中鐵三局西南公司地鐵施工現(xiàn)場(chǎng)觀摩暨經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)材料

1、中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)分析及控制經(jīng)驗(yàn)交流材料 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司建優(yōu)質(zhì)工程 樹企業(yè)形象目 錄第一章 中鐵三局西南公司盾構(gòu)施工情況第二章 西南公司盾構(gòu)施工項(xiàng)目地質(zhì)情況第三章 西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況第四章 各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn)第五章 施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)及處理措施第六章總結(jié)建優(yōu)質(zhì)工程 樹企業(yè)形象 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司2007年以來，中鐵三局西南公司先后在南京地鐵、天津地鐵、廣佛城際、蘇州地鐵、南昌地鐵、成都地鐵、鄭州地鐵、杭州地鐵、深圳地鐵等全國9個(gè)城市地區(qū)承攬17個(gè)盾構(gòu)項(xiàng)目，總里程數(shù)達(dá)77078.594米。截止到2015年5月，累計(jì)完成盾構(gòu)施工55617.5

2、82米,剩余21461米 (主要是成都地鐵4796米、杭州地鐵盾構(gòu)區(qū)間8453米、鄭州地鐵8762米等項(xiàng)目)。一、西南公司盾構(gòu)施工情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司一、西南公司盾構(gòu)施工情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司1、南京地鐵：2007年-2013年，西南公司在南京地鐵完成盾構(gòu)區(qū)間4個(gè)，盾構(gòu)掘進(jìn)合計(jì)13934.672米，采用土壓平衡盾構(gòu)機(jī)。序號(hào)工程名稱工程量（米）盾構(gòu)區(qū)間名稱始發(fā)時(shí)間到達(dá)時(shí)間備注1南京地鐵二號(hào)線D2-TA04標(biāo) 2885.301【中和村站元通站】2007年3月18日2009年8月16日2南京地鐵一號(hào)線南延線TA05標(biāo) 4104.608【岔路口站南京南站站】2008年10月2

3、9日2009年12月18日3南京地鐵一號(hào)線東延線TA01標(biāo) 1152.665【馬群站紫金山站】2008年8月30日2009年5月12日4南京地鐵三號(hào)線D3-TA14標(biāo) 5792.098【天元西路站勝太西路站】2012年2月12日2013年12月30日合計(jì)13934.67一、西南公司盾構(gòu)施工情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司2、天津地鐵：2007年9月2010年12月，西南公司在天津完成了天津地鐵二號(hào)線第9、10合同段，盾構(gòu)掘進(jìn)合計(jì)6166.051m，采用土壓平衡盾構(gòu)機(jī)。序號(hào)工程名稱工程量（米）盾構(gòu)區(qū)間名稱始發(fā)時(shí)間到達(dá)時(shí)間備注1天津地鐵二號(hào)線第十合同段2879.81【紅星路站靖江路站翠阜新村站】

4、2007年9月16日2009年5月24日S-2832天津地鐵二號(hào)線第九合同段3286.241【紅星路站新開路站天津站】2009年7月18日2010年12月31日S-283合計(jì)6166.051一、西南公司盾構(gòu)施工情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司3、廣東地鐵：2009年2月2010年3月，完成了珠江三角洲城際快速軌道交通廣州至佛山段施工4標(biāo)段【桂城站朝安站普君北路站祖廟站】盾構(gòu)區(qū)間4960.027米；采用泥水式盾構(gòu)機(jī)2013年12月2015年5月，完成了深圳地鐵11號(hào)線BT項(xiàng)目11304標(biāo)項(xiàng)目【機(jī)場(chǎng)北站福永站】盾構(gòu)區(qū)間4048.515米。采用2臺(tái)復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)。序號(hào)工程名稱工程量（米）盾構(gòu)

5、區(qū)間名稱始發(fā)時(shí)間到達(dá)時(shí)間備注1廣州至佛山段施工4標(biāo)段 4960.027【桂城站朝安站普君北路站祖廟站】2009年2月26日2010年3月20日2深圳地鐵11號(hào)線BT項(xiàng)目11304標(biāo)項(xiàng)目4048.515【機(jī)場(chǎng)北站福永站】2013年12月28日2015年5月20日合計(jì)9008.542一、西南公司盾構(gòu)施工情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司4、蘇州、杭州地鐵2010年1月2010年10月，完成了蘇州軌道交通一號(hào)線I-TS-09標(biāo)段【廣濟(jì)路站養(yǎng)育巷站人民路站】左線盾構(gòu)區(qū)間1675.098米；2013年12月2014年12月，完成了杭州地鐵1號(hào)線工程下沙延伸段3標(biāo) 【文匯路站文澤路站】盾構(gòu)區(qū)間全長4262

6、.735米；序號(hào)工程名稱工程量（米）盾構(gòu)區(qū)間名稱始發(fā)時(shí)間到達(dá)時(shí)間備注1蘇州軌道交通1號(hào)線I-TS-09標(biāo)段1675.098【廣濟(jì)路站養(yǎng)育巷站人民路站】左線2010年1月16日2010年10月22日2杭州地鐵1號(hào)線工程下沙延伸段3標(biāo)4262.735【文匯路站文澤路站】2013年12月9日2014年12月31日合計(jì)5937.833一、西南公司盾構(gòu)施工情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司5、南昌地鐵2012年4月2014年6月,完成南昌市軌道交通1號(hào)線一期工程2標(biāo)段【長江路站珠江路站蛟橋站】盾構(gòu)區(qū)間全長7185.731米。采用3臺(tái)復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)。序號(hào)工程名稱工程量（米）盾構(gòu)區(qū)間名稱始發(fā)時(shí)間到達(dá)時(shí)

7、間備注1南昌市軌道交通1號(hào)線一期工程2標(biāo)段7185.731【長江路站珠江路站蛟橋站】2012年4月28日2014年6月12日一、西南公司盾構(gòu)施工情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司 6、成都地鐵2012年11月2013年6月，完成了成都地鐵2號(hào)線二期工程（東延伸線）土建3標(biāo)【保安村站龍泉東站】盾構(gòu)區(qū)間2981.308米。采用2臺(tái)復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)。2013年3月2014年11月，完成了成都地鐵3號(hào)線一期工程土建6標(biāo)段【熊貓大道站天回鎮(zhèn)南站】、【出入段線】、【1#3#聯(lián)絡(luò)線】盾構(gòu)區(qū)間共6639.495米。采用2臺(tái)復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)。序號(hào)工程名稱工程量（米）盾構(gòu)區(qū)間名稱始發(fā)時(shí)間到達(dá)時(shí)間備注1成都

8、地鐵2號(hào)線（東延伸線）3標(biāo)2981.308【保安村站龍泉東站】2012年11月26日2013年7月12日2成都地鐵3號(hào)線6標(biāo)段6639.4952013年3月4日2014年11月31日合計(jì)9620.803一、西南公司盾構(gòu)施工情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司7、鄭州地鐵2014年1月2015年3月，完成了鄭州地鐵2號(hào)線4標(biāo)段【帆布廠街站隴海東路站東大街站】盾構(gòu)區(qū)間3763.95米; 預(yù)計(jì)2015年5月2015年11月，完成了鄭州地鐵2號(hào)線4【東大街站紫荊山站】剩余盾構(gòu)區(qū)間2348.929米。序號(hào)工程名稱工程量（米）盾構(gòu)區(qū)間名稱始發(fā)時(shí)間到達(dá)時(shí)間備注1鄭州地鐵二號(hào)線4標(biāo)段 3763.95【帆布廠街站

9、隴海東路站東大街站】2014年1月1日2015年3月23日2348.929【東大街站紫荊山站】2015年5月12日2015年11月12日 目前中鐵三局西南公司自有盾構(gòu)機(jī)及后配套共3臺(tái)。海瑞克土壓盾構(gòu)機(jī)2臺(tái)、中鐵裝備盾構(gòu)機(jī)1臺(tái)； 二、西南公司盾構(gòu)施工項(xiàng)目地質(zhì)情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司(1)天津地鐵二號(hào)線：穿越地層主要為粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉土及少量粉砂。淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土天然含水量3140%，呈軟塑流塑狀，粉質(zhì)粘土天然含水量18.335.4%，呈流塑硬塑狀，上述土層經(jīng)攪拌后具有一定的軟粘性、流動(dòng)性和抗?jié)B透性。粉質(zhì)黏土1、軟土地層主要是蘇州、杭州、天津、鄭州等地鐵二、西南公司盾構(gòu)施工項(xiàng)目

10、地質(zhì)情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司(2)鄭州地鐵地質(zhì)情況:區(qū)間主要穿越-1粉土（Q4-1al+pl）、-2粉砂（Q4-1al+pl）、-1粉質(zhì)粘土（Q3-2al+pl）等地層，部分隧道還穿越6-3鈣質(zhì)結(jié)核地層。該層一般位于土層與砂層的分界面位置，在水平方向上沿分層界面有一定的連續(xù)性，但富集程度及膠結(jié)程度存在一定的大差異，單軸飽和抗壓強(qiáng)度最大為37.51Mpa，最小為14.57 Mpa。 鄭州粉質(zhì)黏土 鄭州砂層二、西南公司盾構(gòu)施工項(xiàng)目地質(zhì)情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司鈣質(zhì)結(jié)合層二、西南公司盾構(gòu)施工項(xiàng)目地質(zhì)情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司 (3)杭州地鐵：文匯路站文澤路站盾構(gòu)區(qū)間主要穿越

11、砂質(zhì)粉土夾粉砂、粉砂夾粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾砂質(zhì)粉土等地層。二、西南公司盾構(gòu)施工項(xiàng)目地質(zhì)情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司2、成都地鐵地質(zhì)特點(diǎn) 成都地鐵盾構(gòu)區(qū)間隧道大部分穿越地層主要為3-7、 2-8 3-8砂卵石地層、5-2強(qiáng)風(fēng)化泥巖地層。（1）泥巖地層：熊貓大道站天回鎮(zhèn)南站區(qū)間盾構(gòu)施工穿越的土層主要為：粘土（4-1）、全風(fēng)化泥巖（5-1）、強(qiáng)風(fēng)化泥巖（5-2）、中風(fēng)化泥巖（5-3）。粘土（4-1）二、西南公司盾構(gòu)施工項(xiàng)目地質(zhì)情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司 5-1全風(fēng)化泥巖 5-2強(qiáng)風(fēng)化泥巖 5-3中風(fēng)化泥巖二、西南公司盾構(gòu)施工項(xiàng)目地質(zhì)情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司（4-1）粘土

12、常壓開倉二、西南公司盾構(gòu)施工項(xiàng)目地質(zhì)情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司(2)砂卵石地層:物理力學(xué)特征指標(biāo)和傳統(tǒng)的軟土和硬巖都有很大差別，主要有以下特點(diǎn)1)卵石含量高：卵石土地層中卵石含量55%以上，為該地層的骨架成分；砂含量高：砂卵石中砂含量高，含量約1035%；顆粒間膠結(jié)物廣泛分布于砂卵石中。二、西南公司盾構(gòu)施工項(xiàng)目地質(zhì)情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司二、西南公司盾構(gòu)施工項(xiàng)目地質(zhì)情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司2)流動(dòng)性差 由于渣土的內(nèi)摩擦角較大(一般都在30o以上)，造成了渣土流動(dòng)性差。如圖 (a)即為渣土在未實(shí)施渣土改良的情況下塌落度試驗(yàn)的照片；(b)為一般粉砂地層改良后的狀況，具有

13、較好的流動(dòng)性。二、西南公司盾構(gòu)施工項(xiàng)目地質(zhì)情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司3)對(duì)刀具摩擦系數(shù)大：該地層和鋼鐵之間的摩擦系數(shù)一般都在0.4之上，最高可達(dá)0.7。4)單塊卵石強(qiáng)度高：單塊卵石的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，石塊的單軸抗壓強(qiáng)度可達(dá)150MPa，最大可達(dá)到180MPa。5)粘聚力小，或幾乎沒有粘聚力，結(jié)構(gòu)松散，不連續(xù)。因此導(dǎo)致了地層傳力特征存在差異，地層內(nèi)靠點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳力，穩(wěn)定性差。6）易形成骨架效應(yīng)，常出現(xiàn)滯后沉降。從以上可以看出砂卵石地層掘進(jìn)有以下特點(diǎn)：刀具、刀盤磨損嚴(yán)重；渣土流動(dòng)性差，易結(jié)塊；土壓管理困難：（重點(diǎn)）螺旋輸送機(jī)磨損嚴(yán)重；刀盤實(shí)際扭矩比同直徑盾構(gòu)高出40，嚴(yán)重影響了盾構(gòu)本身的壽命。

14、 成都地鐵3號(hào)線6標(biāo)1-3號(hào)聯(lián)絡(luò)線盾構(gòu)區(qū)間地質(zhì)餅圖43%22%3%32%密實(shí)卵石層中密卵石層松散卵石層砂層二、西南公司盾構(gòu)施工項(xiàng)目地質(zhì)情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司(3)成都地鐵水文特點(diǎn)：地下水位枯水期1、2、12月份，其余月份為平水期。在天然狀態(tài)下，區(qū)內(nèi)枯水期地下水位埋深35米，洪水期地下水埋深2.54米。始發(fā)端頭受周邊基坑降水影響，水位基本在8-10米。 地下水主要賦存于各個(gè)時(shí)期沉積的卵石土及砂層中，土體透水性強(qiáng)、滲透系數(shù)大（25m/d），地下水水量豐富。二、西南公司盾構(gòu)施工項(xiàng)目地質(zhì)情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司3、深圳地鐵復(fù)合地層，上軟下硬地層，區(qū)間隧道穿越2粉質(zhì)粘土、9中砂、2

15、-1砂質(zhì)粘性土、條帶狀混合花崗巖、變粒巖、中等風(fēng)化巖、微風(fēng)化巖等地層。微風(fēng)化巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度平均值55.7MPa，最大值101.7MPa，巖質(zhì):較堅(jiān)硬堅(jiān)硬，巖體:較破碎較完整。 砂質(zhì)黏性土 全強(qiáng)風(fēng)片麻狀混合花崗巖 中風(fēng)化片麻狀花崗巖 微風(fēng)化片麻狀花崗巖4、南昌地鐵區(qū)間隧道通過的地層主要由4中砂、5粗砂、6礫砂、7圓礫、1-1強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖、千枚巖等。三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司天津地鐵二號(hào)線S-283土壓平衡盾構(gòu)機(jī)開口率：28%；中心刀：1把刮刀： 96把邊刮刀：8把三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司南京地鐵1號(hào)線南延線、3

16、號(hào)線S-425復(fù)合土壓平衡盾構(gòu)機(jī)開口率：28%；雙刃滾刀：19把刮刀： 68把邊刮刀：8把三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司廣州至佛山段施工4標(biāo)段 S-478泥水平衡盾構(gòu)機(jī)開口率：26%；中心區(qū)雙刃齒刀 (或雙刃滾刀)：6把正面區(qū)單刃齒刀 (或雙刃滾刀)：8把邊緣區(qū)雙刃滾刀：6把； 邊緣弧形刮刀（周邊刀）：16把；正面（刮刀）：64把；泥水分離站三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司杭州地鐵1號(hào)線工程下沙延伸段3標(biāo)三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司南昌地鐵三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公

17、司西南公司鄭州地鐵2號(hào)線一期土建項(xiàng)目4標(biāo)段 三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司成都地鐵2號(hào)線、3號(hào)線、深圳地鐵S-768復(fù)合土壓平衡盾構(gòu)機(jī) CET62復(fù)合土壓平衡盾構(gòu)機(jī)三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司1、成都地地鐵1號(hào)線盾構(gòu)構(gòu)機(jī)使用情況以成都地鐵地質(zhì)特點(diǎn)簡介盾構(gòu)機(jī)選型采用7臺(tái)海瑞克土壓平衡盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)。刀盤刀具磨損非常嚴(yán)重，平均每掘進(jìn)約100150m換刀一次，平均月掘進(jìn)100m左右。 （1）主驅(qū)動(dòng)扭矩不足問題中密、密實(shí)卵石層、細(xì)顆粒成分含量少，碴土的摩擦阻力大，刀盤需要較大的攪拌力矩。當(dāng)碴土改良不佳時(shí)，土倉一旦建立壓力則刀盤扭矩急

18、劇增大，導(dǎo)致堵轉(zhuǎn)。如果不建立壓力地面又發(fā)生沉降。 三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司1-100環(huán)刀盤平均扭矩值1-100環(huán)刀盤最大扭矩值三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司（2）刀盤、刀具磨損及換刀困難問題在砂卵石地層掘進(jìn)，由于卵石不能破碎，常常對(duì)刀盤刀具進(jìn)行二次磨損甚至多次磨損，且整個(gè)刀盤盤體及刀體本身直接與卵石接觸，卵石不僅對(duì)刀具刃口有磨損，甚至整個(gè)刀體和刀盤盤體發(fā)生磨損。 三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司 根據(jù)滾刀磨損的實(shí)際統(tǒng)計(jì)可以看出主要磨損發(fā)生在刀盤的弧度部分。即31#到39#位置。這也和圖所示

19、的松散帶對(duì)應(yīng)。由于弧度部分對(duì)應(yīng)的是刀盤的前上方的松散帶，在此部分地層松散，不能給刀具提供足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，造成了滾刀的嚴(yán)重偏磨。三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司仿形刀三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司（3）帶壓換刀困難：由于砂卵石層細(xì)顆粒含量少，透氣性好，在需要帶壓進(jìn)艙換刀時(shí)很難保住氣壓，帶壓換刀困難難以實(shí)施。 （4）螺旋機(jī)的磨損及卡螺旋機(jī)問題盾構(gòu)在卵石土層中掘進(jìn)會(huì)對(duì)螺旋機(jī)葉片和筒體形成很嚴(yán)重的磨損。另外，由于卵石在螺旋機(jī)內(nèi)堆積，容易卡住螺旋機(jī)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生斷軸現(xiàn)象。 三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司（

20、5）泥餅問題 成都地層常常在細(xì)砂或中粗砂層產(chǎn)生泥餅，尤其是刀盤中心區(qū)域容易形成“泥餅”，導(dǎo)致設(shè)備切削效率降低甚至發(fā)生堵倉。 三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司（5）噴涌問題區(qū)間穿越的砂卵石層為強(qiáng)透水層，由于圓礫及礫砂層細(xì)顆粒成分含量少，不易自然形成能夠止水的流塑狀碴土，在渣土改良不到位時(shí)極易發(fā)生噴涌，導(dǎo)致土倉失壓引起地層沉降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生 “塌坑”現(xiàn)象。三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司（6）滯后沉降現(xiàn)象 在密實(shí)卵礫層條件下，有時(shí)可能會(huì)欠壓掘進(jìn)，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大沉降。另外，當(dāng)在卵石層掘進(jìn)時(shí)，常常由于刀盤掘進(jìn)擾動(dòng)地層產(chǎn)生超挖，此時(shí)同步注漿

21、尚不能補(bǔ)充，容易形成空洞。 三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司 由于砂卵石地層的骨架效應(yīng)，受盾構(gòu)施工擾動(dòng)的地層未能及時(shí)填充密實(shí)，使地層中的松散體逐漸聚集并向地面發(fā)展，最終形成地面沉降或者塌陷。滯后沉降發(fā)生的時(shí)間較長，從目前發(fā)現(xiàn)滯后沉降情況看，沉降發(fā)生長達(dá)近2年的時(shí)間。 三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司2、成都地鐵3號(hào)線盾構(gòu)機(jī)改進(jìn)及適應(yīng)情況：目前成都地鐵在總結(jié)以往盾構(gòu)掘進(jìn)經(jīng)驗(yàn)后，主要是在增加刀盤扭矩、提高刀盤開口率、對(duì)刀盤刀具和螺旋增加耐磨處理及增加螺旋直徑等方面。目前在成都地鐵使用的盾構(gòu)機(jī)刀盤開口率普遍在28%-36%，螺旋輸送機(jī)是

22、中軸式，直徑從700mm增加到900mm?，F(xiàn)使用的盾構(gòu)機(jī)主要以海瑞克、中鐵裝備為主。（1）刀盤的適應(yīng)性設(shè)計(jì)刀盤的設(shè)計(jì)是盾構(gòu)設(shè)計(jì)最核心的部分。刀盤設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)地層條件進(jìn)行適應(yīng)性設(shè)計(jì)。因此，根據(jù)砂卵石地層EPB掘進(jìn)機(jī)理，對(duì)刀盤的開口形式、主軸承設(shè)計(jì)、攪拌設(shè)備、刀盤開口率、刀盤厚度等主要設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行研究。三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司1)耐磨設(shè)計(jì) 刀盤配置磨損檢測(cè)裝置刮刀保護(hù)罩三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司刀盤面板上用焊接耐磨復(fù)合鋼板和堆焊耐磨合金網(wǎng)格的方法來實(shí)行對(duì)刀盤本體結(jié)構(gòu)的保護(hù)。（海瑞克采用Hardox耐磨保護(hù)板，中鐵裝備和遼

23、寧三三采用碳化鉻耐磨板） 對(duì)外圈梁焊有耐磨合金進(jìn)行保護(hù)。三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司2)刀具布局：刀具配置：4把中心雙聯(lián)滾刀（17寸/175mm），單刃滾刀31把（18寸/187.7mm），39刃；焊接撕裂刀23把（150mm），邊刮刀8把及切刀32把（寬250mm，高130mm），保徑刀8把。仿形刀1把。 刀具在刀盤上分為三層，對(duì)土體進(jìn)行切削。（在實(shí)際施工中比海瑞克公司盾構(gòu)機(jī)的扭矩大），成都地鐵刀具配置（以滾刀為主）三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司三、西南公司盾

24、構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司 1.母材:42CrMo,調(diào)質(zhì)處理40-45HRC 2.總體尺寸:250X233mm(寬X高,厚度未計(jì));6孔 3.刀體堆焊:3-5mm,距離合金槽3-5mm 4.合金成分及性能要求: 與日本E5類材料相當(dāng) 5.合金焊接方式:銀基釬焊 6.合金布置:共計(jì)四排合金,每排5塊 三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司海瑞克S-768復(fù)合土壓平衡盾構(gòu)機(jī) 海瑞克S-869復(fù)合土壓平衡盾構(gòu)機(jī) （是在S-587刀盤的基礎(chǔ)的改進(jìn)）三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司3）刀盤開口率 刀盤開口率為刀盤開口面積與

25、刀盤總面積的比值。刀盤開口率的大小是施工中的一個(gè)重要影響參數(shù)，在盾構(gòu)機(jī)選型、設(shè)計(jì)及施工中應(yīng)給予該參數(shù)足夠的重視。土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)過程中，改良后的土體經(jīng)刀盤開口流入泥土艙然后從螺旋輸送機(jī)排出，因此整個(gè)掘進(jìn)過程中，刀盤、泥土艙、排土器內(nèi)的土體是一種黏彈性的塑性流體。但世界上各制造商所采用的設(shè)計(jì)理念不同，刀盤的開口率及類型會(huì)有很大的差異。根據(jù)以排、疏通為主的設(shè)計(jì)理念主要對(duì)刀盤開口設(shè)計(jì)如下：提高開口率，改善碴土流動(dòng)性，提高真正意識(shí)的土壓。改善盾構(gòu)機(jī)的土壓管理。液體傳遞壓力比空氣直接，而且好 。1) 提高中心部位的開口，防止中心部位的“結(jié)餅”；2) 面板式刀盤造成了工作面前方和土倉后部壓力隔板的壓力

26、差的增大；3)增大EPB掘進(jìn)時(shí)的土壓支撐率。三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司（2）主驅(qū)動(dòng)式為改善碴土具有良好的流動(dòng)性，刀盤支撐系統(tǒng)采用中間支承方式，利用刀盤（旋轉(zhuǎn)）和承壓隔板（固定）的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行攪拌。三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司配置的主軸承直徑3061mm，最大使用推力荷載1250t，試驗(yàn)推力荷載3125t，破壞推力荷載5000t，安全系數(shù)4。有效使用壽命10000h。9組液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，額定扭矩6650kNm，脫困扭矩8100kNm，可以滿足在對(duì)扭矩要求較高的地層中掘進(jìn)；最高轉(zhuǎn)速3.35r/min，可以滿足在風(fēng)化巖中較快轉(zhuǎn)速

27、的掘進(jìn)要求。配置大扭矩主驅(qū)動(dòng)的目的是解決在砂卵石層建壓與刀盤扭矩不足的矛盾。三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司（3）螺旋機(jī)：防噴設(shè)計(jì)：螺旋軸設(shè)計(jì)有3道閘門，分別是土倉入口處1道閘門和螺旋機(jī)尾部的2道閘門。當(dāng)盾構(gòu)通過富水區(qū)間時(shí)可通過調(diào)節(jié)不同閘門開度來降低不利影響。三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司、中鐵裝備盾構(gòu)機(jī)螺旋機(jī)熊-天區(qū)間螺旋機(jī)前端耐磨合金塊掉落三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司海瑞克盾構(gòu)機(jī)螺旋機(jī)葉片全部改為Vaudit 板在葉片1至3, Hardox 耐磨板在其余的葉片，整個(gè)筒體采用hardox耐磨

28、板保護(hù)；三、西南公司盾構(gòu)項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)配置情況 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司（4）碴土改良系統(tǒng)泡沫系統(tǒng)P1P2P3P4B1B2采用4路布置，與膨潤土可同時(shí)注入刀盤前部，也可與膨潤土管路共用。每路泡沫采用單管單泵設(shè)計(jì)，當(dāng)由于刀盤噴口阻力不同時(shí)，每路泡沫仍能夠等量噴出，以避免在掘進(jìn)時(shí)結(jié)泥餅問題。四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司1、軟土地層主要是蘇州、杭州、天津、鄭州等地鐵（1）控制盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)資態(tài)；（十字作業(yè)法）“兩頭、兩跟、間隙、線型、趨勢(shì)”；（2）控制端頭加固的質(zhì)量；富水地層采用輔助工法，鋼套筒接收。四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司（3）控制好三個(gè)易漏水的部位

29、的管理；(4） 做好“土倉”管理和渣土改良工作（重點(diǎn)）；四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司2、泥巖地層 成都膨脹性粘土、泥巖的掘進(jìn)點(diǎn)“成型管片上浮”。管片破損點(diǎn)位集中在10點(diǎn)、12點(diǎn)及2點(diǎn)（管片破損照片見下圖）。 四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司（1）原因： 1）地質(zhì)（主要發(fā)生在硬巖、自穩(wěn)性較好的地層）；盾構(gòu)通過后管片外徑與開挖面有間隙。2）同步注漿配合比不好，初凝時(shí)間長；同步注漿工藝不正確（注漿壓力過大）；盾尾后漿液沒有凝固，且壓力高，管片的浮力大。根據(jù)管片姿態(tài)測(cè)量，盾尾后1-5環(huán)的上浮量最大7cm以上，5環(huán)后基本穩(wěn)定。四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集

30、團(tuán)有限公司西南公司計(jì)算盾尾后部4環(huán)管片在水中受到的浮力:169.65t(排水重量)-83.8t(4環(huán)管環(huán)重量)85.85t(在未接長軌道時(shí)，不計(jì)后配套拖車重量)，若在密度1.7的同步漿液中的浮力則為204.6t。四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司3）刀盤開挖直徑較大；熊天區(qū)間正線始發(fā)時(shí)，39號(hào)滾刀采用18寸，開挖直徑為6292mm，比前盾6250 mm大21mm。成都泥巖及膨脹性粘土是軟巖，刀盤過重，拼裝管片時(shí)，刀盤下沉。所以，發(fā)現(xiàn)每拼完一環(huán)管片時(shí)，盾構(gòu)機(jī)的前點(diǎn)下沉6-8mm。四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司4）管片選型不好，盾尾間隙過小；四、各種地層的掘

31、進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司5）盾構(gòu)姿態(tài)不好，糾編時(shí)上下油壓差過大；推進(jìn)油缸規(guī)格200/170，單油缸在100bar油壓差的推力差=0.10.13.14103=31.4t。上下分區(qū)各7根推進(jìn)油缸的總推力差220 t。力矩：2206=1320 t.m以上的力和力矩使下部鉸接油缸伸長，從而盾構(gòu)機(jī)成為V字形。盾構(gòu)機(jī)翹尾的原因之一。四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司管片選型不正確，使管片法面與推進(jìn)油缸面的夾角過大。四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司6）其他原因：螺栓的弧度、螺栓的預(yù)緊力、單油缸復(fù)位；盾尾清理；管片外弧面不規(guī)范（2）結(jié)果：管片上部10-2點(diǎn)位，

32、下部5-8點(diǎn)錯(cuò)臺(tái)。管片螺栓孔處破損；四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司（3）管片錯(cuò)臺(tái)、破損后處理措施1）更換39號(hào)滾刀為17寸刀具，減少刀盤開挖直徑。2）在10-2點(diǎn)位使用彷形刀，減少上下推進(jìn)油缸油壓差。3）以盾尾間隙為第一要素，進(jìn)行管片選型。4）同步漿液調(diào)整配合比，調(diào)整初凝時(shí)間在4-6小時(shí)內(nèi)，在盾尾后第3環(huán)-4環(huán)采用二次注液控制漿液的浮力。5）盾構(gòu)糾偏采用“勤糾、緩糾”的方式進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)糾偏。四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司地層推力（t）扭距(kn.m)刀盤轉(zhuǎn)速(rpm)土倉壓力（bar）掘進(jìn)速度mm/min泥巖11001300200030001.31.5

33、1.0-1.255-75粘土13001500300040001.21.40.81.03555復(fù)合地層11001300200035001.21.40.70.95070（4）掘進(jìn)參數(shù)在泥巖和粘土地層中，采用全盤滾刀；。粘土地層較泥巖地層推力大，扭矩大，速度小。具體參數(shù)對(duì)比如下:地層發(fā)泡率（）扭距(kn.m)刀盤加水 m/h膨潤土加水m/h掘進(jìn)速度mm/min泥巖2.532000300081010124565粘土1.02.5250035000683045復(fù)合地層2.03200035003581040602）渣土改良渣土改良主要是泡沫和水，降低刀盤、螺旋輸送機(jī)的油壓及盾構(gòu)推力，減小刀盤扭矩，減輕地層對(duì)

34、設(shè)備的磨損，提高掘進(jìn)速度和使用壽命。由于粘土的密實(shí)性好，添加劑不容易滲透到土層里，添加劑比泥巖地層少。具體參數(shù)如下：四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司項(xiàng)目水泥（kg）粉煤灰（kg）膨潤土（kg）砂（kg）水（kg）外加劑配比120028060750450按需要根據(jù)試驗(yàn)加入配比2180350150750500按需要根據(jù)試驗(yàn)加入3）同步注漿本區(qū)間同住注漿采用單液漿，注漿材料由水泥、粉煤灰、膨潤土、砂和水。由于在粘土地層中，管片上浮、錯(cuò)臺(tái)嚴(yán)重，對(duì)漿液的質(zhì)量要求高，漿液配比做過多次調(diào)整，主要有在泥巖和粘土地層中的配比有所不一樣，具體如下：在泥巖地層中，管片上浮小，錯(cuò)臺(tái)小，同步注漿采用

35、配比2；出現(xiàn)嚴(yán)重上浮和管片錯(cuò)臺(tái)破損后漿液配比調(diào)整為配比1，配比1的初凝時(shí)間更短，初凝時(shí)間23小時(shí)。根據(jù)綜合條件考慮，最終使用的第二種漿液配比。入段線注漿量能達(dá)到3.3m3/環(huán)以上，注漿壓力控制在2.5Bar以內(nèi)；出段線注漿量能達(dá)到4.2m/環(huán)以上，注漿壓力控制在2.0Bar以內(nèi)。盾構(gòu)接收前200環(huán)，注漿壓力控制在1.5Bar以內(nèi)。4）二次注漿在正常掘進(jìn)過程中，由于同步注漿的收斂，壁后存在一定間隙，且管片有上浮現(xiàn)象，再根據(jù)地表監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，我部在脫出盾尾后3-5環(huán)在管片頂部打孔進(jìn)行二次注漿，注漿采用水泥+水玻璃雙液漿。補(bǔ)漿量控制在0.5m左右，注漿時(shí)應(yīng)以注漿壓力控制為準(zhǔn)注漿壓力控制在0.30.4Mp

36、a。當(dāng)注漿壓力超過控制值時(shí)應(yīng)停止注漿。漿液配比：水泥采用P.O 42.5，水泥漿水灰比：0.8，水玻璃濃度40Be,配置時(shí)水泥漿與水玻璃體積比為2:1，注漿前調(diào)節(jié)各參數(shù)，使?jié){液凝結(jié)時(shí)間保持在30秒。成都地鐵3號(hào)線始于紅牌樓南站，終點(diǎn)天回鎮(zhèn)南站。本標(biāo)段為成都地鐵3號(hào)線一期工程土建6標(biāo)段，包括三個(gè)盾構(gòu)區(qū)間：熊貓大道站天回鎮(zhèn)南站盾構(gòu)區(qū)間、3號(hào)線出入段線盾構(gòu)區(qū)間及1、3號(hào)線聯(lián)絡(luò)線盾構(gòu)區(qū)間，共5個(gè)單線區(qū)間，全長6.5KM。區(qū)間隧道示意圖1、3號(hào)線聯(lián)絡(luò)線3號(hào)線出段線熊天區(qū)間正線3號(hào)線入段線天回鎮(zhèn)南站熊貓大道站出入段線接收井1號(hào)線明挖井3號(hào)線駟馬橋北站四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司3、

37、穿越多段300m小曲線施工風(fēng)險(xiǎn)控制及處理措施四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司天子家私生產(chǎn)廠房 圖1-1 入段線區(qū)間300m半徑轉(zhuǎn)彎線路平面圖 圖1-2 入段線區(qū)間300m半徑轉(zhuǎn)彎線路剖面圖低矮民房建筑群四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司盾構(gòu)區(qū)間曲線情況統(tǒng)計(jì)盾構(gòu)區(qū)間 線路總長（m） 曲線半徑 曲線長度（m） 占總長百分比 熊天區(qū)間 左線 1745.384 R=470m 241.479 13.80% 24.40% R=450m 185.286 10.60% 右線 1750.156 R=450m 236.145 13.50% 13.50% 出、入段線 出段線 1

38、317.744 R=460m 197.83 15% 57.50% R=350m 560.006 42.50% 入段線 879.921 R=300m 439.882 50% 50% 13號(hào)線聯(lián)絡(luò)線 956.43 R=300m 119.15 12.50% 84.90% R=300m 232.237 24.30% R=300m 460.031 48.10% 入段線從熊貓大道站站后引出， 入段線長879.921m（約734環(huán)）。出段線從天回鎮(zhèn)南站站前引出，出段線長1317.744m。隧道埋深在3.7m13.3m之間，線路最小半徑為300m，最大坡度36。 1、3號(hào)線聯(lián)絡(luò)線盾構(gòu)區(qū)間長956.43m（約7

39、98環(huán)）。隧道埋深在4.2m16.9m之間。最小半徑為300m。最大坡度34.9。四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司 盾構(gòu)機(jī)本身為直線形剛體，不能與曲線完全擬合。曲線半徑越小則糾偏量越大，糾偏靈敏度越低，軸線就比較難于控制。曲線上盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程中所穿越的孔洞將不再是理論上的圓形（實(shí)際為橢圓形），需要配套使用超挖刀裝置進(jìn)行超挖。1） 隧道軸線控制難度大，糾偏困難（1） 難點(diǎn)分析 隧道管片襯砌軸線因推進(jìn)水平分力而向圓曲線外側(cè)（背向圓心一側(cè)）偏移，在小半徑曲線隧道中盾構(gòu)機(jī)每掘進(jìn)一環(huán)，由于管片端面與該處軸線產(chǎn)生夾角，在千斤頂?shù)耐屏ψ饔孟庐a(chǎn)生一個(gè)水平分力，使管片脫出盾尾后，受到側(cè)向分力

40、的影響而向曲線外側(cè)偏移。 2） 水平分力作用下，管片易浮動(dòng)轉(zhuǎn)彎處管片受盾構(gòu)機(jī)推力分解示意圖 由于小曲率半徑內(nèi)側(cè)管片對(duì)盾尾的限制作用，在糾偏時(shí)盾尾平面變化將很小，但這樣也同時(shí)造成了管片外弧面的碎裂，有圖中箭頭為管片對(duì)盾構(gòu)產(chǎn)生的反力作用線。 當(dāng)盾構(gòu)由直線段進(jìn)入曲線段時(shí)，由于管片選型將外側(cè)行程補(bǔ)的急，往往會(huì)出現(xiàn)管片超前于盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)彎，隧道內(nèi)側(cè)的盾尾間隙就相對(duì)較小，導(dǎo)致盾尾跟管片間產(chǎn)生擠壓，使管片產(chǎn)生變形、碎裂。小曲率半徑內(nèi)側(cè)小曲率半徑外側(cè)3）盾尾間隙難控制四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司轉(zhuǎn)彎處管片因斜向受力破損示意圖 3） 對(duì)地層

41、擾動(dòng)大，容易產(chǎn)生較大的地面沉降。由于糾偏時(shí)的超挖，對(duì)土體擾動(dòng)增大而發(fā)生較大沉降。 4） 管片之間易發(fā)生錯(cuò)臺(tái)，管片易產(chǎn)生開裂和破損。管片存在一個(gè)水平方向的受力，會(huì)導(dǎo)致管片之間發(fā)生相對(duì)位移，形成錯(cuò)臺(tái)。由于管片的特殊受力狀態(tài)，管片與管片之間存在著斜向應(yīng)力，使得相當(dāng)多的管片因此破裂。四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司5） 滲漏水現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)重管片錯(cuò)臺(tái)導(dǎo)致止水膠條銜接不緊密；拼裝效果不好和止水膠條的破壞；管環(huán)外側(cè)的混凝土開裂（轉(zhuǎn)彎段因盾尾間隙減小過多，使得管片被盾尾鋼環(huán)刮壞），裂縫繞過止水膠條。 管片開裂導(dǎo)致漏水示意圖 四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司（2）解決方案及控制

42、措施向曲線內(nèi)側(cè)預(yù)偏2030mm盾構(gòu)機(jī)曲線設(shè)計(jì)中線小半徑曲線段盾構(gòu)推進(jìn)軸線預(yù)偏示意圖 1）盾構(gòu)的曲線推進(jìn)實(shí)際上是處于曲線的切線上，推進(jìn)的關(guān)鍵是確保對(duì)盾構(gòu)的頭部的控制，由于曲線推進(jìn)盾構(gòu)環(huán)環(huán)都在糾偏，須做到勤測(cè)勤糾，而每次的糾偏量應(yīng)盡量小，確保楔形塊的環(huán)面始終處于曲率半徑的徑向豎直面內(nèi)。盾構(gòu)推進(jìn)的糾偏量控制在24mm/1.2m； 2）為了確保隧道軸線最終偏差控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)給隧道預(yù)留一定的偏移量。 如圖所示，施工中通過對(duì)小半徑段隧道偏移監(jiān)測(cè)，適當(dāng)調(diào)整預(yù)偏量。3）控制左右油壓差 掘進(jìn)此段時(shí)，由于姿態(tài)變化頻繁，在糾偏過程中，左右油壓差較大，油壓差過大造成管片在水平方向上的分力較大，管片

43、之間容易發(fā)生相對(duì)位移，造成管片錯(cuò)臺(tái)。 在小曲率半徑軸線推進(jìn)過程中，調(diào)整左右油壓的差值是完成左右糾偏量的主要方法，而在同一曲線段推進(jìn)時(shí)，管片的超前量調(diào)整正好起到一個(gè)調(diào)整盾構(gòu)推進(jìn)方向的作用，如盾構(gòu)姿態(tài)良好，保持原有的千斤頂差值即能使盾構(gòu)保持良好姿態(tài)。L 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn)四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司4）做好管片選型：小半徑曲線轉(zhuǎn)彎的管片選型主要依據(jù)是線路軸線，以入段線區(qū)間的300m半徑曲線段為例，可計(jì)算出轉(zhuǎn)彎時(shí)的管片排版如下： 標(biāo)準(zhǔn)環(huán)、轉(zhuǎn)彎環(huán)關(guān)系圖 管片選型控制示意圖 通過計(jì)算在300m的圓曲線上，每隔1.899m要用一環(huán)轉(zhuǎn)彎環(huán)。入段線采用的

44、管片長度為1.2m， 5）盾尾間隙標(biāo)準(zhǔn)值為65mm，在圓曲線段掘進(jìn)時(shí)盾尾間隙變化較大，一般將盾尾間隙保持在6510mm范圍內(nèi)（由于急轉(zhuǎn)彎原因，可將范圍適當(dāng)放寬），一旦超過規(guī)定范圍值即需要使用彎環(huán)進(jìn)行調(diào)整。 小曲率半徑段，盾構(gòu)與管片間的間隙控制不僅會(huì)影響到管片的拼裝質(zhì)量，也會(huì)影響盾構(gòu)軸線的控制，若各區(qū)域間隙分布均勻（如圖1所示），將便于盾構(gòu)進(jìn)行糾偏，但在糾偏時(shí)千斤頂長度差值不可過大，防止盾構(gòu)尾與管片產(chǎn)生擠壓、摩擦作用，引起管片碎裂（如圖2所示）。（管片選型不對(duì)）盾構(gòu)外殼隧道管片圖 1圖2四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司測(cè)量項(xiàng)

45、目測(cè)量誤差測(cè)量項(xiàng)目測(cè)量誤差平面、高程偏離值（mm）5縱向坡度（）1里程偏離值（mm）5切口里程（mm）10橫向旋轉(zhuǎn)角（）36）通過調(diào)整仿形刀的設(shè)置，保證小曲線段盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)擬合設(shè)計(jì)線路； 7）掌握好左右兩側(cè)油缸的推力差，減小管片與盾尾的夾角及摩擦力，盡量地減小整體推力，實(shí)現(xiàn)慢速穩(wěn)轉(zhuǎn)的控制態(tài)勢(shì)；8）加密加勤人工移站測(cè)量及管片姿態(tài)復(fù)核，避免由此產(chǎn)生的軸線誤差。盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)姿態(tài)測(cè)量應(yīng)包括其與線路中線的平面偏離、高程偏離、縱向坡度、橫向旋轉(zhuǎn)和切口里程的測(cè)量，各項(xiàng)測(cè)量誤差滿足下表3-1要求： 表3-1 測(cè)量誤差表（單位：mm） 9）隧道每掘進(jìn)完成2環(huán)，在管片偏移的方向進(jìn)行二次注漿，從而抵抗管片的水平偏

46、移和上浮情況。 四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司10）隧道內(nèi)設(shè)縱向加強(qiáng)肋在管片脫出盾尾2-4環(huán)9點(diǎn)位管片螺栓孔處設(shè)置加強(qiáng)肋以增強(qiáng)隧道環(huán)、縱向剛度，控制其環(huán)向位移。加強(qiáng)肋采用雙拼22a槽鋼用鋼板焊接成型，用螺栓將其與管片的吊裝孔進(jìn)行連接，每榀連接3環(huán)管片，從而將脫出盾尾但壁后注漿未凝固處管片進(jìn)行固定，形成一組剛性體系，以加強(qiáng)隧道橫、縱向剛度。 圖3-4 入段線曲線段加強(qiáng)肋構(gòu)造圖 11）加強(qiáng)螺栓復(fù)緊每環(huán)推進(jìn)結(jié)束后，須擰緊當(dāng)前環(huán)管片的連接螺栓，并在下環(huán)推進(jìn)時(shí)進(jìn)行復(fù)緊，克服作用于管片推力產(chǎn)生的垂直分力，減少成環(huán)隧道浮動(dòng)。每掘進(jìn)完成1環(huán)，對(duì)上2環(huán)以內(nèi)的管片連接螺栓復(fù)擰一次。采取以上措

47、施后成型管片隧道較好，基本無錯(cuò)臺(tái)、破損、漏水。管片姿態(tài)較好，無侵限。四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司4、1-3號(hào)線聯(lián)絡(luò)線始發(fā)穿越興達(dá)民房風(fēng)險(xiǎn)控制（1）工程概況1、3號(hào)線聯(lián)絡(luò)線盾構(gòu)區(qū)間長956.43m。（隧道埋深在4.5m18.6m之間。本區(qū)間下穿7排興達(dá)民房，沙河，側(cè)穿赤虎橋、再下穿香瀾半島，隨后再下穿鳳凰渠和電力隧道，最后進(jìn)入駟馬橋北站盾構(gòu)井與正線相接。盾構(gòu)盾構(gòu)區(qū)間主要穿越稍密卵石、密實(shí)卵石、中密卵石等地層，局部有1米厚中沙和粉質(zhì)粘土層。最小半徑為300m。最大坡度34.9。盾構(gòu)機(jī)以34.9的大下坡坡度、半徑為300m的緩和曲線始發(fā)。 隧道拱頂埋深4.5m，始發(fā)后第6環(huán)到

48、第68環(huán)穿越興達(dá)公司自建民房群，并側(cè)穿欣河菀小區(qū)第7幢房屋。 盾構(gòu)隧道始發(fā)段平面關(guān)系圖盾構(gòu)始發(fā)與下穿興達(dá)民房縱斷面地質(zhì)關(guān)系圖四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司1、3號(hào)聯(lián)絡(luò)線盾構(gòu)穿越興達(dá)低矮民房地面注漿加固布置圖四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司（2）始發(fā)條件準(zhǔn)備措施1）前期調(diào)查2）洞門端頭大管棚加固措施3）房屋加固措施由于1、3號(hào)線聯(lián)絡(luò)線地層含水量豐富，地質(zhì)主要為砂卵石地層，在盾構(gòu)始發(fā)中，掌子面不穩(wěn)定，洞門處容易引起噴涌，水土流失，我部在盾構(gòu)始發(fā)前，對(duì)始發(fā)端頭采取降水措施，阻止始發(fā)中，由于水流動(dòng)帶動(dòng)砂層流失。在始發(fā)前，對(duì)端頭降水情況進(jìn)行檢測(cè)，是否滿足始發(fā)要求

49、。 降水施工端頭降水井布置圖水位觀測(cè)記錄表四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司 為保證盾構(gòu)施工的安全性，在延長大管棚及增加管棚數(shù)量加固的基礎(chǔ)上，再次增加延長鋼環(huán)的措施，確保盾構(gòu)施工能提前封堵洞門，以保證掌子面的穩(wěn)定性。延長鋼環(huán)延長鋼環(huán)預(yù)留鋼管 磨柱玻璃纖維筋（3）渣土改良重點(diǎn)控制措施成都富水砂卵石地層中盾構(gòu)掘進(jìn)所采取的渣土改良方法，主要包括渣土改良中改良劑的選擇、配比及參量的確定，最終使改良出來的渣土具有良好的流塑性、止水性，并且使地面沉降得到有效的控制。 1）富水砂卵地層中的特性：卵石含量高：卵石土地層中卵石含量70%以上，為該地層的骨架成分。砂含量高：砂卵石中砂含量高，含量

50、約1030%，呈透鏡體分布。顆粒間膠結(jié)物：膠結(jié)物廣泛分布于砂卵石中。漂石粒徑大：區(qū)間探井揭示漂石最大粒徑為250mm。地下水位：大部分區(qū)內(nèi)地下水位埋深約810m;受自來水廠長期取水的影響，。地層透水性：卵石土地層滲透系數(shù)高達(dá)25m/d，透水性強(qiáng)。卵石和漂石強(qiáng)度高：卵石和漂石單軸抗壓強(qiáng)度達(dá)55165MPa以上。 砂卵地層中掘進(jìn)對(duì)地層擾動(dòng)原理四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司2）改良劑的確定及配比、摻量 我們對(duì)膨潤土的改良效果在現(xiàn)場(chǎng)做了實(shí)驗(yàn)，水土分離的現(xiàn)象得到有效控制，如下：四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司為了讓渣土改良取得更好的效果，我們對(duì)膨潤土溶液的按不同

51、的配比分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)： 膨潤土靜漿拌至效果 膨潤土靜漿與卵石拌至效果通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，組的溶液濃度較稀，組和組溶液的濃度又較大，組的溶液效果最好，于是決定采用組溶液的配比。四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司最后得出渣土改良的配比及參量如下： 使用膨潤土溶液+泡沫溶液 膨潤土溶液： 水：膨潤土=100kg：52kg，即1m水加520kg膨潤土； 泡沫溶液： 使用CF=3%的泡沫，泡沫膨脹倍率FER=10；以上兩種溶液，膨潤土溶液的注入率為15%，泡沫溶液的注入率為15%，合計(jì)注入率為30%。 按照上述泡沫及膨潤土溶液的配比及注入率，下表給出了1050mm/min速度值下對(duì)應(yīng)

52、的膨潤土及泡沫流量： 四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司由于膨潤土需要一定的發(fā)酵時(shí)間，因此我們?cè)谥邪迳闲藿?個(gè)膨潤土池，如圖， 膨潤土池的總?cè)萘看蠹s為50m，同時(shí)在掘進(jìn)過程中用于渣土改良的膨潤土溶液的量約為5m/環(huán)。 膨潤土池情況 泡沫試噴效果 通過上述改良措施，能夠使渣土達(dá)到很好的流塑性、止水性。四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司（4）掘進(jìn)中技術(shù)措施總結(jié)1、3號(hào)線聯(lián)絡(luò)線盾構(gòu)區(qū)間始發(fā)及穿越興達(dá)民房群掘進(jìn)參數(shù)統(tǒng)計(jì)如下：1）掘進(jìn)速度為2060mm/min，每環(huán)掘進(jìn)時(shí)間控制在35 min以內(nèi)；2）推力：12001500T；3）土倉壓力：0.60.9bar； 4）

53、注漿壓力：1.32.4bar；5）注漿量：47m3；6）刀盤轉(zhuǎn)速：1.11.5 rpm；7）刀盤扭矩：23004500KN.m；8）泡沫注入正常原液比例 3；9）螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速：410 rpm，每環(huán)出土量：4244.5m3。推力10001500T 刀盤扭矩25003700KN.m四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司掘進(jìn)速度2060mm/min（4）土倉壓力根據(jù)盾構(gòu)機(jī)埋深及地質(zhì)條件計(jì)算土壓力，保持土壓力平衡，時(shí)刻監(jiān)控上部土壓力，通過掘進(jìn)速度與螺機(jī)出渣速度平衡，保證盾構(gòu)機(jī)上部土體的穩(wěn)定性。通過地面監(jiān)測(cè)情況，合理調(diào)整上部土壓，保證掌子面的穩(wěn)定與地面的安全。 洞門封堵后：上部土壓0.300

54、.43bar（注：始發(fā)中，洞門未封堵前，以欠壓控制掘進(jìn)） 。四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司（5）注漿壓力圖 洞門封堵后：注漿壓力0.20.8bar四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司（6）參數(shù)總體分析圖 總結(jié)：通過合理的穩(wěn)定的盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)，確保了盾構(gòu)施工的穩(wěn)定性及安全性，目前，1、3號(hào)線聯(lián)絡(luò)線已順利始發(fā)及安全穿越興達(dá)民房，地表沉降沒有一次沉降報(bào)警，地面處于安全穩(wěn)定狀態(tài)，隧道內(nèi)管片成型質(zhì)量良好。 四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)出渣量四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司（5）出渣量雙控措施 為了在砂卵石地層有效控制

55、地表及房屋沉降，我部對(duì)出渣量實(shí)現(xiàn)最嚴(yán)格的“重量”和“體積”雙控制度，1）體積控制出渣量體積控制主要以現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)渣土車每環(huán)出土體積與理論每環(huán)出渣體積作對(duì)比，計(jì)算掘進(jìn)是否超挖。2）重量控制出渣量重量控制措施為用龍門吊在倒土前后對(duì)斗車進(jìn)行稱重，記錄并計(jì)算當(dāng)環(huán)實(shí)際出土重量，再通過計(jì)算當(dāng)環(huán)理論重量相比較，得出當(dāng)環(huán)是否多出渣土。 四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司（6）掘進(jìn)中出渣異常情況及處理措施在1、3#聯(lián)絡(luò)線掘進(jìn)完57環(huán)、63環(huán)、64環(huán)后，出渣量體積體積達(dá)到三斗多，比平時(shí)出渣多出半斗，出渣重量57環(huán)100.1t，63環(huán)105.6t，64環(huán)107.2t，重量與體積均表示，盾構(gòu)掘進(jìn)已經(jīng)嚴(yán)重

56、超挖，地層土體已嚴(yán)重流失，盾構(gòu)上方已造成空洞。固我部立即采取措施，對(duì)出渣量異常環(huán)數(shù)地面位置鋪設(shè)鋼板，并馬上開始地面鉆孔及探測(cè)空洞，采取注漿方式對(duì)空洞進(jìn)行填充，對(duì)盾構(gòu)拱頂上方土層進(jìn)行加固。在盾構(gòu)機(jī)再掘進(jìn)4環(huán)后，增加同步注漿量，加強(qiáng)對(duì)管片后壁土體的加固。 出渣異常部位鉆孔注漿四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司1、3號(hào)線聯(lián)絡(luò)線盾構(gòu)區(qū)間拱頂主要地質(zhì)為雜填土、粉質(zhì)粘土、稍密卵石及部分中砂，地質(zhì)情況較差，盾構(gòu)掘進(jìn)施工后，會(huì)對(duì)地層擾動(dòng)較大，造成地層之間空隙，后期容易引起地面及房屋沉降等隱患，所以在1、3號(hào)線聯(lián)絡(luò)線盾構(gòu)掘進(jìn)施工中，對(duì)盾尾以后位置采取地面跟蹤注漿方式，對(duì)拱頂以上部分地層進(jìn)行加固

57、穩(wěn)定。 地面跟蹤注漿鉆孔照片地面跟蹤注漿現(xiàn)場(chǎng)照片四、各種地層的掘進(jìn)特點(diǎn) 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司五、施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)及處理措施 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司案例一：盾構(gòu)掘進(jìn)中噴涌（深圳地鐵）五、施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)及處理措施 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司分析地下水的來源：（前面：巖層裂隙水，后面：管片背部水）碴土改良，泡沫比例調(diào)整，注入膨潤土。開倉檢查刀具情況。調(diào)整螺機(jī)轉(zhuǎn)速。管片背部5環(huán)一道止水環(huán)。鉸接油缸規(guī)格（缸徑/桿徑-行160/80-150）共計(jì)14根,單根鉸接油缸在100r時(shí)的拉力: (0.082-0.042) 3.14103=15t。鉸接油缸總拉力:15 14=210t五、施工過程中

58、的風(fēng)險(xiǎn)及處理措施 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司案例二：盾構(gòu)區(qū)間洞門安裝問題 洞門鋼環(huán)安裝位置偏差 洞門環(huán)板預(yù)埋質(zhì)量問題五、施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)及處理措施 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司案例三：地鐵1號(hào)線南延線某區(qū)間盾構(gòu)機(jī)高程最大偏差達(dá)2.353米直接原因：（1）項(xiàng)目部測(cè)量人員未認(rèn)真核對(duì)測(cè)量文件，因操作導(dǎo)入錯(cuò)誤的右線計(jì)劃數(shù)據(jù)，在盾構(gòu)導(dǎo)向系統(tǒng)中生成了錯(cuò)誤的推進(jìn)計(jì)劃線，造成該區(qū)間右線盾構(gòu)隧道嚴(yán)重超限的質(zhì)量事故。（2）測(cè)量管理工作職責(zé)不清、責(zé)任不明，未建立現(xiàn)場(chǎng)原始計(jì)劃線導(dǎo)入和導(dǎo)入后的復(fù)核制度，致使現(xiàn)場(chǎng)錄入了錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。次要原因：（1）施工單位的項(xiàng)目管理不到位，未嚴(yán)格執(zhí)行人工復(fù)測(cè)，對(duì)盾構(gòu)自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)培

59、訓(xùn)不到位。（2）監(jiān)理單位工程監(jiān)管意識(shí)不到位，測(cè)量復(fù)核工作缺失，且未按要求及時(shí)進(jìn)行斷面核查與復(fù)測(cè)，對(duì)施工單位的盾構(gòu)姿態(tài)控制以及測(cè)量工作疏于管理。經(jīng)第三方測(cè)量單位實(shí)測(cè)該區(qū)間已完成管片姿態(tài)，其中第16-56環(huán)豎向偏差嚴(yán)重超限，其中第56環(huán)管片實(shí)測(cè)高程最大偏差2.01米。五、施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)及處理措施 中鐵三局集團(tuán)有限公司西南公司案例四：地鐵3號(hào)線某區(qū)間小曲線脫困導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)偏差-79mm2014年4月24日3號(hào)盾構(gòu)機(jī)拼裝完成900環(huán)后，停機(jī)等待高升橋站提供到達(dá)條件。2014年5月12日恢復(fù)掘進(jìn)，在試推過程中發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)推力達(dá)到3200t,鉸接壓力達(dá)到350bar，左右鉸接油缸行程均被拉伸至最大值150mm，且無法回縮。為了確保盾構(gòu)機(jī)順利脫困，盾尾和中前盾用鋼板連接，以防止推力過大導(dǎo)致鉸接油缸損壞。在推進(jìn)901環(huán)至905環(huán)過程中，發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)姿態(tài)無法控制，盾構(gòu)水平姿態(tài)變化至-79mm。原因分析