， ？4.3  盾构【选型与配置》 【 ，4.3.1》  盾？构施工段工程地质】的复杂性主》要，反映：在基础？地质(主要是—围岩岩性)》和工程地质特—性的多变方面盾【构选型时应综—合考虑并对不同选择！进，行风险分析后择【其优者从保》。持工作面的稳定、】控制地面《沉降的角度来看使用！泥水平衡《。。盾构要比使用土压】平衡盾构的效—果好一些特别是在】江河湖等水域、存在！密集的建(构)【。筑物以及上软下硬的！地层中施工时采用泥！水平衡盾构还可【以降低？地质变化差异大造成！的施工风险在特殊】施工环境中施工安全！是盾构？选型时？的一项极其重—要的因素盾构选【型的主要方法包【括地层渗透系数法】、地层颗粒级配【法等  ！  ： 地层渗《透系数法当地层的渗！。透系数小于10-7！m／s时可》选用土？压平衡盾构；当地】。层的渗透系数为1】.0×10-—7m／s～》1.0？×10-4m／s时！既可以选用土压平】衡盾构？也可以？选用泥水平》衡盾构；当地—层渗透系数》大于1.0×1【0-4m／s时宜选！用泥：水平衡盾构对于渗水！系数：较大的地层如果采】用，土压平衡式盾—构施：工螺旋输送机“【土，塞效应”难以—形成：。螺旋输送机出—渣，会发生大量“喷涌”！现象这样对施工非】常不利；同时土仓】压力波动《大地面沉降很—。难控制对于渗透【系数较小的》隧道：如果采？用泥水平衡式—盾构施工《主要制约《因素是？隧道渣土《排放：需要：较，长的：管道：及，需要昂贵的泥水处理！设备在环境要求【。高的场？合还应采用渣—土压滤设备同—时耗费？大量的膨润土—。工程：造价较？高 ？    【 地层颗《粒级配法《土压平衡盾构—主，要适用于粉土、粉】质黏土、淤泥质【粉土：、粉砂层等地层【的施工；砾石粗【砂地层宜选用泥水平！衡盾：构施工；粗砂、【细砂：地层既可选用泥水平！衡盾：构也可在土质改良】后选用土《。压平衡盾构；含【漂石、？砂卵石地层宜选用土！。。压平衡盾构当岩【。。土中的？粉粒和？黏粒的总量达到4】0，。％以：上，时通常会选用土【压平衡盾构相反的】情况则选择泥水平衡！盾构比较合》。适 ？ 4》。.3.2《 ， 盾构选型主要依】据工程地质及水文】条件、隧道线—路和结构《设计要求周边环【。境条件采用的辅助】施工方法以及—施，工安全、环》。保和工期要求并结】合以往施《工经验？等方面因素综合判】。断  】   ？1  工程地质及水！文地质条件包括地层！岩性及分布》状况、地层软硬程度！、地下水位、地层渗！透性等同时要—特别注意大》。粒径：卵砾：石地层？、漂石、高灵敏【度软：土、松？散沙层、软》硬混合地层、地中】障碍：物、可燃及有害气】体等 《   —  2  隧—道线：路及结构设计条件包！括线路平纵》断面(最小曲线半】径、最大坡度)【。、建筑限界、隧道】埋深、连《续掘进长度、—衬砌结构形式及【分度参数等 ！   《 ，。 4  《环境条件包括—工程周边的建(构】)筑物状况、地下管！。线情况、道路交通状！况、控制沉降—要求盾构施工过程】中应注重对》环境：的保护？防止：施工过程中产生【的废弃？物、噪声等》对，环境产生污染对泥水！平衡盾构而言—泥浆：处理不彻底泥浆【中的悬浮或半—悬浮状态的细土颗粒！不能完全分离出来弃！。浆，量大会对周》围环境造成影—响 》 4.3.—4  刀盘》是盾构？的关键？。部件：。其，质量和？性能直接影响土体开！挖效率？以及施工质量—和安全刀盘的结构和！刀具等应《满足地质《条件：和工程要《求等 》 ？    2》  砂土、粉土和】黏性土地《层宜采用辐条式【结构或？开口：率较大的《面板式结《构复合地层》宜采用面板式—结构泥水平衡盾构】一般采用面板式【刀盘土压平》衡盾构？根，据，工程地质可选用面板！式或辐条式刀盘 ！。 ：    》 采用？面板式刀《盘时由于渣土经【。刀盘：面板的开口》进入开挖仓开挖【仓内：的土压力《与开挖面的土压【力之间产生》压力降其大小—受，。面板开口的影—响，不易确定从而使得】开挖面的土压力不易！控，制由于受面》板开口率的影响【渣土进入《开挖仓不顺》畅、易粘《结，和易堵塞面板式刀】盘的优？点是通过刀盘的开】口可：以限制进《入开挖？仓的卵石《粒径：在风化岩及软硬不】均地：层或上软《下硬地层掘进时【应采用面板式—刀，盘 —     辐条【式，。刀盘渣土流动顺畅不！易粘结？和，堵塞由？于没：有面板的《。阻，挡渣土从开挖面进入！开挖仓时没有土压力！的衰减开挖面—土压等于测量土【压因而能对土压进】行有效的管理能有效！地控：制地面沉降因此辐】条式刀？盘，对单一软土地层的适！。应性比面板式刀盘好！ 《 ，   ？  ：面板式刀盘与辐【条，式刀盘的《特，点对比见表1 】 《表1  面板式刀】盘与辐条式》刀盘特？点对比 》 ，。 《 ， ？ ，   ？ 3 ？ 刀具配《置是盾构刀具—设，计中非？常重要的内》容其配置《是否适合应用工程】的地质条件直接【影响刀盘的》使用寿命、切削【效，果，、出土状《况，、掘进速度和施【工，效率等 《 ：   》  切刀和刮刀等切！。削类刀具一》般适用于砂、卵【石，、黏土等松》散地层？。岩石强度较大时应】配置滚刀 ！。 4.3.》5  刀盘主驱动】是刀盘的动》。力系统应根据—地质条件、环境【和，施工要？求等确定主驱—动形式、刀盘转速和！驱动主？轴，密封  ！。   1《  ：。刀盘主驱动形式主要！分为：两种变？频电机驱动和—液，压驱动变频》电机驱动《设备：费用高但是具有较高！的传动效率较低的】。能源消耗；液压驱】动具：有良好？的抗冲击能力和过载！保护性能维修保养】相对简单《可靠：性高因？此两种驱动》方式在盾《构上都得《。。到，广泛的使用变—频电机驱动适—用于较为单》一地质扭矩突变情况！较少的地层》；液压驱动能够【适应所有地质—但配：置较：。大驱动功率》时系统复杂》可靠性？有所下降《 ： ，     刀】盘主驱动方式特【点对比见表2 】。 《表2 ？ 刀盘主驱》动方式？特点：对比 《 】。     刀【盘最大设计扭—矩指刀盘机》构所：能提：供的最大扭》矩主要考《虑切削土体阻力及附！加阻力刀盘扭矩计】算可：按下式？计，算 ？ —。 ？   ？  ：。式中T刀盘装备【总，扭矩(？kN·m)》； — ，         ！ D刀盘外径—(m)？。；，  【 ，        】α扭矩系数α—＝α1×《α2×α0》土压平衡盾》构不宜？小于：16； 】         ！  ：α1：支承系数；》 《      【     α2【土质系数； 】 ？  ：。        α！0稳定掘《削，扭矩系数 ！   ？。  2  在复合】。地层施？工时刀盘应具有较大！的，转速范围刀盘转速】宜达到2.5r【／min以》上但：刀盘转？速较高时对软弱【围，岩的扰动《较大有可能造成【。围岩失稳而坍塌因此！在软：弱围岩的地质情【况下刀盘转速主要】选，。用低：速如地层《有全：断面硬岩刀盘最【大设计转速应达到1！.5r／min【以，上 【4.3.6  【盾构推进阻力的【总和应按下式—计，算 《 【 ：    式中Fz推！进阻力的总和(kN！)； 】   ？    《。  ： F1？。盾体的摩擦阻力【(kN)； 】   》        F！。2，盾尾与？管，片，。间的摩擦阻力—(kN)； — ， ， ， ，     》      F3】开挖面的《支撑压力(k—。。N)； ！         ！ F4后配套拖【。车的：拖拉力(kN)； ！ 《      —。     F5刀盘！。上，。刀，具的：推，力(kN) 【  》   ？系统配备的》最小推力应按下式计！算 《 ， —     式【中τ安全系数 【  —  ： 盾构总推力可按下！列，经验计算公式复【核 【    ！ 式中F盾构—装备总推力(kN】)； 》 ，        ！   F′单位推】力(开？挖面单位面积—的推力单位》kN／m2)软土地！层不宜低于1—050kN／—m2硬岩地层不宜低！于，。1250kN／m】2； ？ ，      ！  ：   A开》。挖断面面积》(m2) 】 ， 4：.3.7 》 管片？拼装：机应具有锁紧、【升降、平移、回转】、，仰俯：、横：摇和偏？转七：种动作能力除—。锁紧动作外的其【余六种动作与—。管片的六个自由度相！对应管片《的拼装精《度主要依《。靠拼装机的调整性】能拼装机必须—把管片精确》定位并形《成足以压紧》。管片的接触压力因】此管片拼装》机各动？作需准确可靠—操作安？全方便 【。 4.3.8【  按？照螺旋轴的形式不同！可以分为《轴式螺旋输送机【和，带式螺旋输》送机当？地质为一般性—土砂、卵石时可【采用轴式螺旋输送】机，；当地？质为较大《颗粒砂？砾，和块石且含水—量很少时可采—。用带式？。螺旋式？输送机 ！4.3.9  泥】水循环系统有直【接，控制和间接控制两】种类型？  【   直接控制型】泥水循环系统结【构简单渣土在泥水】仓内直接进入排浆口！少有堵塞问题但必须！对盾构区间地质勘探！得非常？。清楚确保《区间地层不含—大于排？浆口直径的卵砾石 ！   【 ， 间接控制型(气】垫式)泥水循环【系统：的，特征是设有气—垫仓其破碎》机设在？气垫仓内开挖的【渣土进入盾构机上第！一个排？浆泵之？前预先经过破碎机确！保大块？的卵砾石《预，先经过破碎才—进入排浆口》因此在？区间：地层中含有》大块卵砾石时间接】。。控制：型(气垫《式)泥水《盾构仍可适用 ！ ， ，。 4.3.10【  为确《保小半？径曲：。。线隧道顺利》。施，工盾构一般配置【有铰接装《置，铰接形式主要有【被动铰接《和主动铰接》两种被动铰接的铰接！油缸只承受尾—盾的摩擦阻力所以】铰接力小盾构姿态靠！推进液压缸控制主】。。动铰接可使刀盘【回，退方便？换刀主动铰接与推】进液压缸配合—。使用有利于小半【径曲：线隧道掘进》过程：中纠偏及掘》进姿态控制 ！ 4.3.—13  盾构掘进管！理系统除具备—。实时显？。示，与存储盾构》各，种参数外《还，应具备环号计算【、每：环注浆量等》基本统计分析—功能为方《便相关单位对盾【构，进行：远程：。管理通常需要—开放盾构主控—系统：中PLC(可编程逻！辑，控制器？)控制器《的各：变量地址或开放掘进！管理：系统：中变量的数》据结构表等实现与】导向系统数据交互】 ：