PPT南京宁溧线8标盾构机选型方案汇报材料(20160202)

1、南京地铁DS7-TA08盾构机选型汇报材料中 铁 一 局 集 团 有 限 公 司 南京至高淳城际轨道禄口机场至溧水段土建工程施工DS7-TA08标项目经理部2016年1月汇报内容汇报内容项目概况项目概况工程重难点分析工程重难点分析1245盾构机供应方案盾构机供应方案盾构适应性分析盾构适应性分析3盾构设备选型原则盾构设备选型原则6工程地质及水文地质工程地质及水文地质一、项目概况一、项目概况1. 1. 工程概况工程概况 南京至高淳城际轨道禄口机场至溧水段土建工程施工（DS7-TA08标）包括团山站溧水站区间（简称团溧区间）、溧水站、溧水站中山东路站（简称溧中区间）共一站两区间，其中团溧区间为明挖区

2、间、溧中区间为盾构区间。 溧中区间为地下区间，沿秦淮大道穿行，右线长1530.900m，起讫里程为YDK24+950.600YDK26+481.500；左线长1529.878m，起讫里程为ZDK24+950.600YDK26+481.500。隧道埋深1226.5m，最小曲线半径为2000m，最大纵坡为26，最小纵坡为4.5，隧道穿越250米强风化安山岩，局部强度达到156Mpa。隧道于里程YDK25+455.00处设置联络通道（1#）一座，采用矿山法施工。于里程YDK25+951.25处设置联络通道（2#）兼泵房一座，采用矿山法施工。 溧中区间盾构施工筹划示意图溧中区间盾构施工筹划示意图152

3、9.878m1530.900m溧水站中山东路站(不含)1#盾构2#盾构始发接收北1#联络通道2#联络通道盾构掘进方向及隧道管片尺寸：外径6200mm，内径5500mm，环宽1200mm。2.工程位置及线路情况工程位置及线路情况本标段位置图本标段位置图场地景观图区间场地景观图区间场地景观图二、二、工程地质及水文地质工程地质及水文地质1、工程地质：工程地质： 根据工程地质根据钻孔资料揭示，溧中盾构区间主要穿越地层为： J31w-0残积土、J31w-2强风化安山岩（软）、J31w-3中风化安山岩、J31w-3p碎裂状中风化安山岩、J31w-3R中风化安山岩、J31w-3R1中风化安山岩。 隧道穿越硬

4、岩J31w-3中风化安山岩250米，局部强度高达156Mpa。 岩体基本质量等级分类表层号土层名称及状态岩土施工工程分级-1松散稍密杂填土-2松散稍密素填土-3流塑淤泥、淤泥质填土-1b2可塑（局部软塑）粉质黏土-2b3软可塑（局部流塑）粉质黏土-3a+b 1-2可硬塑黏土、粉质黏土J3lw-0可塑（局部硬塑）残积土IIIJ3lw-2强风化安山岩IVJ3lw-3R-1中风化安山岩IVJ3lw-3R中风化安山岩V2. 2. 地质特点地质特点 (1)软硬不均（上软下硬）地层较多，软层为粘性土、或中粗砂、或全强风化岩，下硬层为中风化安山岩； (2)全断面中风化安山岩地层掘进； (3)本区间涉及的特殊

5、岩土主要为残积土、强风化安山岩及中风化安山岩。3.水文地质水文地质 （1）地下水位 地表水体水面高程12.5212.58m（吴淞高程系），水深0.50.6m，淤泥厚度0.4m。水塘水面高程12.7413.39m（吴淞高程系），水深0.61.4m，淤泥厚度0.20.4m。（2）地下水类型 根据区间地层情况划分地下水具有以下三种类型：碎屑岩类裂隙水、少量风化裂隙水、微弱透水地层（3）地下水的腐蚀性综合判定场地地表水、地下水和场地土对混凝土具有微腐蚀性，对钢筋砼中的钢筋具有微腐蚀性。三、三、工程重难点分析工程重难点分析1.软硬不均地层掘进问题软硬不均地层掘进问题刀具经过上软下硬地层界面时受到冲击容易

6、造成异常损坏。易发生地表沉降：掘进速度过慢时，刀盘中上部的软土层扰动时间相对较长，特别是当土仓压力不足时，易发生超挖及地表沉降。2.全断面中风化岩地层的掘进问题全断面中风化岩地层的掘进问题岩石的单轴抗压强度较高局部达到156Mpa，刀具需要具有较强的破岩能力，掘进过程中刀盘刀具的冲击振动较大。3.残积土以及全、强风化岩地层掘进的泥饼问题残积土以及全、强风化岩地层掘进的泥饼问题土中粘性颗粒含量大，碴土改良效果不佳时刀盘可能会发生结泥饼现象。螺旋出口不惕，影响盾构掘进。四、盾构设备选型原则四、盾构设备选型原则 根据地质勘探资料溧水站中山东路站区岩土工程勘察报告，提供的盾构按照复合式盾构进行选型：（

7、1）刀盘：现我公司配备的刀盘可以满足本标段的施工要求.（2）主驱动： 海瑞克S682配备功率为3*315KW，主驱动8个驱动单元，液压方式驱动。 辽宁三三工业SS28700配备总功率1855KW，主驱动6个驱动单元，刀盘驱动总功率1200KW，电驱方式。（3）盾构机被动铰结，内置注浆管，最小曲线半径200m，满足本标段掘进要求。五、盾构适应性分析五、盾构适应性分析针对本标段特殊地质条件，盾构机选型需要满足以下的条件：针对本标段特殊地质条件，盾构机选型需要满足以下的条件：（1 1）复合式盾构机，须满足不同地层的掘进需求。）复合式盾构机，须满足不同地层的掘进需求。（2 2）刀盘具有硬岩掘进能力，以

8、应对中风化高强度岩层切削。同时刀盘还应具有）刀盘具有硬岩掘进能力，以应对中风化高强度岩层切削。同时刀盘还应具有较高的耐磨性能及刚度、强度。较高的耐磨性能及刚度、强度。（3 3）碴土改良系统效果良好，具备残积土掘进的条件，有泡沫或膨润土多孔位、）碴土改良系统效果良好，具备残积土掘进的条件，有泡沫或膨润土多孔位、多配比注入刀盘开挖面、土仓和螺旋机的功能，并有刀盘背面、土仓的搅拌功能多配比注入刀盘开挖面、土仓和螺旋机的功能，并有刀盘背面、土仓的搅拌功能，用于改善碴土的塑流性和防止结泥饼的情况产生。，用于改善碴土的塑流性和防止结泥饼的情况产生。（4 4）具备）具备“二次注浆二次注浆”系统，及时根据同步

9、注浆效果及地表沉降进行二次补注浆系统，及时根据同步注浆效果及地表沉降进行二次补注浆（5 5）螺旋机具有保压和防喷涌功能，满足在不良地质条件下掘进时发生涌水、涌）螺旋机具有保压和防喷涌功能，满足在不良地质条件下掘进时发生涌水、涌泥时的保压掘进需求。泥时的保压掘进需求。（6 6）具备人仓及换刀系统，以便应对可能出现的气压换刀。）具备人仓及换刀系统，以便应对可能出现的气压换刀。（7 7）具有高精度的导向系统，有足够的掘进方向检测能力及纠错能力，能在各种）具有高精度的导向系统，有足够的掘进方向检测能力及纠错能力，能在各种环境条件下高效可靠地运行，测量精度具有较高的灵敏度和纠偏能力。环境条件下高效可靠地

10、运行，测量精度具有较高的灵敏度和纠偏能力。1.选型依据选型依据（1）根据招标文件对盾构机的要求。（2）针对本标段地质、水文、周边环境进行选型。2.选型流程图选型流程图3.区间隧道设计特点区间隧道设计特点（1）区间线路最小曲线半径： 2000m。（2）最大纵坡： 26。（3）隧道外径： 6.2m。（4）内径： 5.5m。（5）环宽： 1.2m。（6）埋深： 1226.5m。（7）掘进方向误差：不超过100mm。（8）地表允许隆陷值：1030mm（局部区域略有变化）4.本区间盾构掘进采用土压平衡模式本区间盾构掘进采用土压平衡模式土仓压力分布.类围岩、断层及其影响带、敏感建筑物EPB模式示意图六、盾

11、构机供应方案六、盾构机供应方案1.盾构机来源及现状盾构机来源及现状（1）目前来源 根据本标段施工总体筹划及溧中盾构区间地质特殊性，拟投入两台复合式土压平衡盾构机:1台为，公司自有德国海瑞克公司生产的S682盾构机；1台为，租赁辽宁三三工业SS28700盾构机； 盾构机预计到场时间：海瑞克S682预计到达宁溧线时间为2016年7月20日，可满足溧中盾构区间右线施工要求；辽宁三三工业SS28700预计2016年6月20日，可满足溧中盾构区间左线施工要求。（2）盾构机现状 海瑞克S682盾构机现状 2013年8月调至福州地铁1号线树兜站屏山站盾构区间掘进2.2公里，地质为燕山期花岗岩类深成侵入岩，最

12、大纵坡27，平面R=300m，线间距12m，区间埋深1023.6m。岩石最高强度达到140Mpa。 目前正在兰州地铁1号线盘五区间、盘东区间盾构施工，盾构区间地质主要为强分化砂岩、卵石地层。S682盾构机至掘进以来日平均速度12环，盘五区间右线已施工完成856环，剩余3 环，预计2016年2月5日贯通接收后继续掘进盘东区间右线。 盘东区间，右线（902.816米）预计2016年3月1日始发，按平均日掘进速度12环，预计2016年6月10日可贯通吊出。（2）盾构机现状 辽宁三三工业SS28700盾构机现状 SS28700土压平衡盾构机，2015年8月20日前由辽宁三三工业有限公司租赁给中铁18局

13、用于南京地铁四号线TA05标右线施工 。该设备日均掘进8环，最高月掘进320环。2015年 10 月中旬开始，受右线施工的海瑞克盾构机故障影响施工速度减慢。在该区间掘进过程中于11 月 10 日该盾构机顺利穿越局部岩石强度 160Mpa地层，盾构机刀盘、螺旋均无损伤。现该盾构机首推区间累计已完成 785 环，该区间剩余61 环，预计3月1日贯通。()盾构机节点工期兰州1号线及南京4号线区间盾构出洞节点工期情况表序号工程名称项目节点时间备注1兰州1号线（盘旋路站五里铺站）右线始发2015年8月7日兰州地铁海瑞克682盾构机右线贯通2016年2月1日2兰州1号线（盘旋路站东方红广场站）右线始发20

14、16年3月1日右线贯通2016年6月10日右线盾构出井起吊时间2016年6月15日3南京4号线（锁金村站花园路站）右线贯通2016年3月10日南京地铁辽宁三三工业SS28700盾构机()盾构机节点工期 辽宁三三工业SS28700盾构机2016年3月10日 接收，预计3月20可解体吊出，预计评估检测维修保养周期约30d。 海瑞克S682盾构机解体后预计起运时间6月15日，到达时间月10日，运至现场上后对盾构机由原厂家进行检测评估维修保养。 溧水站主体结构施工2016年8月30提供始发条件，左线2016年9月30始发掘进，左线2016年10月30始发掘进。(4)盾构机掘进里程及维修保养情况海瑞克S

15、682盾构机 海瑞克S682盾构机2012年月在德国海瑞克昆山建造基地监造，2012年7月首次投入无锡地铁2号11标掘进大梁区间1.5公里，2013年8月调至福州地铁1号线树兜站屏山站盾构区间掘进2.2公里，区间隧道最大纵坡27，平面R=300m，线间距12m，区间埋深1023.6m，岩石局部最高强度达到140Mpa；2015年7月调至兰州1号线主要区间地质为强分化砂岩、卵石地层，目前已完成盘-五区间掘进，正在进行盘-东区间盾构施工。兰州施工完成后，该盾构机累计掘进里程5.6公里。 (4)盾构机掘进里程及维修保养情况 辽宁三三工业SS28700盾构机 辽宁三三工业SS28700盾构机，2015

16、年1月在辽宁三三工业厂区监造，2015年8月首次投入南京地铁施工，目前正在南京地铁锁金村站花园路站区间掘进，南京施工完成后累计掘进里程1.8公里。 盾构机检测维修安排 盾构机出洞前项目部将根据，盾构机管理手册的相关要求，对盾构机刀盘、螺旋机进行探伤检测、维修：对主轴承、液压油、齿轮油进行油样分析以诊断盾构机各运行部件是否正常。按照两台盾构机目前运转正常情况，由我单位盾构维修中心组织评估检测，根据评估检测结果进行转场检修保养。（1 1）S682S682 S682 S682德国海瑞克公司生产的复合式土压平衡盾构机，设备总重量约为德国海瑞克公司生产的复合式土压平衡盾构机，设备总重量约为500t500

17、t，刀盘直径刀盘直径6.426.42米，米，主轴承设计寿命不低于主轴承设计寿命不低于1500015000小时，主轴承直径小时，主轴承直径3m3m，最大扭矩，最大扭矩5300kNm,5300kNm,脱困扭矩脱困扭矩 6900kNm 6900kNm；刀盘重量约；刀盘重量约 55 55 吨，刀盘钢结吨，刀盘钢结构构Q345RQ345R，开口率，开口率29%29%。刀盘刀具配置包括。刀盘刀具配置包括 4 4 把中心滚刀、把中心滚刀、2222把正面单刃把正面单刃滚刀、滚刀、 64 64 把小刮刀、把小刮刀、11 11 把边缘滚刀、把边缘滚刀、8 8 把边缘铲刀。把边缘铲刀。 泡沫喷嘴在刀盘泡沫喷嘴在刀盘

18、上共有上共有 8 8 个，泡沫喷嘴采用从刀盘背后可更换的形式。除同步注浆设备个，泡沫喷嘴采用从刀盘背后可更换的形式。除同步注浆设备外，备用一台外，备用一台ZJP009ZJP009型双液注浆机，存浆量大于型双液注浆机，存浆量大于6 6立方。螺旋输送机直径立方。螺旋输送机直径DN800 (DN800 (带有伸缩功能带有伸缩功能) ) ，后部台车，后部台车5 5节节， 总长度为总长度为82m82m。（2 2）辽宁三三工业）辽宁三三工业SS28700SS28700 SS28700 SS28700是辽宁三三工业有限公司以加拿大技术生产的复合式土压平是辽宁三三工业有限公司以加拿大技术生产的复合式土压平衡盾

19、构机，设备总重量约为衡盾构机，设备总重量约为450t450t，刀盘直径，刀盘直径6.486.48米，主轴承直径米，主轴承直径3.13m3.13m，设计寿命设计寿命15km15km，最大扭矩，最大扭矩6650kNm,6650kNm,脱脱 困扭矩困扭矩8320kNm8320kNm；刀盘重量约；刀盘重量约 55 55 吨。吨。复合式结构刀盘材质复合式结构刀盘材质Q690+Q345 Q690+Q345 ，刀盘开口率，刀盘开口率34%34%，中心开口率，中心开口率50%50%，刀盘，刀盘总重量总重量70T70T。配备刀具：中心双刃滚刀。配备刀具：中心双刃滚刀4 4把，单刃滚刀把，单刃滚刀3535把，刮刀

20、把，刮刀8080把，周把，周边刮刀边刮刀1616把，超挖刀把，超挖刀1 1把。渣土改良注入口，刀盘把。渣土改良注入口，刀盘7 7个泡沫口，可转接膨润个泡沫口，可转接膨润土，土舱土，土舱6 6个膨润土注入口。盾体长度个膨润土注入口。盾体长度9.62m9.62m后部拖车后部拖车64m64m，总长度为，总长度为73.62m73.62m。海瑞克刀盘设计图海瑞克刀盘设计图辽宁三三工业辽宁三三工业SS28700刀盘设计图刀盘设计图 （1）刀具1）滚刀17英寸滚刀刀刃最大载荷量267kN最大间距 100mm刀盘设计可以使滚刀与正面齿刀进行换2）齿刀齿刀适合用在软至中硬岩土地层 3）刮刀采用重型刮刀。4）周边

21、刮刀保证快速、清洁开挖；同时保证了开挖直径的稳定不变。（2）渣土改良系统两台盾构机均配备有泡沫和膨润土添加系统（均为单管单泵配置），可通过5个泡沫口、2个膨润土口，及螺旋输送机筒壁9个孔道分别或同时向开挖面、土仓、螺旋输送机内部多方位地注入泡沫或膨润土，并且在刀盘背面和土仓隔板上各安装了搅拌臂，用于改善碴土的塑流性和防止泥饼的产生。泡沫注入系统图泡沫注入系统图（3）轴式螺旋输送机 盾构机采用了轴式螺旋输送机，在卸土口处配备有双开门装置和保压泵装置，完全满足本工程在不良地质条件下掘进时发生涌水、涌泥时保压掘进的需要。螺旋输送机出碴口设置液压油缸控制的闸门，随时可以关闭闸门，将开挖面与隧道隔开，防止盾构机前面的地下水和流砂涌入隧道。设置有手动控制和在停电等紧急情况下自动关闭闸门的两种控制模式。 海瑞克S682盾构机螺旋直径800mm，功率为200KW； 辽宁三三工业SS28700盾构机螺旋直径900mm，功率为225KW与拼状机共用。 （3）轴式螺旋输送机螺旋输送机示意图螺旋输送机示意图（4）盾构机采用被动铰接装置 可满足较小半径曲线的推进转