北京某地铁线路施工技术总结

PAGEPAGE1目录第一章工程概况 2第二章工程特点、重点、难点及对策 7第三章盾构机类型及主要参数 12第四章盾构隧道施工 37第五章特殊地段盾构施工 83第六章盾构先行过站施工 94第七章盾构隧道联络通道施工 104第八章施工组织机构与劳动力组织 119第九章机械设备配套与材料供应 122第十章安全、质量、进度、环保等施工保证措施 127第一章工程概况第一节概述本合同段工程位于北京市海淀区。

四号线19标四号线19标（蓝色段）北京地铁四号线19标合同段包括颐和园站、圆明园站两个车站工程及颐和园站～圆明园站区间、圆明园站～成府路站区间两个区间盾构工程。颐和园站位于颐和园路和圆明园西路交叉点东侧的颐和园路南侧；圆明园站位于清华西路中、圆明园南门西侧、万泉河北岸。颐和园站－圆明园站区间线路沿清华西路、颐和园路，与万泉河路、圆明园西路相交；圆明园站～成府路站区间线路起于中关村大街与成府路的丁字交叉路口北侧、止于圆明园南门西侧清华西路。本合同段包括颐和园站、圆明园站两个车站工程及颐和园站～圆明园站区间、圆明园站～成府路站区间两个区间盾构工程。颐和园站～圆明园站区间起止里程为K25+173.149～K23+655.85，长3046.405单线延米。圆明园站～成府路站区间起止里程为YK23+474.4～YK22+410.3，长2122.2单线延米，包括两个联络通道和一个泵站。第二节隧道平、纵断面颐和园～圆明园站区间线路以直线出颐和园站后，通过半径为350m的左转曲线穿过万泉河高架桥进入颐和园路，以直线下穿一段颐和园路后以半径为800m的左转曲线进入圆明园园区，再以半径为800m的右转曲线进入圆明园站。曲线占本区间线路总长的49％。左右线间距为13～16m。线路在纵断面上呈“V”字形，最大坡度为20‰，最小坡度为3‰。区间隧道最大覆土厚度为15.4m，最小覆土厚度6m。圆明园～成府路站区间线路以半径为350m的右转曲线出圆明园站，下穿万泉河、通过化工研究院和中关村北大街，下穿成府小学并再次进入中关村北大街，最后以半径为400m的左转曲线进入成府路站。曲线占本区间线路总长的73％。左右线间距为13～25.3m。线路在纵断面上呈“V”字形，最大坡度为20.801‰，最小坡度为3‰。区间隧道最大覆土厚度为14.6m，最小覆土厚度9.0m，位于万泉河处。根据文件，勘察揭露地层最大深度为50.0m，地层层序自上而下依次为：（1）人工填土层（Qml）：杂填土、粉土填土①层（2）第四纪全新世冲洪积层（Q4lal+pl）：粉土③层、粉质粘土③1层、粉细砂③3层、粉质粘土④层、粉土④2层、粉细砂④3层。见附图颐园区间平面图（一）1-2-1见附图颐园区间平面图（二）1-2-2见附图颐园区间平面图（三）1-2-3见附图园成区间平面面图（一）1-2-4见附图园成区间平面面图（二）1-2-5见附图园成区间平面面图（三）1-2-6见附图颐园区间纵断面图1-2-7颐和园～圆明园盾构区间地质剖面图详见图1-2-7，隧道上覆地层主要为粉土③层、粉细砂④3层、粉质粘土⑥层和粉土⑥2层，洞身穿越地层主要为粉质粘土⑥层和粉土⑥2层，下卧地层主要为粉土⑥2层、卵石圆砾⑦层和粉细砂⑦2层。见附图圆成区间纵断面图1-2-8圆明园－成府路站盾构区间地质剖面图详见1-2-8，隧道上覆地层主要为圆砾卵石②5层、粉土③层和粉细砂④3层，洞身穿越地层主要为粉质粘土⑥层和粉土⑥2层，下卧地层主要为粉质粘土⑥层和粉土⑥2层。区间地层统计详表1-2-1、图1-2-9。

表1-2-1区间隧道穿越地层统计表区间间地层编号岩土名称比例（％）颐和园－圆明明园站③粉土9.3⑥粉质粘土46.0⑥2粉土35.2⑦卵石圆砾3.2⑦2粉细砂6.3圆明园－成府府路站③粉土0.8⑥粉质粘土47.2⑥1粘土7.0⑥2粉土45.0颐和园－圆明园站区间颐和园－圆明园站区间圆明园－成府路站区间图1-2-9隧道穿越地层比例统计图表例柱状图水文地质情况：（1）地表水系本区间于K23+750～K23+910附近横穿圆明园内水塘，勘察时水塘内水位标高42.30m，最深处水深约2m，区间南侧约30m为万泉河，线路沿线圆明园、北京大学、颐和园颁布有大量湖泊。上世纪80年代以来圆明园水系已恢复，园内湖泊众多，相互间联系密切，由于未做防水处理，对地下水补给较充足。地下水分类本次勘察，在沿线勘察范围内，实际量测到4层地下水，分别为潜水、第一层承压水、第二层承压水及第三层承压水。第一层地下水为潜水含水层主要为圆砾、砾砂=2\*GB3②５层、粉细砂=2\*GB3②３层。透水性好，水位标高为39.21～42.31m(水位埋深2.20～6.80m)。补给源主要为大气降水、地表水渗漏、侧向迳流补给，主要以蒸发、向下越流及天窗补给下层水、同时以侧向迳流向下游方向排泄。此层地下水与圆明园内水系相通，受其渗漏影响，地表水对本层地下水充分补给。万泉河现已基本无水，河床已做防水，但万泉河与圆明园内水系有地下通道相连，一旦万泉河有水就有可能对圆明园水系进行补给。第二层地下水为承压水，含水层主要为粉土=3\*GB3③层、粉细砂=4\*GB3④３层及粉土=6\*GB3⑥２层。此层透水性一般，水位标高为36.78~41.91m(水位埋深3.00~8.50m)，水头高度4-8m左右。第二层地下水补给源主要为侧向迳流、越流及“天窗”补给，以侧向迳流和向下越流方式排泄。第二层地下水与地表水及第一层地下水联系极密切，主要是第一层地下水“天窗”补给及地表水渗漏补给。由于水头损失，本层地下水静止水位自东向西逐渐降低。第三层地下水为承压水，含水层主要为卵石、圆砾=7\*GB3⑦层及中粗砂=7\*GB3⑦１层、粉细砂=7\*GB3⑦２层，渗透系数大，为强透水层，水位标高29.33~34.60m(水位埋深11.50~16.40m)，水头高度7m左右。本层水主要接受侧向迳流补给及越流补给，以侧向迳流方式排泄，承压水头自东向西逐渐降低。第四层地下水为承压水，含水层主要为卵石、圆砾=9\*GB3⑨层、粉细砂=9\*GB3⑨2层，为强透水层，水位标高25.10~25.33m(水位埋深19.50~20.50m)，本层地下水主要接受侧向迳流及越流补给，以迳流方式排泄，对本工程影响较小。（2）历年最高水位1959年水位接近自然地表。1971~1973年水位标高约44m，近3~5年水位标高约43.00m(埋深1.50m)左右。基础设防水位根据《岩土工程勘察报告》确定防渗水位按不低于44.0m计算，抗浮验算设防水位按不低于44.00m计算。（3）地下水的腐蚀性潜水、第二层承压水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀，第一层承压水对混凝土结构无腐蚀性，但在干湿交替环境下对钢筋混凝土中的钢筋具弱腐蚀性，在长期浸水的环境下对钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性；各层地下水对钢结构均具有弱腐蚀性。浅部土层对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性。地震基本烈度：工程所处地区地震基本烈度为8度区内。第三节隧道近接环境条件（地面、地下建（构）筑物，地下管线等）本合同段区间线路主要沿颐和园路、清华西路布置、与中关村北大街相交。所经道路尤其是中关村北大街交通繁忙、车流量大。（1）颐和园－圆明园站区间该区间线路贯穿颐和园和圆明园两大景区。施工影响范围内的主要建（构）筑物包括万泉河高架桥、颐和园路及道路两侧分布的房屋等。地下管线也主要为颐和园路下的电信管线、污水管及煤气管等。（2）圆明园－成府路站区间圆明园－成府路区间线路位于中关村北大街、清华西路及成府小学下方。施工影响范围内的主要建（构）筑物包括化学工业研究院和成府小学。沿线两侧分布的建筑还有北大科技园、北大物理实验楼、在建的北大科技园、清华大学及圆明园等。地下管线主要分布在清华西路、中关村北大街等道路下方。第四节地质条件（1）一般地质条件黏土，粉质黏土，黏质粉土夹少量的砂、卵石（粒径一般小于50mm），砂层、粉质黏土层及卵砾石（粒径以小于50mm的为主）层交互地层。（2）困难地质条件单一中粗砂或以中粗砂为主的地层，砂卵石（50mm左右个别达到200mm）地层，基岩地段，含大砾石、漂石地层（粒径100mm左右，个别达到300mm以上）。

第二章工程特点、重点、难点及对策第一节本合同段工程主要特点（1）工程内容及类型多、应用工法多本合同段工程包括两个车站及其附属工程和两个盾构区间隧道及其附属工程，工程内容含钻孔桩、土钉墙、降水、土方开挖、防水施作、混凝土浇筑、钢筋制安等，施工工法涉及明挖法、暗挖法与盾构法等。（2）盾构区间线路曲线比例大、曲线半径较小本合同段区间线路曲线长度占区间总长的66％，最小曲线半径为350m。线路条件对盾构机、运输系统及测量导向系统均有较高的要求，对盾构掘进方向控制、管片拼装质量控制和隧道轴线高精度拟合都增加了一定的难度。（3）圆明园站位于现况道路中，需换边疏解交通圆明园站位于现况清华西路中间，清华西路为双向多车道道路，路面交通较繁忙，圆明园站须分两期进行施工，换边进行交通疏解。对此，在工程开工前及时与交通部门进行联系与协调，尽快办理相关手续，加强施工总体筹划并做好施工过程控制，保证各阶段施工任务按计划完成，将施工对交通的影响降到最低。第二节重点及措施（1）保证明挖基坑稳定是车站施工控制的重点本合同段车站埋深较大、地质条件较差，且周围为道路、各种建（构）筑物和管线。根据设计，颐和园站采取钻孔灌注桩作基坑围护结构，圆明园站采取钻孔咬合桩进行基坑围护结构，并辅以降水施工措施。为此，加强钻孔灌注桩、咬合桩桩位轴线、桩径、垂直度控制，加强钢筋制安、混凝土浇筑施工过程控制，保证施工质量。控制好间隔围护桩桩间喷射混凝土施工质量。保证挂网锚杆质量，并将钢筋网与锚杆焊接牢固，控制好喷射混凝土配比和厚度，确保桩间土体稳定，防止产生较大的漏水。做好降水施工，降水施工在围护结构施工完成后进行，超前于开挖，降水工作在开挖前20～30天提前开始，并持续到本阶段圬工完成后结束。做好基坑钢管支撑架设，保证钢围囹与钻孔桩预埋钢板的焊接质量，按照设计位置及时架设钢管支撑，并及时施加预应力，确保牢固稳妥。加强监控量测，严格按照施工监控量测方案进行施工监测，及时反馈监测结果指导基坑工程施工。（2）地表沉降控制是施工控制的重点工程施工影响范围内分布有类型各异的建（构）筑物和地下管线。在车站及区间破坏土体三相平衡后，地层将进行重新固结，存在必然的地表沉降，加强施工过程控制，严格控制地表沉降是本合同段工程施工控制的重点。对此，通过盾构试掘进，摸索掌握在本合同段盾构施工的最优施工参数。超前掌握地层情况，制定切实有效的施工技术方案，加强注浆控制，及时有效地对盾尾空隙进行回填。加强降水、防水施工控制。及时进行降水施工和防水处理，避免地下水影响导致地表沉降。做好施工准备与筹划，加强机械设备的维修保养，确保盾构安全、连续、快速进行施工。（3）保证盾构始发、到达安全是区间工程的重点本合同段颐和园站东始发端头地层较为单一，洞身主要为粘土⑥1层、粉质粘土⑥层；圆明园站东始发端头地层较复杂，洞身包括圆砾－砾砂②5层、粉质粘土③1层、粉土③层、粉质粘土⑥层、粉土⑥2层；圆明园站西到达端洞身地层主要为粉土⑥2层、粉质粘土⑥层，成府路站北到达端头洞身地层主要为粉土⑥2层、粉质粘土⑥层。各端头上覆地层主要为粉土③层、粉质粘土③1层、圆砾－砾砂②5层、粉土④2、粉细砂④3层，下卧地层主要为粉质粘土⑥层、粘土⑥1、粉土⑥2层。端头地层稳定性较差，易发生涌水、涌砂等现象，对此，具体施工措施如下：图3-2-1万泉河高架桥与隧道关系示意图1）本合同段各端头均采用素砼灌注桩加压密注浆方式进行地层加固，并以管井井点降水辅助措施。压密注浆竖向加固深度为隧道底板以下2.5m至隧道顶板以上3.0m，始发端加固长度为4.5m，到达端头加固长度为7m，加固范围外围采用水泥－水玻璃双液浆，中部采用水泥浆液，先施作外围注浆，再进行中部注浆。图3-2-1万泉河高架桥与隧道关系示意图2）做好盾构始发、到达洞门密封工作，确保临时密封装置起到良好的止水效果。在帘布橡胶板上涂抹黄油等润滑剂，以免刀盘挂坏帘布橡胶板，影响洞门密封效果。做好盾构始发与到达时的姿态控制，保证盾构以良好的姿态始发与到达。盾构到达时，确保凿除车站围护结构后盾构机刀盘快速抵拢洞门掌子面，避免因地层暴露时间过长发生坍塌。（4）盾构过万泉河高架桥是区间施工控制的重点颐和园－圆明园区间隧道与万泉河高架桥相交，穿过④～⑦号墩，区间隧道外轮廓与高架桥桩基最小距离约为5m。万泉河高架桥与隧道的关系如图3-2-1所示。施工时，应从如下方面进行掘进施工控制：1）提前做好设备检修、应急预案等施工准备，按照“安全、连续、快速”的原则进行施工组织。2）严格盾构操作控制。调整并保持好盾构姿态、控制并管理好出碴量、合理选择土仓压力参数、减小超挖量，以减小盾构掘进引起的地层位移变形、土体扰动及地层损失。3）加强施工过程控制。严格同步注浆压力和注浆质量的控制，及时有效的回填盾尾空隙，避免地层损失和冒浆。4）加强施工监控量测和环境监控观察。提前在高架桥桥墩上布设沉降、倾斜监测点，在盾构施工影响期间对其实施监测，施工期间派专人对环境进行监控与观察，及时反馈信息。并根据监测结果，进行二次补充注浆控制地层损失。（5）盾构在卵石圆砾层掘进是区间施工控制的重点颐和园－圆明园盾构区间在里程K24+200.0～K24+400.0段洞身通过卵石圆砾⑦层，上覆地层为粉土⑥2层和粉质粘土⑥层。详勘报告显示，该层卵石圆砾层最大直径为100mm，一般为20～80mm。受卵石圆砾的影响，盾构刀盘、刀具将受到不均匀的作用力，增加了刀盘、刀具和螺旋输送机的磨损，且为盾构姿态调整与控制增加了难度。对此，采取如下措施：1）根据试掘进取得的技术参数，针对该地质特点进行施工方案编制与讨论，做好一切施工准备。2）合理选择掘进参数。降低刀盘转速，减轻与卵石圆砾的碰撞冲击，减小盾构掘进对地层的扰动。适当降低掘进速度，加强盾构姿态调整与控制，保证盾构掘进方向满足规范及设计要求。3）加强碴土改良。通过向土仓注入泡沫或添加膨润土泥浆加强碴土改良，降低圆砾石、卵石对刀盘、刀具的磨损。4）加强螺旋输送机维护与维修保养。降低螺旋输送机转速，向螺旋输送机添加泡沫、泥浆，减小卵石圆砾对螺旋输送机的磨损，减小震动。为避免因螺旋输送机震动造成故障频率升高，维修保养人员需加强对螺旋输送机的维修保养。5）调整注浆参数。适当加大注浆量，有效的填充圆砾间空隙，并及时进行二次补充注浆，控制地表沉降。第三节难点及对策（1）联络通道等附属工程施工是区间工程的难点本合同段共有5个联络通道，2个泵站，颐和园－圆明园站区间还有1个与联络通道合建的风道。颐和园－圆明园站区间联络通道长约7m，圆明园－成府路站区间联络通道长11.5～19m。联络通道基本位于粉土⑥2层和粉质粘土⑥层中。风道竖井深15m，风道长34.5米。风道所处地层包括房渣土①1层、粉土填土①层、圆砾－砾砂②5层、粉土③层、粉细砂④3层、粉土⑥2层、粉质粘土⑥层。由于受地面环境限制，联络通道地层加固需在区间洞内进行，为保证施工安全，施工控制要求高。1）难点分析：在洞内进行地层处理施工难度大。管片开口拆除时，破坏了原有结构的稳定，存在安全隐患。联络通道等附属工程施工与区间隧道施工相互干扰大，施工组织管理有一定的难度。2）对策：严格编制施工方案和紧急情况处理预案，并按照各项方案做好工具、材料及人员准备。联络通道采取斜孔轻型井点降水进行地层处理，保证开挖过程中无水作业。联络通道（包括风道联络通道）施工前先用临时支撑钢架对管片进行加固支撑，施工过程中加强防护，保证支撑的安全。钢管片拆除时由专职人员施作，保证施工安全。风道暗挖段与联络通道开挖施工严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、快封闭、勤量测”的十八字方针组织施工。实施信息化施工，加强施工监控量测，并根据监测结果调整技术措施。（2）管理难度大的问题：1）本项目既是集团公司盾构第一次进北京施工的B类项目、也是股份公司首次进入北京施工的工程项目,其政治意义重大。同时在北京这样一个全国的政治、文化中心城市组织施工，其施工过程的任何的差错和失误将影响到集团公司、股份公司的信誉。2）在北京这样一个全国的政治、文化中心城市组织施工，与其外部关系协调力度较大。3）本项目包含两车站和两个区间隧道，施工工法涉及明挖法、暗挖法与盾构法。车站施工与区间隧道施工、明挖法与盾构法、暗挖法与盾构法、明挖法与暗挖法各工法交叉作业，这对工程施工管理、安全与质量提出了更高的要求。4）拟参战本项目的三个工区来分别来自股份公司、北京分公司，各工区管理模式与方法各不相同，无疑将增加本项目的管理和协调难度。5）本项目的设计由三个不同的设计单位承担，施工中要求各个设计单位在进行如管片设计（包括细部尺寸）、预埋件设计等方面保持一致，以方便本项目组织施工生产，其协调的力度较大。

第三章盾构机类型及主要参数第一节盾构机选型（1）选型原则盾构机的性能及其对地质条件的适应性是盾构隧道施工成败的关键。北京地铁四号号线第十九九标合同段段盾构区间间工程的盾盾构机选型按照照性能可靠、技术术先进、经经济适用相相统一的原原则，依据招标文文件、颐和和园站－圆圆明园站和和圆明园站站－成府路路站区间岩岩土工程勘勘察报告等等资料，并参考国内内外已有盾盾构工程实实例及相关关的技术规规范进行盾盾构机选型型。（2）选型依依据盾构机选型具具体依据如如下：1）本合同段段盾构工程程施工条件件隧道长度：33032++20444.2866单线延米米；线路间距：88～19m；隧道覆土厚度度最小：66m，最大大：15..4m；平面最小曲线线半径：3350m；最大坡度：220.8001‰；隧道衬砌管片片内径：55400mmm外径：60000mmm2）工程施工工环境特点点本工程施工环环境具有如如下特点，对盾构机机施工有一一定的影响响：本合同段区间间隧道沿线线地下管线线、建（构构）筑物密密集。颐和和园－圆明明园区间线线路下穿颐和园园路，与万泉泉河高架桥桥相交；圆圆明园～成府路站站区间线路路通过成府府小学、化化工研究院院，并下穿万泉泉河。区间间线路与万万泉河高架桥相相交时，隧隧道外轮廓廓与桩基距距离最小为为5m，下穿穿圆明园一一座池塘时时覆土厚度度仅6m，万泉泉河底部区区域隧道覆覆土厚度为为9m。本合同段区间间线路主要要沿颐和园园路、清华华西路布置置，与中关关村北大街街相交，所所经道路尤尤其是中关关村北大街街交通繁忙忙、车流量量大。3）区间地质质特点本合同段区间间隧道穿越越地层主要要有粉质粘粘土、粉土土层，局部部夹有砂层层、卵石圆圆砾等。具具体的地质质统计表见见表2-11-1和图2-1--1。表2-1-11盾构区间洞身地质统计表区间间地层编号岩土名称比例（％）颐和园－圆明明园站③粉土9.3⑥粉质粘土46.0⑥2粉土35.2⑦卵石圆砾3.2⑦2粉细砂6.3圆明园－成府府路站③粉土0.8⑥粉质粘土47.2⑥1粘土7.0⑥2粉土45.0圆明园－成府路站圆明园－成府路站区间颐和园－圆明园站区间图2-1-1盾构区间隧道洞身主要地质比例图（3）本工程程地质特点点对盾构机机功能的要要求针对以上工程程地质条件件及特点，盾盾构应具备备以下功能能：1）盾构机对对地层条件件的适应性性要求本合同段隧道道地层主要要由粉质粘粘土、粉土土层、卵石石圆砾层组组成，局部部夹有砂层层，所以盾盾构对软土土地层的适适应性是重重点考虑的的问题。盾盾构在软土土地段的施施工时重点点考虑以下下功能：具备土压平衡衡掘进功能能；足够的推力和和刀盘驱动动扭矩；良好的加泥、加加泡沫等碴碴土改良能能力；合理的刀盘及及刀具设计计；具有完善的防防喷涌功能能；能够有效防止止中心泥饼饼的生成；；较好的人员仓仓条件；超前地质钻探探及管片壁壁后同步注注浆功能。由于本合同段段承压水分分布较为普普遍，含水水层主要为为卵石圆砾砾地层和砂砂层，所以以盾构应具具有平衡水水土压力，防防止喷砂、涌涌水，最大大限度的减减少地表沉沉降，并有有效保护刀刀盘刀具的的能力。2）特殊地段段的通过能能力本合同段的特特殊地段，主主要有以下下几种：部分隧道区段段较近距离离穿越建（构构）筑物，且且局部隧道道覆土厚度度仅6米，这样的的地段对盾盾构的施工工提出了很很高的要求求。盾构在在通过该类类地段时必必须能很好好的调整与与保持土仓仓压力，控控制地面沉沉降；区间隧道局部部地段含有有少量的砂砂层和卵石石圆砾，这这就要求盾盾构机刀盘盘具有较强强的耐磨能能力和有效效保护刀具具的能力。区间线路曲线线段长度占占区间总长长的66％，且最最小曲线半半径仅为3350米。要求盾盾构机具有有小半径曲曲线施工的的能力。且且对运输系系统、通风风系统及测测量导向系系统均有较较高的要求求。当盾构机处于于含砂地层施工时应具具有相应的的施工辅助助措施及设设备，如对对土仓压力力的控制与与碴土改良良等。3）方向调整整与控制能力本合同段盾构构隧道线路路较长，且且曲线段施施工及工程程接口较多多，要求盾盾构的导向向系统具有有很高的精精度，以保保证线路方方向准确。盾构构方向的控控制包括两两个方面：：一是盾构构本身能够够进行纠偏偏、转向，二二是采用先先进的激光光导向技术术保证盾构构掘进方向向的正确。4）环境保护护与控制能能力盾构法施工的的环境保护护包括两个个方面：首首先是盾构构施工时对对周围自然然环境的保保护，即地地面沉降满满足设计要要求，噪声声、震动等等满足相关关环境保护护规定的要要求；再者者要求盾构构施工时使使用的辅助助材料如油油脂、泡沫沫等不能对对环境造成成污染。5）掘进速度度满足计划划工期需求求根据计划工期期安排，盾盾构的掘进进速度必须须满足本合合同段的计计划工期要要求。（4）盾构机机型式的确确定不同类型的盾盾构机适用用的地质类类型也是不不同的。盾盾构机的选选型必须做做到针对不不同的工程程，不同的的地质条件件进行针对对性设计，才才能使盾构构更好的适适应工程。盾构机的主要类型有泥水式、插刀式（敞开式）盾构、土压平衡式、复合型盾构等。其中土压平衡盾构能够适应较大的地质范围与地质条件，能用于粘结性、非粘结性、有水或无水、软土和卵石圆砾等多种复杂的地层，施工速度较高，能有效的控制地表沉降。所以根据本合同段的工程条件、地质特点、工期及施工要求，结合类似工程盾构的选型经验和北京地铁既有盾构工程的盾构类型，在本工程宜采用土压平衡式盾构机。（5）土压平平衡式盾构构机的基本本工作原理理土压平衡工作作原理：土土压平衡盾盾构的开挖挖土仓由刀盘、切切口环、隔隔板及添加加剂注入系系统组成。将将刀盘切削削下来的碴碴土填满土土仓，在切削削刀盘后面面装有使土土仓内土砂强强制混合的的搅拌臂。借借助盾构推推进油缸的的推力通过过隔板进行行加压，产产生泥土压压，这一压压力通过碴碴土及刀盘盘作用于整整个作业面面，使作业业面稳定，同同时用螺旋旋输送机排排土，螺旋旋输送机排排土量与盾盾构推进量量相适应，掘掘进过程中中始终维持持开挖土量量与排土量量平衡，维维持土仓内土压力力稳定在预预定范围内内。土仓内的土压压力通过土土压传感器器进行测量量，为保证证预定的土土压力可通通过控制推推进力、推推进速度、螺螺旋输送机机转速来控控制，控制制原理见土土仓土压力控控制示意图图2-1-2。图2-1-2土压平衡工作原理示意图图2-1-2土压平衡工作原理示意图当土仓内的土土压力大于于地层土压压力和水压压力时，地地表将会隆隆起；当土土仓内的土土压力小于于地层土压压力和水压压力时，地地表将会下下沉；因此此土仓内的的土压力应应与地层土土压力和水水压力平衡衡。盾构尾部的空空隙通过注注浆系统进进行同步回回填浆液，注注浆压力及及数量应与与地层水土土压力及空空隙量相适适应，有效效控制地表表的沉降。碴土改良工作作原理：土土压平衡盾盾构维持工工作面稳定定的介质为为碴土，为为维持土仓仓内土压力力的稳定和和碴土的排排出，土仓仓内的碴土土必须具有有：良好的的塑性和流流动性、良良好的软稠稠度、低的的内摩擦力力、低的透透水性。一一般情况下下碴土不一一定具有这这些特性，刀刀盘扭矩较较大，碴土土流动困难难，在土压压力作用下下易压实固固结，容易易产生泥饼饼或泥团，在在透水性土土层中，在在水的作用用下碴土在在螺旋输送送机内排出出无法形成成有效的压压力递减，土土仓内的土土压力难以以稳定，因因此需要对对开挖后的的碴土进行行改良，使使其具有上上述特性。根根据地层情情况，可向向开挖土仓仓及刀盘前前部注入泡泡沫、粘土土或其他添添加剂，进进行强制搅搅拌，使碴碴土具有可可塑性和不不透水性，螺螺旋机排土土顺畅，土土仓内的压压力容易控控制和稳定定。（6）盾构机机的主要组组成与功能能描述1）概述盾构是一个由由不同功能能的部件有有机结合的的综合性施施工设备，它它集合了盾盾构施工过过程中的开开挖、出土土、支护、注注浆、导向向等全部的的功能。不不同形式的的盾构其主主机结构特特点及配套套设施也是是不同的，对对盾构来说说，盾构法法施工的过过程也就是是这些功能能合理运用用的过程。本工程采用的的盾构机是是由海瑞克克公司生产产的S180，包括1节盾构主主机和5节拖车。图2-1-33盾构机前体体图土压平衡型盾盾构在结构构上包括刀刀盘、盾体体、人仓、螺旋输输送机、管管片安装机机、皮带机机和后配套套拖车系统统等；在功功能上包括括开挖系统统、主驱动动系统、推推进系统、出出碴系统、注注浆系统、油油脂系统、液液压系统、电电气控制系系统、激光光导向系统统及通风、供供水、供电电系统等。见盾构机主机结构图机图2-1-4。图2-1-442）盾构主机机=1\**GB33①刀盘和刀刀具刀盘结构是根根据本合同同段的地质质适应性要要求设计的的。刀盘结结构如图1-5所示，整整个刀盘为为焊接结构构，在刀盘盘上焊接了了安装各种种刀具的刀刀座。刀盘盘和主驱动动通过一个个很厚的法法兰盘连接接，刀盘背背面和法兰兰盘通过四四根Ф600mmm，壁厚厚10mmm的钢管焊焊接在一起起，以传递递足够的扭扭矩和推力力。刀盘可可以双向旋旋转。刀盘标称直径径62800mm，刀刀盘总重约约57t。为了保证刀盘盘的整体结结构强度和和刚度，刀刀盘的中心心部位采用用整体铸钢钢铸造，周周边和中心心部件在制制造时采用用先栓接后后焊接的方方式连接。刀盘是安装在在盾构机前前面的旋转转部分，在在支撑掌子子面土压的的同时进行行开挖。通通过在不同同形式的刀刀盘上安装装不同的刀刀具或刀具具组合，可可以适应不不同的地质质情况下的的施工需要要。刀盘采用典型型面板式结结构，刀盘盘开口度34%。装有中心心鱼尾刀1把，切刀刀64把，刮刀16把，刀盘还还配备有一一把超挖刀刀，行程20～50mmm，由液压压操纵伸缩缩。大多数数刀具采用用螺栓连接接在刀盘面面肋板上，可可在土仓室室内检查或或更换刀具具。刀盘的的后部开口口向内倾斜斜，便于土土碴的流动动。焊接的的搅拌臂可可以使碴土土改良添加加剂和挖出出的碴土在在刀盘后面面进行充分分的搅拌。刀盘安装在主轴承的内齿圈上，通过8个液压马达驱动。刀盘设计为双向旋转，其转速可无级调节。刀盘面板上共共有8个泡沫注注入口，其其中包括在在刀盘的中中心设置的的四个泡沫沫注入口。背背面有3个泡沫注注入口备用用。泡沫注注入口也可可以用来加加注膨润土土和泥浆。通过刀盘的旋转接头，土质改良用的泡沫、膨润土或水被送到土仓内。另外，仿形刀的液压供应也是通过旋转接头来连接的。回转中心通过刀盘中心的法兰和刀盘连接。刀盘结构与刀具示意见图2-1-5。图2-1-5刀盘结构与刀具示意图图2-1-5刀盘结构与刀具示意图=2\**GB33②盾壳盾壳包括三个个主要组件件：前体、中中体和盾尾尾。前体里面装有有支撑主驱驱动和螺旋旋输送机的的钢结构。压压力隔板将将前体的土土仓和主仓仓分离开来来。隔板上上面的门可可以让人进进入土仓进进行保养和和检查工作作。此外，隔隔板有几个个开口，可可以作为碴碴土改良材材料的入口口以及作为为修理时输输电线的接接线盒接头头。水、膨膨润土或泡泡沫被输送送至土仓，通通过安装的的隔板上的的四个搅拌拌器使土仓仓内的碴土土充分搅拌拌。在保养养和修理时时，螺旋输输送机的套套筒回收后后，通过前前体上液压压闭合装置置，可以关关闭螺旋输输送机的进进碴口。在前体的隔板板上安装有有土压传感感器用以监监测土仓内内的土压，以以便在土压压平衡模式式下及时对对土仓内的的土压进行行反馈和调调节。前体和中体是是用螺栓连连接在一起起的。在中体内布置置了推进缸缸支座和管管片安装机机架。管片片安装机支支架通过相相应的法兰兰面和管片片安装机梁梁连接起来来。推进缸缸和连接盾盾尾的铰接接油缸布置置在中体。在在中体的盾盾壳上焊接接了带球阀阀的可在需需要时实施施超前钻孔孔的预留孔孔，当需要要时还可以以通过这些些预留孔注注入膨润土土等用以减减小盾壳与与土层的摩摩擦，或实实施临时止止水。中体和盾尾之之间通过铰铰接油缸连连接，两者者之间可以以有一定的的夹角，从从而使盾构构在掘进时时可以方便便的转向。正正常情况下下铰接处使使用的是预预紧密封，并并安装有一一道气囊密密封用于对对铰接密封封维修时使使用。图2-1-6同步注浆及盾尾密封示意图盾尾安装了三三道密封钢钢丝刷及二二个油脂注注入管道，在在密封刷中中注入密封封油脂以防防止盾构外外面的水或或砂浆进入入盾构。另另外还安装装了8根内置的的同步注浆浆管道。如图2-1-6同步注浆及盾尾密封示意图=3\**GB33③人员仓人员仓是在土土仓保压期期间，人员员出入土仓仓进行维修修和检查的的转换通道道，出入土土仓的工具具和材料也也由此通过过。其主要要目的也是是为了在人人员和材料料进入土仓仓时能够保保持土仓中中的土压。人员仓包括主主仓和准备备仓，它们们由压力门门隔开。主主仓和中间间仓之间有有法兰连接接，而中间间仓直接焊焊接在压力力隔板上。通通过隔板上上的门就可可以进入土土仓。准备备仓和主仓仓横向连接接，这样从从准备仓出出来必须要要经过主仓仓。准备仓仓的作用是是在压缩空空气工作时时和出现紧紧急情况时时的出入。3）主驱动系系统主驱动机构包包括主轴承承、八个液液压马达、八八个减速器器和安装在在后配套拖拖车上的主主驱动液压压泵站。刀刀盘通过螺螺栓和主轴轴承的内齿齿圈联接在在一起，主主驱动系统统通过液压压马达驱动动主轴承的的内齿圈来来带动刀盘盘旋转。主主驱动的配配备功率为为945KKW，标称扭扭矩为45000KN·m，脱困扭扭矩为53000KN·m。主轴承有两套套密封系统统：外密封封系统负责责土仓内的的密封，而而内密封系系统则负责责盾构后部部的大气密密封。外密密封系统是是通过带有有永久性失失脂润滑油油脂润滑和和渗漏控制制三重唇形形密封系统统进行来实实现的。密密封支撑直直接和轴承承通过螺纹纹连接固定定在一起，并并且作为主主轴承结构构的一部分分从而充分分保证同心心度；内密密封系统将将小齿轮区区和空气之之间进行密密封。主驱驱动系统机机构如图22-1-77所示。图2-1-7刀盘驱动示意图图2-1-7刀盘驱动示意图4）推进系统统图2-1-8推进油缸分区示意图盾构的推进机机构提供盾盾构向前推推进的动力力。推进机机构包括330个推进进油缸和推推进液压泵泵站。能够够提供34211KN的推力。推推进油缸在在圆周方向向上划分为五组区域，每每组区域可可单独进行行控制。通通过调整每每组油缸的的不同推进进速度来对对盾构进行行纠偏和调调向。油缸缸的后端顶顶在管片上上以提供盾盾构前进的的反力。图2-1-8推进油缸分区示意图推进系统油缸缸的分组如如图2-11-8所示，其其中红色位位置的油缸缸安装有位位移传感器器，通过油油缸的位移移传感器我我们可以知知道油缸的的伸出长度度和盾构的的掘进状态态。5）出碴系统统=1\**GB33①螺旋输送送机螺旋输送机安安装于前体体的底部，螺螺旋输送机机从隔板到到拖车沿中中心线的上上仰角23°。在掘进进时，开挖挖的碴土在在底部，螺螺旋输送机机伸往碴仓仓的一段为为可更换的的耐磨片。螺螺旋输送机机内部为一一个带轴的的螺杆，螺螺旋输送机机的螺旋片片能够在碴碴土中伸缩缩。螺旋输输送机的螺螺旋片分为为两段，中中间部分有有一段没有有螺旋片，这这样可以在在软土中形形成土塞，以以有效防止止喷涌现象象。螺旋输送机通通过一个液液压马达带带一个减速速机驱动，其其转速范围围可以在0~222rpm内无级调调速，从而而也可以很很好的控制制出土量。调调节螺旋输输送机的出出土速度是是控制土仓仓压力的重重要方法之之一。螺旋旋输送机的的后料门可可以关闭，这这样在需要要时可以关关闭后门以以处理喷涌涌等紧急情情况。为了提高碴土土的流动性性，可以向向螺旋输送送机圆周的的孔注入膨膨润土或泡泡沫。螺旋旋输送机机机构示意如如图2-11-9。图2-1-9螺旋输送机结构示意图在圆砾卵石层层遇到大粒粒径卵石情情况下，位位满足输送送大粒径卵卵石的要求求，螺旋输输送机的最最大输送粒粒径为3图2-1-9螺旋输送机结构示意图=2\**GB33②皮带输送送机皮带机用于将将螺旋输送送机输出的的碴土传送送到盾构后后配套的碴碴车上。皮皮带机布置置在后配套套拖车的上上面。6）管片安装装机构管片安装机安安装在盾尾尾，由一对对举重油缸缸、大回转转机构、抓抓取机构和和平移机构构等组成。管管片安装机机的控制方方式有遥控控和线控两两种方式，均均可对每个个动作进行行单独灵活活的操作控控制。管片片安装机通通过这些机机构的协同同动作把管管片安装到到准确的位位置。管片安装机由由单独的液液压系统供供应动力，管管片安装机机的泵站安安装在盾壳壳内，和推推进系统共共用一个油油箱。管片片安装机机机构如图22-1-110。图2-1-10管片安装机结构示意图7）铰接系统统为了减少盾构构的长径比比，使盾构构在掘进时时能够灵活活的进行姿姿态调整，特特别是为了了能够顺利利通过较小小的线路弯弯道，盾尾尾通过铰接接系统和中中体相连接接。铰接系系统包括十十四个铰接接油缸和铰铰接密封。在在直线段掘掘进时铰接接油缸一般般处于锁定定位置，盾盾尾在主机机的拖动下下被动前进进。当盾构构需要转弯弯时，将油油缸处于浮浮动位置，盾盾尾可以根根据调向的的需要自动动调整位置置。8）拖车盾构的拖车用用以安放液液压泵站、注注浆泵、砂砂浆罐及电电气设备等等。拖车行行走在钢轨轨上，拖车车之间用拉拉杆相连。每每节拖车上上的安装设设备如下表表2-1--2。表2-1-22拖车设备备表拖车号主要安装设备备1控制室、注浆浆泵、砂浆浆罐、小配配电柜、泡泡沫发生装装置2主驱动系统泵泵站、膨润润土罐及膨膨润土泵3主配电柜、泡泡沫箱及泡泡沫泵、油油脂站4两台空压机、风风包、主变变压器、电电缆卷筒5内燃空压机、水水管卷筒、通通风机皮带机从五节节拖车的上上面通过，在5号拖车的位置出卸碴。绝大部分的液压管、水管、泡沫管及油脂管从拖车内通过到过盾构主机。在拖车的一侧侧铺设有人人员通过的的通道。拖拖车和主机机之间通过过一个连接接桥连接，拖拖车在主机机的拖动下下前进。9）液压系统统盾构的液压系系统包括主主驱动、推推进系统（包包括铰接系系统）、螺螺旋输送机机、管片安安装机及辅辅助液压系系统。主驱动系统和和螺旋输送送机液压系系统共用一一个泵站，安安装在二号号拖车上。主主驱动系统统和螺旋输输送机液压压系统各自自为一个独独立的闭式式循环系统统，这样可可以保证液液压系统的的高效率及及系统的清清洁。推进进系统和管管片安装机机泵站安装装在盾壳内内。盾构的液压系系统元器件件全部采用用国际知名名品牌的产产品，泵和和马达绝大大部分采用用力士乐的的产品，阀阀主要采用用力士乐、哈哈威等国际际知名公司司的产品。合合理的设计计系统及可可靠的元器器件质量，充充分保证了了液压系统统的可靠性性。10）注脂系系统注脂系统包括括三大部分分：主轴承承密封系统统，盾尾密密封系统和和主机润滑滑系统。三三部分都以以压缩空气气为动力源源，靠油脂脂泵油缸的的往复运动动将油脂输输送到各个个部位。主轴承密封可可以通过控控制系统设设定油脂的的注入量，并并可以从外外面检查密密封系统是是否正常。盾盾尾密封可可以通过PLC系统按照照压力模式式或行程模模式进行自自动控制和和手动控制制，对盾尾尾密封的注注脂次数及及注脂压力力均可以在在控制面板板上进行监监控。当油脂泵站的的油脂用完完后油脂控控制系统可可以向操作作室发出指指示信号，并并锁定操作作系统，直直到重新换换上油脂。这这样可以充充分保证油油脂系统的的正常工作作。11）碴土改改良系统盾构机配有两两套碴土改改良系统：：泡沫系统统和膨润土土系统。两两者共用一一套输送管管路，在1号拖车处处相接。=1\**GB33①泡沫系统统盾构机配有一一套泡沫发发生系统，用用于对碴土土进行改良良。泡沫系系统主要由由泡沫泵、高高压水泵、电电磁流量阀阀、泡沫发发生器、压压力传感器器、管路组组成，=2\**GB33②膨润土系系统盾构机还配有有一套膨润润土注入系系统。在确确定不使用用泡沫剂的的情况下，关关闭泡沫输输送管道，同同时将膨润润土输送管管道打开，通通过输送泵泵将膨润土土压入刀盘盘、碴仓和和螺旋输送送机内，达达到改良碴碴土地目的的。根据实际需要要，可以把把膨润土箱箱内装入泥泥浆注入土土仓内。12）注浆系系统盾构机采用同同步注浆系系统，这样样可以使管管片后面的的间隙及时时得到充填填，有效的的保证隧道道的施工质质量及防止止地面下沉沉。盾构机配有两两台液压驱驱动的注浆浆泵，它将将砂浆泵入入相应的注注浆点，通通过盾尾的的注浆管道道将砂浆注注入到开挖挖直径和管管片外径之之间的环形形间隙。注注浆压力可可以通调节节注浆泵工工作频率而而在可调范范围内实现现连续调整整，并通过过注浆同步步监测系统统监测其压压力变化。单单个注浆点点的注入量量和注浆压压力信息可可以在主控控室看到。在在数据采集集和显示程程序的帮助助下，随时时可以储存存和检索砂砂浆注入的的操作数据据。图2-1-11超前注浆系统示意图超前钻机注浆孔13）超前图2-1-11超前注浆系统示意图超前钻机注浆孔在盾构中体上上半园处有有六个钻孔孔供超前钻钻机钻孔及及注浆用，如如图2-1--11所示。根根据地质情情况和需要要，可在管管片安装机机头部安装装超前钻机机，对盾构构前方进行行钻孔和注注浆作业，加加固地层。14）SLSS-T激光导向向系统盾构机安装了了一套VMT公司的SLS--TAPPD导向系统统。本系统统能够对盾盾构在掘进进中的各种种姿态、以以及盾构的的线路和位位置关系进进行精确的的测量和显显示。操作作人员可以以及时的根根据导向系系统提供的的信息，快快速、实时时地对盾构构的掘进方方向及姿态态进行调整整，保证盾盾构掘进方方向的正确确。图2-1-12SLS-T激光导向系统示意图SLS-TAPD导向系统统和隧道掘掘进软件全全天侯提供供盾构机的的三维坐标标和定向的的连续的动动态信息。隧隧道掘进软软件是SLS--TAPPD的核心。通通过其附带带的通信装装置接收数数据，由隧隧道掘进软软件计算盾盾构机的方方位和坐标标，并以图图表和数字字表格显示示出来，使使盾构机的的位置一目目了然。SLS--T导向系统统见图2-1图2-1-12SLS-T激光导向系统示意图15）PDVV数据采集集系统PDV数据采采集系统可可采集、处处理、储存存、显示、评评估与盾构构机有关的的数据。所所有测量数数据都通过过被时钟脉脉冲控制的的测量传感感器连续的的采集和显显示。所有有必须记录录的测量值值都以图形形的形式显显示在PDV的监测器器上。图2-1-13盾构掘进数据传输系统示意图PDV数据采采集系统工工作示意图图2-1-13盾构掘进数据传输系统示意图通过PDV数数据采集系系统收集到到的信息，可可以实现对对盾构机状状态的实时时信息化管管理。通过过互联网、电电话拔号网网以及PDV的计算机机可以将当当前的盾构构机掘进状状态数据传传送至业主主、监理、设设计及施工工等相关部部门，为整整个工程的的信息化管管理提供重重要信息来来源。（7）盾构机机关键参数数计算1）推力计算算=1\**GB33①盾构外荷荷载的确定定由于盾构工程程沿线的隧隧道埋深差差别很大，盾盾构从洞中中通过时的的时间相对对较短，根根据常用算算法，盾构构的外部荷荷载将按照照最大埋深深处的松动动土压和两两倍盾构直直径的全土土柱高产生生的土压计计算，并取取其中的最最大值作为为盾构计算算的外部荷荷载。在K24+3360处隧道的的最大埋深深为15..4米，但此处处围岩为6号地层，主主要由粉土土及粉质粘粘土组成。所所以对盾构构计算取此此断面埋深深为最大埋埋深值。软软土计算中中地质参数数均按照此此断面的地地层选取如如下：岩土容重： 岩土的内摩擦擦角： 土的粘结力：： 覆盖层厚度：： 地面荷载： 图2-1-14区间最大埋深示意图15.4m水平侧压力系系数： 图2-1-14区间最大埋深示意图15.4m盾构外径： 盾构主机长度度： 盾构主机重量量： 经验土压力系系数： 松动土压（泰泰沙基公式式）计算：：其中代入上式得计算两倍掘进进机直径的的全土柱土土压：作为计算的数数据。再加加上地面荷荷载得盾构构上部的土土压为：281.25KPa140.625KPa281.25KPa140.625KPa140.625KPa180.1KPa180.1KPa图2-1-15盾构主体外荷载示意图盾构底部的土土压为：则盾构上部和和下部的侧侧压力应分分别为：360.2KPa360.2KPa=2\**GB33②盾构的推推力盾构的推力应应包含以下下几个部分分：在土压平衡模模式下：=3\**GB33③盾壳和土土层的摩擦擦力FM其中μ为盾壳壳和土体间间的摩擦系系数，根据据经验值取取0.25。=4\**GB33④刀盘推进进力FBA刀盘上共安装装了124把切刀和和16把刮刀（按按照经验计计算，16把刮刀的的推力相当当于96把切刀的的推力），根根据经验值值每把切刀刀在软土中中的推进力力约为5.6KN；=5\**GB33⑤盾尾密封封的摩擦力力(经验值，周周向每米密密封的摩擦擦力)（管片外径66m）=6\**GB33⑥拖拉后配配套的力FNL（经验验值）=7\**GB33⑦碴仓土压引起起的前隔板板反力（土仓压力按按3bar计算）=8\**GB33⑧总推力计计算在盾构上坡和和转弯时盾盾构的推力力按直线水水平段的1.5倍考虑，盾盾构的实际际推力应为为：盾构机实际配配备推力为为342110KN，能够满满足盾构的的实际需要要。2）扭矩计算算盾构掘进机在在软土中推推进时的扭扭矩包含切切削扭矩、刀刀盘的旋转转阻力矩、刀刀盘所受推推力荷载产产生的反力力矩、密封封装置所产产生的摩擦擦力矩、刀刀盘的前端端面的摩擦擦力矩、刀刀盘后面的的摩擦力矩矩、刀盘开开口的剪切切力矩、土土压腔内的的搅动力矩矩。随着土土仓及掌子子面碴土改改良技术的的发展，在在软土开挖挖中刀盘的的扭矩可以以得到大幅幅度的降低低。这里计计算的只是是在没有改改良的情况况下一种近近似的理论论扭矩，实实际情况下下一般要小小于计算值值。=1\**GB33①刀具切削削扭矩推进速度：刀盘转速：（根根据类似工工程选取经经验值）刀盘每转切深深：岩土的抗压强强度：；选用粉粉质粘土的的抗压强度度为计算依依据刀盘直径：=2\**GB33②刀盘自重重产生的主主轴承旋转转反力矩：：其中：刀盘自重：主轴承滚动半半径：滚动摩擦系数数：=3\**GB33③刀盘推力力荷载产生生的旋转阻阻力矩其中：推力载荷刀盘不开口口率：；刀刀盘半径；；=4\**GB33④密封装置置摩擦力矩矩式中：密封与与钢之间的的摩擦系数数：；密封封的推力：：；密封数数：密封的安装半半径：=5\**GB33⑤刀盘前表表面的摩擦擦力距；其中土层和和刀盘间的的摩擦系数数：；=6\**GB33⑥刀盘圆周周的摩擦反反力矩；其中刀盘边边缘宽度：：；刀盘圆周土压压力：=7\**GB33⑦刀盘背面面的摩擦力力矩刀盘背面的摩摩擦力矩由由土腔室内内的压力所所产生，假假定土腔室室内的土压压力为Pd=8\**GB33⑧刀盘开口口槽的剪切切力矩其中土的抗剪剪应力：在切削腔内，由由于碴土含含有水，取取C=155KPa，内摩擦擦角为=9\**GB33⑨刀盘土腔腔室内的搅搅动力矩其中刀盘支撑撑柱直径：：；刀盘支支撑柱长度度；支撑柱柱数量刀盘支撑柱外外端半径：：；刀盘支支撑柱内端端半径：=10\\*GBB3⑩刀盘总扭扭矩按照日本土压压平衡盾构构扭矩估算算公式计算算计算盾构的扭扭矩，其中中α为土压平平衡盾构系系数，根据据盾构直径径的大小不不同一般取取值14~223，这里取取计算扭矩矩得此扭矩值应为为盾构机的的脱困扭矩矩值。盾构实际的刀刀盘驱动扭扭矩为45000KN·m，脱因扭扭矩为53000KN·m，大于前前面的计算算值，所以以既有盾构构配备的扭扭矩足够。2）功率计算算=1\**GB33①主驱动功功率根据实际工况况，取刀盘盘的驱动扭扭矩为38878KNN·m，刀盘最最大扭矩时时的刀盘转转速取1.2rpm，计算刀刀盘驱动的的实际需要要功率为：：主驱动系统的的效率为：：其中：联轴器器机械效率率；液压泵的的机械效率率；液压泵的的容积效率率系统回路效率率；液压马达达机械效率率；液压马达达容积效率率减速器机械效效率所以盾构的实实际主驱动动功率应为为：盾构机的实际际配备功率率为945kkw。=2\**GB33②推进系统统功率由前面计算知知，盾构推推进时的最最大推力取取326993KN，推进速速度取800mm/mmin，计算推推进功率为为：推进系统应配配备的功率率应为：其中：液压泵泵的机械效效率；液压泵的的容积效率率；联轴器机机械效率推进系统实际际配备功率率为75kw。第二节盾盾构机主要要技术参数数盾构机主要技技术参数详详见表2--2-1。表2-2-11盾构机主主要技术参参数盾构机最大工作土压压力最大设计土压压力盾构机的标称称直径总长度（包括括拖车）总重量最大掘进速度度最大掘进力3[bar]]4.5[baar]Φ6,2500[mm]]75[m]5,200[[kN]80[mm//min]]34,2100[kN]]盾壳除刀盘外的盾盾壳总长度度钢结构的钢材材型号盾壳总重量（钢钢结构）预注浆注入口口7,565[[mm]S355J22G32,050[[kN]6St.前体除耐磨层以外外的外径耐磨层前体长度盾壳厚度隔板厚度土压传感器隔板门数量隔板门尺寸搅拌臂数量Φ6,2500[mm]]2×5[mmm]ca.1,,700[[mm]60[mm]]80[mm]]5St.1St.Φ600[mmm]4St.中部盾壳外径长度盾壳钢厚度（钢结构）重重量Φ6,2400[mm]]2,580[[mm]40[mm]]314[kNN]盾尾外径长度重量盾壳钢厚度密封刷数量油脂注入点数数量注浆口数量Φ6,2300[mm]]3,285[mm]]260[kNN]40[mm]]3排2×4St..DN2254St.DDN50人员仓形式长度直径操作压力容纳人数双仓2000[[mm]1600[mmm]3bar2人推进油缸油缸油缸行程推进油缸数量量（1×双油缸缸，1×单油缸）每个油缸的最最大推力全部油缸的最最大推力推进油缸方向向控制行程测量系统统数量油缸的伸出速速度油缸的回收速速度Φ220/1180[mmm]2,000[[mm]30St.1,140[[kN]34,21[[kN]5组5St.80[mm//min]]1,400[[mm/mmin]前部稳定装置置油缸油缸行程油缸数量推力Φ140/880[mmm]10[mm]]2St.600[kNN]铰接油缸油缸数量油缸油缸行程行程测量油缸缸数量总拉力14St.Φ180/880[mmm]150[mmm]4St.7,340[[kN]拖车拖动油缸缸油缸数量油缸油缸行程2St.Φ130/770[mmm]250[mmm]刀盘整个刀盘标称称直径重量旋转方向刀盘进碴口搅拌臂数量旋转接头管道道刀盘上的注入入口开口率Φ6,2800[mm]]570[kNN]右/左8St.4St.4St./DDN508St./DDN5034％刀具切刀切刀数量刀具伸出刀盘盘的高度刮刀双向旋转刮刀刀数量中心刀中心刀数量超挖刀超挖刀数量行程124St..140[mmm]16St4St1St50[mm]]回转接头数量泡沫和膨润土土注入管道道液压管道1St4St./DDN502St./DDN50刀盘驱动功率（3×3315kWW）旋转速度范围围标称扭矩第一档第二档脱捆扭矩945[kNN]0-6[rrpm]4,500[[kNm]]1,970[[kNm]]5,300[[kNm]]主驱动带双轴承的小小齿轮数量量主轴承直径水冷却行星齿齿轮数量内唇形密封系系统外唇形密封系系统使用寿命8St.Φ2,6000[mm]]8St.3timees2timees1,000hh管片安装机管片安装机液液压伸缩臂臂带机械锁紧系系统的全液液压比例自自由度数量量纵向移动伸缩长度旋转区域旋转安装机头头倾斜安装机头头倾斜工作力纵向驱动吊起/挤压最大扭矩功率重量伸缩油缸油缸行程倾斜移动油缸缸油缸行程旋转移动油缸缸油缸行程抓取油缸油缸行程6St2,000[[mm]1,000[[mm]+/-2000º+/-2..5º+/-2ºº+/-2..5º50[kN]]120[kNN]150[kNNm]55[kw]]186[kNN]Φ130/880[mmm]1,200[[mm]Φ63/366[mm]]40[mm]]Φ63/366[mm]]40[mm]]Φ130/770[mmm]50[mm]]螺旋输送机功率螺旋输送机标标称宽度可连续调节最最大转速范范围最大扭矩螺旋管道上的的注入口可控制开关门门出碴能力容许工作压力力测试压力旋转方向螺旋出碴口伸缩油缸数量量油缸尺寸伸缩长度工作压力后门开关油缸缸数量油缸尺寸油缸行程工作压力前部螺旋门数数量油缸尺寸油缸行程315[kww]Φ900[mmm]22.4rppm215[kNNm]6St.1St.300[m33/h]3[bar]]4.5[baar]左/右500×6000[mmm]2St.Φ160/990[mmm]1,000[[mm]160[baar]2St.Φ80/455[mm]]800[mmm]300[baar]2St.Φ130/770[mmm]400[mmm]齿轮油供应齿轮油流量主驱动齿轮油油注入（注注入一半）行星齿轮驱动动齿轮油注注入12[ltrr./miin]220[lttr.]8×12[lltr.]]液压油供应油箱容量刀盘驱动流量量补油泵流量推进缸流量螺旋输送机马马达流量管片安装机流流量辅助设施流量量砂浆注入泵流流量盾壳内油箱过过滤/冷却回路路流量主驱动油箱过过滤/冷却回路路流量3.000[[ltr..]3×1,0888[lttr./mmin]1,213[[ltr../minn]180[lttr./mmin]1,088[[ltr../minn]200[lttr./mmin]63[ltrr./miin]145[lttr./mmin]190[lttr./mmin]900[lttr./mmin]管片输送小车车负载管片能力力管片运输小车车拖动缸油缸行程纵向移动缸油缸行程抬升油缸油缸冲程总长度总宽度高度滑动行程3St.Φ10/566[mm]]150[mmm]Φ10/700[mm]]1.860[[mm]Φ65/577[mm]]50[mm]]5,220[[mm]1.660[[mm]481[mmm]1,860[[mm]管片吊机（轨轨道安装吊吊机）上升功率下降功率负载能力驱动速度V11驱动速度V22起吊速度定位速度4[kw]0.5[kww]45[kN]]1[m/miin]40[m/mmin]6.3[m//min]]1.5[m//min]]皮带机功率运输速度运输能力皮带宽度皮带长度30[kw]]2.5[m//s]750[t//h]800[mmm]45[m]油脂供应密封油脂驱动动油脂供应应/HBWWConndat密封油脂量驱动刀盘和螺螺旋输送机机的油脂消消耗量驱动油脂量盾尾油脂消耗耗量盾尾油脂量[ltr.//h]60[ltrr.]1.6[lttr./hh]200[lttr.]36[kg//Ringg]200[lttr.]注浆和砂浆运运输注浆泵数量功率注浆口数量输送泵数量功率砂浆罐容量搅拌器功率2St.30[kw]]4St.1St.11[kw]]6[m3]11[kw]]膨润土供应功率运输能力工作压力膨润土管路数数量膨润土罐容量量30[kw]]30[m3//h]8[bar]]9St.4[m3]工业空气压缩缩机功率空气压力压缩机能力压缩空气罐2×55[kkw]7.5[baar]2×1[m33/minn]1[m3]土质改良用的的泡沫、水水或膨润土土注浆点数量//刀盘注浆点数量//土仓注浆点数量//螺旋输送送机8St.4St.6St.泡沫生产泡沫喷枪数量量泡沫储存罐泡沫剂注入泵泵运输量/tennsidee泡沫剂注入泵泵功率水泵运输量水泵功率4St.1[m3]5-300[[l/h]]0.5[kww]133[l//min]]11[kw]]工业供水系统统工地工业水供供应管路断面最高允许水温温盾壳区域抽水水气动泵50m³/hhDN100mmm25[℃]通风风管储存箱数数量每箱储存能力力风管标称直径径2St.10[m]DN10000mm二次通风功率消音器数量管路断面11[kW]]2St.Φ600[mmm]供电初级电压二级电压驱动电压照明应急灯阀电压保护设施（电电机）补偿装置变压器能力频率高压电缆长度度高压电缆断面面1,000[[V]380[V]]24/2300[V]230[V]]24[V]24[V]IP55cos0..92,000[[kVA]]50[Hz]]200[m]]3×50[mmm²]

第四章盾盾构隧道施施工第一节盾盾构隧道施施工的地面面用地面积积及场地布布置（1）场地规规划原则：：1）以满足施施工生产和和现场管理理为主，尽尽量少占用用设计规划划的施工区区域以外的的场地，少少干扰既有有道路交通通。2）方便施工工组织，满满足高峰期期生产的需需要。3）生活、生生产区分开开。4）盾构施工工时，车站站主体结构构已经施工工完成，车车站施工布布置时应结结合盾构施施工场地布布置，尽量量减少重复复设置。5）盾构机由由颐和园站站始发，向向成府路站站方向掘进进，掘进通通过圆明园园站，到达达成府路站站吊出。出出碴进料场场地和盾构构辅助生产产设置均设设置在颐和和园站。（2）施工场场地规划说说明1）场地区域域：整个施施工区域南南侧长2118m，北北侧长2000m，宽宽56m，占占用颐和园园路和海淀淀路部分行行人道，总总面积为1105000m2。2）施工便道道：便道由由场地的西西北角通至至场地的东东南角，贯贯穿车站主主体。便道道宽度分别别为北侧33.5m、南南侧12mm，东西侧侧分别为33.5m、8m。3）临时设施施：临时设设施布置在在主体结构构的南侧，主主要有办公公区、试验验室、钢筋筋加工场、钢钢筋堆放场场、模板和和脚手架堆堆放场、水水泥和砂、石石料堆放场场、材料库库、变电房房、机械修修理房等。4）水、电网网路：沿基基坑两侧埋埋设供水管管道，满足足车站施工工需求，同同时在东、西西端留有接接口，满足足区间用水水需求；沿沿基坑南侧侧敷设电缆