完整版盾构机选型及适应性评估方案

第一章概述................................................................ 1..

1.1、概述 (1)

1.2、上标段使用情况 (1)

第二章工程概况............................................................ 2.

2.1、工程位置 (2)

2.2、设计概况 (2)

2.3、工程地质及水文地质 (3)

2.3.1、地形地貌

2.3.2、地质构造

2.3.3、岩土层特征

2.3.4、土层可挖性分级和隧道围岩分类

2.3.5、水文情况

第三章盾构机特点........................................................... 7.

3.1、功能设计特点 (7)

3.2、海瑞克盾构机针对成都砂卵石地层的功能特点 (8)

3.2.1、刀盘驱动及主轴承密封系统

3.2.2、刀盘刀具布置

3.2.3、盾体

3.2.4、盾尾

3.2.5、螺旋输送机

3.2.6、材料闸

3.2.7、压缩空气气源

3.2.8、后配套设计

3.3、四台盾构机的性能参数说明 (10)

3.3.1、S-394/S-395盾构机主要性能参数

3.3.2、S-526/S-527盾构机主要技术参数

第四章四台盾构机对该项目地质的适应性及可靠性描述 (17)

4.1、盾构机对工程的适应性 (17)

4.2、盾构机的可靠性 (18)

4.3、工程重难点及盾构机功能的适应性对照表 (19)

4.4、刀盘刀具特点及其对区间地质的适应性 (20)

4.4.1、刀盘刀具整体布置

4.4.2、刀盘结构特点

4.4.3、刀具的布置形式

4.4.4、刀盘、刀具对地质的适应性

4.4.5、刀具选择对地层的适应性

4.4.6、刀盘设计对地层的适应性

4.4.7、对大粒径卵石、漂石的处理方式

第五章盾构机的改造和维修 (27)

5.1、S-394/S-395盾构机的改造 (27)

5.1.1、 ............................................................... 推进油缸

5.1.2、 ............................................................... 浆液搅拌

5.1.3、 ............................................................... 加水系统

5.1.4、 ........................................................... 二次补浆装置

5.2、S-526/S-527盾构机的改造 (27)

5.2.1、 ............................................................... 加水系统

5.2.2、 ........................................................... 二次补浆装置

5.3、.................................................................. 盾构机的维修28

5.3.1、 ........................ 海瑞克检测项目（S-394/S-395/S-526/S-527 盾构机）

5.3.2、 ........................................................... 自检维修项目

第六章盾构机维修评估总结 (37)

附录1 S-394/S-395整机图 ................................ .错误!未定义书签。

附录2 S-526/S-527整机图 ................................ .错误!未定义书签。

附录3 S-394/S-395刀盘图 ................................ .错误!未定义书签。

附录4 S-526/S-527刀盘图 ................................ .错误!未定义书签。

附录5隧道断面图.......................................... 错误!未定义书签。

附录6西客站?苏坡立交站地面布置图....................... 错误!未定义书签。

附录7中坝站?西客站地面布置图........................... 错误!未定义书签。

第一章概述

1.1、概述

我公司预计于2012年8月11日对成都地铁4号线土建3标段苏坡立交站至中坝站实施盾构施工掘进。本项目投入德国海瑞克生产的土压平衡盾构机（编号

分别为为S-394、S-395、S-526、S-527）共计4 台。目前，S-394、S-395 盾构机陈放于成都地铁4-3标西苏盾构始发井场地进行维修，S-526、S-527盾构机陈放于成都龙泉驿中铁15局盾构堆场进行维修。根据施工组织及维修计划，S-394、S-395盾构机分别于2012年8月11日和8月25日依次进入中坝站场地并顺序下井，到8月31日和9月24日分别达到始发条件。S-526、S-527盾构机分别于2012年8月20日和9月10日依次进入西苏区盾构始发井场地并顺序下井，到9月19日和10月9日分别达到始发条件。

1.2、上标段使用情况

S-394、S-395在2012年4月份完成了成都地铁2号线西延伸线土建1标（始发井?外语学院站?中间风井）分别掘进约2823.4延米，掘进中各项主要参数

均正常，每台机器月掘进345延米，速度基本保持在35mm/min?45mm/min之间，每日的掘进进度保持稳定，掘进效率高，机器的整体故障率低。全程掘进过程中每台机器进行过5次刀具的更换。

S-526、S-527在2011年6月份完成了成都地铁2号线土建9标（白果林站?中医学院站?通惠门站?将军衙门站）分别掘进约2398.9延米，掘进中各项主

要参数均正常，每台机器月掘进约360延米，速度基本保持在40mm/min?

50mm/min之间，盾构机整体的性能完好，机械方面没出现较大的故障，每日的掘进进度保持相对稳定，掘进效率高。整个标段施工掘进过程中每台机器进行过4次刀具的更换。

第二章工程概况

2.1、工程位置

本标段盾构区间包括中坝站?西客站盾构区间、西客站?苏坡立交站盾构区间以及中间风井

和盾构始发工作井工程。

线路出中坝站后沿规划线路向北穿过成温路，拐入国铁西客站，实现与国铁换乘。出西客站后拐入IT大道延线，沿IT大道延线东行，穿过三环路，进入青江西路，最后进入三环路东侧的苏坡立交站。

区间线路位置示意图

2.2、设计概况

中坝站?西客站盾构区间设计里程为：Z(Y)DK18+627.800?Z(Y)DK20+360.000,左右线长均为1733.8m,线路最小平曲线半径R=400m最大线间距15.0m,线路在该区间线间距由13m过渡到15m线路最大轨面埋深24m，最小坡度5.000%。，最大坡度22.496%。，在

YDK19+766.09C?YDK19+786.845段设中间风井，区间在YDK19+186 YDK19+776

YDK20+234.5处设3个联络通道，其中YDK19+776处的联络通道与中间风井结构合建。

西客站?苏坡立交站盾构区间设计里程为：ZDK20+684.90(?

ZDK22+716.20Q YDK20+614.20C?YDK22+716.200 左线长2031.3m,右线长

2102m线路最小平曲线半径R=400m最大线间距21.02m,线路在该区间线间距由15m过渡到

13m线路最大轨面埋深24.1m,最小坡度6.000%。，最大坡度21.948%。；在YDK21+23十

YDK21+317段设盾构始发井兼中间风井，区间在YDK21+250 YDK21+850 YDK22+45处设3 个联络通道，其中YDK21+250处的联络通道与中间风井结构合建。

中间风井和盾构始发井采用明挖法施工，一般段采用? 1200@200（的旋挖桩，盾构洞门范围内采用? 1500@180（的玻璃纤维筋桩。风井和盾构始发井端头采用钢管内支撑，标准段采用锚索

支持体系，内衬结构采用现浇钢筋混凝土的形式。

区间隧道采用盾构法施工，内衬为钢筋混凝土管片，管片外径为6000mm

内径为5400mm厚度为300mm曲线半径400m段管片幅宽为1.2m，其他地段采用1.5m的幅宽。采用六分块方案，三块标准块，两块邻接块，一块封顶块。管片组合方式为直线环+左右转弯环，拼接方式为错缝拼装，管片接头采用弯螺栓。

联络通道采用降水条件下的矿山法施工，支护体系由超前支护、初期支护和

二次衬砌组成。

2.3、工程地质及水文地质

2.3.1、地形地貌

中坝站?西客站盾构区间隧道地处川西平原岷江水系I级阶地，为冲洪积地

貌，地形平坦，地面高程515.26m?517.88m,最大高差为1.62m。

西客站?苏坡立交站盾构区间隧道地处川西平原岷江水系U级阶地，为冲洪

积地貌，地形平坦，地面高程513.25m?516.34m,最大高差为3.09m。

2.3.2、地质构造

成都平原处于新华夏系第三沉降带之川西褶带的西南缘，界于龙门山隆褶带

和龙泉山褶皱带之间，为一断陷盆地。

市区一带断裂构造和地震活动较微弱，历史上从未发生过强烈地震，从地壳的稳定性来看应属于稳定区。

工程位于龙门山东部边缘构造带。成都市区距龙泉山褶皱带20Km距龙门

山褶皱带50Km历史上于2008年5月12日发生了汶川8.0级特大地震对场地

区域内建筑、成都平原及周边构造未造成破坏。

2.3.3、岩土层特征

（1）、区域内土层特征

1）第四系全新统人工填筑土（Q4m）

〈1〉人工填筑土：褐黄、灰黑等杂色，松散，稍湿。由碎石、砂土、砖瓦碎块等建筑垃圾组成，其间重填粘性土，分布于地表，层厚 1.6 m?11.0m。靠近

中坝站隧道右线位置填土较厚，是由原来道路施工回填所致。该层在场地内分布普遍，土均匀性

差，多为欠压密土，结构疏松，强度较低，压缩性高，受压易变形。

2）第四系全新统冲积层（Q4al）

〈2-3〉粉质粘土：褐黄色，软塑?可塑，含少量铁锰质氧化物等。在场地内普遍分布，层厚0.50m?3.30m。

〈2-4〉粉土：褐黄色，松散，稍湿，含少量铁锰质氧化物、云母等。在场地内局部分布，层厚0.90m?2.20m。

〈2-5〉粉、细砂：青灰色，松散，稍湿，含少量铁锰质氧化物、云母、石英等，分布于卵石层顶面或以呈透镜体状分布于卵石土中，厚度0.50m?1.50m。

〈2-6〉中砂土：青灰色或褐黄色，松散，饱和，以透镜体形式分布于卵石土中。场地内局部存在，层厚0.70 m?1.80m。

〈2-8〉卵石土：青灰色，褐黄色，湿?饱和。卵石成分主要以岩浆岩、变质岩类岩石组成。以亚圆形为主，少量圆形，分选性差，卵石含量60%?85%

粒径以20m叶80mm为主，部分粒径大于100mm最大粒径180mm充填物为细砂，局部夹漂石，顶面埋深2.9m?11.0m。根据超重型动力触探试验成果及卵石含量，将卵石土分为松散卵石土〈2-8-1〉、稍密卵石土〈2-8-2〉、中密卵石土〈2-8-3〉和密实卵石土〈2-8-4 ＞，共4个亚层。

3）第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl）

〈3-8〉卵石土：褐黄色，稍湿?饱和。卵石成分主要以岩浆岩、变质岩类岩石组成。以亚圆形为主，少量圆形，分选性差，卵石含量50%?75%粒径以

20mn?80mn为主，个别粒径大于100mm充填物为中砂，局部夹少量角砾或漂石，顶面埋深25.10m?34.90m。根据N120超重型动力触探试验成果及卵石含量分析，

该层卵石土均为密实卵石土〈3-8-4〉，共1个亚层。

(2)、隧道所穿越岩层

本标段隧道所穿越的岩层以中密卵石土〈2-8-3，和密实卵石土〈2-8-4，为

主。

2.3.4、土层可挖性分级和隧道围岩分类

(1)、土石工程分级

I级松土：包括砂层，即岩土分层代号〈2-5〉〈2-6，层。机械能全部直接铲挖满载。

U级普通土：包括人工填筑土〈1〉粉质粘土〈2-3〉粉土〈2-4〉、松散卵石层〈2-8-1〉

稍密卵石层〈2-8-2〉机械需局部刨松方能铲挖满载，或可直接铲挖但不能满载。

川级硬土：包括冲洪积成的中密卵石层和密实卵石层，岩土分层代号分别为

〈2-8-3〉〈 2-8-4〉和〈3-8-4，层，机械普遍刨松方能铲挖满载。

(2)、隧道围岩分类

本标段隧道洞身通过的围岩岩土层代号为〈2-8 >o隧道围岩分类根据实测的

围岩弹性纵波数据划分为I、U、川类。区间隧道围岩分级见下表：

2.3.5、水文情况

（1）、地表水

根据调查，清水河由北向南穿过本标段盾构区间，区间隧道下穿清水河。清

水河属川西平原岷江水系，具丰富的地表径流，为本区段地下水形成提供了丰富的补给来源。该段清水河宽约35m河床深约4.8m，河身为人工条石U型河堤，边坡较稳定。