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1.0×1】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×】α，2×α？0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／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／mi—n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(k【N)； 】  ：   ？   ？   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【(k：N)； 》 ？       【    F4后配套！。拖车：的拖拉力(kN【。。)，； 《。      】。     F5刀】。盘上刀具的推力(k！N，) 》。   《 ， 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》0kN／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 — 4.3.13【  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 《