3.2.22盾构选型、监造及设计联络
盾构选型施工程方案

盾构选型施工程方案一、项目概况本工程位于城市地下,主要是用于建设地下隧道,项目全长约3公里,内径为8米,设计时速为80公里/小时,设计规模为双向四车道,设计深度为25米。
由于本项目地下环境复杂,对地下建筑物和管线的保护和限制条件苛刻,施工难度大。
基于此,我们需要制定合理的盾构选型施工方案。
二、盾构选型1. 盾构机类型选择本项目需要选择一种适合的盾构机进行施工。
我们初步选定了两种类型的盾构机:开式盾构机和封闭式盾构机。
(1)开式盾构机开式盾构机结构简单,维护方便,操作容易,适用于软土层、黏土层和砂土层的隧道施工。
但是在本工程中,由于地质条件较差,软硬岩层交错,地下水丰富,开式盾构机在抵御地下水涌入和岩石崩落方面存在一定的困难。
(2)封闭式盾构机封闭式盾构机结构复杂,但对地下水涌入和岩石崩落的抵御能力较强,适用于软硬岩层、黏土层和砂土层的隧道施工。
同时,封闭式盾构机还具有泥浆压平功能,可有效控制隧道掘进面稳定,提高施工安全性。
2. 盾构机参数选择综合考虑本项目的地质条件,施工环境和施工要求,根据封闭式盾构机对地下水涌入和岩石崩落的抵御能力较强的特点,我们决定选择封闭式盾构机进行本项目的施工。
在选择具体的封闭式盾构机时,需要考虑盾构机的直径、推进能力、驱动功率、泥浆处理能力等参数。
根据工程地质勘察报告和现场实地勘察,我们初步确定了以下盾构机参数:盾构机直径:8.2米推进能力:90米/小时驱动功率:6400千瓦泥浆处理能力:1200立方米/小时三、施工方案1. 盾构机施工工艺(1)水平掘进通过盾构机的主推进缸和尾缸的协同作用,推进盾构机实现水平掘进。
在盾构机水平掘进时,需要加强对盾构机周围土体的支护,以防止地下水涌入和岩石崩落。
(2)泥浆泵送盾构机水平掘进时,需要通过泥浆循环系统对施工面进行稳定压实。
泥浆泵将泥浆从工作面抽回到地面处理,然后再通过泵送管路将处理后的泥浆送回到工作面,形成循环。
泥浆循环系统的设计和使用能够保证施工面的稳定,减少地基沉降,提高施工效率。
盾构施工监理细则

盾构施工监理细则第一篇:盾构施工监理细则§3 盾构隧道施工监理细则3.1、施工准备1、盾构机始发前,承包单位应向监理工程师分别递交一份详细的盾构施工总体方案,内容包括(也可分次提交):(1)施工场地总平面布置图(2)盾构推进方案(始发、掘进、到站、过江、过站、吊出)(3)盾构推进计划(4)管片的质量控制(QAP前述)(5)轴线控制和沉降监测方案(6)同步或衬背注浆的质量控制(7)盾构机性能参数及操作方法(8)出土方案和弃土安排(9)洞口端头和联络通道地层加固方案(10)施工监测方案(11)工程难、重点预案或对策经监理工程师批准后,承包单位才可将上述方案付诸实施。
2、监理工程师对现场施工设备进行检查。
包括注浆设备、起吊设备、管片运输设备、管片防雨设施、给排水系统、供电设备等。
在盾构始发前这些设备的完好性必须得到监理工程师的确认和批准。
3、盾构施工前监理工程师应对承包单位使用的水准点和控制点进行复核,经批准后才可使用。
3.2、盾构机的始发1、始发前准备工作结束后,承包单位应向监理工程师提交有关报告以供批准。
2、监理工程师应对以下方面进行检查(1)盾构机定位(2)反力架安装(3)洞口橡胶密封条和端墙凿除(4)临时管片固定方式(5)盾构机操作方式(6)同步和衬背注浆方式3、经监理工程师批准后,承包单位才可开始安装临时管片和盾构机推进。
3.3、盾构机推进1、监理工程师是通过承包单位提供的施工进度报表和现场检查来监理盾构机的掘进。
2、承包单位在推进之前应提交详细的施工进度安排报监理工程师批准。
3、承包单位于第二天提交前日的班报和日报,主要包括以下内容:(1)盾构机推进时的控制参数和实际参数,包括:①千斤顶推力②刀盘扭矩③千斤顶压力④泥仓土压⑤千斤顶行程⑥刀盘转速⑦推进速度⑧盾构机俯仰角⑨中折角度⑩超挖刀设置(2)回填注浆情况,包括注浆位置、注浆压力和注浆数量。
(3)管片信息,包括①环的类型和序号②每环的开挖和安装时间③拼装效果(4)还应包括①每环的出土量②投入的人工③当班或当日完成的工程量④现场事故和故障⑤掘进中有无发现异物(桩、文物等)(5)每个白班应进行一次土质检查,将分析结果随日报提交监理工程师。
(完整版)地铁盾构的选型和使用

地铁盾构的选型及现场管理和使用一、概述1、概念盾构是一种用于隧道暗挖施工,具有金属外壳,壳内装有主机和辅助设备,既能支承地层的压力,又能在地层中整体掘进,进行土体开挖,碴土排运和管片安装等作业,使隧道一次成形的机械。
盾构是相对复杂的集机、电、液、传感、信息技术于一体的隧道施工专用工程机械,主要用于地铁、铁路、公路、市政、水电等工程。
盾构的工作原理就是一个钢结构组件依靠外壳支承,沿隧道轴线一边对土壤进行切削一边向前推进,在盾壳的保护下完成掘进、排碴、衬砌工作,最终贯通隧道。
盾构施工主要由稳定开挖面、掘进及排土、管片衬砌和壁后注浆三大要素组成。
盾构是根据工程地质、水文地质、地貌、地面建筑物及地下管线和构筑物等具体特征来“量身定做”的一种非标设备。
盾构不同于常规设备,其核心技术不仅仅是设备本身的机电工业设计,还在于设备通过不同的设计如何满足工程地质施工的需求。
因此,盾构的选型正确与否决定着盾构施工的成败。
2、盾构的类型盾构的类型是指与特定的施工环境、基础地质、工程地质和水文地质特征相匹配的盾构种类。
一般掘进机的类型分为软土盾构、硬岩掘进机(TBM)、复合盾构三种。
软土盾构的特点是仅安装切削软土用的切刀和括刀,无需开岩的滚刀。
TBM主要用于山岭隧道。
复合盾构是指既适用于软土,又适应于硬岩的一类盾构,主要用于复杂地层的施工。
地铁盾构就是一种复合盾构。
主要特点是刀盘既安装用于软土切削的切刀和括刀,又安装破碎岩石的滚刀,或安装破碎砂卵石和漂石的撕裂刀。
复合盾构分为土压平衡盾构和泥水加压平衡盾构。
3、盾构的组成地铁施工可供选择的复合盾构机机型只有两种,即土压平衡盾构机或泥水平衡盾构机。
一台盾构按外观结构形式分为刀盘部分、前盾、中盾、尾盾、后配套部分和辅助设备(管片和砂浆运输设备、泥水站等)。
土压平衡盾构由以下十一部分组成:⑴、刀盘(分为面板式、辐条式、复合式三种),⑵刀盘驱动(分为电机和液压两种),⑶刀盘支承(主轴承),⑷膨润土添加系统和泡沫系统,⑸螺旋输送机,⑹皮带输送机,⑺同步注浆系统,⑻盾尾密封系统,⑼管片安装机,⑽数据采集系统,⑾导向系统。
青岛地铁1号线站点[关于提高1号线列车故障救援速度的若干思考]
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青岛地铁1号线站点[关于提高1号线列车故障救援速度的若干思考]【关键词】救援速度;现场处置能力1.列车故障救援速度对于正常运营的影响的分析目前常见列车救援的类型:从救援的行车组织上来看,一般可分为推进救援与牵引救援,同时从救援方向上又可分为正向与反向,衍生出的救援方式大致存在正向/反向推进救援,正向/反向牵引救援四种。
而正向推进救援因为救援车推进至目的地后比较方便退回正线直接投入运行而成为电客车故障救援的首选。
2.救援中影响速度的因素2.1设备因素影响停放制动自缓解设计限制救援流程最优化2.1.1苏州一号线列车在设计上停放制动采用了自缓解设计制定的救援流程是基于停放制动施加来作为列车防溜的主要措施来制定的,保留常用制动只是作为一个辅助措施。
这决定了故障列车的救援准备工作必须自始自终保持停放制动在施加状态。
而停放制动自缓设计起码在两种救援方式下让司机多往返一个来回,造成2分钟左右的延误。
2.1.2车辆在NRM模式下限速25,信号故障下赶往现场速度慢苏州一号线列车在设计上出于安全导向考虑,在列车处于NRM(切除ATC)模式下时,将列车速度限制在25KM以下。
当发生信号故障导致列车降级至NRM时,此车如担当救援列车,将导致列车救援连挂时间的大幅度延长。
2.2司机现场处置能力司机对故障的判断能力对于整个处置流程的耗时有着决定性的作用,有经验的司机在第一时间就会对故障可能造成的影响和相关的处理步骤做出预判,当处理无法解决故障时能够及时申请救援,减少整个过程的总用时,把影响降低到最低。
目前苏州一号线的电客车司机都是学校刚毕业行车经验不满半年的新司机,故障应急处置能力比较差。
自试运行以来共发生了3次救援,其中2.13、2.15两次救援可以通过司机的应急处理来避免,在日常故障处置中反映出司机自主处理能力还较弱,故障判断不清、现象报送不清等情况普遍存在。
3.对于提高列车救援速度的一些看法3.1车辆设计方面3.1.1在列车选型时提出标准化设计规范减少不合理设计从一号线列车的设计情况来看,很多设计不利于救援程序的最优化需求,各部门应在现阶段总结车辆使用中发现的各种设计问题,提出相应的车辆设计要求,在新线的车辆选型时就要把这些要求纳入合同谈判中去,并在设计联络阶段把这些设计要求细化,从根本上解决车辆部分系统设备不适用快速救援需要的情况。
投标时技术服务、设计联络和监造要求

投标时技术服务、设计联络和监造要求1. 技术文件卖方提供的技术文件应提供买方所要求的性能信息,并对其可靠性和一致性负责,卖方所提供的技术文件(包括资料和数据)将成为合同一部分。
1.1 投标时应提供的技术文件卖方应随投标书一起提供一般性技术文件,并且应是与投标产品一致的最新版本:1)产品的技术说明书;2)产品的型式试验报告;3)产品的鉴定证书和(或)生产许可证;4)产品的用户运行证明;5)产品的软件版本等。
1.2 签约后提供设计用的技术文件卖方应在签约后2周内向买方提供设计用的技术文件:1)产品的技术说明书;2)产品及保护屏原理框图及说明,模件或继电器的原理接线图及其工作原理说明;3)组屏的正面布置图、屏内设备布置图、端子排图及图例说明;4)保护屏所用的辅助继电器和选择开关采用的标准;5)保护屏的安装尺寸图,包括屏的尺寸和重量、基础螺栓的位置和尺寸等。
在收到买方最终认可图纸前,卖方所购买的材料或制造所发生的费用及其风险全由卖方单独承担。
- 1 -生产的成品应符合合同的技术规范。
买方对图纸的确认并不能解除卖方对其图纸的完善性和准确性应承担的责任。
设计方在收到图纸后2周内返回主要确认意见,并根据需要召开设计联络会。
卖方在提供确认图纸时必须提供为审核该张图纸所需的资料。
买方有权要求卖方对其图纸中的任一装置任一部件作必要修改,在设计图纸完成之前应保留设计方对卖方图纸的其他确认权限,而买方不需承担额外费用。
1.3 设计确认后应提供的技术文件在收到确认意见后,卖方应在规定时间内向买方提供下列技术文件:1) 4.1.2所列的修改后的正式技术文件;2)保护装置的内部接线及图例说明,保护屏内部接线图及其说明(包括屏内布置及内部端子排图);3)保护装置的软件版本号和校验码;4)产品的使用说明书,包括保护装置的现场调试大纲、整定值表和整定计算说明及计算算例等;5)通信规约和解释文本及装置调试软件和后台分析软件,以便与计算机监控系统和继电保护故障信息系统联调。
盾构机选型标准

盾构机选型标准(总5页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--1、盾构机选型依据地铁区间,线路总长:隧道埋深9~13米。
隧道洞身大部分处于残积层中,局部地段穿越花岗岩、辉绿岩全、强风化带或断层破碎带,结构松散,易软化、变形,产生坍塌。
花岗岩层面起伏大,存在差异风化现象。
地下水按赋存条件分为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水,砂层中具承压性。
主要补给来源为大气降水。
地下水埋深~米。
盾构隧道内径:5400mm,管片厚度:300mm,隧道外径:6000mm。
标准管片宽度:1200mm,分块数:6块。
本盾构隧道区间采用两台盾构机。
盾构机由站西端下井始发,推进至站东站起吊出井。
隧道地质情况、工程要求、环境保护要求、经济比较、地面施工场地大小等因素是盾构选型的基本依据。
根据国内外盾构施工经验与实例,我们认为,盾构机的选型必须满足以下几个要求:必须确保开挖空间的安全和稳定支护;保证隧道土体开挖顺利;保证永久隧道衬砌的安装质量;保证隧道开挖碴土的清除;确保盾构机械的作业可靠性和作业效率;保证地面沉降量在要求范围内;满足施工场地及环保要求。
2、不同开挖模式的工作原理盾构机的型式与工作特点目前世界上流行的盾构机按开挖模式主要可以分为两大类:敞开式与密闭式。
敞开式指盾构机的开挖面与机内的工作室间无隔板或隔板的某处设置可调节开口面积的出土口。
开挖面基本依靠开挖土体的自立保持稳定。
敞开式适用于地层条件简单、自立性好且无地下水的地层。
密闭式盾构机是在盾构机的开挖面与机内的工作室间设置隔板,刀盘旋转将开挖下来的碴土送入开挖面和隔板间的刀盘腔内,由泥水压力或土压或气压提供足以使开挖面保持稳定的压力。
密闭式盾构机适用于地层变化复杂、自立条件较差、地下水较丰富的地层,因为采用密闭式掘进可以有效地保证开挖面的自立与稳定,保证施工安全。
密闭式盾构机主要分为泥水平衡式、土压平衡式两类,代表了不同的出土方式和不同工作面土体平衡方式的特点,但适用地质与范围有一定的区别。
2020年一建市政工程知识点:盾构机选型要点

2020年一建市政工程知识点:盾构机选型要点盾构机选型要点一、盾构类型与适用条件(一)盾构类型(1)按支护地层的形式分类,主要分为自然支护式、机械支护式、压缩空气支护式、泥浆支护式、土压平衡支护式5种类型(见图1K413031-1)。
(2)按开挖面是否封闭划分,可分为密闭式和敞开式两类。
按平衡开挖面土压与水压的原理不同,密闭式盾构又可分为土压式(常用泥土压式)和泥水式两种。
敞开式盾构按开挖方式划分,可分为手掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式三种(3)按盾构的断面形状划分,有圆形和异型盾构两类,其中异型盾构主要有多圆形、马蹄形、类矩形和矩形,目前在国内轨道交通建设中,已有双圆马蹄形、矩形和类矩形盾构应用。
(二)盾构机的刀盘配置盾构的刀盘主要由刀盘体、刀具、磨损检测器、搅拌棒、泡沫及膨润土管路等零部件组成。
刀盘体由钢结构焊接而成,刀具可分为:滚刀、切刀、边缘刮刀、仿形刀、保径刀、先行刀、中心刀等。
刀盘是机械化盾构的掘削部件,刀盘结构应根据地质适应性的要求进行设计,以适合围岩条件,并保证开挖面稳定的前提下,提高掘进速度。
刀盘设计时,应充分考虑刀盘的结构形式、支承方式、开口率、开口大小和分布、刀具的布置等因素。
(三)各种盾构对地质条件的适用性当前,土压平衡盾构与泥水加压盾构已经成为盾构法隧道施工使用最多的盾构。
1. 土压平衡盾构(1)土压平衡盾构(Earth Pressure Balance Shield),简称EPB盾构。
土压平衡盾构是在机械式盾构的前部设置隔板,使土仓和排土用的螺旋输送机内充满切削下来的泥土,依靠推进千斤顶的推力给土仓内的开挖土渣加压,使土压作用于开挖面以使其稳定。
土压平衡盾构的支护材料是土壤本身。
土压平衡盾构由盾壳、刀盘、刀盘驱动、螺旋输送机、皮带输送机、管片安装机、人仓、液压系统等组成。
(2)土压平衡盾构的工作原理如下:刀盘旋转切削开挖面的泥土,破碎的泥土通过刀盘开口进入土仓,泥土落到土仓底部后,通过螺旋输送机运到皮带输送机上,然后输送到停在轨道上的渣车上。
《大盾构工程管理手册》培训考核试题2

《大盾构工程管理手册》培训考核试题2一、单选题1.大盾构配置中,采购/租赁工作实施前,由集团公司()牵头,组织召开适应性分析会,明确盾构选型及重要配置参数。
[单选题] *A工程部(正确答案)B设备部C科信部D安质部2.根据盾构设计进展,至少进行()次设计联络,使用单位组织、集团公司相关部门或专家参与。
[单选题] *A 1次B 2次(正确答案)C 3次D 4次3.集团公司及各子分公司新购、租赁、再制造的大盾构必须由()成立监理项目部进行监造。
[单选题] *A 子分公司B 设备分公司(正确答案)C 集团公司D 项目部4.盾构转场维修前必须(),经使用单位设备管理部门审批后,报集团公司设备部备案。
[单选题] *A 存放B 指定位置存放C 编制盾构维修方案(正确答案)D 更换主轴承5.临时用电施工组织设计及变更时,必须履行“编制、审核、批准”程序,经各子分公司设备管理部门组织审核,()批准后实施。
[单选题] *A 设备部长B 副总经理C 技术负责人(正确答案)D 总经理6.关于大电报装,原则上,在盾构组装完成前()完成送电。
[单选题] *A 二个月B 三个月C 一个月(正确答案)D 四个月7.大盾构组装与调试方案、门吊及履带吊安装方案必须报()审批后实施 [单选题] *A子分公司B设备分公司C片区指挥部D集团公司(正确答案)8.盾构使用期间机械总工()应组织一次设备全面检查,及时处理检查发现的问题。
[单选题] *A 每天B 每周C每月(正确答案)D每季度9.HBW油脂分配阀应由维保工程师()进行清洗。
[单选题] *A 每天B每环C每50环D每100环(正确答案)10.减速机、大齿圈应()进行取油样进行检测。
[单选题] *A 每天B 每周(正确答案)C每月D每季度11.带压进仓前应对人舱再次进行(),同时检查相关仪器、仪表,确保设施完好。
[单选题] *A修复B改造C保压试验(正确答案)D升级12.放射性密度计应在放射性密度计使用前()在单位所在地环保部门办理放射性密度计转让、备案、异地使用、存放等手续。
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3.2.22 盾构选型、监造及设计联络1 前言1.1 盾构选型的概念和重要意义在现代城市建设中,地下空间的开发利用已成为一个重要的部分。
一些发达国家,如英国、法国、日本等,早在上世纪就对地下空间进行广泛的利用。
由于城市功能的高度集中,地下空间的建造施工与维护城市正常功能之间的矛盾就日趋尖锐。
为了解决这一矛盾,对城市正常功能影响很小的盾构隧道施工技术越来越多的得到了应用。
目前,在地铁、城市上下水道、共同沟及引水分洪等地下隧道工程中盾构法都得到了广泛的运用。
据统计,在日本每年由盾构法施工完成的隧道延长可达300km左右。
在我国,上海已经有了较多的盾构隧道施工经验,而北京、深圳、南京、广州、天津、成都、沈阳、西安、杭州等的在建地铁隧道,都在使用盾构法进行施工。
与其它隧道施工方法不同,盾构施工法主要使用结构较为复杂的盾构机,在两个竖井中间一次性施工而形成隧道.其最大特点为:(a)盾构机是根据每一个施工区段的地质条件、地下水条件、隧道断面大小、区问线路条件、周围建筑物环境等条件进行设计制作。
所以,盾构机不是通用机械,而是针对于某种条件的专用机械,也就是说一般很难将盾构机转用到设计隧道以外的工程中加以利用。
(b)盾构机在地下的施工是不可后退的。
当盾构机在地下开始掘进施工后,就很难对盾构机的结构组成进行修改,除刀头等部位可以通过特殊的设计得到更换以外,盾构刀盘、压力舱、排土器、推进系统等很难在施工过程中进行修改.从这两点可知,盾构机的设计、制作从根本上决定了隧道施工的成功与否,是盾构隧道施工的最关键的环节,为了设计最为合理的盾构机械就必须进行周密的盾构选型工作。
1.2 盾构选型的原则和依据盾构机的选择是保障工程项目顺利实施的前提条件与设备保障。
盾构机的选择除满足隧道断面与外形尺寸外,还应包括盾构机类型、性能、配套设备、辅助工法等。
盾构机的选择主要根据工程地质条件与水文地质条件、隧道断面形状、隧道外形尺寸、隧道埋深、地下障碍物、地面建筑物、地表隆沉要求等因素,经过技术、经济比较后综合确定。
盾构选型主要依据招标文件、工程勘察报告、隧洞设计及相关标准和规范,针对工程特点和难点、隧洞设计参数、盾构施工工艺及进度要求等因素进行分析,对盾构类型、驱动方式、功能要求、主要技术参数和辅助设备的配置等进行研究,并邀请具有同类盾构制造经验的国际著名盾构制造商和国内外盾构设计、隧洞设计及盾构施工方面的专家共同参与。
经过反复论证和研究,参照类似工程盾构的选型及施工情况,完成适应相应工程施工盾构的选型工作,确定盾构方案、主要功能、主要技术性能参数及辅助设备的配置。
(1)适用性原则盾构机的断面形状与外形尺寸适用于隧道断面形状与外形要求,种类与性能要适用工程地质与水文地质条件、隧道断面形状、隧道外形尺寸、隧道埋深、地下障碍物、地下构筑物与地面建筑物安全需要、地表隆沉要求使用条件。
若所选盾构机不能充分满足上述使用条件,应增加相应的辅助工法,如压气工法、注浆工法等,以确保开挖面稳定。
由于盾构机具有较长的使用寿命,可用于多项施工工程,因此应根据使用寿命期内预计的常用使用条件或最不利使用条件选择盾构机,以便具有较广泛的适用性。
(2)技术先进性原则技术先进性有两方面含义:一是不同种类盾构机技术先进性不同;二是同一种类盾构机由于设备配置的差异与功能的差异而技术先进性不同。
选择技术先进的盾构机,一方面为了更好地适应建设单位当前及今后的工程施工要求,提高施工单位的市场竞争力;另一方面在合理使用寿命期内保持技术先进性。
技术先进性要以可靠性为前提,要选择经过工程实践验证、可靠性高的先进技术。
当前,技术最先进的盾构机是加泥土压式与泥水式盾构机,随着盾构机的设计与制造技术不断完善与提高,技术上相互渗透、融合,其适用范围愈加广泛,已成为盾构隧道施工使用最多、最为广泛的盾构机。
(3)经济合理性原则经济合理性是指所选择的盾构机及其辅助工法用于工程项目施工,在满足施工安全、质量标准、环境保护要求和工期要求的前提下,其综合施工成本合理。
盾构选型可分为基本条件整理、项目论证、施工方案论证比较、确定方案等4个阶段,而选型的原则是保证开挖面的稳定性,保证不对周围其它建筑物、构筑物、埋设物产生有害的影响和谋求最大限度的经济台理性。
在国内外盾构法施工运用实绩中闭胸式盾构已发展为主流。
我国在土压平衡式盾构的使用方面已有一定的经验,但在使用时仍应注意在复杂地质条件下会产生的各种问题。
2 盾构机选型方法2.1 根据地层的渗透系数进行盾构选型地层的渗透性与盾构机选型的关系如下图3.2.22-1所示。
通常,渗透系数大于10-7m/s时,选用泥水加压式盾构机;渗透系数小于10-4m/s时,选用土压平衡式盾构机。
根据这种关系,若地层以各种级配富水的砂层、砂砾层为主时,选择泥水加压式盾构机是适宜的。
其他的地层和地层组合采用土压平衡式盾构机是合理的选择。
图3.2.22-1 地层的渗透性与盾构选型的关系2.2 根据岩土颗粒进行选择岩土颗粒与盾构机选型的关系如下图3.2.22-2所示。
大体上,当岩土中的粉粒和黏粒的总量达到35%以上时,通常会选择土压平衡式盾构机;相反的情况选择泥水盾构机比较合适。
粉粒的绝对大小通常以0.075mm为界。
图3.2.22-2 地层的岩土颗粒与盾构选型的关系2.3 盾构机选型时必须考虑的特殊因素盾构选型除根据上述原则外,在具体实施时,还需要解决理论的合理性与实际的可能性之间的矛盾,必须考虑环保、地质和安全因素。
2.3.1 环保因素对泥水盾构机而言,虽然经过过筛、旋流、沉淀等处理程序,可以将弃土浆液中的一些粗颗粒分离出来,并通过汽车、船等工具运输弃碴,但泥浆中的悬浮或半悬浮状态的细粒土石颗粒仍不能完全分离出来,而这些物质又不能随意处理,就形成了使用泥水盾构机的一大困难。
降低污染保护环境是选择泥水盾构机面临的十分重要的课题。
需要解决的是如何防止将这些泥浆弃置江、河、湖、海等水体中造成范围更大、更严重的污染。
当然,要把弃土泥浆彻底处理到可以作为固体物料运输的程度也是可以做到的,这种做法在国内外都有许多成功的事例,但做到这一点也并非易事,这是因为:(1)处理设备比较昂贵,增大了工程的投资;(2)用来安装这些处理设备需要的施工场地比较大;(3)处理的时间比较长。
在理论上最合理的选择,往往并不是国内承包商最终的实际选择。
2.3.2 工程地质因素盾构施工工程地质的复杂性主要反映在基础地质(主要是围岩)和工程地质特性的多变性的多变方面。
在一个盾构施工段或一个盾构合同标段当中,某些部分的施工环境适合选用土压平衡式盾构机,但某些部分的施工环境又很适合选用泥水盾构机。
然而,作为同一施工合同段,中途更换另一种盾构机的可能性很小。
在这种情况下,只好选择同一类型的设备。
此时,就要综合考虑并对不同选择进行风险分析后择其优者。
2.3.3 安全因素从保持工作面的稳定、控制地面沉降的角度来看,使用泥水盾构机要比土压平衡盾构的效果要好一些,特别是在江、河湖等水体下、在密集的建筑物或构筑物下及上软下硬的地层中进行盾构施工。
在这些特殊的施工环境中,施工过程的安全性将是在进行盾构选型时的一项及其重要的选择因素。
3 盾构机对地质的适用性及选型的流程3.1 盾构机对地质条件的适用性根据当前盾构的技术水平,各种盾构机对地质条件的适用性如表3.2.22-1所示。
盾构机对地质条件的适应性一览表表3.2.22-1注:1、表中符号○表示原则上适用;△表示必须进行辅助工法、辅助设备等充分论证后适用;³表示原则上不适用。
2、选择敞开式盾构多同时采用压气、注浆等辅助工法,其适用性要经过充分论证。
3.2 盾构机选型的流程盾构机选择正确与否,涉及能否正常掘进施工,特别是涉及施工安全,必须采取科学的方法,按照可行的程序,经过策划、调查、可行性研究、综合比选评价等步骤,科学合理选定。
盾构选择流程参见图3.2.22-3。
图3.2.22-3 盾构机选择流程图4 盾构主要技术参数计算4.1盾壳直径要求及曲线施工能力(1)管片所能达到的线路最小转弯半径R(计算实例为管片外径6000mm ,环宽1500mm ,楔形量38mm ,其他型式管片可参照本例)最小转弯半径计算图︒=⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=--181436.06000214812151911tg GF FD GE tg A ∴ ()2sin 222FG FD GE AFD DE CD R +-+=+=260002148121519181436.0sin 2148122+⎪⎭⎫ ⎝⎛-+==236843mm ≈237m (2)最小盾尾内径D0现根据转弯半径R =236843mm 计算最小盾尾筒体内径D0(即最小转弯半径计算图中的CD): 下图显示了盾构机在曲线段及曲线转直线段两个阶段掘进中的盾尾的轨迹情形。
红线显示的是在第③管片掘进完毕后盾尾筒体内径的理论位置,其轴线沿着线路的切线方向。
在盾构机掘进第③管片过程中,为了依靠尾刷封堵地下水和注入的砂浆,最少要有一段管片②遮盖住尾刷,本盾构设计为半环长度(740.5mm),筒体与管片的接触控制点为B。
根据管片尺寸和先前计算,图中:R=236843mmGF=1500/2=750(mm)HA=1519/2=759.5(mm)ME=1481/2=740.5(mm)故,θ=sin-1(GF/R)=sin-1(750/236843)=0.1814362°OB=OE=ME / tgθ=740.5 / tg 0.1814362°=233841.88OC=OB·cos2θ=233841.88³cos0.3628724°=233837.19OD=OH=HA/sinθ=759.5/sin0.1814362°=239843.08D0=CD=OD-OC=6005.89≈6006(mm)(3)间隙裕量考虑到管片和盾尾承受土压之后会发生变形及偏移、掘进方向控制有一定误差、管片安装存在误差、管片拼装过程需要安装及调整空间、管片不能过度压缩盾尾密封而使密封元件过早失效等诸多因素,在确定盾尾直径时,必须再加上一定的间隙裕量。
其取值基于下表并选择x=30mm。
间隙裕量经验值表(4)盾构机的盾尾内径确定盾尾内径D由最小盾尾内径D0、间歇裕量所决定:D=D0 + 2 x=6006+2³30=6066(mm)由上述计算可得出结论:只要盾尾内径大于6066mm,即可使得盾构机能够转过半径在237m以上的弯道。
筒体内径越大,可转过的弯道半径越大。
4.2盾构推力计算(计算实例为某地质剖面,其他地质可参照本实例计算)(1)计算断面根据线路工程地质图,隧道顶部埋深为15. 2m,上覆地层属于土层,隧道在<5-2>、<6>断面通过,稳定水位1.3m,在开挖过程中水、土压力可以有效地传到盾构机壳体上。