南京长江隧道盾构施工技术难点分析_pdf

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盾构法施工在过江隧道中的风险及应对措施

盾构法施工在过江隧道中的风险及应对措施

盾构法施工在过江隧道中的风险及应对措施施瑾伟;王学军【摘要】Nanjing Yangtze River tunnel engineering was taken as an example to analyze various risks in the shield construction in river-crossing tunnel systematically and comprehensively. These risks of shield construction in working well, shield crossing mid-river, oversized shield instability, segment sealed accident, ground movement in construction and shield tail freezing process were discussed, and the corresponding measures were put forward. The results provide experience and technical reference for a similar shield construction in risk assessment and safety management.%以南京长江隧道工程为例,系统全面的分析了盾构法施工在过江隧道中的各类风险,探讨了盾构进出工作井施工风险、盾构穿越江中段风险、超大盾构工作面失稳风险、管片密封事故风险、施工中地层移动风险、盾尾冻结法施工风险等发生后将导致的后果以及引发该风险的原因,提出了相应的风险应对措施,为类似的盾构法施工的风险评估和安全管理提供经验和技术上的参考,降低了施工风险.【期刊名称】《重庆交通大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2013(032)001【总页数】4页(P23-26)【关键词】盾构;风险;措施;过江隧道【作者】施瑾伟;王学军【作者单位】中交二航三公司,江苏南通212000;重庆交通大学河海学院,重庆400074【正文语种】中文【中图分类】TP393隧道工程与其他工程项目相比,具有隐蔽性、复杂性和不确定性等突出特点,投资风险大,无论是设计、施工、决策都会遇到很多困难和障碍。

南京长江隧道工程逐步破解六大世界技术难题

南京长江隧道工程逐步破解六大世界技术难题
发 超 浅埋 段 车道 信号 灯、 声器 、监控 摄 像 机 、防冲 精确 度才能 保证隧 道掘 进不 出现偏 差。 盾 扬 覆土 厚 度仅5 5 江 中主 航 道 局 部段 覆 击 侧石 、 边 沟 、 .m、 路 电缆 通 道 、 全 通道 等 安 土厚 度 不足 1 米 , 于一 般 盾 构 隧 道 埋 共2 ; 设置 , 充分保证 行车 安全 。 2 低 3 ̄ f 可 南 京长 江隧 道 管片 预 应 力 试 验 , 也
中游 的武汉 。 为改 变跨 江交通的单一 性,
速度 为8 公里 /j时 。 0 / 、 右汉 桥梁 为独 塔 自

是 直径 超 大 : 道 掘 进 使 用 的两 隧
全 6 m, 4 m一 跨 台泥 水平 衡式 盾 构机 直 径达 1 .3 是 4 9 m, 构造立体交 通运 输 网, 经科学 论证 , 南京 锚式 悬索 桥 , 长 6 5 主跨 2 8
告诉 记 者, 这个隧道 盾 构直径 1.3 , 49米 超
过了 目前世 界上 已建 成 的最 大 隧 道一 一 荷兰格林 哈特隧 道 。 南京 长江 隧 道工 程 创 造了特 殊 不 良 地 质 条件下, 线 日掘 进 2 米 , 单 0 单月掘进 4 0 的世 界水下 隧道 施 工 的新记 录 。目 5米 前隧 道 工 程 成 洞已 近半 , 部 工 程 所需 全 的3 万多块 管片 和箱 涵的 生产任 务也 已经
接 38 市政 府 决 定建 设 南京 过 江 隧 道 , 举无 过 夹江 ; 线道路 19 m。 此 当今世 界上 直径最大 的盾构 机之一。
疑 对 保 护六 朝 古都 独 特 的人 文 景 观 、 生
工 程 预计 2 0 年 底建 成 , 0 9 08 2 0 年上

南京长江隧道贯通 六大世界级施工难题全攻克

南京长江隧道贯通 六大世界级施工难题全攻克

南京长江隧道贯通六大世界级施工难题全攻克
佚名
【期刊名称】《岩土力学》
【年(卷),期】2009(0)10
【摘要】2009年8月22日上午9:50,江心洲长江隧道盾构机接受井施工现场,在机器的轰鸣声中,右线隧道“扬子一号“盾构机前端刀盘旋转着,钻出了接受井“洞门”。

至此,继今年5月20日左线贯通后,南京长江隧道实现了全线贯通。

“南京长江隧道被誉为‘长江第一隧’,是截至目前长江流域地质条件最复杂、施工难度最大的工程,存在诸多世界级施工难题,
【总页数】1页(P2990-2990)
【关键词】长江隧道;隧道贯通;施工现场;南京;世界;地质条件;长江流域;施工难度【正文语种】中文
【中图分类】U453.5;U459.2
【相关文献】
1.南京长江隧道工程逐步破解六大世界技术难题 [J], 陈云;刘渝
2.突破六大世界级难题南京长江隧道实现双向贯通 [J],
3.我国首条穿越黄河的地铁隧道在兰州贯通攻克“世界级难题” [J],
4.南京长江隧道攻克6大世界级技术难题 [J], 无
5.南京长江隧道左线上午贯通成功破解多项世界难题 [J],
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南京长江隧道工程关键技术研究09.6.25

南京长江隧道工程关键技术研究09.6.25

盾构隧道水文地质情况
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2600m,高水位多年平均值8.37m,最大水深约28.8m。隧道通过地段主要 地层分布为粉细砂、砾砂、圆砾和强风化砂质泥岩。
盾构起点 K3+599.763 长江江北防洪大堤
K3+760.000 西环洲公路(梅子州防洪大堤)
南京长江隧道是一项世界瞩目的宏伟工程,南京长江隧道工程面临一些世界级的技术难 点和挑战。本工程特点、难点及风险点主要包括以下六个方面:
⑴ 盾构直径超大
荷兰的绿心隧道盾构机直径14.87m,是目前世界 上已建成的直径最大的盾构工程。南京长江隧道盾构 机直径14.93m,是目前世界上直径最大的盾构机之一, 直径超过世界上已建成的最大盾构隧道。虽然盾构机 尺寸的增大仅是数字的增大,但是由于盾构机尺寸的 增大带来的则是施工难度和风险的几何增长,盾构机 直径的超大带来的一系列问题是施工面临的挑战之一。
• 6、盾构机的操作采用气泡调节技术,能够保证支撑压力的精确率为 +/- 0.05bar。在不稳定的、混合地层中能够安全地进行隧道开挖操作 ,外界压力的变化不会对开挖面的稳定造成影响,沉降控制在+20mm ~-40mm之间。
• 7、盾尾专门设计了用于高工作压力的的密封系统,包括3道钢丝刷、1 道钢板束和1个应急密封。
三、开展的技术攻关和施工综合技术研究 1、研究背景和意义 2、南京长江隧道创新之处 3、开展的主要研究项目和阶段成果
不当之处敬请批评指正!
一、工程总体情况介绍 1、项目概况
• 南京长江隧道工程盾构隧道设计为双向、双洞6车道,其中左线盾 构隧道长3022m,右线盾构隧道长3015m。隧道采用两台直径 Φ14.93m泥水盾构,由江北始发井出发,同向掘进施工。

盾构施工中的难点与挑战分析

盾构施工中的难点与挑战分析

盾构施工中的难点与挑战分析盾构法是一种目前被广泛应用于地下工程建设中的先进技术,它在城市地下交通、排水系统、供水系统以及各类管道建设中发挥着重要的作用。

然而,与其他施工方法相比,盾构施工也存在一些独特的难点与挑战。

本文将对盾构施工中的难点与挑战进行分析。

首先,盾构施工中的隧道地质是一个重要的难题。

地质条件的不同将直接影响盾构施工的进度和质量。

对于砂土、卵石等地质条件的隧道施工,控制地表沉降和隧道稳定是一项重要的挑战。

此外,对于硬岩、岩石断裂带等地质条件的隧道施工,需要选择合适的盾构机刀具和技术手段,以应对地质环境的变化,并保证施工的连续性和稳定性。

其次,在盾构施工中,环境保护与安全是一大挑战。

施工过程中会产生大量的噪音、振动和尘埃,对周围的居民和环境造成一定的影响。

因此,在盾构施工中,需要采取一系列措施来减少噪音和振动的传播,避免对周围环境和人群造成不良的影响。

此外,盾构施工中存在着一定的安全风险,如地层突涌、坍塌等,需要采取有效的应对措施,确保工人的安全。

第三,盾构施工中的设计与质量控制也是一个重要的难题。

盾构施工需要考虑地下水位、地表沉降、土质情况等多种因素,这些因素之间的相互影响使得盾构施工的设计变得复杂。

同时,盾构施工的质量控制也十分关键,施工过程中需要对掘进速度、刀盘转速、螺旋输送机的运行状态等进行实时监测和调整,以确保施工的质量和效率。

最后,盾构施工中的物流与供应链管理也带来了一定的挑战。

盾构施工需要大量的材料和设备供应,如刀具、密封件、润滑油等,合理的物流与供应链管理对保障施工进度和质量至关重要。

同时,由于施工现场通常位于城市中心或繁忙的交通干线附近,物流和交通拥堵问题也需要妥善协调和解决。

综上所述,盾构施工中的难点与挑战涵盖了地质条件、环境保护与安全、设计与质量控制以及物流与供应链管理等方面。

解决这些难题需要相关部门、企业以及工程技术人员的共同努力与创新精神。

通过不断改进技术手段、加强安全防范、优化施工流程和加强沟通协调,我们可以克服这些挑战,确保盾构施工的顺利进行,为城市地下工程建设贡献力量。

南京长江隧道挑战七大世界级难题

南京长江隧道挑战七大世界级难题
维普资讯
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该隧道地质条件差 , 上跨三溪排污隧洞距离仅 2米 , 口周 边 民房 密 布 , 此对 施 工 精 度要 求 高 , 洞 因 难度大 , 而且 工期 紧 。中铁 大 桥 局 参建 人 员攻 克 难 关, 严格 实施 现场 监控 , 过全体 参建 人员 35天苦 经 1 战, 比原 计划 提前 3 实现 了西岙 三线 隧道 的顺 利 0天 贯通, 隧道安全 、 质量 、 环保等各项要求均达到优 良 标准。同时 , 该隧道的贯通 , 将为今年 8 月底金温线 到新温 州站 的贯 通提供 有力 的保证 。 ( 文章 来源 : 州 网 一温 州 日报 ) 温

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钢 筋 笼 长度 检 测专 有 技 术 转 让 签 字 仪式 在 南京 大 学 举 行
4月 4 日上 午 , 京大 学 、 南 武汉 岩 海 公 司在 南 京

号线地下隧道施工的序幕。据பைடு நூலகம்解 , 轨道交通 1 号 1
线从白丽新村站往嘉定方 向为地面高架 , 白丽新村 站往东 为地 下隧 道 。先期 动工 的盾 构工 程为 白丽新 村 至真 南路 站 , 总长 近 50 00米 。 今年 4月 中旬 ,1 线 南侧 的上 行线 盾 构施 工 1号 也将开工 , 届时将呈现双龙并进的局面。轨道交通 1 号线北起嘉定城北路 , 1 跨越嘉定 、 陀 、 普 长宁 、 徐 汇和浦 东新 区 5个 行 政 区 , 长 近 5 里 , 置 地 全 9公 设 下 车站 1 , 面车 站 9座 。 8座 地 根 据计 划 , 2 1 到 00年 , 轨道交 通 1 1号线 北段 嘉 定 区城北路至长宁区江苏路站将投入运 营, 为疏散 世博会 和上海国际赛车场客流提供服务。 ( 文章 来源 : 东方 网)

隧道工程施工中难点及改进措施分析

隧道工程施工中难点及改进措施分析

隧道工程施工中难点及改进措施分析摘要:近年来,随着我国经济与科技水平不断提升,石油化工建设项目逐渐增多,对工程施工质量与施工安全管控工作的要求越来越高。

因此,在隧道工程建设过程中,建设单位要想更好地顺应新时代发展,就要根据自身实际情况,制定科学、合理的管控方案,通过严格把控各个施工环节的质量与安全,切实保障工程项目顺利进行。

基于此,本文注重分析与探讨隧道工程项目建设过程中质量控制与安全管理的措施,以供相关建设单位参考借鉴。

关键词:隧道工程;项目建设;质量控制;安全管理一、隧道工程项目建设过程中存在的问题(一)施工设备与材料问题大多隧道工程建设项目中的设备无法满足工程施工标准要求,需要进行定制处理,但在定制期间所涉及到的参数、整体准确度等方面内容与工程稳定进行具有密切联系,对于石油化工企业后期生产运营而言,其作用不言而喻。

但在实际管理中,可能会出现工艺设备实际参数与预期效果存在偏差的问题,对工程项目正常施工具有直接影响[1]。

产生该问题的具体原因在于设计人员工作失误;生产厂家生产期间出现问题。

此外,施工材料种类、品牌质量等问题也会对工程质量造成影响。

(二)施工技术问题在隧道工程建设施工过程中,因施工技术造成的质量问题较为普遍,由于隧道工程涉及到多种类型的工艺方案,其与工程项目、各个施工患者技术管理方面具有密切联系。

但在实际施工管理中,施工图纸与工程建设情况有所差异,这不仅会导致施工质量逐渐降低,还会使得工期延长,对石油化工企业建设发展进程造成严重影响。

(三)分工不明确在工程项目建设中,管理人员要明确各施工人员具体职责,并要求施工人员严格按照分工开展工作。

但在实际工作中,一些建设单位存在分工不够明确的现象,使得许多施工人员对自身工作责任不够清晰[2],导致整个工作程序极其混乱。

一旦遇到问题,管理人员之间会出现推卸责任的情况,最终导致问题恶化,严重影响项目建设质量及施工安全。

(四)安全意识欠缺由于石油资源自身具有易蒸发、易燃易爆等特征,所以此工程项目危险系数相对较高。

500米的岩层掘进用了2年,南京这条过江隧道史上最难

500米的岩层掘进用了2年,南京这条过江隧道史上最难

500米的岩层掘进用了2年,南京这条过江隧道史上最难如今对于基建狂魔中国来说,修一座长江大桥已经不算特别难的事情了,仅仅在南京,就已经有了5座长江大桥。

然而,对于南京这个横跨长江两岸、人口超过800万的大城市而言,仅仅5座长江大桥是满足不了城市的交通需求的,交通拥堵时常出现。

因此,南京还在快马加鞭地修建运力更大的过江通道,扬子江隧道,就是这其中运力最大的一条。

(一)江底70米深处的世界级工程南京扬子江隧道是双管双层八车道X形隧道,分别经南北两条线路穿越长江,两条隧道均为上下两层,每层单向二车道,上层为江北至江南方向,下层为江南至江北方向,南线全长7363米,北线全长7014米,整个工程总投资约52亿元人民币。

南京扬子江隧道于2015年7月2日顺利实现全线贯通,2016年1月1日正式通车,这是世界上同类隧道中规模最大、长度最长、地质最复杂、水压最高的隧道,被誉为“江底70米深处的世界级工程”。

该隧道设计时速80公里,限速70公里,设计日通行车辆十万辆,由于距离南京长江大桥最近,南京扬子江隧道可以有效地疏解目前已是全天候超负荷运转的长江大桥的交通压力。

此外,扬子江隧道的建成也为南京长江大桥的修缮争取了时间。

自1968年通车以来,大桥已经持续工作了50年,必须进行一次全面、系统的修缮。

在此期间,扬子江隧道承担了大桥的全部交通流量,可以称得上是南京长江大桥的“继任者”。

常年拥堵不堪的南京长江大桥(二)开世界先例的“天和号”盾构机与南京市之前已建成的纬七路长江隧道相比,纬三路扬子江隧道的地质和水文条件更为复杂。

地层中有软土、一般性粘土、砂土、卵砾石及基岩等,这种土质的复杂性使得突发性涌水和流沙更容易发生,严重时会导致地层塌陷,尤其是江底的基石,其强度相当于混凝土的4倍。

扬子江隧道工程地质剖面图大型的隧道工程通常采用盾构法进行施工,所谓盾构,就是指在向前掘进隧道的同时铺设隧道的支撑性管片。

使用盾构机进行隧道施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快等优点,这项技术起源于英国,但到了21世纪,被中国雨后春笋般的隧道工程发扬光大了。

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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 technique1 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级的层粉细砂。

④主要矿物成分为石英、长石等,偶见白色小螺壳,砾石呈亚圆状~棱角状,压缩性能较好,承载力高,渗透性好,自稳性差,富含地下水,Ⅰ类围岩,可挖性Ⅰ级,为层砾砂。

⑤主要矿物成分为石英、长石,含云母,偶夹2~20mm的次圆形石英质砾石,低压缩性,强度高,渗透性好,,自稳性差,富含地下水,Ⅰ类围岩,可挖性Ⅰ级,为层粉细砂。

3 盾构施工技术难点分析南京长江隧道工程具有地质条件复杂,盾构穿越长江风险大,盾构直径超大,0.75MPa水土压力高,国内同类工况施工经验缺乏和工期紧迫等特点。

(1)盾构直径超大盾构直径约为14.9m,是目前世界上直径最大的盾构机之一,直径超过世界上已建成的最大的盾构隧道,是一项具有挑战性的难题。

由于盾构直径大,因此隧道掌子面存在围岩分布不均匀现象,对盾构机的姿态控制难度极大。

(2)江中段浅埋层厚度不足1倍盾构直径隧道江底部分段覆土厚度仅为10m左右,不足盾构隧道断面的一倍,且该处地层地质条件较差,透水性很强,在盾构掘进过程中,地层隆陷风险大。

(3)盾构工作压力高盾构机最大工作压力高达0.75MPa,比国内同类工程(如武汉、崇明长江隧道)都要高,因此在南京长江越江隧道对盾构机抵抗水土压力的要求高。

(4)地层透水性特强长江南京河段的江中地层主要为松散、稍密~中密的粉细砂地层,以及部分砾砂、卵石层。

透水系数高达10-3c m/s,是黏土地层的数千倍。

在如此高透水地层条件下,且水压达0.75MPa,江底施工风险巨大。

(5)工程地质及水文条件风险不可预测就目前地质勘探探测的情况,南京长江越江隧道所在的地层地质条件,具有500m左右的卵石层,但对历史地质资料的推断和分析,在江底不排除存在沉船、炸弹、大孤石等地下障碍物的可能;江中地段数百米长度为粉细砂、砾砂和卵石混合地层,掌子面岩性明显差异,上下软硬不均,易塌方冒顶;同时,卵石地层还容易造成开挖舱阻塞、损坏刀具等危及工程安全的风险。

(6)江底盾构一次掘进距离长盾构隧道从江北工作井到梅子洲竖井之间,隧道长度2900多m、江面宽度达2600m,最大水压达0.75MPa,因中间无法设置检修井而必须一次性完成整个隧道的掘进,地层条件差、水压高,设备检修和换刀风险大。

(7)盾构进出洞超浅埋按照一般惯例,盾构机进出洞覆土厚度不小于0.6~0.7倍盾构直径,而南京长江隧道工程,在软弱地层、高地下水水位存在承压水、靠近长江大堤等困难条件下,选择盾构机始发埋深约0.4倍盾构直径(6.0m)。

3.8 施工工序繁多,工期紧迫,施工管理难度大施工工序中包括盾构始发井施工(S WM工法桩、地下连续墙、抗拔桩等施工)、管片生产、盾构掘进、路面同步施工等,每分项工程施工任务环环相扣,而盾构掘进工期仅为13个月。

在盾构掘进施工过程中,路面施工同步进行,应协调盾构掘进施工与路面施工的关系。

4 盾构机适应性分析为了适应南京长江隧道地质条件的复杂性,盾构机应配有用于破碎卵石、砾石,处理古树木的撕裂刀(撕裂刀的直径和数目根据卵石、砾石的含量确定)。

为处理孤石,在泥浆输出管和隔栅前装备碎石器,碎石器应能把砾石和卵石破碎成0.1m以内的石块,要求进入管道的碎石的尺寸利于管道内渣料的流动和管壁的防磨。

对于直径在0.5m以上的孤石,应有相应的特殊处理措施。

4.1 开挖系统由于南京长江隧道盾构机一次掘进长度较长,穿越地层中含有约500m的卵石层,同时由于江底隧道最小埋深处不足一倍盾构直径(仅约为10m),因此开挖系统应满足以下要求。

(1)当盾构机在卵石层中掘进时,不可避免的要发生刀具被撞击松动、断裂,为方便更换刀具和适应不均匀、特殊地质条件下掘进的需要,刀具设计除撕裂刀、刮刀层次组合外,还应具备在常压下更换刀具的装置,同时具备刀具磨损的检测装置;(2)刀盘应采用带有抗磨涂层的高强耐磨刀盘,保证在全程掘进过程中不更换刀盘;切削刀具也应具有较高的耐磨性,刀具间轨迹具有一定重叠,减小刀具磨损,尽可能做到不更换刀具;(3)开挖舱采用气垫补偿方式可靠、灵敏地控制切口压力,有效保证开挖面的稳定,盾构机的切口压力控制精度不低于±5kPa;(4)盾构机的开挖速度不小于40mm /m in 。

4.2 主轴承系统(1)主轴承系统能在0.75MPa 的压力下安全工作;(2)选用可靠的主轴承系统,轴承支撑型式应为多点支撑;(3)主轴承驱动系统寿命应保证在10000h 以上,保证在掘进过程中不更换主要部件;(4)在长江江底更换主轴承及其密封的可能性几乎为0,因此主轴承密封应有足够的可靠性和耐久性,保证轴承的密封。

轴承密封应能满足在0.75MPa 水土压力下,能够至少完成掘进5k m 以上的耐久性要求。

4.3 泥水环流系统(1)为防止泥浆在输送过程中发生沉淀,泥浆输送速度应不小于2m /s,同时为防止泥浆输送速度太大磨损输送管道,输送速度不大于4m /s;(2)泥浆输送系统应具备开挖模式、旁通模式、反循环模式、隔离模式、长时间停机模式、隔离闸门关闭模式等多种操作模式;(3)泥浆输送泵扬程不大于50m;(4)泥浆设备及分离系统应能适应南京长江隧道工程黏土、中细砂、砾石、卵石等多种地层的情况,满足工程对泥浆系统寿命的要求。

4.4 管片拼装机南京长江隧道外直径14.5m ,管片环宽2.0m ,管片厚度0.6m ,单个管片体积和重量都较大,因此管片拼装机应满足以下要求:(1)为了保证管片受力及止水的对接,管片衬砌拼装机的安装精度应达到毫米级;(2)为快速、方便、精确地安装衬砌管片,管片拼装机的管片夹持装置应采用真空吸盘式,真空吸盘具有足够的安全系数;(3)拼装机具备6个自由度,具备有线或无线遥控操作、各动作无级变速的拼装机;(4)拼装机行程足以拆除一环管片以便更换前2道盾尾密封刷;(5)拼装机应具有足够的回转扭矩,以使管片块间接头止水带充分闭合。

4.5 盾尾密封系统(1)盾尾密封系统能在0.75MPa 的压力下安全工作;(2)盾尾应配置紧急冲气止水装置,该装置可以反复多次使用;(3)盾尾密封系统应不少于4道的盾尾密封,其中前两道密封在不采取土体改良的情况下可多次安全更换,盾尾密封的更换作业不应影响和损坏紧急止水装置。

4.6 壁后注浆系统(1)同步注浆能力满足最大掘进速度要求,管片壁后间隙的填充系数不低于200%;(2)管片壁后注浆采用盾尾同步注浆方式,同步注浆的浆液,注浆材料为水泥、砂、粉煤灰;(3)壁后注浆压力满足最大静水压0.75MPa 的工作环境要求;(4)配备水泥、水玻璃双液浆二次注浆系统。

4.7 超前注浆系统在盾构机上安装超前地质钻机,在盾体周边及前方预留超前注浆孔,以便加固地层,防止地面下沉。

4.8 气压舱装置(1)为了在特殊情况下更换刀具、处理特殊障碍物或应急工况特殊需要,盾构机应配备带压作业装置。

(2)盾构机厂商应提前对工程承包商进行气压舱作业培训。

4.9 地质预报系统如有可能,在刀盘上装置地质探测系统,对工作面前方地层介质情况进行超前预报,特别是孤石等地下障碍物的地质预报系统,将探测结果在显示器上直观显示。

5 结语南京长江隧道盾构独头掘进长度为2.9km ,隧洞地质条件复杂,施工标准要求高,穿越地层地质条件复杂,水土压力大,施工和运行受到长江冲淤变化的影响。

因此南京长江隧道盾构机的施工较一般交通隧道难度更大,施工的要求更高。

特别是对盾构机设备的性能提出了更高的要求。

在设计制造盾构机时,要认真研究盾构机掘进过程中的水文、地质条件和工程设计要求,使盾构机既能够满足工程的一般需要,又具有优越的技术经济性能。

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