第六篇 盾构机

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1、第六篇盾构机第一章盾构机选型在当今地铁施工中，盾构机以其开挖速度快、对土体扰动小、易于控制地面变形（沉降和隆起）、成洞质量高、施工安全等优点被大量采用。合理的选择盾构机类型，对保证施工质量，保护地面与地下建筑物安全和加快施工进度，是至关重要的。第一节盾构机比选定型几种典型盾构工法比较及盾构在不同地质条件下沉降量对比见表6-1-1、表6-1-2。通过上述两表中几种盾构机的对比，及对国内外与南京地铁工程地质与水文地质相近的盾构法的地铁工程的调查，综合分析评估，并广泛请教国内外盾构施工领域资深专家。同时，积极响

2、应业主对盾构机型的建议，我们决定选用加泥式土压平衡盾构机。加泥式土压平衡盾构机所适应的地质条件及南京地铁实际的地质条件重要项目见表6-1-3。地质条件项目表表6-1-3对比参数适应条件实际条件比较结果渗透系数（K）K＜5×10-2cm/sK＜5×10-3cm/s适应细粒土含量Pc%7%以上13%以上适应标贯数（N）N＜15N＜13.5适应天然含水量W%砂18%以上32.9%适应土25%以上26.7%适应通过对比可知该盾构机能满足南京地铁地质条件。针对南京地铁特殊地段的地质情况，我们将在机器上增加专用设备，

3、如超前注浆系统、向密封舱内注入特殊的塑流化添加剂（将各种土质改良成土压平衡式盾构机工作所需的塑流体）等手段，增强盾构机对各种特殊地质段的适应性，确保施工质量。第二节盾构机制造商简介及设备突出特点为更好地满足业主需要，高质量完成南京地铁工程，根据对地质资料及世界著名盾构机生产厂家的调查研究，我们拟选购海瑞克（HERRENKNECHT）公司生产的加泥式土压平衡盾构机。海瑞克公司是世界上最优秀的隧道开挖机械的专业制造商之一，1995年通过了DIN、ISO9001质量认证。该公司从1978年投产至今已成功地向世界

4、各地提供了直径由0.3m—14.2m各种型号的盾构机一千多台，直径14.2m徳国汉堡第4座易北河公路隧道即为该公司盾构机的杰作，为当今世界之最。该公司在世界各地设有12个子公司，11个代理站，1998年年销售总额387.19百万马克，并以每年26%的速度递增。短短二十年的时间即取得如此辉煌的业绩足可见其雄厚实力及在该行业的显赫地位。海瑞克加泥式土压平衡盾构机是集机械、电子、液压于一体的高技术含量的大型成套施工设备。其液压系统采用德国力士乐（REXROTH）公司产品，电器系统装备德国西门子（SIMENS）公

5、司产品，注浆设备选择普茨迈斯特（PUZEMASTER）公司产品，钻机选用阿特拉斯（ATLAS）等。整机配置均为世界名优品牌。该盾构机功能先进，性能可靠，设计合理，适应性强，其突出特点如下：一、以泥土压力稳定开挖面泥状土充满密封舱和螺旋输送机后，在盾构推进力的作用力下可使切削土对开挖面形成被动土压力，与开挖面上的水、土压力相平衡，自护其开挖面，以使开挖面保持稳定。二、可改善切削土的性能在砂土或砂砾地层中，土体的塑流性差，开挖面有地下水渗入时还会引起崩塌。盾构机有向切削土加注添加剂如聚合泡沫或泥土等润滑材料并

6、进行搅拌的功能，改善弃土及其它液状物的抗水能力和研磨土的抗磨损能力，可使其成为塑流性好和不透水的泥状土。三、泥土压的监测和控制系统在密封舱内装有土压计，可随时监测切削土压力，并自动调控排土量，使之与切削土量保持平衡，有效控制地表沉降与隆起。四、先进的电控系统（一）、盾构机主控制室配有计算机(PC)控制系统，该系统与洞外项目经理办公室的计算机系统相连，设备各系统的运行状态通过相应传感器采集的信号送入计算机内部处理并贮存，同时在控制室监示器和洞外办计算机监示器上显示。操作员和洞外项目经理办公室值班员均可适时准

7、确掌握当前的全部状态，为正确指挥施工，正确操作设备提供准确依据。（二）、盾构机的计算机系统可通过公共电话线连接因特网，实现网上查询与对话，一但设备某处或某系统出现故障时，可通过计算机监示器迅速查出具体原因，也可通过网上寻求厂商的远程维修服务，为快速修复设备确保正常施工提供有利保障。五、先进的隧道测量系统盾构机配置SLS—T全方位激光导向系统，可实现准确的全方位连续监测和显示，测量误差仅±1mm，能充分确保开挖隧道的精确度。六、后配套行走系统的创新设计后配套走行轮为多排胶轮，直接在管片上行走，省去了铺设钢轨

8、的麻烦，有利于加快施工进度，同时降低了造价。七、超前地质预报系统刀盘上特殊装备有超声波探测系统，可提前测出刀盘正前方的地质情况，为盾构施工提供可靠依据。八、超前钻探注浆系统盾构机上装有超前钻机，钻孔深度可达20m，护盾壳体上有12个预留孔，钻杆是以10°夹角（与盾壳母线）穿过预留孔呈伞状钻向刀盘前方，既可超前预报地质又可实施超前注浆。通过超前注浆钻机，可将配制好的浆液注入到刀盘前方周边地层，用以提高土体强度，使开挖面保持稳定，