PLC在南京长江隧道盾构机上的应用
PLC在南京长江隧道盾构机上的应用
中铁十四局隧道公司南京长江隧道第一项目部刘中华
摘要：现代隧道工程中已逐渐广泛应用盾构机施工，而盾构机的自动控制系统多采用可编程序控制器（PLC）实现，文中介绍了德国西门子PLC在南京长江隧道海瑞克大直径泥水盾构机上的硬件组态及软件组成，运行过程。结合实例分析PLC的应用及故障的处理。
关键词：可编程序控制器；盾构机；应用
The application of PLC in Nanjing Yangtze TBM
LIU zhonghua 14th Engineer Bureau Group Co.,Ltd,CRCC
Abstract:The tun building machine (TBM) is applied in the m odern tunnel projects widely,and the automatic control system of the TBM is realized by the programmable logic controller (PLC),it introduce the hardware configuration and software components of the Siemens’ PLC,which is manufactured in Germany, it also introduce the process of the system in the Nanjing Yangtze TBM.Analysis with practical examples of the application of PLC and malfunction handling.
Key words: PLC;TBM; application
1工程概况
南京过江通道是《南京城市总体规划》确定的一条重要的城市过江快速通道，连接南京河西新城区-江心洲-浦口区。整个工程通道总长5853m，双洞双线六车道设计，采用“左汊盾构隧道+右汊桥梁”方案，其中左汊盾构隧道（分为左、右线两条隧道）江北起点里程为K3+600，江南梅子洲到达里程为K6+532.756，盾构区间长度为2932.756m，左、右线两条隧道分别采用德国海瑞克公司生产的两台（S349、S350）Φ14.93m泥水加压平衡盾构机施工。左、右线隧道分别于2009年5月20日和8月22日贯通，现正在对盾构机进行保养工作。
2盾构机及对控制系统的要求
每台盾构机全长约134米，主体部分约8米，主体部分主要有刀盘、管片拼装机、碎石机；后配套有3台台车组成，分别装有管片运输吊机、喂片机、液压泵站、变压器、配电柜、泥水罐、储气罐、空压机；以上各部分组成了由西门子PLC控制的液压推进系统、刀盘驱动系统（电机变频调速）、膨润土泥水系统、拼装系统、盾尾油脂加注系统、同步注浆系统、刀盘主轴承自动润滑及密封系统、工业水系统、冷却系统和VMT激光导向控制系统，是当今隧道掘进设备中自动化集成程度很高的机械。
盾构机在掘进过程中需要大量的检测变量和执行元件，其中包含了大量的位移传感器、温度传感器、
压力传感器、流量传感器液位传感器和二十多台变频器、电动机以及大量的比例调节阀，所以该系统需要很多的输入输出点，大量的模拟量信号如1-10vDC、4-20mA、热电阻等，必须选用功能强大的PLC产品作为控制系统且具有快速性、稳定性；无风扇运行与集中/分布式信号模块的热插拔性；高效的组态与本产品和图形工程工具的高级语言相兼容；所有数据、程序原代码和用户专用数据存储在CPU中；满足施工过程中的供电中断和故障保护等特殊要求。
3盾构机控制系统组成
该盾构机的PLC控制系统分为两大部分。一部分是由SIMATIC S7-300组成的三个吊机（中箱涵吊机、管片运输吊机、管片转运吊机）的控制系统，其硬件及控制程序都是单独的，其硬件就是由S7-300系列中CPU315-2DP组成的控制系统，管片转运吊机PLC硬件组态见图1；另一部分就是由CPU 414-2DP 为主站组成的SIMATIC S7-400盾构机PLC控制系统。后一部分是盾构机PLC的核心部分。
图1管片运输吊机PLC硬件组态图
SIMATIC S7-400 PLC控制系统上位机（隧道内中央控制室监控操作系统）采用工业用计算机，配置为PⅢ1100、512M内存、40G硬盘、两个21显示器，运行英文Windows XP操作系统，组态软件为G raphpic7.1英文版，通过西门子的PROFIBUS－DP与下位机通讯；下位机采用S7-400系列中的CPU414 -2DP。由于整个处理工艺的面积比较大，控制回路多，为了避免铺设大量的控制线路，所以采用西门子的从站模块将一部分I/O放置在距离中心控制室较远而控制点又比较集中的地方（如采用ET200将在地面膨润土泥水场，距隧道内盾构机最远有3000米的P1.1A、P1.1B泥水泵实现电机变频调速及信息反馈；采用西门子的 ET300模块将离盾构机较远的P2.3、P2.2泥水泵实现电机变频调速及信息反馈等），该盾构机与以前盾构机的通讯不通所有通讯都利用西门子的PROFIBUS－DP通讯协议形成远程I/O。控制系统结构如图2所示：
图2控制系统网络示意图
PROFIBUS-DP网络处理来自DP网络中的传感器或与从站中的模块信息共享的功能，实现自动化中现场执行元件间的通讯任务；对于系统中拼装机和刀盘的旋转角度需要随时检测，并与系统中设定的限制值进行比较，保证在失电又恢复供电后能记忆当前读数，利用PROFIBUS-DP接口的现场总线输出，受外界干扰小，传感器的精度主要取决于编码器的分辨率，它采用二进制编码，可满足施工工艺的要求。
地面监视系统是通过地面监视计算机与隧道内工业用计算机连接起来，可以通过Windows XP系统自带的远程登录功能，以实现在地面上就可以对隧道内盾构机运行状态的监视。
VMT导向系统能按照隧道工程设计的轴线，将施工工艺过程以形象生动的动态显示坐标展现给盾构司机，并能将从PLC获得的相应数据进行运算处理得出施工所需要的数据（如盾尾间隙、管片选型、拼装点数等）。本系统中采用PLC的DP接口与装有CP5611通讯卡的VMT电脑进行通讯，实现实时的从PLC 中获取相关施工数据，以便于施工。
4SIMATIC S7-400 PLC控制系统硬件组态
SIMATIC S7-400 PLC控制系统主体放在中心控制室的电柜中。如图3所示，该系统硬件由一个18槽的主机架UR1 和四个18槽的扩展机架ER1及下挂一个P1.1A泥水泵（ET200）、一个P1.1B泥水泵（ET200）、一个P2.1泥水泵（ET300）、一个P2.2泥水泵（ET300）、一个P2.3泥水泵（ET300）、MDB1电柜的两个ET200、一个拼装机旋转角度检测传感器编码器和一个刀盘旋转角度检测传感器编码器及各中继器。各机架之间通过5个接口模块IM460-3连接起来。
根据隧道工程施工要求，PLC主机电源选用冗余电源；现场操作控制与管理控制级形成网络；PLC 站能够接收监控计算机的时钟同步信号来记录和报送动作顺序及故障信息；数字量和模拟量的输入输出点数满足控制工艺要求，保留不少于20%的备用点；并且要能接受拼装机和刀盘的旋转角度检测传感器
的绝对式编码器；为满足以上要求系统采用带MPI和DP接口的CPU414-2DP和一块CP443-1通讯模块。
图3 SIMATIC S7-400 PLC 硬件组态
5结合实际故障分析SIMATIC S7-400 PLC控制系统程序
盾构机PLC的软件是SIMATIC Manager软件，在组装盾构机时海瑞克公司电气工程师，用装有SIMATIC程序的专门随盾构机配备的PG将硬件组态好且将程序下载到下位机中。在施工过程中， PLC 程序不停的循环运行，检测到某个传感器故障或超出设定限制值时，都会在上位机上出现报警提示或报警急停。
首先解释一下实际的PLC上标记，如图4和图5分别是控制室配电柜内PLC的输入点与输出点，也就是所谓的硬件组态的输入I与输出Q，但在实际作标记时用的是德语Eingeben的首字母E和Ausgeben 的首字母A，模拟量输入标记为PEW，也就是程序中的PIW，而且在程序中有很多标注都用到了德语，对我们没有学过德语的人可以用灵格斯翻译软件对其翻译。
图4 PLC输入点标记图5 PLC输出点标记
5.1上位机出现“.11/27.2 partial flow filter tank1”报警
这样的报警对有经验的工程师来说，一看可能就知道是哪的故障，但对于不熟悉或从未出现过的故障我们可以按照以下方法解决。从提示上可以看出，这是有输入点提示的，我们可以直接按“.11/27.2”找到电气图纸的第11部分的27页的第2列。
如下图图6电气图纸所示，可以看到“.11/27.2”是液压油箱tank1的旁通冷却滤芯传感器。我们首先想到的是滤芯脏了。如果更换内滤芯后还是报警，通过图6找到对应的PLC输入点“=9-9D4”的“E13.7”即程序中的“I13.7”，用随机配备的PG连接到PLC。
图6 “.11/27.2”电气图纸
如下图图7所示，从程序中可以看出在正常掘进情况下PLC的输入点“=9-9D4”的“E13.7”是亮的，也就是图6中传感器-27B2是得电的、闭合的，我们可以检查传感器或线路进行排除。
图7 “I13.7”程序图
5.2上位机出现“DB50.DBX34.0”报警
对于这样没有输入点提示的报警，可以通过SIMATIC S7程序，如图8可以查到“DB50.DBX34.0”在程序FB50的Network21中。
图8 “DB50.DBX34.0”在程序中的位置
如图9所示，程序FB50找到“DB50.DBX34.0”，从程序注释中可以看出是连续复位导致报警提示。
图9 FB50中“DB50.DBX34.0”程序图
5.3 SIMATIC S7软件在线监视功能
假如我们不确定某个传感器是好还是坏，或者是不方便找到传感器时，可以通过SIMATIC的在线监视功能。如图10中PG和PLC连接好后，点击黑色圈中小眼镜就可在线监视运行情况，也就可知道I0.3的状态，从而判断轮对位置传感器的好坏。
图10 右前方轮对限位中断掘进程序段
6小结
目前两条隧道都已顺利贯通，通过实际应用可以证明该控制系统中的硬件和软件配置先进，如西门子SIMATIC S7-400PLC等。该系统是目前国内较大的应用西门子产品的隧道施工生产系统，自投产以来运行可靠，工程质量好。在施工生产中通过自己的摸索学习、进一步的体会，渐渐对本系统有了较深的了解，希望对以后使用或研究该系统的同行有所帮助，但由于实践时间不是很长，文中分析难免有误，恳请指教更正。
参考文献(Referenionces)：
1廖常初.S7-300/400 PLC应用技术. 北京：机械工业出版社，2005
2高鸿斌, 孔美静, 赫孟合. 西门子PLC与工业控制网络应用，北京：电子工业出版社，2006 3STEP 7 V5.4 编程手册
4廖常初.大中型PLC应用教程. 北京：机械工业出版社，2005
5西门子SIMATIC S7 System Service&Programming 培训教程
盾构机刀盘驱动控制系统分析和使用
盾构机刀盘驱动控制系统分析和使用 [摘要] 刀盘驱动系统是盾构机的重要组成部分，本文分析了国内盾构机中刀盘常用的几种典型的驱动方式，结合广佛地铁十二标中罗宾斯盾构机的刀盘驱动系统进行重点分析。并使用GX Developer和GT Designer2进行联合仿真，分析其控制过程，供施工人员进行学习检修作参考。 [关键词] 盾构机；刀盘驱动；PL 前言 刀盘是盾构设备的重要组成部分，是进行掘进作业的主要工作装置。虽然盾构机刀盘工作转速并不高，但是由于广佛地铁十二标地质构造复杂、刀盘作业直径较大。要求刀盘的驱动系统需具备: 大功率、大转矩输出、抗冲击、转速双向连续可调。在满足使用要求的前提下减小装机功率，具备节能降耗等工作特点。盾构机中主要使用三菱电机自动化生产的Q2大型PLC进行分布式控制，各个部分在控制系统中分工明确，整个控制系统具有一定的复杂性。因此，刀盘的驱动系统以及控制系统必须具有高可靠性和良好的操作性能。通过使用GX Developer 和GT Designer2进行联合仿真可以很好地克服整套大型设备难以开展调试、学习、检查等工作的缺点。 1刀盘驱动系统分类 刀盘驱动系统是盾构机的主要系统之一, 分析盾构机刀盘驱动系统液压驱动方式和电驱动方式, 并对两种驱动方式进行了优缺点比较,结果如表1-1所示。 表1-1 驱动方式优缺点对比表 驱动形式特点 电机驱动能源使用效率高，噪音小，价格上比液压驱动具有优势，但是在前盾中占用空间比较大。 液压驱动起动力矩大，容易同步控制，效率低，噪音高。前盾内空间宽敞，后续台车配套设备所占空间比较大。 虽然液压控制在控制精度以及起动转矩方面有一定的优势，但是随着异步电机变频控制技术的发展和完善，在刀盘驱动中使用电机驱动技术更加符合生产和设备使用和维护实际情况。刀盘采用电机驱动将会越来越普遍。 2刀盘电驱动分析 电驱动方式分为单速电机驱动方式、双速电机驱动方式和变频电机驱动方式。单速电机驱动方式不能调节速度，近年来在投入和功能的比较上，越来越缺
南京长江隧道盾构施工技术难点分析_pdf
南京长江隧道盾构施工技术难点分析 Abstract Stratu m of the tunnel p r oject of Nanjing Yangtse R iver is very comp lex .The dia meter of boring machine is very big .The p ressure of earth and water in the tunnel is up t o 0.75M Pa .The tunnel is excavated by a boring machine which contr ols and adjusts p ressure by slurry 2bubble 2cushi on .The length of tunnel excavated in only one directi on by boring ma 2chine is 2.9k m.This article intr oduces many engineering difficulties in the constructi on and the selecti on of p r oper boring machines t o excavate the tunnel . Key words shield;tunnel of Nanjing Yangtse R iver;engineering technique 1 工程概况 南京长江隧道设计为双管盾构隧道,隧道江北为起点,进口里程为K3+390m,梅子洲隧道出口里程为K6+900,隧道总长度3510m,其中盾构段自K3+600～K6+532.756,长度为2932.756m 。盾构机选用2台直径约14.9m 的泥水加压式盾构机同向掘进。 隧道左线有1个半径为2500m 的平面曲线,是本工程半径最小的平面曲线;右线有2个半径分别为3700m 和4900m 的平面曲线。盾构工作井处线间距最小,中心距为23.33m ,一般地段左右线线间距为35m 。 隧道覆土厚度最大30m ,最小6.0m (始发段)。江中段按最小覆土厚度不小于1倍盾构直径控制(局部地段不足1倍洞径,江中最小覆土厚度 10.2m )。线路最大纵坡4.5%,最小坡度0.49%, 最大坡长1130m ,最小坡长290m;隧道段共设3个竖曲线,最小竖曲线半径R =7000m 。 隧道衬砌采用外径14.5m 、宽2m 、厚60c m 的C60钢筋混凝土预制管片,抗渗等级为S12。路面 板采用预制、现浇相结合的方式施工。 2 隧道穿越的地层岩性分布 盾构隧道的地层岩性状况是盾构机选型的重要依据,南京长江隧道穿越的主要地层岩性有:①q c =1.48MPa,f s =18.1kPa,主要矿物成分为石英、长 石、云母,局部夹淤泥质粉质黏土层的细砂层:②高压缩性,低强度,渗透性一般,易坍塌,Ⅰ类围岩,可挖性为Ⅰ级的淤泥质粉质黏土夹粉土层;③灰色,饱和,稍密～中密,颗粒级配差,压缩性中等偏低,低强度,渗透性好,液化土,Ⅰ类围岩,可挖性Ⅰ级的层粉
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德国力士乐A4VSG750HD1/R***,斜轴式变量柱塞泵广泛的应用在“海端克”盾构机和中铁装备及中铁建所生产的盾构机液压系统中，，每台盾构机使用三(四）台此泵用于驱动刀盘旋转的八台A6VM500液压马达。 盾构机刀盘驱动液压泵是三台泵P口合流后，驱动八台液压马达式闭液压回路，这种群变量泵驱动群变量马达工作方式的一个重要技术指标是：三台泵输出压力、流量、变量特性及曲线一至。但在实际的工作状态下，很难做到输出压力一至、输出流量一至、变量特性一至，各种原因促使泵的技术特性不可能一至，就是新泵也不可能一至！使用到一定周期的泵差异就更大了，就是需要调整，本文作者本意是要打破技术壁垒，使盾构机液压维修人员了解此泵的变量制式，懂得泵变量油路走向，为故障提供分析检测依据，了解此泵上的各阀功能及调节参数，使盾构机能够长期的稳定无故障工作。 想了解学习此泵的变量控制人员，当先复制一份上面的液压变量原理图，手持原图与下面的沟画的图对照，了解控制油路的走向。
图一说明： 此型号的柱塞泵没有内置补油泵，需要外部提供变量控制、热油更换、稳定回油备压的油源。在盾构机液压系统中的一台螺杆泵排出的油源经过高精度过滤器后，从E口中进入到泵控制油路中。经过高精度过虑的控制压力油源，对于提高泵的使用寿命及减轻泵变量机构的磨损，维稳状态特殊重要。 在盾构机上，此刀盘泵要起动前，必需先起到补油泵，当补油泵压力建立后，系统中的压力传感器发出讯号给PLC后，才能起到刀盘泵。 刀盘泵的变量控制方式有二种状态，第一种是外控提供的压力油变量方式，第二种是自控压力油变量方式。 先谈第一种：外控提供的压力油变量方式，见上图，刀盘泵的电动机没有起动，外部提供的先导压力油已进入到泵的变量执行机构中，使泵的变量活塞保持在中位（此时：观察泵外观上的角度指示器如不在中位时、那一定是故障）。就是电动机起动带动刀盘泵运转后（泵变量的比例电磁阀的A、B没有指令，也就是没有电流值时），泵壳上的变量角度指示器也要保持在中位。 外部提供的压力油在泵壳的管路运行过程中，遇到第一个阀是“液控顺序阀”，它只在泵的A、B排油口内的油液压力小于25bar 时，起到液阻作用，由于这个顺序阀的液阻，使外供控制油源在阀前建立到25bar压力，这25bar压力油源通过比例阀、限压阀流动到变量活塞大、小控制腔内，达到活塞大、小端控制腔内压力平衡，使活塞保持在中位。 特殊说明;此型号的柱塞泵在各式变量变换中时，变量压力控制油永远直达变量活塞小瑞（小变量控制腔无任何控制方式），大瑞变量控制腔内的油液压力增大时，活塞从中位向左移动。大瑞变量控制腔内的油液压力减少时，活塞从中位向右移动。
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盾构分体始发施工技术 摘要：结合盾构隧道施工分体始发技术在广佛线二期四标澜魁区间施工中的应用，介绍海瑞克盾构分体始发技术的组成、关键工序、关键技术，以及常见的问题和预防措施。 关键词：盾构分体始发始发井二次始发台车管路 一、前言 结合城市地铁施工的特点，盾构始发场地越来越受到各个环境因素的限制，无法进行正常始发。为了解决该始发条件中的盾构施工，盾构机将采用分体始发。 本文结合始发的实际经历，谈谈盾构分体始发技术的一些体会和心得。 二、盾构分体始发的工作内容及工艺流程 盾构机始发时，常规的方法是将盾构机和后续台车全部下井连接后，开始掘进，掘进所产生的渣土则利用台车尾部的空间进行垂直运输。特殊情况下，受始发井空间限制，盾构机无法在井下整体始发,需根据盾构机机械构造拟采用分体式始发,在始发之前，需要对盾构机及始发井做部分的改造。首先将盾构刀盘盾体、盾构机的桥架及1号台车先下井，地面放置盾构机2-5号台车，等掘进一定长度后，在进行后续台车的二次下井，进入正常盾构施工。 三、盾构始发的主要施工技术 1、盾构机改造 盾构机分体始发必须对盾构机原设备进行必要的改造和增减部分设备，盾构机的改造直接影响到盾构机的始发安全、效率和功能，盾构机改造应根据以下原则进行： (1) 最大限度利用盾构机原有设备，减少对原有设备的改造和取消不必要的设备； (2) 满足始发竖井的空间和材料垂直运输通道的要求； (3)有利于盾构机的下井安装及始发阶段掘进完成后其余台车的下井； (4)能够快速完成始发阶段掘进； (5)尽量利用现有龙门吊作为垂直运输设备,必要时采用50t汽车吊进行出土。 2、分体始发方案
超大断面过江盾构隧道总体施工技术方案
复杂地质条件下超大断面过江盾构隧道总体施工技术方案 张焕城 陈健 南京长江隧道工程指挥部 一、工程概况 1、项目简况 南京长江隧道工程是连接南京市浦口区与河西新城区的市内快速通道，是南京市 “井字加一环”快速路系统跨江成环的重要组成部分，也是 “南京市城市总体规划”确定的“五桥一隧”过江通道中的重要项目。该工程位于南京长江大桥和三桥之间，线路总长5.813km ，道路等级为双向6车道城市快速路，车道宽为3.5m ×2＋3.75m ，设计时速80 km/h ，总工期48个月，总投资约30个亿。 工程组成主要包括680m 江北接线道路、300m 收费广场、3822m 左汊盾构隧道（盾构掘进2992m ）、401m 梅子洲接线道路和610m 右汊夹江独塔悬索桥（主桥67+70+248）。 南京长江隧道工程总平面图 2、右汊盾构隧道概况 南京长江隧道 南京长江二桥 南京长江大桥 南京长江隧道
盾构隧道工程区段属长江河床及高河漫滩，地形开阔平坦。地表主要为农田、水塘、苗圃等。盾构穿越江面宽度约2500m，高水位多年平均值8.37m，最大水深约28.8m 。 隧道通过部位为白垩系及第四系地层，主要分布为第四系冲积、沉积粉细砂、砾砂、圆砾层和强风化砂岩。下穿地层除穿越一级长江防洪大堤外，地面建（构）筑物、管线较少，仅有少量2～3层民房和一条水厂管道。左汊盾构隧道全长3822m，其中盾构段长度为2992m，使用两台ф14.93m的泥水平衡式盾构机施工，满足车道净空限界的盾构隧道内径为13.30m，隧道管片外径14.50m。管片拼装设计为7块标准块、2块相邻块和1块封顶块，设计强度为C60，防水等级为S12。长江隧道纵断面及结构横断面图如下 二、长江盾构隧道的工程特点、难点及面临的风险和挑战 南京长江隧道工程是一项举世瞩目的宏伟工程，第一次在长江下修建江底隧道，且盾构直径之大、地质条件之差、水压之高世界罕见，这些世界级技术难点极具挑战性。因此无论是在隧道设计、盾构机选型，还是盾构施工和管理等方面都面临着严峻的考验。 其工程的特点与技术难点主要表现如下： 1.盾构直径超大 目前世界上已建成的盾构直径最大是荷兰的格林哈特隧道，盾构机直径14.87m。南京长江隧道盾构直径为14.93m，是目前世界上直径最大的盾构隧道之一。 2. 水压力高 目前世界上已实施或计划实施的超大直径盾构项目，水压在6kg/cm2以上的实例尚属空白。而南京长江隧道盾构设计最大水压近6.5kg/cm2，在同等或更大直径的盾构项目中，水压是最高的。 3.地层透水性强 隧道长距离穿越粉细砂层（穿越长度2542m，占隧道总长度的85％），以及部分
南京长江隧道工程简介
南京长江隧道工程项目简介 南京长江隧道建设项目，是南京市在重大基础设施项目投资建设中第一次完全采用市场化方式运作的项目。二00五年一月，中国铁道建筑总公司（出资80%）与南京市交通建设投资控股（集团）有限责任公司（出资10%），南京市浦口区国有资产经营（控股）有限公司（出资10%）共同出资组建南京长江隧道有限责任公司，全权负责长江隧道项目的投资、建设、运营、管理和维护，并在市政府依法授予的特许经营权期满后将长江隧道、附属设施及相关资料无偿、完整地移交给市政府。公司经营期限暂定34年，其中建设期4年，运营管理期30年（经省政府批准后生效）。 南京长江隧道是《南京市城市总体规划》确定的“五桥一隧”过江通道中的重要工程。它的建成将彻底改变目前南京市长江单一的桥梁过江交通方式，对于缓解跨江交通压力，促进沿江经济发展，造福百姓，具有十分重要意义。 南京长江隧道位于南京长江大桥与三桥之间，上距三桥9km，下距大桥10km，连接河西新城区——梅子洲——浦口区。工程由江南滨江快速路与纬七路互通立交过渡段接入点起，至江北收费广场连接快速路K2+200处止，整个工程通道总长约6.2km，按双向6车道快速通道规模建设，设计车速80公里/小时。 南京长江隧道采用“左汊盾构隧道+右汊桥梁”方案，工程主要包括610m江北接线道路、420m收费广场、3837m左汊盾构隧道（其中江北引道明挖始发段370m；左线盾构隧道长2992.34米，右线盾构隧道长2984.95米；梅子洲接收明挖引道段477m），626m梅子洲接线道路和707m右汊夹江自锚式独塔悬索桥,桥跨为10-25m连续梁+（35m+77m+60m+248m+35m）独塔悬索，左汊盾构隧道采用两台ф14.93m复合式泥水盾构机由浦口岸工作井同向掘进施工；右汊夹江桥主塔采用爬模施工，主跨钢箱梁采用岸边焊接，逐节顶推拼装法施工。工程预计在2008年底建成，2009年上半年通车，工程总投资约为33.6亿元。 南京长江隧道工程是一项举世瞩目的宏伟工程。第一次在长江修建江底隧道，且盾构直径之大，地质水文条件之差，水压之高，实属世界罕见。一些世界级技术难题极具挑战性。因此无论是在隧道设计、盾构机选型，还是盾构隧道施工技术和工程管理等方面都面临着严竣的考验。 本工程特点、难点及风险点主要包括：
盾构隧道始发技术
盾构隧道始发技术 1前言 我国地铁隧道施工已开始使用盾构法。随着技术进步、认识提高、综合国力的增强，特别是随着该施工技术所显现的优势，盾构法越来越多地被国内地铁界所接受，上海、广州、南京、北京、深圳、天津、西安、成都、沈阳、杭州、青岛等城市都使用这种方法。上海地铁是国内最早采用盾构施工的，且大部分工程都是利用盾构完成的；南京地铁目前有3个盾构标段4台盾构机在进行施工，施工总量约占全线的30％。虽然盾构有许多成功的工程实例，但是使用这种方法也有较大的风险。如盾构在隧道内只能前进，不可后退，一旦盾构本身出现致命的故障，可能就会产生灾难性的后果。而且使用盾构在对洞口进行加固处理的始发时阶段出问题的概率很高，即使是非常有经验的承包商也常会发生类似事故。本文重点介绍盾构始发的技术问题。 2始发技术的重要性及关键技术 由于在始发阶段存在以下几种特殊情况： （1）始发推进前需凿除车站的围护结构（主要是处理钢筋砼结构），凿除围护结构后的土体在一定的时间段内必须保持自稳，不能有水土流失； （2）始发阶段盾构机主体在始发导轨上不能进行调向； （3）始发阶段的姿态及地面沉降控制比正常推进阶段更困难； （4）始发期间一些设备如管片小车、管片吊机，包括出渣都不能正常使用。有时也会存在盾构机因为车站结构的原因而不能整机始发。 综上所述，盾构在初始阶段的施工难度很大。因此，盾构隧道始发技术是盾构法施工技术的关键，也是盾构施工成败的一个标志，必须要全力做好。同时还应确保盾构连续正常地从非土压平衡工况过渡到土压平衡工况，以达到控制地面沉降，保证工程质量等目的。 始发技术包括洞口端头处理（在软土无自稳能力的地层中）、洞门砼凿除（主要针对钢筋砼围护结构）、盾构始发基座的设计加工、定位安装；始发用反力架的设计加工、就位；支撑系统、洞门环的安设、盾构组装、盾构始发方案、其他保证盾构推进用设备、人员、技术准备等，直到始发推进。
变频器在盾构机的运用
东芝变频器盾构机刀盘驱动中的应用: 盾构机刀头由多个电机共同驱动，控制电机的变频器必须保证负载能在多个电机之间平衡。同时盾构机施工地点环境较差环境温度高粉尘污染严重。介绍了东芝盾构机专用变频器及在盾构机刀盘驱动中的应用。描述了刀盘驱动对于电机控制的具体要求并论述了如何利用东芝盾构专用变频器内置的功能设计实现这些要求。同时,描述了如何合理设计变频器的控制机柜来适应盾构机的特殊使用环境。经过数个工程的实践,证明上述方法能很好地满足东芝变频器在盾构机应用的要求。关键词:盾构机负荷平衡;防护；东芝盾构变频器 1引言盾构隧道掘进机(盾构机)是一种隧道掘进的专用工程机械。现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土渣、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能,盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力施工速度快、一次成洞、不受气候影响开挖时可控制地面下沉、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的刚组建沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用承受周围土层的压力有时还成承受下水压以及将地下水挡在外面，挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。盾构机的掘进过程大致如下刀盘旋转同时开启盾构机推进油缸将盾构机向前推进,随着推进油缸的向前推进,刀盘持续旋转,被切削下来的渣土充满泥土仓,此时开动输送机构将切削下来的渣土排送至地面。传统的盾构机刀盘是由液压驱动的,近几年出现了由变频器控制三相交流异步电机驱动的刀盘。显然,与液压驱动相比,电机驱动具有机械设计简单、安装维护容易、控制灵活方便、成本低廉等诸多优点。因此电驱动在盾构应用中有着广阔的前景。2盾构机刀盘驱动的控制要求 电驱动的刀盘通常由6~22个电机经过各自的减速箱与一个差不多和刀盘等直径的大齿轮啮合来驱动整个刀盘驱动。因此从驱动的角度看这是一个多电机驱动同一负载的应用,需要负载平衡控制,即让负载均匀地分布到所有电机上否则部分电机将会过载,因为机械设计时考虑的总功率是多个电机功率之和。与其他需要负载平衡控制的应用相比,刀盘驱动的特殊性在于:1)电机的数量较多,许多应用中的负载是在2个电机或4个电机之间平衡的,如起重、炼钢转炉等,而刀盘的驱动要求负载在6~22个电机之间平衡;2)机械传动机构复杂,传动比非常大,所以,虽然总体上来说多个电机与刀盘之间属于刚性连接,但其实每个传动点的齿隙等参数很难达到一致,这些差别在设计负载平衡控制时必须充分考虑到。同时,刀盘的体积庞大,掘进中负载变化不可预知。由于减速机构复杂且减速比大,刀盘处负载和速度的微小波动都会在电机侧被成百上千倍地放大,这种大幅度的波动有可能会造成传动机构的损坏。为此,在刀盘驱动控制中,应尽量采取办法避免波动。盾构施工的环境一般都比较恶劣,高温、高湿、多尘在所难免,因此必须考虑到变频器的防护与散热问题。 3.东芝盾构机专用变频器在刀盘驱动中的应用 东芝盾构机专用变频器是东芝机器产业最高端的一款变频器,可以实现闭环矢量控制,过载能力达到了200%,功率范围从0.75~500kW。东芝盾构机专用变频器还内置了大量的应用功能,如抱闸逻辑、多段速、限位开关管理等以适合各种各样的生产工艺。针对盾构机的特殊要求,东芝盾构机专用变频器通过灵活组合内置的负荷平衡功能、主从功能、多配置功能很好地实现了这些要求。盾构机的刀头由6~22个电机驱动,需要将负荷均匀地分配到每个电机上。通常,对于这类多电机驱动同一负载的控制有2种经典的方法。第1种,滑差自适应法。通常交流异步电机的自然特性是下垂的,见图1。 电机的实际转速与由供电频率和电机极数决定的磁场转速之间有一定的差异,称为滑差。对通常的交流异步电动机而言,在一定的范围内,滑差和负载之间有近似的线性关系,并且负载越重,滑差越大,意味着电机的转
PPP案例：南京长江隧道工程(BOT模式)
PPP案例：南京长江隧道工程(BOT架构) 项目名称：南京长江隧道工程 项目地点：南京市 建设期：2005年-2010年 运营期：2010年至今 获奖情况： 2013年，中国建设工程鲁班奖； 2014年，国家科技进步二等奖。 项目背景： 南京钟灵毓秀，但长江天堑将城市格局一分为二，江北经济发展因两岸交通不便而受阻碍。市政府提出“跨江发展战略”，借2004年《国务院投资体制改革决定》春风，将南京长江隧道工程列为南京市首个采取项目法人招标模式的重点基础设施工程建设项目。 南京长江隧道是迄今为止中国水下盾构隧道中地质条件最复杂、技术难题最多、施工风险最大的越江隧道，面临着大直径、高水压、强透水、薄覆土、长掘进、高风险等六大世界级技术难题，国内外院士、专家称之为“万里长江第一隧”。 对于南京市政府而言，该项目的建设风险要远远大于项目建成通车后的运营、回报风险，通过公开招标的方式选择有经验、有能力的建设承包商，是项目成败的关键。 项目建设概况： 南京长江隧道工程位于南京长江大桥与三桥之间，连接南京市浦口区——江心洲——主城区，采用“北隧南桥”方式，分别穿越长江主航道和夹江，设计为双向6车道、80公里/小时的城市快速通道。工程全长5853米，其中隧道建筑长度3790米（盾构段长度3020米），采用盾构法施工，盾构直径14.93米；桥梁为独塔自锚式悬索桥，一跨过夹江。隧道、桥梁部分于2005年9月30日正式施工建设，2009年8月22日全线贯通，2010年4月30日全部建成完工，2010年5月28日南京长江隧道工程全线通车，开始收费运营。
项目的特许经营权范围、期限及限制： （一）特许经营权的范围 1. 过江隧道项目的投资、建设、建成通车后的车辆通行费的收费权（经省政府批准后生效）； 2. 过江隧道项目的冠名权； 3. 过江隧道项目沿线规定区域内的相关配套服务设施（包括饮食、加油、车辆维修、商店等服务设施）的经营权及沿线广告经营权。 （二）特许经营权的期限 特许经营权期限自市政府授权过江隧道公司建设经营过江隧道项目起算，至经省政府批准的过江隧道收费期限届满终止。 （三）特许经营权的限制 过江隧道及其配套设施的所有权属市政府，过江隧道公司在特许经营期间内不得自行处分，也不得以此设定任何担保。过江隧道公司未经政府有权部门同意，不得以转让、出租、质押等方式处分特许经营权，但是过江隧道公司为过江隧道项目建设、经营及维护需要以过江隧道项目收费（益）权出质向金融机构借款的除外。 项目投融资架构图：
PLC在南京长江隧道盾构机上的应用
PLC在南京长江隧道盾构机上的应用 中铁十四局隧道公司南京长江隧道第一项目部刘中华 摘要：现代隧道工程中已逐渐广泛应用盾构机施工，而盾构机的自动控制系统多采用可编程序控制器（PLC）实现，文中介绍了德国西门子PLC在南京长江隧道海瑞克大直径泥水盾构机上的硬件组态及软件组成，运行过程。结合实例分析PLC的应用及故障的处理。 关键词：可编程序控制器；盾构机；应用 The application of PLC in Nanjing Yangtze TBM LIU zhonghua 14th Engineer Bureau Group Co.,Ltd,CRCC Abstract:The tun building machine (TBM) is applied in the m odern tunnel projects widely,and the automatic control system of the TBM is realized by the programmable logic controller (PLC),it introduce the hardware configuration and software components of the Siemens’ PLC,which is manufactured in Germany, it also introduce the process of the system in the Nanjing Yangtze TBM.Analysis with practical examples of the application of PLC and malfunction handling. Key words: PLC;TBM; application 1工程概况 南京过江通道是《南京城市总体规划》确定的一条重要的城市过江快速通道，连接南京河西新城区-江心洲-浦口区。整个工程通道总长5853m，双洞双线六车道设计，采用“左汊盾构隧道+右汊桥梁”方案，其中左汊盾构隧道（分为左、右线两条隧道）江北起点里程为K3+600，江南梅子洲到达里程为K6+532.756，盾构区间长度为2932.756m，左、右线两条隧道分别采用德国海瑞克公司生产的两台（S349、S350）Φ14.93m泥水加压平衡盾构机施工。左、右线隧道分别于2009年5月20日和8月22日贯通，现正在对盾构机进行保养工作。 2盾构机及对控制系统的要求 每台盾构机全长约134米，主体部分约8米，主体部分主要有刀盘、管片拼装机、碎石机；后配套有3台台车组成，分别装有管片运输吊机、喂片机、液压泵站、变压器、配电柜、泥水罐、储气罐、空压机；以上各部分组成了由西门子PLC控制的液压推进系统、刀盘驱动系统（电机变频调速）、膨润土泥水系统、拼装系统、盾尾油脂加注系统、同步注浆系统、刀盘主轴承自动润滑及密封系统、工业水系统、冷却系统和VMT激光导向控制系统，是当今隧道掘进设备中自动化集成程度很高的机械。 盾构机在掘进过程中需要大量的检测变量和执行元件，其中包含了大量的位移传感器、温度传感器、
土压平衡盾构隧道密闭钢套筒始发施工工法
土压平衡盾构密闭套筒始发施工工法 中铁二局股份有限公司城通分公司 1 前言 盾构施工过程中，盾构始发与到达是最易产生事故的工序，直接影响盾构隧道的顺利贯通。当盾构始发端头地质条件复杂，端头加固龄期长无法满足施工节点要求或由于盾构始发端头存在较多较大地下管线且管线迁改难度大、时间长、费用高时，如何确保盾构机安全始发成为一个工程难点。 广州市轨道交通六号线二期工程【施工三标】土建施工项目高塘石站～黄陂站区间隧道计划从高塘石站始发2台盾构机向高黄中间风井方向掘进。因端头11根10KVA电缆未迁改，且迁改周期较长，为满足工期节点要求，尽早完成该区间洞通节点目标，减少管线迁改及端头地基加固的周期影响，依据平衡始发原理，在盾构始发井内安装钢套筒，并在钢套筒内安装盾构机，盾构在钢套筒内实现安全始发掘进，解决了盾构始发的难题。 2 工法特点 1、施工占用场地小，在盾构始发井内安装钢套筒，并在钢套筒内安装盾构，盾构机在密闭钢套筒内实现始发。 2、工期短，能够解决始发端头加固龄期长，影响施工工期的问题。 3、无需端头加固，依靠钢套筒这个密闭空间，提供平衡掌子面的水土压力，解决了管线迁改周期长，费用高的难题。 3 适用范围 土压平衡盾构在施工场地受限、工期短、端头加固困难且加固期龄太长、管线迁改困难等施工条件下始发。 4 工艺原理 密闭钢套筒平衡始发依据平衡始发原理，通过钢套筒这个密闭的空间提供平衡掌子面的水土压力，使盾构机破除洞门前即已建立了水土平衡的环境，始发等同于常规掘进，从而避免了盾构机始发过程中因为欠压或渗漏而出现塌方的情况。从直径和长度进行设计，通过把直径与长度设计成比盾构略长的钢套筒与洞口密闭连接，盾构机安装在钢套筒内，然后在钢套筒内填充回填物，通过钢套筒这个密闭的空间提供平衡掌子面的水土压力，盾构在钢套筒内实现安全始发掘进进入前方土体，最终使盾构能够正常掘进施工。
盾构隧道采用钢套筒始发 下穿既有线施工技术
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/7813104360.html, 盾构隧道采用钢套筒始发下穿既有线施工技术 作者：廖先江 来源：《现代城市轨道交通》2018年第01期 摘要：以深圳地铁 9 号线上梅林站—梅村站盾构隧道区间始发阶段采用钢套筒始发并近 距离下穿既有地铁 4 号线为背景，系统阐述钢套筒始发技术特点、工作原理、操作流程、控制重难点等，为后续盾构法隧道采用钢套筒始发提供理论依据和技术支持。 关键词：地铁；盾构隧道；钢套筒始发；下穿既有线 中图分类号：U455.43 1 工程概况 盾构机盾尾拖出时管片和土体之间存在较大间隙，容易形成流水通道，造成始发洞门涌水涌砂。在盾构始发阶段，仅采用橡胶帘板进行洞门密封，盾构机难以保压，盾尾也无法用水泥砂浆或水泥-水玻璃双液浆密封，发生涌水涌砂后难以处理，容易引起周边构筑物沉降塌陷。 深圳地铁 9 号线梅村站—上梅林站区间左线长635.612 m，右线长 636.500 m，埋深约 9.1～16.8 m。该区间隧道采用盾构机施工，盾构机由上梅林站西端始发至梅村站东端吊出，盾构始发端头井与既有地铁4号线隧道水平距离为 16.7～19 m，与 4 号线最小垂直净距为2.5 m，下穿影响区域基本位于砾质黏性土层、全风化花岗片麻岩层（图 1）。原设计盾构始发端头井采用深层搅拌桩加108 mm 大管棚加固方案，因盾构始发井距离既有 4 号线较近，若仍采用传统的始发方案，存在洞门涌水涌砂及 4 号线运营安全风险，经多方论证确定将大管棚加固方案调整为钢套筒始发方案。 2 钢套筒始发技术 钢套筒始发技术是根据平衡原理研发的新型盾构始发技术，与传统盾构始发技术相比安全性能大幅度提高。通过在盾构机外部安装一个钢套筒，在盾体、钢套筒、负环管片、加强环梁之间形成封闭空间，并在封闭空间内用充填物填充密实，在始发前先进行保压处理。通过钢套筒这个封闭空间使盾构机在始发前创造穿越土层时的压力环境，有效防止破除洞门时涌水涌砂情况的发生，实现安全始发掘进。 2.1 钢套筒简介 （1）筒体制作。整个钢套筒结构由筒体、过渡连接环、加强环梁、反力架等部分组成。筒体部分总长9.9 m，内径为 6.5 m。筒体采用 Q235 钢材制作，按纵向分为 3 段，每段又分为
南京长江隧道疏散通道专题研究
南京长江隧道咨询项目 南京长江隧道疏散通道专题研究 北京交通大学隧道及地下工程试验研究中心 2005年9月26日
目录 第一章概述 1.1 南京过江隧道概况及背景 (3) 1.2 南京过江通道隧道段地质及水文特点 (6) 1.3 专题研究的目的意义 (10) 1.4 专题主要研究内容 (11) 第二章国内外江（海）底隧道疏散通道设置方式及主要案例 2.1 国内外江（海）底隧道疏散通道设置方式 (13) 2.2 国内外江（海）底隧道疏散通道设置的主要案例 (13) 2.3 国内外江（海）底隧道疏散通道设置方式的优缺点分析 (34) 第三章横通道作为南京长江隧道疏散通道的分析 3.1横通道主要施工方法及施工风险分析 (36) 3.2主隧道——横通道应力变形分析 (44) 第四章东京湾海底公路隧道疏散通道（纵向）案例分析研究 4.1 工程概况 (53) 4.2 日本公路隧道紧急系统标准 (54) 4.3 东京湾海底公路隧道通风系统 (57) 4.4 东京湾海底公路隧道安全设施 (58) 4.5 东京湾海底公路隧道的疏散设施 (63) 4.6 其它 (65) 第五章南京过江隧道疏散通道的设置 5.1南京过江隧道疏散通道可能选用的设置方式 (68) 5.2南京过江隧道疏散通道设置的方案比选 (69) 5.3 结论与建议 (69) 附件1 关于消防系统与工程技术问题与日本早稻田大学小泉淳教授等专家的会谈纪要 (71)
第一章概述 1.1 南京过江隧道概况及背景 长江南京段上游过江通道是《南京城市总体规划》确定的一条重要的城市过江快速通道。江南接主城滨江大道和纬七路（即应天西路），通过纬七路再接城西干道和城东干道；江北接江北滨江大道和浦珠路，将江南江北的快速交通网络连为一体，形成横跨长江的一条东西向城市快速通道。该通道的建设可促进城市跨江快速交通网架的构建、实现南北交通的顺畅联系、加速江南江北的一体化发展，有利于改善南京市江北新市区与老城区及中心区、河西新城区的交通联系，促进实现一城三区的均衡发展；同时还有利于带动沿江地区的发展，促进江心州的开发利用，解决城市过江交通严重饱和，机动车发展迅猛，过江瓶颈制约江北发展等问题。过江通道总体规划见图1.1。 长江南京段上游过江通道主要包括左汊隧道工程、右汊桥梁工程、接线道路、立交以及附属工程等。其中隧道工程有以下五种横断面形式：圆形隧道横断面、矩形隧道横断面、引道光过渡段横断面以及引道敞开段横断面。各段在左右线隧道的长度分布如表1.1及表1.2所示。 南京长江隧道设计为双管盾构隧道，隧道江北起点为进口里程为K3+380m，梅子洲隧道出口里程为K6+854.053，隧道总长度3474.053m，其中盾构段自K3+600至K6+532.756，盾构长度为2932.756m，选用两台泥水加压盾构同向掘进。 圆形隧道段基本位于隧道中部的水底，是主要的隧道断面形式。圆形隧道断面经过双管单层、双管双层和四管单层三种断面方案的比选，最终选定双管单层
南京长江隧道设计与施工
南京长江隧道设计与施工
一.项目背景
南京长江隧道是南京市 “井字加 一环”快速路系统跨江成环的重要 组成部分，是“全面达小康、建设 新南京、实施跨江发展战略”的标 志性基础设施，被江苏省2006年重 点投资计划列为重点工程。 本项目为中铁建投资的BOT项目。 建设期为4年、特许经营期30年。 已于2010年5月1日建成通车
长江隧道的地理位置
南京长江大桥
南京长江二桥
南京长江四桥 纬三路过江隧道 南京长江三桥
南京长江隧道
京沪高速铁路大桥
二、建设环境 建设环境
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自然地理：隧址为长江河床及高河漫滩，地形 自然地理 隧址为长江河床及高河漫滩 地形 开阔平坦。 工程地质 上部地层主要为第四系全新统冲积 工程地质：上部地层主要为第四系全新统冲积 层, 深部为白垩系岩层，地层起伏不大。 水文地质：地表水为长江水系，地下水为孔隙 水及裂隙水，对混凝土、钢筋无腐蚀性。 地震基本烈度：V VII度 。 航运航道：长江南京水道为常年主航道，隧 址处航宽480～1000m，水深约11m 。 河床演变：最大冲刷深度约9m，深槽的摆幅 为150～160m。 防洪等级：长江大堤为Ⅰ级堤防。
三. 设计概况
1、主要设计参数：
道路全长：5.853 km 道路等级：城市快速路，双向6车道 车道设置：3.5m×2＋3.75m，高4.5m 设计车速：80 km/h 车辆荷载：城-A级 抗震设计：100年一遇超越概率10% 人防等级：6级 防洪设计：按100年一遇水位设计 结构安全等级：一级，重要性系数1.1 设计年限：100年
盾构始发施工技术
盾构始发施工技术 李懂懂
1施工工艺技术 1.1盾构始发工艺流程 本区间隧道设计为双线单圆隧道，工程投入2台中铁土压平衡式盾构机用于隧道掘进。2台中铁装备6450土压平衡型盾构机从XXX端头井始发，向XXX掘进，先行始发掘进左线，待左线完成100m后始发掘进右线。 由于盾构始发与始发前各项准备工作紧密相联，为保证盾构顺利始发，须对整个过程进行合理部署，具体包含如下内容： ⑴端头井土体加固； ⑵始发架安装及加固； ⑶反力架安装； ⑷洞门止水帘布安装； ⑸特制小车及卷扬机下井安装； ⑹洞门凿除； ⑺负环安装； ⑻盾构始发洞门注浆洞门封堵。 整个盾构始发流程如下：
1.2端头井土体加固及效果检测 1.2.1端头井土体加固 为保证盾构机安全出洞，隧道出口土体必须具有良好的自立性及密实性，为确保盾构机在经过洞口时土体不坍塌，地下水不涌入，因此必须对洞口土体进行加固。始发井加固 范围详见下图5.2.1-1。
图1.2.1-1始发井加固平面及剖面图 1.2.2旋喷桩加固 ⑴工法介绍 本区间端头井加固均采用φ600@450双重管高压旋喷桩施工，经加固的土体应有很好 的均质性、自立性，28天无侧限抗压强度为1-1.2MPa ，渗透系数s cm /10*0.17 -≤。 ⑵施工方法 ①桩机就位后，现场技术员测量确认孔位，并确定垂直度，符合要求方可开钻。 ②旋喷机就位后，旋喷前先检查旋喷机平台水平度和钻孔垂直度，具体操作为用水平尺测量钻杆两个侧向垂直度和钻机平台横、竖向水平度，以水准气泡居中为准，符合要求才允许开钻。 ③下钻杆是气管和水管双管同时运行，注意下钻杆过程中是否堵管（冒水正常，不冒水堵管），堵管要全部拔出来清洗干净重新下钻管。 ④旋喷时气管和水泥浆双管同时进行，水泥浆液先搅拌1分钟，才可往上提管，喷浆提管速度、旋转速度，注浆流量都要符合施工工艺参数要求。 ⑤施工工艺参数 表1.2.2-1施工技术参数表 技术参数 双管法 旋喷桩径 800mm 水 泥 42.5 浆 压 25MPa 提升速度 12-15cm/min 旋转速度 15～18r/min 注浆流量 50～55L/min 水 灰 比 1:1 水泥掺量 20% 1.2.3端头井土体加固效果检测 ⑴加固土体垂直检测 旋喷桩施工完成后进行加固检测，按照地基处理等相关规范的规定内容，检测分垂直检测和水平探孔检测，垂直检测按照总桩数的1%，取芯送检，取芯试验送检试验结果必须满足设计强度及抗渗要求。 ⑵水平探孔检测
隧道盾构始发施工技术
浅谈武汉长江隧道盾构始发施工技术 盾构网 https://www.360docs.net/doc/7813104360.html,(2007-5-28) 新闻来源：武汉市市政 工程质量监督站 摘要：结合泥水平衡盾构技术在武汉长江隧道的应用，介绍了盾构施工始发技术的组成、施工工序、工艺及要求。 关键词：隧道盾构；始发；施工技术 一、前言 2005年元月正式开工的武汉长江隧道位于长江大桥、二桥之间，北接汉口大智路，南通武昌友谊大道（远期穿越沙湖与中北路衔接），是解决主城过江交通的一条城市主干道。隧道全长约3.7公里（包括盾构法隧道衬砌段、明挖暗埋段及明挖段），双向4车道，设计车速50公里/小时。预计2008年8月建成通车。届时，23％以上的过江车辆改由隧道过江，长江大桥、长江二桥的交通压力将大为缓解。为穿越江底，采用了泥水加压平衡盾构工法施工。盾构施工特点如下：盾构机只能前进，不能后退，如遇到某种特殊情况需要临时变更为其他工法时很困难；盾构机械造价昂贵，科技含量高，重要部件在施工过程中如需更换、修理较困难；盾构机工作部件对岩土敏感性强，一种刀盘、刀具不可能做到对任何地层都适应，有一个最佳的适用范围。所以，盾构施工具有一定风险。尤其是盾构在始发阶段出问题的概率
较大。本文根据武汉长江隧道盾构施工中的体会，着重谈谈在盾构始发施工中有关的技术问题。 二、工程概况 武汉长江隧道为分离式隧道，分左右线2孔。左线长2537.6m，右线长2536.9m，总长5073.5m。根据盾构隧道地表位置将其分为三段，分别为江底段、武昌临江段和汉口临江段。其中江底段长2620m（左右线均为1310m），武昌临江段1570m（左右线均为785m），汉口临江段909.8m（左线442.6m，右线441.9m）。工程采用两台泥水平衡盾构机由武昌端向汉口端掘进，每台盾构机重900多吨，盾构开挖直径 11.38m，具有当前隧道施工“长、大、深”的施工难点。 武昌始发竖井井深21.5m，井口尺寸20.3m（长）×33.09m（宽），竖井围护结构为深38m、厚0.8m的地下连续墙，钢筋混凝土内衬厚为1m。盾构隧道管片外径11m，内径10m，管片宽2m，厚0.5m。每环管片由9块楔型块组成，采用通用楔型管片错缝拼装。 三、盾构始发的技术要求 盾构始发是盾构法施工隧道的一个关键。应确保盾构连续正常地从非泥水平衡工况过渡到泥水平衡工况，以达到控制地面沉降，确保始发安全，保证工程质量的目的。 盾构始发的主要工作内容包括：洞门端头处理、洞门凿除、盾构始发基座的设计加工、定位安装；反力架的设计加工、就位；支撑系统、洞门密封环的安设；盾构组装、调试；其他保证盾构推进用设备、人员、技术准备等。
盾构始发和接收施工技术
盾构始发及接收施工技术 摘要：随着技术进步、认识提高、综合国力的增强，特别是随着该施工技术所显现的优势，盾构法越来越多地被国内地铁界所接受，上海、广州、南京、北京、深圳、天津、西安、成都、沈阳、杭州、青岛等城市都使用这种方法。上海地铁是国内最早采用盾构施工的，且大部分工程都是利用盾构完成的；虽然盾构有许多成功的工程实例，但是使用这种方法也有较大的风险。如盾构在隧道内只能前进，不可后退，一旦盾构本身出现致命的故障，可能就会产生灾难性的后果。而且使用盾构在对洞口进行加固处理的始发时阶段出问题的概率很高，即使是非常有经验的承包商也常会发生类似事故。本文重点介绍盾构始发及接收的技术问题。. 关键词：盾构机始发接收 1始发技术的重要性及关键技术 由于在始发阶段存在以下几种特殊情况： （1）始发推进前需凿除车站的围护结构（主要是处理钢筋混凝土结构），凿除围护结构后的土体在一定的时间段内必须保持自稳，不能有水土流失； （2）始发阶段盾构机主体在始发导轨上不能进行调向； （3）始发阶段的姿态及地面沉降控制比正常推进阶段更困难； （4）始发期间一些设备，包括出土都不能正常使用。有时也会存在盾构机因为车站结构的原因而不能整机始发。 综上所述，盾构在初始阶段的施工难度很大。因此，盾构隧道始发技术是盾构法施工技术的关键，也是盾构施工成败的一个标志，必须要全力做好。同时还应确保盾构连续正常地从非土压平衡工况过渡到土压平衡工况，以达到控制地面沉降，保证工程质量等目的。 始发技术包括洞口端头处理（在软土无自稳能力的地层中）、洞门混凝土凿除（主要针对钢筋混凝土围护结构）、盾构始发基座的设计加工、定位安装；始发用反力架的设计加工、就位；支撑系统、洞门环的安设、盾构组装、盾构始发方案、其他保证盾构推进用设备、人员、技术准备等，直到始发推进。 2始发施工技术