宁波轨道交通2号线一期TJ2109标盾构选型方案

宁波轨道交通2号线一期TJ2109标工程经理部盾构选型方案

目录工程概况地质特征及盾构选型重难点技术分析及措施区间筹划盾构机简介及适应性分析工程概况第一章工程概况-1-第一章1.1参建单位工程名称：宁波市轨道交通2号线一期地下土建工程TJ2109标段建设单位：宁波市轨道交通工程指挥部监理单位：上海华铁工程咨询设计单位：中铁隧道勘测设计院施工单位：中交隧道工程局工程概况-2-第一章1.2工程概况工程概况宁波市轨道交通二号线一期工程TJ2109标段包括孔浦站、孔浦站至甬江北站〔甬孔区间〕、孔浦站至孔浦站后明挖暗埋段〔孔浦站后盾构区间〕、站后明挖暗埋段、U型槽段。区间隧道采用盾构施工法。隧道外径6200mm，管片厚度350mm，环宽1200mm。区间上行线长度m下行线长度m最小曲线半径最小埋深最大埋深m最大纵坡最小曲线半径甬孔区间850.262859.016350m10.3m17.426‰350m孔浦站后盾构区1001.27991.786350m5.5m13.223‰350m-3-第一章工程概况1.3区间平面图孔浦站甬江北站孔浦站后明挖暗埋段U型槽段孔浦站后盾构区间甬孔区间最小转弯半径350m最小转弯半径350m-4-工程概况1.4孔浦站后盾构区间地质情况第一章②3层②4层③1层工程地质：隧道穿越主要地层主要为：②3层淤泥质粉质粘土、②4层淤泥质粘土、③1层粉土，粉砂夹粉质粘土。盾构隧道边线-5-工程概况1.5

甬孔区间地质情况第一章②3层工程地质：隧道穿越主要地层为：②4层淤泥质粘土、③1层粉土，粉砂夹粉质粘土、③1b粉质粘土、④2层粘土层。②4层③1层④2层③1b-6-1.6

盾构区间主要穿越地层一览表工程概况第一章地层名称颜色状态特征描述②3淤泥质粉质粘土灰色流塑土面稍有光泽，无摇振反应，中等韧性，中等干强度，岩性以淤泥质粉质粘土为主，局部相变为淤泥质粘土，流塑。②4淤泥质粉质粘土灰色流塑土面光滑有光泽，无摇振反应，高韧性，高干强度。岩性以淤泥质粘土为主，流塑。③1粉质粘土灰色稍密～中密，湿～很湿一般含粉砂量很高，具层里构造，土面无光泽反应，低韧性，低干强度，摇振反应迅速。③1b粉质粘土夹粉土灰色稍密～中密，湿～很湿含腐植物及贝壳碎屑，局部成粉质粘土，粉土互层，土面无光泽反应，低韧性，低干强度，摇振反应迅速。④2粘土灰色软～可塑鳞片状构造，絮状结构夹粉砂团块或薄层，土面光滑有光泽，无振动反应，高韧性，高干强度。-7-1.7盾构穿越重要建〔构〕筑物情况孔浦站站后明挖段DN1500水管海力机床大名牛仔制衣厂汪洋郭巨酒店人行天桥常洪桥及常洪河（6.35）孔浦站后盾构区间第一章工程概况江北大河〔6.8〕-8-1.7盾构穿越重要建〔构〕筑物情况甬孔盾构区间`甬江北站铁联集装箱中转站董家居民区大通河〔5.33〕家家乐食品有限公司广州本田汽车销售店孔浦站第一章工程概况-9-2.1交通疏解对施工的影响1.7盾构穿越重要建〔构〕筑物情况站后区间出孔浦站后下穿DN1500污水管、江北大河、海力机床制造宁波办事处2层房屋，然后转到环城北路上，东行到达明挖暗埋段西端头井。甬孔区间出甬江北站向东直行穿越大通河、宁波市铁联集装箱仓库、孔浦董家1～3层居民房、家家乐食品，右转下穿环城北路、广州本田汽车宁波特约销售效劳店、宁波市瑞祥汽车销售效劳，最后到达孔浦站西端头井。其中宁波市铁联集装箱仓库有80根桩基侵入隧道，现已开始施工拔桩；大通河水管改移已完成，侵入隧道内桩基已经拔除；大通河高压电缆管线改移也已经完成。目前隧道掘进范围内已无障碍物。第一章工程概况甬江北站～孔浦站区间沿线建(构)筑物情况一览表建（构）筑物名称基础形式区间隧道与基础关系宁波金桥汽车底盘厂门前桥Φ600mm钻孔灌注桩，桩长26.0m，桩底标高-23.5m上行线隧道结构距桩基最小水平距离约18.7m宁波金桥汽车底盘厂前处理与涂装车间Φ400mm沉管灌注桩，桩长19.5m，桩底标高-18.5m上行线隧道结构距桩基最小水平距离约7m宁波金桥汽车底盘厂电泳车间300×300mm预制方桩，桩长19.6m，桩底标高-18.0m上行线隧道结构距桩基最小水平距离约3.7m大通河管线桥Φ800mm钻孔灌注桩，桩长18.0m，桩底标高-15.5m桩基侵入上行线隧道范围（1根桩）-10-2.1交通疏解对施工的影响1.7盾构穿越重要建〔构〕筑物情况第一章工程概况宁波金桥汽车底盘厂简易厂棚无基础下穿铁联集装箱中转站1#，2#，3#仓库Φ377mm静压加振动砼灌注桩，桩长19.2m，底标高-18.7m.大量桩基侵入隧道范围（80根桩）铁联集装箱中转站行车基础基础底埋深11.0m，基础底标高-8.4m下穿孔浦董家居民自建多栋砖砼房（1～3层）条形基础，基础底埋深2.0m，基础底标高0.6m下穿宁波金狮汽车销售服务有限公司Φ377mm沉管灌注桩，桩长16m，桩底标高-14.5m下行线隧道结构距桩基最小水平距离约4.3m宁波市家家乐食品有限公司办公楼（2层）桩基础，桩长14.0m，桩底标高-12.5m下穿，隧道顶距桩底最近约1.9mm宁波市家家乐食品有限公司食堂（1层）条形基础，基础埋深2.0m，基础底标高1.2m下穿宁波樱花炭语日化用品有限公司条形基础，基础底埋深2.0m，基础底标高0.6m上行线隧道结构距桩基最小水平距离约7.9m长安铃木汽车宁波汽车销售服务4S店条形基础，基础底埋深2.0m上行线隧道结构距桩基最小水平距离约5.9m协和加油站条形基础，基础底埋深2.0m下行线隧道结构距基础最小水平距离约19.8m宁波市城市管理行政执法管理支队直属大队条形基础，基础底埋深2.0m，基础底标高1.15m下行线隧道结构距基础最小水平距离约18.4m广州本田汽车宁波特约销售服务店条形基础，基础底埋深2.0m下穿-11-2.1交通疏解对施工的影响1.7盾构穿越重要建〔构〕筑物情况第一章工程概况孔浦站后盾构区间沿线建(构)筑物情况一览表建（构）筑物名称基础形式区间隧道与基础关系孔浦桥桥墩基础：Φ1000mm钻孔灌注桩，桩长32.0m，桩底标高-28.0m下行线隧道结构距桩基最小水平距离约4.3m孔浦桥驳岸浆砌石基础，基础底埋深4.5m，基础底标高-1.5m.下穿孔浦桥南侧Φ600给水管桥墩800mm钻孔灌注桩，桩长18m，桩底标高-15.5m下行线隧道结构距桩基最小水平距离约2.1m海力机床制造有限公司宁波办事处（砼2）条形基础，基础底埋深2.0m，底标高0.7m下穿江北大河泵站沉井井底采用5排水泥搅拌桩加固，Φ500mm,桩长7.0m,井底基础底标高-11.0m，水泥桩桩底标高-19.0m.上行线隧道距沉井最小水平距离约8.7m大名牛仔制衣厂（砼3）静压振拔灌注桩，Φ377mm，桩长30.0m，桩底标高-31.5m上行线隧道结构距桩基最小水平距离约1.9m宁波金轮胎有限公司（砼4）Φ377mm沉管灌注桩，桩长19.0m，桩底标高-17.8m下行线隧道结构距桩基最小水平距离约32.8m在建孔浦村商业办公用房Φ600mm钻孔灌注桩，桩长31.0m，桩底标高-32.5m下行线隧道结构距桩基最小水平距离约30.9m汪洋郭臣大酒店（砼2、3）条形基础，基础底埋深2.0m，基础底标高0.6m下行线隧道结构距基础最小水平距离约11.4m-12-2.1交通疏解对施工的影响1.7盾构穿越重要建〔构〕筑物情况第一章工程概况环城北路人行天桥桥墩钻孔灌注桩，Φ800mm,桩长22.5m,桩底标高-19.0m上、下行线隧道结构距基础水平距离分别为3.6、4.4m钻孔灌注桩，Φ600mm,桩长21.0m,桩底标高-18.0m上、下行线隧道结构距基础水平距离分别为3.8、4.6m木桩，Φ200mm,桩长7.0m,桩底标高-4.0m上、下行线隧道结构距基础水平距离分别为3.5、4.3m孔浦二村住宅楼（砼7）静压振拔灌注桩，Φ426mm,桩长28.6m,桩底标高-27.6m上行线隧道结构距基础最小水平距离约8.5m宁波兴合仓储有限公司条形基础,基础底埋深2.0m，基础底标高1.6m上行线隧道结构距基础最小水平距离约8.8m宁波华业大厦静压沉管灌注桩，桩长22.0m，桩底标高-18.5m下行线隧道结构距基础最小水平距离约18.5m浙江省供销合作社（砼3）条形基础,基础底埋深2.0m，基础底标高1.6m下行线隧道结构距基础最小水平距离约10.6m常洪桥浆砌石基础，基础底埋深6.0m，基础底标高-2.8m.驳岸：浆砌石驳岸，基础底埋深3.0m，基础底标高0.2m.下穿，隧道顶距基础底约3.9m甬江宾馆（砼5）混凝土灌注桩，Φ377mm,桩长23.5m,桩底标高-20.5m上行线隧道结构距基础最小水平距离约14.0m镇电水管支墩钻孔灌注桩，桩长18.0m，桩底标高-16.0m下行线隧道结构距基础最小水平距离约8.7m常洪南区居民自建楼（砼4）条形基础,基础底埋深2.0m，基础底标高1.0m上行线隧道结构距基础最小水平距离约15.6m其它房屋（砖、砼1~2）条形基础隧道距基础最小水平距离约6.7m-13-区间筹划第二章区间筹划-14-第二章区间筹划2.1总体盾构区间筹划

两盾构区间采用一台加泥式土压平衡盾构机，先施工孔浦站后区间下行线，在吊出井完成调头后施工孔浦站后区间上行线，而后在孔浦站由东侧转场西侧再施工甬江北站-孔浦站上行线，在甬江北站完成调头后最后施工甬江北站-孔浦站下行线。-15-第二章区间筹划2.2孔浦站及站后盾构区间施工筹划及节点方案盾构机2021年6月6日从孔浦站下行线先始发，2021年9月10日到达站后明挖暗埋段；掉头至下行线后，2021年10月1日再次始发，2021年1月8日到达孔浦站。方案工期7个月，日平均掘进10环。站后明挖暗埋段一期工程孔浦站盾构机2021-6-6始发盾构机2021-9-10到达明挖暗埋段盾构机2021-1-8到达盾构机调头后于2021-10-1始发孔浦站于2021-6-6开工-16-第二章区间筹划2.3甬孔盾构区间施工筹划及节点方案盾构机2021年2月13日从孔浦站上行线先始发，2021年5月8日到达甬江北站段；掉头至下行线线后，2021年7月2日再次始发，2021年9月27日到达孔浦站。方案工期7个半月，日平均掘进10环。孔浦站西端头于2021-10-08提供盾构始发条件盾构机2021-8-26到达盾构机调头后于2021-5-29始发盾构机2021-2-13始发盾构机2021-5-8到达甬江北站东端头甬江北站-17-地质特征及盾构选型第三章地质特征及盾构选型-18-第三章地质特征及盾构选型3.1地质特征本工程区间隧道穿越主要地层为：甬孔盾构区间隧道主要穿越②4和③1层。孔浦站后盾构区间隧道主要穿越②3、②4、③1、③1b。根据地质剖面图，③1层分布于整个区间隧道掘进中。

②3、②4层土，呈流塑状，具高压缩性，灵敏度高，对土压平衡和地面沉降较难控制。需注意该土层具高粘性，易粘着盾构设备或造成管路堵塞致使刀盘空转、槽口及出土管道堵塞，导致地层隆起、沉降。③1、③1b层土，呈稍密～中密状态，渗水性大、灵敏度高，易产生开挖面失稳、地面沉降及塌陷，不利于盾构施工。盾构掘进开挖面处在软硬不同土性地层上，盾构姿态较难控制。有可能因软土排土过多，造成地层下沉使盾构在线路方向上产生偏离，因此施工作业时须控制出土量防止盾构倾斜，随时保持盾构的稳定性。-19-第三章地质特征及盾构选型3.2本工程区间隧道施工的风险点、特点、难点盾构区间主要风险点：1、站后区间过江北大河时下穿DN1500污水管段施工；2、站后区间下穿环城北路及过常洪桥段施工；〔下穿环城北路728m〕3、甬孔区间穿越大通河段浅覆土施工；〔大通河河宽15m，覆土5.33m〕4、甬孔区间下穿董家1～3层居民房及家家乐食品段施工。工程特点：1、穿越建筑物和河流较多；2、本工程主要穿越土层为②4层淤泥质粘土和③1层粉土，粉砂夹粉质粘土，土质很软。工程难点：1、浅覆土掘进下土压控制；2、穿越厂区及民房时的地面沉降控制；3、沿环城北路盾构掘进时的地面沉降控制。-20-第三章地质特征及盾构选型3.3本工程区间隧道施工对盾构机的技术要求1、良好的土层切削能力；〔刀盘及主驱动系统，推进系统〕2、准确、稳定的土压平衡控制能力；〔土压控制系统〕3、良好的地层填充能力；〔注浆系统及前方台车二次注浆台〕4、良好的止浆能力；〔盾尾密封系统〕5、良好的土壤改进能力；〔泡沫及加泥系统〕6、精准的盾构掘进导向能力；〔测量系统〕7、小曲率半径掘进的能力；〔铰接系统〕

根据投标文件和本标段地质水文及地面建筑情况，综合考虑区间风险源的控制和重难点施工的需要，我公司拟选用1台日本石川岛生产的直径6340mm铰接加泥式土压平衡盾构机用于本标段盾构施工。-21-第三章地质特征及盾构选型3.4拟选盾构同类型设备施工业绩盾构机工程名称区间名称地层情况长度m施工里程m1号盾构机上海轨道交通2号线东延段唐镇——唐镇东站（现叫创新中路站）上行线④1淤泥质粘土、⑤1-1粘土层14833111上海轨道交通12号线虹莘路——七莘路站下行线④1淤泥质粘土、⑤1a灰色粘土、⑤1b灰色粉质粘土、⑤3灰色粉质粘土（不良地质）16282号盾构机上海轨道交通2号线东延段唐镇——唐镇东站（现叫创新中路站）下行线④1淤泥质粘土、⑤1-1粘土层14833303上海轨道交通12号线七莘路——中春路停车场工作井上、下行线②4淤泥质粉质粘土、③夹灰色砂质粉土（不良地质）、④1淤泥质粘土18205号盾构机上海轨道交通12号线虹莘路——七莘路站上行线④1淤泥质粘土、⑤1a灰色粘土、⑤1b灰色粉质粘土、⑤3灰色粉质粘土（不良地质）16281628拟选盾构机同类型设备已累计掘进8042m，尤其是在上海轨道交通2号线东延段施工中，1、2号盾构机屡次在上海地铁业主组织的设备大评比中获得第一、第二名的好成绩。盾构设备表现受到了业主的一致好评。-22-第三章地质特征及盾构选型3.5拟选盾构情况拟使用地段孔浦站后区间、甬孔区间生产完成时间2009年12月设计寿命10000m设备费用RMB3360万元已推进里程0设备状态定期保养，待验收备注出厂前进行验收-23-第三章地质特征及盾构选型3.6盾构机主要参数项目内容技术参数项目内容技术参数设计条件地质情况淤泥质粘土、粘土、粉砂、粉质粘土、砂质粘土铰接液压缸数量12最小曲率半径250m推力2500kN/单个最大纵坡±44‰盾尾密封钢丝刷密封3道（宽刷型）最大覆土厚度30m螺旋输送机最大输送量265m3/h管片尺寸外径×内径×环宽6.2×5.5×1.2m螺旋机外径D=710mm盾构尺寸切口环直径Φ6340mm转速0～24.8r/min盾尾直径Φ6340mm功率130kW本体长度8680mm皮带输送机输送距离45m刀盘刀盘直径Φ6370mm宽度800mm最大扭矩6280KN-m功率30kW额定扭矩5235KN-m最大输送量400m3/h转速（正反转）0～1.6rpm管片拼装机功率44.5kw开口率40%回转速度0～1.0rpm功率550kW回转角度+/-200-24-项目内容技术参数项目内容技术参数推进液压缸最大推进速度6.0cm/min导向系统光波导向演算工坊最大总推力37500kN数据采集处理演算工坊数量16个变压器容量1200kVA行程2150mm盾构总长包括车架68.7m同步注浆系统注浆机型号SCHWING密封系统压力参数刀盘密封设计最大压力1Mpa最大注浆压力6Mpa工作最大压力0.8Mpa最大流量12m3/h盾尾密封设计最大压力1Mpa注浆形式壳型外置式工作最大压力0.5Mpa第三章地质特征及盾构选型3.6盾构机主要参数-25-第三章地质特征及盾构选型3.7盾构机简图-26-用户盾构机型号数量日期施工地点上海隧道工程股份有限公司φ6520×11220双圆土压盾构机12002.5上海上海市基础工程公司φ6520×11220双圆土压盾构机12003.4上海、天津上海市地铁盾构设备工程有限公司φ6520×11220双圆土压盾构机12003.4上海上海市第二市政工程有限公司φ6520×11220双圆土压盾构机12003.4上海、宁波上海市基础工程公司φ6340土压盾构机1

2004.11上海上海市第二市政工程有限公司φ6140土压盾构机12004.7上海上海基础工程公司φ6340土压盾构机22005.9上海、天津上海磁浮交通发展有限公司φ14880泥水盾构机12006.6上海上海市第二市政工程有限公司φ11580泥水盾构机1

2006.10上海舜杰建设集团有限公司φ6340土压盾构机1

2006.10上海中交隧道局有限公司φ6340土压盾构机22007.2上海第三章地质特征及盾构选型3.8石川岛公司在长三角地区的主要业绩-27-用户盾构机型号数量日期施工地点宏润建设集团股份有限公司φ6340土压盾构机22007.4杭州中铁十一局有限公司φ6340土压盾构机12007.9杭州中铁十一局有限公司φ6340土压盾构机12007.9苏州中交隧道局有限公司φ6340土压盾构机22009.1上海中铁二十四局有限公司φ6340土压盾构机12009.9上海上海市基础工程公司φ8280土压盾构机12010.4秦山核电站上海市基础工程公司φ6340土压盾构机12010.4上海上海市基础工程有限公司φ6360土压平衡式盾构机1

2010.10上海上海地铁盾构公司φ6360土压平衡式盾构机1

2010.10上海总计24第三章地质特征及盾构选型3.8石川岛公司在长三角地区的主要业绩-28-盾构机简介及适应性分析第四章盾构机简介及适应性分析-29-1施工条件挖掘场所长三角地区单位最小平面曲线半径250mR上载载重60KN/m2最大纵坡44‰2土质条件土质覆土淤泥质粘土、粘土、粉砂、粉质粘土、砂质粘土5－30m土的单位体积重量18kN/m33管片外径6200mm厚度350mm宽度1200mm最大重量45kN/块第四章盾构机简介及适应性分析4.1盾构机设计条件我工程拟用盾构机于2021年12月制造完成，截止目前该盾构机一直存放于常熟的中交天和制造厂内，我公司命名该盾构机为中交6号。该盾构机设计条件：-30-第四章盾构机简介及适应性分析4.2盾构机设备特点土层适应性：该型盾构机几乎适应于全部的软弱地层，尤其是辐条式面板式刀盘的设计〔开口率40%〕，在保证了开挖面稳定的同时，又保证了切削土顺利的从切削面流入土仓。该设计能有效预防刀盘结泥饼现象，使该盾构机更能适应于各种复杂的软土地层。预先设置的加泥系统管道对盾构刀盘开挖面加注一定量的土体改进剂，即可到达改进土质的目的。埋深的适应性能：该型盾构机设计条件为覆土5～30m，满足本工程埋深需要。保持开挖面稳定、减少周边土体扰动、保护环境平安的性能：该盾构机具有三种土压平衡操作系统：土压控制、体积(土量)控制、手动控制。可以根据操作人的习惯和切削面情况选择相应系统。同时该盾构机加强了注浆系统注入能力和盾尾刷止浆能力。能有效的保持开挖面的稳定和减少地面的沉降。盾构机的主要性能：该盾构机最大扭矩为6280kN-m(扭矩系数α=24.6)。并且对刀盘面刀具采用上下设计，即主切削刀采用68把110mm高度能满足正常掘进的情况下，再增18把90mm高度的主切削刀，充分保证了盾构的切削能力。施工操作的性能：该型盾构机施工的平安性及可操作性高，最小转弯曲线半径为250m，最大设计坡度为44‰。满足本工程平面施工半径的需要。数据记录及管理的性能：该盾构机使用日本演算工坊进行测量及数据记录，可自动生成交接班记录和掘进记录，同时有预测下五环管片及理论轴线和实际轴线比照功能。满足日常数据管理的需要，提高了施工管理效率。-31-第四章盾构机简介及适应性分析4.3盾构机组成盾构机在掘进时，16个千斤顶伸出，顶在前方管片上向前行走。同时，刀盘转动切削前方土体，土体在刀盘后土仓内建立一定土压力与外部土压力平衡，即在前方建立了临时支护面。螺旋输送机不断的把前方多余土方通过皮带输送机输送到前方土箱车内。与此同时，盾尾处进行同步注浆，填充开挖后形成的空隙量。整个掘进系统由PLC电路采集信号，到达采集、处理、诊断的回路模式。测量系统由前方三个棱镜组、全站仪、后视棱镜组成，进行同步测量监控，指导施工。土压平衡式盾构机施工体系主要由刀盘系统、推进系统、出土系统、管片拼装系统、同步注浆系统、泡沫注入系统、数据采集系统、测量系统及后配套台车等系统组成。-32-第四章盾构机简介及适应性分析盾构机适应性分析4.4、良好的切削和出土能力；〔刀盘、主驱动系统、推进系统、螺旋机、皮带机、管片拼装机〕4.5、精确、稳定的土压平衡控制能力；〔土压平衡控制系统〕4.6、良好的地层填充能力；〔注浆系统〕4.7、良好的止浆能力；〔盾尾密封系统〕4.8、良好的土壤改进能力；〔泡沫及加泥系统〕4.9、小曲率半径掘进的能力；〔铰接系统〕4.10、精准的盾构掘进导向能力和数据管理能力；〔演算工坊〕-33-第四章盾构机简介及适应性分析4.4切削及出土能力分析1、本标段地层以淤泥质地层和粘土地层为主，需要盾构机刀盘有合理的刀盘形式、刀具配置及开口率。2、以粘土层为掘进土层，埋深30米，理论计算盾构机装备的总推力不应小于25177kN，刀盘扭矩不应小于3771kN-m。3、盾构机以6cm/min速度掘进，出土量为120m3/h。4、盾构管片为6块，自重19.3t，最重的标准块为3.7t。-34-第四章盾构机简介及适应性分析4.4.1刀盘刀盘开口率为40%，采用辐条面板式刀盘。刀盘刀具共有86把主切削刀，32把先行刀，2把强化先行刀，2把加泥管口保护刀，1把鱼尾刀，2把超挖刀。刀盘刀具采用上下配置，可以长距离掘进无需更换刀具，有效的减少掘进时间和节约本钱，创造低碳经济。-35-第四章盾构机简介及适应性分析4.4.2驱动系统驱动装置：55kW电机×10台〔550kW〕，采用变频器控制。刀盘额定扭矩：5235kN-m〔α＝20.5〕，理论需要的刀盘扭矩为3771kN-m,满足本工程需要。转速：0～，使用寿命：10000小时以上-36-第四章盾构机简介及适应性分析4.4.3推进系统拟选盾构的推进系统共有千斤顶上部2000kN×5根、中下部2500kN×11根，行程均为2150mm，能够满足F块在任何位置的拼装需求。总推力37500kN，理论需要推力25177kN，能满足本工程需要。推进千斤顶压力控制分上、下、左、右可分别进行独立控制的分区，能够满足隧道掘进纠偏要求，配备4套千斤顶内置式行程及速度传感器，行程显示可逆并能准确、直观地显示隧道掘进机千斤顶伸缩值和速度。推进速度0~60mm/min可调。-37-第四章盾构机简介及适应性分析4.4.4螺旋输送机在本标段施工中，以较快的6cm/min速度掘进，单位出土量为120m3/h。盾构机配置的轴式螺旋机，理论出土能力为265m3/h，能够满足施工需求。螺旋输送机可方便地对外护筒、螺旋叶片进行维修。螺旋输送机螺旋叶片和外护筒的内外表焊有耐磨层；设有断电紧急关闭装置,密封可靠。在断电情况下排土门可全程开闭1.5〔闭→开→闭〕次；配置双闸门系统，假设出现喷涌险情时，可及时关闭两道闸门。-38-第四章盾构机简介及适应性分析4.4.5皮带输送机皮带机用于将螺旋机送来的渣土转运到前方渣土车上，至少应能满足120m3/h的运送能力。其理论输送能力为400m3/h，能够满足本工程需要。皮带输送机上设置有钢丝绳牵拉式紧急停止装置，可以起到保护维修、测量人员平安的作用。表述数据配备数量1台皮带宽度800mm输送能力400m3/h皮带速度120m/min电机功率30kW-39-项目类型规格数量一、二次电动葫芦双电动葫芦3.2t×2台各1套第四章盾构机简介及适应性分析4.4.6管片运输设备宁波地铁盾构管片的单环最大重量为3.7t。拟选盾构机管片采用两次输送方式。第一次管片运送装置将管片运输台车上的管片搬运到前方作业平台处，第二次管片运送装置将管片搬运到管片拼装机处的管片抓取位置。管片运输机构采用链轮链条行走，设有限位和防撞装置以防止行走小车脱落轨道。-40-第四章盾构机简介及适应性分析4.4.7拼装机管片拼装机的各种操作都可以单独进行。管片拼装过程中，通过线控或遥控两种控制方式可以对管片拼装机和推进千斤顶进行控制。管片拼装机设置快、慢档。能满足外径6200mm、宽1200mm、厚350mm的管片拼装。表述数据平移行程1000mm提升行程500mm提升能力21.6t旋转双方向旋转速度0～1.0rpm旋转角度±200°-41-第四章盾构机简介及适应性分析4.5土压控制系统本标段下穿建筑物、道路较多，对地面沉降控制要求较高。拟选盾构机的土压平衡的控制有以下三种控制方式，可以根据开挖面的情况选择适宜的控制方式：土压控制在土仓壁板设有3个可更换型土压计，可以保证测得的正面土压力测量精度到达0.005MPa。同时该土压计具有足够的自身保护能力。一旦出现意外时，不需改进切削面的土质，也能够极其平安的进行土压计的维修和更换。通过土压计测得的土压与设定的土压比较，可以自动控制螺旋输送机的转速。排土量〔体积〕控制螺旋输送机的转速自动与盾构机的掘进速度相匹配，进行排土量的控制。手动控制可以根据需要手动设定螺旋输送机的转速。-42-第四章盾构机简介及适应性分析4.5.1自动土压控制系统

自动土压控制系统能自动将土压控制在设定值附近。自动土压控制装置，通过土压计对掘进中的土压进行实时监视，利用驾驶室内的PLC装置计算出实际值与目标值的差值，通过PID控制，自动调整螺旋机转速的控制指令值。-43-第四章盾构机简介及适应性分析4.6注浆系统同步注浆系统在盾构机外壳的上、下半部各设有两处注入口，同时可实现分路注浆，能满足及时均匀填充盾尾间隙的要求。注浆压力、流量计量能在注浆控制面板和操作室面板上实时显示。同步注浆系统可实现自动和手动调节两种控制方式。该系统的注浆量可与盾构掘进速度自动进行同步调整。为防止注浆管路堵塞,同步注浆系统设置了注浆管路清洗装置。注浆完成后该装置可以直接对注浆管路进行清洗。即使万一注浆管路发生堵塞，还设置了供维修的检查口。项

目规

格型式单液用同步注浆装置注入压力6MPa盾尾管路形状突起型清洗回路装备装备回路常用4个+备用4个单液注浆泵SCHWING泵×1台-44-第四章盾构机简介及适应性分析4.6同步注浆系统拟选盾构机开挖直径与管片直径的差值，每环的理论空隙为2.01m3，理论填充率选取180%，需注入浆液为3.6m3，以较快的6cm/min的掘进速度掘进，注浆流量需满足10.8m3/h〔181L/min〕。目前盾构机注浆系统配置SCHWING活塞泵，设计流量12m3/h，最大注浆压力6Mpa，功率30kw。同步注浆系统能够满足施工中厚浆注入的要求。-45-第四章盾构机简介及适应性分析4.7盾尾密封系统密封性・耐久性〔1.5km〕・耐压性〔1Mpa〕为了保证盾尾壳体与管片之间有良好的密封性能，在盾尾上装备有三道钢丝刷〔宽刷型〕式盾尾密封，前2道盾尾刷长度300mm，最外道长度320mm。为了提高盾尾密封的止水性和寿命，盾尾刷间的前后仓室上各配备多达6个的盾尾密封油脂的注入管路。宽刷型盾尾刷和更多盾尾油脂注入点位的设计，能够极大提高盾尾密封系统的密封效果。油脂注入设备采用林肯盾尾油脂泵。-46-第四章盾构机简介及适应性分析4.8渣土改进系统在刀盘、土仓仓壁及螺旋输送机等部位均设有添加剂注入管路和注入口，可以向相应部位注入土体改进材料，改进土层粘性，防止土体粘着设备。加稠泥浆和加泡沫系统能自动和手动控制流量,两套系统相互独立。在刀盘中心部位和辐条的两个位置设有防止管路及注入口堵塞的刀具，并且通过液压油可以方便地对所有的添加剂管路及注入口进行清洗。渣土改进系统能够满足宁波地层的推进要求。注入口的位置注入机构数量开挖面前部中央部带有橡胶逆流防止阀1辐条外侧带有橡胶逆流防止阀2切口环隔板上短管＋球阀4螺旋机圆筒部短管＋球阀2切口环外周短管＋球阀6-47-第四章盾构机简介及适应性分析4.9铰接装置

拟选盾构机采用主动式铰接，铰接处有止水、止砂的密封件，由12根2500kN×200㎜的油缸组成。铰接千斤顶分上下左右6个区域，在左右或者上下通过伸缩千斤顶，可使前后盾体最大左右弯曲1.5度、上下弯曲1度，具有250m半径的小曲线掘进的能力。区间最小曲线半径350m，满足施工需求。-48-第四章盾构机简介及适应性分析4.10数据采集系统石川岛盾构机配置的自动导向系统为日本演算工坊出品的ROBOTEC测量系统，配置的主要仪器为Trimble5603全站仪和倾斜仪。每隔50s就能进行一次高精度的位置计算，并能够实时显示盾构姿态，为操作人员提供图像姿态和数据，通过对隧道设计轴线和盾构机姿态的比较，指导掘进参数的调整。〔该系统需辅助定期人工测量〕数据采集管理系统能连续采集隧道掘进机、加泥量、出土量等数据，并具有数据分析、处理、打印、存储〔每环生成一个MicrosoftExcel格式的文件，并以时间和环号为文件名〕及检索等功能，同时可在隧道掘进机控制室以终端形式实时显示，并在地面中央监控室内的计算机上提供数据通信的软、硬件接口〔增加一路RS-485通信模块，能通过该端口采集到系统运行设备和施工的所有信息，提供PLC全部I/O地址信息，以便实现业主远程信息管理需求〕。采集的数据以图形的形式显示〔以行程或时间为坐标，计测比例能根据实际的需要任意调整〕。显示的内容包括隧道掘进机的实时姿态、隧道掘进机与已拼装管片之间的间隙、实际轴线与设计轴线的偏差、开挖面的实时压力及波动范围等。显示的内容能够满足隧道轴线控制的要求，并为隧道掘进机按准确方向推进提供依据。演算工坊具有预测下五环管片拼装的功能。在工作交接班以及日、周、月末自动形成打印报告。隧道掘进机控制室与地面监控室之间的数据传递使用光纤完成。-49-第四章盾构机简介及适应性分析4.11数据管理系统综上所述：我工程部选用的日本石川岛生产的直径6340mm铰接加泥式土压平衡盾构机能够满足我部区间隧道工程施工的各项技术要求，推荐使用。-50-重难点技术分析及措施第五章重难点技术分析及措施-51-组别砂（kg）粉煤灰（kg）膨润土（kg）石灰（kg）水（kg）外加剂（kg）11180300508028532800400501003403366760026777400141180300100802503第五章重难点技术分析及措施5.1壁后注浆

本工程中盾构掘进下穿建筑物较多，地面沉降的控制是重难点。壁厚注浆浆液性能的考虑尤其重要。盾构主要穿越②4层淤泥质粘土、③1层粉土，粉砂夹粉质粘土，灵敏度高。故浆液需要一定的稠度和固含量，以减小浆液出盾尾后有水析出造成的浆液体积收缩，便于对地面沉降的控制。同步注浆浆液为厚浆，密度1.9g/cm3，泌水率≤5%，塌落度12~16cm，20小时屈服强度≥800Pa，7天的抗压强度R7≥0.5MPa，28天的抗压强度R28≥1.0MPa，并确保在列车震动和7度地震下不液化。胶凝时间：一般为5～7.5h，根据地层条件和掘进速度，通过现场试验参加促凝剂及变更配比来调整胶凝时间。最终同步注浆配比需经过试验才能最终确定。对于同步注浆应一次保证注入量充足，以减少一次沉降；后期沉降需通过二次双液注浆控制。-52-第五章重难点技术分析及措施5.2河段浅覆土段掘进施工名称规划覆土现状覆土河流宽度最大水深大通河6.57m5.33m16m1.8m江北大河6.2m6.8m25.8m2.8m常洪河6m6.35m5.7m2.3m大通河-53-第五章重难点技术分析及措施5.2河段浅覆土段掘进施工常洪河

盾构隧道穿越河床地层时，由于覆土厚度发生突变，隧道覆土较浅，可能会发生盾构机向上抬头现象，甚至可能发生冒顶、漏泥、漏水等情况。采取措施：1、在盾构切口过河堤时，及时调整设定土压力；2、以2cm/min以内的速度，慢速掘进，降低刀盘转速，减少土体扰动；