地铁施工用盾构机的选型方案

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1、·150·201O年第3期2010年6月第36卷总第155期地铁施工用盾构机的选型方案温法庆(中铁十八局集团第三工程有限公司，河北涿州072750)摘要：针对西安地铁一号线二标的地质特征：密实能存在上层滞水。因此盾构区间受地下水影响不大。中砂，级配不良，主要成份为石英、长石、云母及少量暗3盾构机选型色矿物，含5％一10％的砾、卵石，提出了相应的盾构选型方案及盾构的设计特点。3．1盾构机选型原则关键词：盾构选型；土压平衡；辐条+小面板式刀盘盾构机选型主要根据工程及水文地质、区间隧道设计中图分类号：U23文献标识码：B及施工条件、施工规范、标准。根据本工程的地质及水文文章编号：1672—40

2、11(2010)03—0150—03特点对盾构结构型式、驱动方式、主要技术参数、后配套的配置要求等进行调查研究，借鉴国内外先进技术，从经1盾构机概述济实用、安全可靠及技术的先进性进行综合考虑。西安地¨．，柚盾构是集机械、液压、电控等一体的自动化程度较高铁一号线二标盾构机定型为土压平衡式泥土盾构机，刀盘的地下隧道施工机械。主要由盾体、刀盘、刀盘驱动、螺型式为辐条十小面板式结构。之旋输送系统、管片拼装等系统组成，配备了机电一体化的根据本标段地质情况：全断面砂层，密实中砂，主要材液压驱动系统、同步注浆系统、工业空气系统、电控系统、成份为石英、长石、云母及少量暗色矿物，含5％～10％的．砾、卵石

3、。碴土经经改良易形成不透水的流塑体，容易充泡沫设备、膨润土注入设备及激光导向等设备。在主控室内可对盾构的掘进姿态实时监控，还可在地面监控室对盾满土仓的每个部位，在土仓中可以建立压力平衡稳定开挖构实时监控。由于盾构在城市地铁施工具有安全、快速、面土体，适宜采用土压平衡盾构；根据中砂及砾石的地质高效、对施工周围环境影响小等优点，在城市地铁隧道施结构该工程用盾构机亦可选用泥水平衡盾构。工中被广泛采用。盾构作为城市地铁盾构法施工的专用机3．2土压平衡盾构机和泥水平衡盾构的比较械设备，盾构的选型合理与否不仅关系到盾构施工的成本土压平衡盾构主要适用于粉土、粉质粘土、淤泥质粉和效益，还关系到盾构施工的

4、质量与技术水平，可见盾构土、粉砂层等粘稠土壤的施工，在粘性土层或中细砂中掘选型的重要性。进时，由刀盘切削下来的土体进入土仓后，在渣土仓经改良后由螺旋机输出，渣土在螺旋机内运动形成压力递降，2工程概况仍保持土仓压力稳定，使开挖面土层处于稳定状态。土压平衡盾构施工的渣土易堆放处理且可占用较小的渣土场地，2．1工程概况适合于施工场地狭小施工工程。西安地铁一号线一期工程(后围寨一汉城路)TJsG一2泥水平衡盾构靠循环悬浮浆液的体积来调节和控制泥共包含：后围寨明挖车站、后围寨站～三桥站、三桥镇站浆压力，采用膨润土制成的泥浆作为渣土的传递介质。开一皂河站两个盾构区间。挖掌子面的稳定是靠泥浆室内的泥浆

5、形成不透水的泥膜层，后围寨站一三桥镇站区问，起讫里程YDK6+859．163由泥膜起到平衡泥水压力作用，以确保开挖掌子面稳定。一YDK8+657．787，全长：1798．624m。该区间从后围寨开挖土砂形成泥浆由泥浆输送机构输送到地面后，经过一车站出发，沿世纪大道、三桥路下行，先后穿越后围寨立套泥水处理设备进行砂土与膨润土泥浆的分离，经分离的交，三桥机械市场，下穿阿房宫信用社，向东到达三桥车泥浆再通过调整达到使用要求后再输送到开挖面循环利用。站。从地质条件来看，本工程选用土压平衡盾构和泥水平衡盾三桥站～皂河站区间，起讫里程YDK8+851．687构皆可。但泥水盾构对渣土的分离成本高，另外

6、重要的是YDK10+662．000，全长：1810．313m。该区间从三桥站出泥水平衡盾构制造成本要高出土压平衡盾构制造成本的发，下穿三桥供销社砖混4层楼房、后建章路和三桥路交20％一30％，同时还需占用较大的渣土场地，使用成本也叉121、枣园路立交、皂河桥及穿越一个箱涵底部到达皂河高于土压平衡盾构(见图1)。站。区间总长度为：3608．937m。选型结论：因此本标段工程选用土压平衡盾构施工较2．2区间地质水文情况泥水平衡盾构施工更经济实用。本标段为全断面砂层，盾构基本在地层2—5—2中砂3．3刀盘结构形式的选择层中穿过，2—5—2的地质为：密实中砂，级配不良，主要盾构刀盘有面板式和辐条

7、式两种，泥水盾构一般采用成份为石英、长石、云母及少量暗色矿物，含5％～10％的面板式刀盘；土压平衡盾构根据地质条件可采用面板式、砾、卵石。此处砂的标贯N值基本在80—96之间，较密辐条式或组合式刀盘。实；隧道平均埋深约20m，地下水位埋深为26．2m32．7面板式刀盘的优点是刀具布置方便，进人土仓的卵石m，个别地段存在上层滞水，水位埋深约8m一13m，其它粒径取决于刀盘的开151大小；其缺点是由于刀盘开口率较地段人工填土的下部和黄土