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1》0，-7m／s时可选】用土压平衡盾—构；：当地层的渗透系数为！1.：0×1？0-7m／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(【kN·m)； 【。 ：     【      D刀】盘外径(m)； 】 ，。 《         ！ α扭矩系数α＝α！1×α2×α0土压！平衡盾？构，。不宜小于《16； —  《   ？      α【1支承系数； 【    】       【α2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／m】in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【。)； ？ ？。      【 ，  ：  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，1050kN—／m2硬岩地层不】宜低于125—0，k，N／m2《； ？。 ，     【      —。A开挖断面面积(m！。2) 【 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 《