盾构施工方案与技术措施 (111)

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1、广州市轨道交通二十一号线工程【施工4标】土建工程投标文件第4章盾构施工方案与技术措施4.1盾构机的选型4.1.1盾构选型原则、依据及基本指标1）选型原则盾构选型主要依据设计文件，按照适用性、可靠性、先进性、经济性相统一的原则进行盾构机选型。为实施该工程，盾构机选型满足以下几点要求：（1）满足本工程复杂的地质条件、隧道参数的施工要求；（2）适应工程环境，确保工程安全；（3）其配置满足工期要求；（4）满足保护环境的要求。2）选型依据由盾构机选型原则可以看出，盾构机选型的依据主要为开挖面土质、地下水位、障碍物、设计线路、隧道长度、工期要求、环境保护、经济性等。下面将作详细阐述。（1）

2、本标段盾构工程概况如下：隧道长度：棠东站~黄村站区间左线1890.024m(短链27.676m)；右线YDK3+756.000～YDK5+673.700，共1917.7m；左右线间距：盾构区间左右线间距在7~10m范围内；隧道覆土厚度：约10.4～22m；平面最小转弯半径350m，最大坡度为25‰；隧道内净空：5.4m，管片外径：6m，管片厚度：0.3m，管片宽度1.5m；计划进度：平均月进度180m(一台机)；（2）本标段盾构工程地层统计图如下121广州市轨道交通二十一号线工程【施工4标】土建工程投标文件图4.1-1棠东站~黄村站区间左线地质地层统计图图4.1-2棠东站~黄村

3、站区间右线地质地层统计图（3）盾构隧道工程的特点与难点本标段的工程地质特点和难点直接影响盾构施工，应认真分析重点、难点，并据此选择合适的盾构设备。121广州市轨道交通二十一号线工程【施工4标】土建工程投标文件①区间地层复杂根据区间施工设计图纸及地质勘察资料，本区间地层较为复杂，软硬交替较为频繁，软弱地层主要为砂层及粉质粘土，隧道底部多为全风化～微风化泥质粉砂层，作为典型的上软下硬地层，对盾构设备的磨损较为严重，同时也直接影响到地面建（构）筑物的安全。②地面建筑物密集区间线路需下穿天河区欧联汽车修理厂、江燕羽毛球馆（2层锤击灌注桩）、广州市瑞豪电子有限公司（4层）广氮新村多栋房屋

4、，加利福职业技术学校建筑，2~5层老旧建筑物基础多为独立基础或条形基础，7~9层住宅楼多为桩基础，隧道通过时，可能会影响房屋下沉、结构开裂。③区间下穿环境复杂本区间下穿车陂路、车陂涌、广深铁路、广园东快速路、东环高速立交桥和大观南路立交桥。下穿环境复杂，施工难度大。④平面最小转弯半径350m本标段线路最小转弯半径为R＝350m，要求盾构的导向系统具有较高的精度，以保证线路方向的正确性。盾构方向的控制包括两个方面：一是盾构本身能够进行纠偏、转向；二是采用先进的激光导向技术保证盾构掘进方向的准确性。4.1.2盾构机型式的确定本区间采用盾构法施工，参照广州地区类似工程施工经验，主要考

5、虑采用泥水平衡式盾构机和复合式土压平衡盾构机这两种盾构机间做比选。盾构机的特点分别为：1）泥水平衡式盾构机泥水盾构的工作原理是：盾构机将按一定要求配制的膨润土或粘土浆液，通过泥浆泵、输浆管以一定的压力从洞外送到开挖工作面，泥浆压力稍高于开挖面土压和水压，泥浆在开挖面上形成不透水的泥膜，通过该泥膜保持水压力，以对抗作用于工作面上的土压力和水压力，使工作面保持稳定；与此同时，刀盘从工作面切削下来的渣土与泥浆混为一体，通过泥浆管送外地面的泥渣分离场；经分离后的废渣运出工地，分离后的工作泥浆重复循环利用，必要时补充新的泥浆。2）复合式土压平衡盾构机121广州市轨道交通二十一号线工程【施

6、工4标】土建工程投标文件土压平衡盾构机的工作原理是：将开挖的土体进行泥土化处理，工作面的稳定是通过土体自身和由盾构千斤顶压力控制土仓内泥土压力来维持平衡。与泥水盾构机不同的是，切削下来的土渣由螺旋输送机进行排土，土压平衡盾构机适用于各种土层及这些土层的互层，适用范围广。复合式土压平衡盾构机装备有注入添加剂的机构，和强力搅拌添加剂和渣土的机构，对渣土进行改良，以促进开挖渣土流动性；添加剂的种类有膨润土、发泡剂等。这种盾构机适用地层范围广，使用很多。泥水平衡盾构与复合式土压平衡盾构比较见表4.1-1及表4.1-2所示。表4.1-1泥水平衡式盾构与复合式土压平衡盾构的比较表一机型特性

7、泥水式平衡盾构机复合式土压平衡盾机平衡工作面介质密封仓内泥浆密封仓内泥土排土方式流体泵送螺旋输送机和土车适用土质淤泥、粘土、砂、卵石、石淤泥、粘土、砂、卵石、碎石开挖面稳定性比较稳定较难控制地层沉隆难易程度容易较容易适应隧道直径范围适应范围广适应性比泥水式稍差刀盘扭矩阻力较小比泥水式略大刀盘形式面板式面板式、辐条式、近辐条式耐高水压性耐高水压耐高水压（比泥水式低）排泥是否需处理需要（通常泥浆处理后循环使用）不需要配套设备庞大复杂简单、紧凑施工占用场地大（约1万平米）较小（约4000～5000