盾構(gòu)施工的設(shè)備保障措施

1、盾構(gòu)施工的保障措施中鐵十八局集團(tuán)有限公司溫法慶目錄1、工程簡(jiǎn)介2、設(shè)備簡(jiǎn)介3、設(shè)備功能的優(yōu)化4、鉸接保護(hù)5、二次注漿設(shè)備的優(yōu)化6、風(fēng)險(xiǎn)的處理措施工程簡(jiǎn)介 南昌地鐵一號(hào)線(xiàn)6標(biāo)的彭家橋站師大南路站區(qū)間盾構(gòu)施工為例，介紹針對(duì)不同的水文地質(zhì)情況，對(duì)進(jìn)場(chǎng)設(shè)備的部分功能進(jìn)行優(yōu)化，以更好地滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)施工的需要,確保盾構(gòu)施工的安全。 工程的水文地質(zhì)及周邊地理環(huán)境： 盾構(gòu)穿越地層依次為：1雜填土，成分以砼塊及粘性土為主，層底標(biāo)高12.62m，層厚為2.7m；2細(xì)砂，局部含少許泥質(zhì)，層厚3.6m；4粗砂含少量礫石，層.1m；5礫砂粒徑一般220mm，層厚4m；6圓礫間隙中充填中粗砂，局部含少許卵石，層厚2.7m；5

2、礫砂；3-1強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖；3-2中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖，區(qū)間覆土厚度為10m15.2m，隧道主要穿越5礫砂層，局部夾雜有6圓礫層，5礫砂，中密，其滲透性較好，屬中等滲透。6圓礫層，中密，其滲透性好，水量極為豐富，為強(qiáng)透水層。 盾構(gòu)由彭家橋站始發(fā)，沿著北京東路西進(jìn)，下穿彭家橋、玉帶河，然后沿著北京西路西進(jìn)到達(dá)師大南路站，主要影響的建筑物是彭家橋、玉帶河，雙連拱污水涵。盾構(gòu)穿越玉帶河寬約60米，平均水深1.5米；位于玉帶河上的彭家橋?yàn)榻ㄓ谏鲜兰o(jì)五十年代末的石拱橋，橋墩為漿砌塊，無(wú)詳細(xì)資料可查。隧道通過(guò)處地表為城市道路的主干道，道路下有給水管、污水管、通訊光纜、煤氣和路燈線(xiàn)等，上述管線(xiàn)埋深一般小于3.

3、0m ，局部市政給、排水管道系統(tǒng)埋深在4.0m左右，對(duì)隧道盾構(gòu)施工影響不大。工程簡(jiǎn)介工程簡(jiǎn)介工程簡(jiǎn)介設(shè)備簡(jiǎn)介 用于南昌地鐵一號(hào)線(xiàn)6標(biāo)的盾構(gòu)有鐵建重工生產(chǎn)，型號(hào)ZTE6250土壓平衡盾構(gòu)，開(kāi)挖直徑6.28米，設(shè)備總長(zhǎng)約83米，總重量450噸，主機(jī)長(zhǎng)度8.7米，刀盤(pán)由6臺(tái)132KW電機(jī)驅(qū)動(dòng)，后配套由設(shè)備橋及6節(jié)臺(tái)車(chē)組成。 在設(shè)備的選型、設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)等過(guò)程中，針對(duì)工程的水文地質(zhì)條件進(jìn)行了針對(duì)性的設(shè)計(jì)，主要為以下幾方面： 刀盤(pán)刀具：采用輻板式刀盤(pán)，刀盤(pán)開(kāi)口率37%，刀盤(pán)泡沫噴嘴6路，刀盤(pán)裝有刀具磨損檢測(cè)裝置；刀盤(pán)周邊及面板焊有耐磨鋼板，刀具耐磨性設(shè)計(jì)；刀具布置有切刀、貝殼刀、周邊刮刀、滾刀（齒刀），滾刀與

4、齒刀根據(jù)地質(zhì)情況可互換。設(shè)備簡(jiǎn)介 主驅(qū)動(dòng)、推進(jìn)、鉸接系統(tǒng)：主驅(qū)動(dòng)功率6132KW功率儲(chǔ)備大，額定扭矩為5700KNm，脫困扭矩為6300 KNm；額定推力34212kN300bar，最大推力39914kN350bar；被動(dòng)式鉸接，獨(dú)立的液壓系統(tǒng)控制，提高盾尾的脫困能力。 盾構(gòu)密封系統(tǒng)：主驅(qū)動(dòng)密封設(shè)計(jì)壓力4.5bar，額定工作壓力3bar；盾尾密封油脂注入通道為6處12路，使油脂注入更加均勻。 渣土改良系統(tǒng)：6路泡沫的壓力流量單獨(dú)控制,土倉(cāng)4路；膨潤(rùn)土系統(tǒng)采用2臺(tái)可無(wú)極調(diào)速的擠壓式膨潤(rùn)土注入泵，以保證大粘度的膨潤(rùn)土泥漿的注入，變頻調(diào)速的擠壓泵的流量10mh； 螺旋機(jī)：螺旋機(jī)采用有軸式后部驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

5、，螺旋軸可伸縮，螺旋機(jī)筒體的前、中、后部設(shè)有檢查口，利于故障排除，螺旋輸送機(jī)預(yù)留保壓泵接口，以應(yīng)對(duì)富水砂層的噴涌問(wèn)題。設(shè)備部分功能的進(jìn)一步優(yōu)化提高 根據(jù)南昌地鐵一號(hào)線(xiàn)其他標(biāo)段的施工情況，考慮到本標(biāo)段的風(fēng)險(xiǎn)情況，在盾構(gòu)組裝調(diào)試期間，對(duì)設(shè)備的部分功能進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化提高，以進(jìn)一步應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的噴涌，增加了兩項(xiàng)措施即機(jī)械式控制保壓泵控制法；化學(xué)添加劑進(jìn)行渣土改良的控制方法。保壓泵控制法保壓泵原理示意 保壓泵技術(shù)參數(shù)：流量90m/h；電機(jī)功率90KW；進(jìn)口管徑DN200；出口管徑DN125；通過(guò)最大粒徑50mm；保壓泵的組成部分：雙柱塞泵（料倉(cāng)、泵缸、液壓缸）、液壓系統(tǒng)、控制箱及公用底座。保壓泵控制

6、法進(jìn)渣口出渣口組裝完畢的保壓泵 隧道內(nèi)的保壓泵 螺旋機(jī)排出管化學(xué)添加劑控制法渣土改良控制 根據(jù)高分子聚合物（HHZ-A）溶液具有減摩的作用可起到預(yù)防刀具磨損的作用，從聚合物的試驗(yàn)可看到，聚合物的溶液可將水與砂粘合在一起，起到了粘合不分散的作用，可以將土倉(cāng)中有壓力的水同砂粘合攪拌，以便于在螺旋機(jī)內(nèi)形成土塞，起到保壓防噴涌的作用。 當(dāng)盾構(gòu)掘進(jìn)中出現(xiàn)噴涌可以將濃度為0.51%的高分子溶液注入到螺旋機(jī)、土倉(cāng)或開(kāi)挖掌子面，通過(guò)土倉(cāng)攪拌及螺旋機(jī)的攪拌作用，使聚合物溶液與砂、砂礫結(jié)合在一起，達(dá)到減輕或抑制噴涌的發(fā)生。化學(xué)添加劑控制法渣土改良控制聚合物注入裝置 設(shè)備橋左側(cè)注入泵鉸接的保護(hù)措施 鉸接潤(rùn)滑注脂點(diǎn)盾

7、尾應(yīng)急密封注入盾尾油脂鉸接潤(rùn)滑注脂點(diǎn)盾尾油脂注入點(diǎn)二次注漿設(shè)備的優(yōu)化盾構(gòu)臺(tái)車(chē)的原設(shè)計(jì)沒(méi)有配備二次注漿設(shè)備，通常的二次注漿設(shè)備的體積較大，使用時(shí)放于管片小車(chē)上，使用不方便。在富水砂層的盾構(gòu)施工中，一旦沉降較大停機(jī)注漿不僅會(huì)影響到正常掘進(jìn)，還存在掌子面沉降、塌陷的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研，綜合分析選擇注漿量、注漿壓力皆滿(mǎn)足施工要求，但體積又相對(duì)較小，滿(mǎn)足放在臺(tái)車(chē)的需要（圖13所示），根據(jù)臺(tái)車(chē)的布置情況，注漿泵放在了五號(hào)臺(tái)車(chē)左邊的后部。既保證了快速通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)地段期間不停機(jī)的要求，滿(mǎn)足了二次注漿不影響掘進(jìn)的需要，進(jìn)一步提高了盾構(gòu)應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)地層的能力。放于臺(tái)車(chē)的二次注漿泵 風(fēng)險(xiǎn)源的處理措施 本標(biāo)段的彭家橋站師大南

8、路站區(qū)間，盾構(gòu)穿越的重大風(fēng)險(xiǎn)源為玉帶河及位于玉帶河上的彭家橋。彭家橋總寬為49.2m，橋梁全長(zhǎng)38m。上部構(gòu)造由2跨12m鋼筋混凝土板拱及一座紅巖石材料砌筑而成的實(shí)腹式拱橋組成，該橋分兩期建成，前期石拱橋建于上世紀(jì)五十年代末期，為機(jī)動(dòng)車(chē)道,鋼筋混土板拱橋建成于本世紀(jì)初期為非機(jī)動(dòng)車(chē)道,石拱橋?yàn)闈{砌塊石墩臺(tái),無(wú)施工資料,隧道左右線(xiàn)均從石拱橋下穿過(guò)，盾構(gòu)下穿該地質(zhì)為砂礫層，水位線(xiàn)在地下910m左右,隧道頂部距河底部月7米。彭家橋風(fēng)險(xiǎn)源的處理措施 根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行全面調(diào)查，經(jīng)過(guò)多方比較及專(zhuān)家論證采取了橋基礎(chǔ)進(jìn)行雙液靜壓注漿加固，加固范圍為：隧道頂部1.7m，橋墩兩側(cè)各3.5m，橋臺(tái)外側(cè)各2m的范圍進(jìn)行加固，提高土體的密實(shí)度，增加其承載能力。在盾構(gòu)通過(guò)的河底影響范圍（約40米）內(nèi)澆筑30cm厚的鋼筋混凝土，使河底成為一體，同時(shí)在橋臺(tái)基礎(chǔ)