， ， 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—10-7m／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，×10-《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》40％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(k！N·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1【6，； ？     】      α1支！承系：数； 【。         ！。  α？2土质系数》； ：。   【       【 α0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／m【in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)； ！ ，    —。       【F2盾？尾与管片间的—摩擦阻力(kN【)； 】    《      —F3开挖《面的支撑压力(kN！)； 《      ！    《。 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《1050k》N／m2硬》岩地层不宜低于1】25：0k：N／m2； ！   《  ： ，     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：.1：3  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 —