從而保持掌子面的穩(wěn)定，進(jìn)行渣土改良防止形成泥餅，宜采用密閉型盾構(gòu)。從刀具的配置上分析，泥水平衡盾構(gòu)和土壓平衡盾構(gòu)由于其工作環(huán)境的要求不同，在刀具的配備上多采用先行撕裂刀、刮刀等刀具，也可以采用軟、硬巖都適合的復(fù)合型盾構(gòu)刀盤布置。根據(jù)上面考慮到的地質(zhì)因素，在本工程中采用的盾構(gòu)應(yīng)該具備這樣一些特點(diǎn)：密閉型盾構(gòu)，但又能夠在不同的工作

7、模式下方便的轉(zhuǎn)換；能夠在粉質(zhì)粘土地層條件下順利的施工，又預(yù)留掘削卵礫石層的功能，還可以方便的更換刀具。從盾構(gòu)的出渣方式上考慮，一般土壓平衡盾構(gòu)采用螺旋輸送機(jī)和編組列車的方式出渣，而泥水盾構(gòu)采用管道泵送的方式出渣。本標(biāo)段大部分地段為砂卵石土層地段，含有一定量的粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂、中粗砂。所以從技術(shù)的角度看，選用土壓平衡盾構(gòu)和泥水加壓平衡盾構(gòu)，都可以滿足施工要求。1.2.1.2部分地段隧道通過部分有礫砂、砂卵石層等