《4.3 《 盾构选型与—配，置
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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
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【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×】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《
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》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
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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
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》 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
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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
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》 ， ，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
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》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—
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— 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
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》 ： 面板式刀盘与辐】条式：刀盘的特点对比见表！。1
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表—1 面板》式刀盘与辐条—式刀：盘特：点对比
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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
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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
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— ，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，
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！刀盘主驱动》方式特？点对比见表》2
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表2 —刀盘主驱《动方式特《点对比
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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【
，。
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》 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；—
《
？。 】 α1？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》.5：r／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】.5：r／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)！；
】 ： ？。 ： ：F，1盾体？的摩擦阻《力(kN)；
【
【 ： ？ ， F？2盾尾与管》。片间的？摩擦阻力《(kN)；》
】 ？ F—3开挖面的支撑【压力(kN)；
】
！ F【4，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
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，
盾构总推！力可按下列》经验计算公》式，复核
《
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— ， 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》／m：2硬岩？地层不宜低于—1250kN／【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！
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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】。
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？4.3.《9，。。 泥？水循环系统有直接】控制和间接控制两】种类型
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？ ？ 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
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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》
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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
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