盾构机设计思路

1、昆明市轨道交通首期工程市政通道配套土建施工项目盾构机设计联系会资料中铁二局股份有限公司昆明市轨道交通首期工程市政通道配套土建施工项目经理部2011年7月1工程概况昆明市轨道交通首期工程市政通道配套土建施工项目包括两个车站的端头井和两 个盾构区间，两个端头井分别为：昆明火车站站北端头井、得胜桥站东端头井；两个 区间分别为：昆明火车站站环城南路站区间、环城南路站得胜桥站区间。市政配套项目总体施工筹划示意图1、得胜桥站东端头井得胜桥站东设计里程为I CK11+508.947I CK11+617.347，主体结构内净空 106m,基坑深度18.07m,为二层二跨箱形框架结构。该端头井为得胜桥站环城南路

2、站盾构区间的始发井，区间左、右线盾构均在此 始发。端头井位于金碧路，由于绿化和交通疏解要求的限制采用半盖挖法施工，盾构 机吊装、龙门吊安装、碴土和物料的垂直运输均只能在端头井北侧（即区间右线）进 行，如下图所示：得胜桥站东端头井临时盖板及井口示意图2、得胜桥站环城南路站区间得胜桥站环城南路站区间设计里程为右I CK11+615.747右I CK12+738.500，左 I CK11+615.747左 I CK12+738.500；区间右线长 1122.753m,左线长 1140.351m（其中长链17.598m）。区间线路自得胜桥站出站后以R=350m沿金碧路右拐穿过盘龙 江、昆明铁路局大片住

3、宅区、塘双路；之后进入北京路，沿北京路东侧自北向南到达 环城南路站。因环城南路站为1、2号线的平行换乘站，本区间线路出现先平行、再重 叠的空间位置关系。线路在平面上左右线逐渐并拢；在纵断面上左右线由水平平行逐 渐转为左线骑跨于右线上方，到达环城南路时完全转为上下重叠的关系，上下重叠隧 道最小净距为1.8m。区间采用盾构法施工，最大坡度19.11%。，最小坡度3.00%。，覆土 厚度6.93m17.72m，主要穿越圆砾层、粉土粉砂层及粘土层。2盾构施工外部条件2.1工程地质本标段工程位于滇池断陷盆地北部边缘地带盘龙江II级阶地。地形较平坦，起伏 不大，总体上北高南低。地面高程为1890.3918

4、91.49m。拟建场地地貌上属昆明断陷 湖积盆地。据地质勘察资料，场地岩土层按成因可划分为：自上而下可分为第四系人 工活动层(Q/4ml/)，第四系全新世冲洪积层(Q/4al+pl/)，第四系上更新世冲洪积层(Q/3al+pl/)和第四系上更新统冲湖积层(Q/3al+1/)四大类。2.2水文地质现场勘察期间沿线地下水主要赋存于第四系圆砾土、含砾粉质粘土及粉土中，地 下水多以潜水或上层滞水形式存在，局部具微承压。历年最高水位历年最高水位:本段历史最高水位为现地表下约2m水位标高：1888.001889.50 m。地表水分布盘龙江距本线位段较近，与本场区地下水位有联系，盘龙江则当河水水位高时， 补

5、给本场区，当河水位较低时，场区地下水往河内排泄。水文地质参数根据地质详勘报告，建议渗透系数按K=16.0m/d取值。得胜桥站环城南路站区间地质情况详见初勘报告。2.3沿线地面环境及周边建(构)筑物根据现场踏勘、招标文件及图纸显示，北京路、金碧路道路两侧存在大量建筑物， 得胜桥站环城南路站区间需穿越密集重要建筑物，本标段盾构穿越的主要建(构) 筑物情况如下表所示：得胜桥站-环城南路站区间盾构下穿建筑物概况表建筑物编 号建筑物 名称建筑物 类型建筑物基础 类型隧道与建筑物关系备注投影关系隧道与基础关系1兴仁商 店7层砖混 结构300X300、长7.5m预制桩右线部分在其 下方垂直间距2.39m商铺

6、众多2得胜桥120X120、长 1820.5m 灌 注桩侧方水平间距1.26m交通繁忙3云铁监 理楼3层砖混 结构不详右线全部、左 线部分在其下方不详建造时间 约300年 前。属于 文物4南桥新 村44栋7层砖混 结构380X380、长8.2m沉管灌 注桩左、右线部分在其下方垂直间距7.087.35m住户密集5南桥新村 21、22栋7层砖混 结构，两 栋楼L 形连体420X420,长7.5 9.0m 振 动灌注桩左、右线全部在其下方垂直间距5.876.24m住户密集6南桥新 村107栋 5单元5层砖混 结构，独 立单元0400锤击式成孔灌注桩右线大部分、左线全部在其 下方垂直间距8.128.4

7、8m住户密集7南桥新 村107栋 1-4单元6层砖混 结构，4 个单元 连体呈 凹字型0400锤击式成孔灌注桩左、右线全部在其下方垂直间距8.128.48m住户密集8铁路工 程管理 所3层砖混 结构平均长3m, 扩大基础左、右线全部在其下方垂直间距14m办公人员密集9地下车 库1层砖混 结构长4.2m人工挖孔桩侧方水平间距1.80m；垂直间距9.04m有车停放10昆铁南1-4大楼地下车库地下一层框架 结构0480，长 7m 抗拔桩左线部分在其 下方水平间距0.38m、 垂直间距5.51m有车停放11昆铁南1-4大楼24层框 架结构0480 ，长20.93m振动沉管灌注桩；0480 ，长7.55

8、m抗拔桩侧方水平间距7.76m住户密集12昆铁老 81栋4层砖混 结构（70 年代修 建）200X200,长7m预制桩左、右线全部在其下方最小垂直间距10.71m正在拆迁13昆铁小区门口 商铺1层砖混 结构圈梁基础左线全部在其 下方垂直间距18m建筑质量差、商铺 多14卷烟门 市1层砖混 结构圈梁基础右线部分在其 下方垂直间距18m挂角下穿15昆铁住 宅楼第II 栋5层砖混 结构200X200,长5.3 6.8m 预 制桩左、右线全部在其下方垂直间距10.113.7m住户密集16昆铁老 63栋5层砖混 结构200X200,长5.3 6.8m 预 制桩右线全部在其 下方垂直间距10.113.7m

9、住户密集17昆铁老 58栋5层砖混 结构200X200,长5.3 6.8m 预 制桩左线全部在其 下方垂直间距10.113.7m住户密集18昆铁老 57栋4层砖混 结构200X200,长5.3 6.8m 预 制桩左、右线全部在其下方垂直间距10.113.7m住户密集19市公安局特勤大队楼6层砖混 结构0300灌注桩，深度不详右线部分在其下方不详办公人员密集20地铁2号 线盾构 隧道06200双线盾 构隧道/左、右线全部在其下方垂直间距4.5m穿越时尚 未进入运 营阶段21华升大 厦14层框架结构无锚杆，桩箱 基础，0400 灌注桩，桩长 6m侧方水平间距至少7.68m汉庭酒店正在营业22和平村

10、住宅楼6层砖混 结构不详左线部分在其 下方不详住户较多23建华商 城6层砖混 结构0530振动式沉管灌注桩，桩长15m左线部分在其 下方垂直间距1.1m综合办公 楼24海关大 楼5层、7层砖混 结构紧 土罪300X300，长 5.56.5m 预 制桩侧方水平间距1.10m；垂直间距6.17m综合办公 楼25市邮政局办公 楼4层、3 层砖混 结构扩大基础，深1.6m侧方水平间距1.46m ； 垂直间距10.84m综合办公 楼，一楼 为商铺26市邮政局住宅 楼7层砖混 结构灌注桩，深7m侧方水平间距至少6.94m住户密集27滇池电 影广场 附属房 屋2层砖混 结构250*250,长6m打桩基础侧方

11、水平间距至少12.96m繁华商铺28北京路人行天 桥墩底扩大基础，最长6m下方垂直距离34.92m行人众多29云南建 筑工程 分公司 招待所7层、6 层砖混 结构紧 土 罪不详侧方水平间距至少5.61m危房、计 划拆迁2.4盾构始发、运输条件由于得胜桥站东端头井采用半盖挖法施工，端头井左线全部处于盖板以下，无法 进行盾构吊装和出碴运料。左线盾构必须从右线井口下井，然后平移至左线；左线从 始发阶段起电瓶车就必须在端头井内绕行至右线进行垂直运输，如下图所示：3盾构区间施工重难点1、区间线形复杂，左右线盾构隧道先平行再重叠，骑跨重叠部分长140多米，最 小垂直间距仅1.8m；区间线路存在长270m以

12、上的R=350小半径曲线，对盾构纠偏灵 敏度的要求较高。2、本标段隧道盾构主要穿越粉土粉砂、圆砾层。根据土工筛分试验显示，其粘粒 成分（d0.0075）超过29%，属很容易产生泥饼的地层，且其在动水或承压水、微承 压水作用下，易产生管涌或流砂，在排土口出现喷涌现象，盾尾很容易发生漏水、漏 砂等情况。盾构穿越后隧道周围的土体不稳定，增大了地面以及隧道后期沉降控制难 度。盾构机在这样的土层中施工，既要保证开挖面土体的稳定，又要确保出土顺畅， 还应控制地面的后期沉降，具有一定的施工难度。因此，对盾构掘进的碴土改良措施 要求较高。3、区间隧道穿越28处建、构筑物（不包括管线），其大多数为建设年代久远、结 构陈旧、居住人口密集的砖混结构建筑；同时，区间将穿越盘龙江、明通河（暗河）、 轨道交通2号线隧道及可能出现的残留桩基等重要建构筑物，对盾构掘进的沉降控制、 综合掘进能力提出很高要求。4、本区间左线盾构将使用非常规方式始发，电瓶车必须绕行至右线进行垂直运输， 为保证电瓶车开出后配套车架后有足够的转向空间，可能需要缩短车架长度。4盾构机设计的设想和建议1、盾构机长度能否在缩短至60m以下？2、盾构刀具、刀盘的配置，尤67其是开口率设置的考虑；3、盾构