1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 目錄專心-專注-專業(yè)第一章 工程概況1.1工程概況寧高城際軌道交通二期（剩余段）土建施工NG-TA01標(biāo)段盾構(gòu)區(qū)間起訖里程為DK4+350DK6+450，盾構(gòu)隧道長度為2100m（雙線延米）。區(qū)間隧道采用盾構(gòu)施工法。隧道軸線間距離13.5m。管片外徑6200mm，管片內(nèi)徑5500mm,管片厚度350mm，環(huán)寬1200mm。表1隧道相關(guān)參數(shù)表盾構(gòu)區(qū)間上行線長度m下行線長度m最小曲線半徑最小埋深最大埋深最大縱坡區(qū)間210021001000m6m16m26 工程區(qū)域附近市政道路有將軍大道、徒蓋東路，進(jìn)出場道路采用臨時(shí)混凝土便道。盾構(gòu)區(qū)間沿線穿越范圍內(nèi)地面建（構(gòu)）筑物主要為

2、徒蓋東路、農(nóng)田、荒地和河塘。平面圖見圖1 圖1隧道區(qū)間平面圖.1.2 隧道區(qū)間地質(zhì)概況 本標(biāo)段區(qū)間隧道穿越地層主要以J3l-2強(qiáng)風(fēng)化安山巖、J3l-3中風(fēng)化安山巖為主，其余部分穿越地層為粉質(zhì)粘土、含卵礫石粉細(xì)砂（卵礫石含量為5%-15%），少量殘積土。沿線下伏全中風(fēng)化安山巖，天然狀態(tài)下強(qiáng)度高，平均值66.8Mpa。隧道區(qū)間地質(zhì)概況見圖2。圖2隧道區(qū)間地址概況圖里程地層類型長度（米）最大強(qiáng)度MPaCK4+350CK4+497復(fù)合地層14740.9CK4+497CK5+230巖層733120CK5+230CK5+490復(fù)合地層26059CK5+490CK5+580巖層9027.8CK5+580CK

3、5+920復(fù)合地層34097.1CK5+920CK6+450巖層5301091.3 盾構(gòu)區(qū)間地質(zhì)情況表2盾構(gòu)區(qū)間主要穿越地層一覽表時(shí)代成因?qū)?號地層名稱顏色狀態(tài)特征描述J3lJ3l-1安山巖紫色全風(fēng)化風(fēng)化強(qiáng)烈，巖芯呈砂土狀，夾少量硬塊狀，結(jié)構(gòu)基本破壞。巖體基本質(zhì)量等級為類。J3l-2安山巖紫色青灰強(qiáng)風(fēng)化風(fēng)化強(qiáng)烈呈砂土狀，夾少量中風(fēng)化硬塊，遇水易軟化。巖體基本質(zhì)量等級為類。J3l-3安山巖紫色青灰中風(fēng)化節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體較完整，局部巖體較破碎，屬較硬巖堅(jiān)硬巖，巖體基本質(zhì)量等級為類。J3l-3p安山巖紫色青灰中風(fēng)化節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，屬較軟巖較硬巖，局部為軟巖，巖體基本質(zhì)量等級為類。J3l-

4、3r安山巖紫色中風(fēng)化節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎，屬軟巖較軟巖，巖體基本質(zhì)量等級為類。1.4 盾構(gòu)區(qū)間水文情況 地表水、地下水一般不發(fā)育，上層粘性土富水性和滲水性較差，下部基巖層全-強(qiáng)風(fēng)化一般富水性和滲水性中等，中風(fēng)化層一般富水性和滲水性較差。根據(jù)勘察揭示的地層結(jié)構(gòu)和地下水的賦存條件，本段地下水類型主要為松散地層中的孔隙水，其次為基巖裂隙水。不具備噴涌和流砂條件。表3地層滲透系數(shù)及透水性評價(jià) 層號巖土層名稱滲透系數(shù)（經(jīng)驗(yàn)值）（×10-6cm/s）透水性評價(jià)水平kh垂直kV-2d3-4松散稍密細(xì)砂中砂2000中等透水-3b2-3軟可塑粉質(zhì)粘土3840弱透水-1a+b1-2可硬塑粉質(zhì)粘土、粘

5、土12微不透水-2b2-3軟可塑粉質(zhì)粘土26微透水-2a+b3-4流塑粉質(zhì)粘土、粘土330弱透水-3a+b1-2可硬塑粉質(zhì)粘土、粘土14微不透水-4e中密密實(shí)含卵礫石粉細(xì)砂3000中等透水可硬塑殘積土510微透水J3l-1全風(fēng)化安山巖20弱透水J3l-2強(qiáng)風(fēng)化安山巖20弱透水J3l-3中風(fēng)化安山巖10微透水J3l-3p中風(fēng)化安山巖650弱透水J3l-3r中風(fēng)化安山巖50弱透水1.5 工期要求 左線盾構(gòu)到達(dá)時(shí)間：2015年1月5日 右線盾構(gòu)到達(dá)時(shí)間：2015年2月1日 計(jì)劃工期8個(gè)月。平均日掘進(jìn)9環(huán)，其中考慮每臺盾構(gòu)機(jī)換刀三次，每次換刀15天，每臺盾構(gòu)機(jī)從始發(fā)到貫通需240天。第二章 本工程重點(diǎn)

6、難點(diǎn)分析盾構(gòu)區(qū)間主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)： 1、下穿徒蓋西路，徒蓋西路兩側(cè)埋設(shè)有天然氣管道、供水管道、通訊光纜、電線管道。 2、機(jī)場一期既有線和機(jī)場跑道盡臺距離隧道區(qū)間70108m,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算本區(qū)間隧道對地面的影響范圍為隧道軸線附近25.2米。工程特點(diǎn)： 1、隧道區(qū)間存在有軟土地層，軟硬不均地層和硬巖地層三種地層；2、 盾構(gòu)區(qū)間較長，單線單區(qū)間2100米； 工程主要難點(diǎn)： 1、區(qū)間約有1Km為全斷面巖層，地層硬，掘進(jìn)難度大。 2、工期緊張，完成2100米復(fù)雜地層盾構(gòu)掘進(jìn)只有8個(gè)月，平均日進(jìn)需達(dá)到9環(huán)即10.8米。第三章選型依據(jù)及主要參數(shù) 3.1 本工程區(qū)間隧道施工對盾構(gòu)機(jī)的技術(shù)要求 1、良好的土層切削能力

7、；（刀盤及主驅(qū)動系統(tǒng)，推進(jìn)系統(tǒng)） 2、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的土壓平衡控制能力；（土壓控制系統(tǒng)） 3、良好的地層填充能力；（注漿系統(tǒng)及后方臺車二次注漿臺） 4、良好的止?jié){能力；（盾尾密封系統(tǒng)） 5、良好的土壤改良能力；（泡沫系統(tǒng)） 6、精準(zhǔn)的盾構(gòu)掘進(jìn)導(dǎo)向能力；（導(dǎo)向系統(tǒng)） 7、可靠的安全裝置保護(hù)換刀操作人員安全。（人閘系統(tǒng)） 3.2針對施工難點(diǎn)設(shè)備的針對性設(shè)計(jì) 考慮本工程地層硬，掘進(jìn)難，工期緊的情況，盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行的針對性技術(shù)要求： 1、優(yōu)化刀盤設(shè)計(jì)，采用合理的開口率及耐磨保護(hù)，提高在硬巖地層的適應(yīng)能力。 2、增加刀具數(shù)量配置，加強(qiáng)刀箱和刀具的耐磨保護(hù)。 3、土壤改良系統(tǒng)配置有6個(gè)泡沫管路，采用的是單管單泵設(shè)

8、計(jì)。 4、螺旋機(jī)與一般配置相比，在外護(hù)筒內(nèi)表面及螺桿部位都進(jìn)行通體的耐磨保護(hù)措施。根據(jù)投標(biāo)文件和本標(biāo)段地質(zhì)水文及地面建筑情況，綜合考慮區(qū)間風(fēng)險(xiǎn)源的控制和重難點(diǎn)施工的需要，我公司擬選用2臺全新德國海瑞克復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)用于本標(biāo)段盾構(gòu)施工。3.3 盾構(gòu)機(jī)參數(shù)項(xiàng) 目內(nèi) 容技術(shù)參數(shù)項(xiàng) 目內(nèi) 容技術(shù)參數(shù)工程條件適應(yīng)地層中風(fēng)化安山巖、強(qiáng)風(fēng)化安山巖鉸接液壓缸數(shù)量14最小曲率半徑250m推力715 kN/單個(gè)最大縱坡±40盾尾密封鋼絲刷密封3道（寬刷型）最大覆土厚度30m螺旋輸送機(jī)最大輸送量385m3/h管片尺寸外徑×內(nèi)徑×環(huán)寬6.2×5.5×1.2m螺旋

9、機(jī)外徑D=800 mm盾構(gòu)尺寸切口環(huán)直徑6450 mm轉(zhuǎn)速022.1 r/min盾尾直徑6430 mm功率200 kW本體長度8610mm皮帶輸送機(jī)輸送距離65m刀盤刀盤直徑6480 mm寬度800 mm最大扭矩7476 KN-m功率30kW額定扭矩6219 KN-m最大輸送量450 m3/h轉(zhuǎn)速（正反轉(zhuǎn)）03.5rpm管片拼裝機(jī)軸向行程2000mm開口率36%回轉(zhuǎn)速度01.0 rpm功率945 kW回轉(zhuǎn)角度+/-200推進(jìn)液壓缸最大推進(jìn)速度80mm/min導(dǎo)向系統(tǒng)全站儀和棱鏡之間的角度精確性2S最大總推力42575KN激光靶角度測量精度±1mm /m數(shù)量16對變壓器容量2000KV

10、A行程2200mm盾構(gòu)總長包括車架79m同步注漿系統(tǒng)注漿機(jī)型號SKP-12泡沫系統(tǒng)泡沫管路數(shù)量6泡沫噴口數(shù)量17儲漿罐容量7m3最大流量20m3/h水泵流量18m3/h泡沫泵流量300l/h最大壓力30bar3.4 盾構(gòu)機(jī)簡圖盾體簡圖3.5 擬選盾構(gòu)情況盾構(gòu)機(jī)型號海瑞克土壓平衡盾構(gòu)機(jī)EPB-6450使用地段寧高城際軌道交通二期NG-TA01標(biāo)盾構(gòu)區(qū)間生產(chǎn)完成時(shí)間2014年4月設(shè)計(jì)壽命10000m已推進(jìn)里程0設(shè)備狀態(tài)全新設(shè)備備注出廠前進(jìn)行驗(yàn)收3.6 盾構(gòu)機(jī)后配套簡圖一號臺車右側(cè)圖一號臺車左側(cè)圖二號臺車右側(cè)圖二號臺車左側(cè)圖第四章盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)性分析4.1 盾構(gòu)機(jī)組成 土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)施工體系主要由刀盤

11、系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)、出土系統(tǒng)、管片拼裝系統(tǒng)、同步注漿系統(tǒng)、泡沫注入系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、測量系統(tǒng)及后配套臺車等系統(tǒng)組成。 盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)時(shí)，16組雙缸千斤頂伸出，頂在后方管片上向前行走。同時(shí)，刀盤轉(zhuǎn)動切削前方土體，土體在刀盤后土倉內(nèi)建立一定土壓力與外部土壓力平衡，即在前方建立了臨時(shí)支護(hù)面。螺旋輸送機(jī)不斷的把前方多余土方通過皮帶輸送機(jī)輸送到后方土箱車內(nèi)。與此同時(shí)，盾尾處進(jìn)行同步注漿，填充開挖后形成的空隙量。整個(gè)掘進(jìn)系統(tǒng)由PLC電路采集信號，達(dá)到采集、處理、診斷的回路模式。測量系統(tǒng)由前方三個(gè)棱鏡組、全站儀、后視棱鏡組成，進(jìn)行同步測量監(jiān)控，指導(dǎo)施工。4.2 刀盤和刀具 針對難點(diǎn)：復(fù)合地層和全斷面巖層施工，對

12、刀盤和刀具進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。 刀盤采用4輻條+4面板的設(shè)計(jì)形式，開口率為36%。在保證刀盤剛度、強(qiáng)度和刀具數(shù)量基本不變的前提下，保證了開口的均勻布置，并加大了刀盤中心開口率（約40%） ；刀盤不僅有助于隧道開挖面的剛性支護(hù)，也能保證渣土的流暢排除。根據(jù)海瑞克的經(jīng)驗(yàn)和預(yù)料的地質(zhì)狀況，采用安裝了滾刀和鏟刀的刀盤。在刀盤設(shè)計(jì)中，硬巖刀具（滾刀）可以根據(jù)地質(zhì)情況換成軟土刀具（齒刀）。 刀盤簡圖刀具布置圖紙 刀間距示意圖刀具中心雙刃滾刀單刃滾刀刮刀邊緣弧形刮刀邊緣保徑刀面板貝殼刀數(shù)量4把37把56把8把4把8把 滾刀：滾刀帶有高度耐磨的合金齒切削環(huán)，刀圈直徑17寸。刀箱焊接Hardox耐磨保護(hù)塊。 刮刀：

13、軟土刀具有高耐磨的鋼刀體和高質(zhì)量的硬質(zhì)合金刀刃。刮刀兩側(cè)采用耐磨焊絲保護(hù)。 鏟刀：鏟刀的前刀面硬質(zhì)堆焊刀刃，同時(shí)刀具后端由硬質(zhì)合金球齒保護(hù)。 所選盾構(gòu)共配置117把刀具和2套液壓式刀具磨損檢測裝置。滾刀與刮刀、鏟刀高度差為35mm?？紤]到本工程地質(zhì)有35%左右的長度為全斷面巖層、石英含量高的特點(diǎn)，正面單刃滾刀的刀間距 110mm調(diào)整為90mm,并且在每個(gè)面板增加兩把貝殼刀，增加滾刀刀具數(shù)量，提高了刀盤在硬巖地層的破巖效率 。所有的滾刀，刮刀和鏟刀都可以從刀盤后部更換。4.3驅(qū)動系統(tǒng)扭矩計(jì)算： 拌和扭矩扭矩M1=136.22KNm,刀盤支撐臂扭矩M2=72.3KNm,軟土刀具扭矩M3=136.7

14、4KNm,滾刀扭矩M4=118.91KNm,土倉填充物扭矩M5=2428.7KNm 計(jì)算時(shí)，假設(shè)在有4bar 壓力的地層中掘進(jìn)并進(jìn)行土壤改良的狀況下，刀盤轉(zhuǎn)速0.8轉(zhuǎn)/分 所需總扭矩M=1.2×（M1+M2+M3+M4+M5） =3470KNm 針對難點(diǎn)：復(fù)合地層和全斷面巖層施工，對驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。l 采用直徑3m的主軸承替換常用的2.6m的主軸承。功率945kW、9個(gè)液壓馬達(dá)驅(qū)動，刀盤額定扭矩6219KNm，脫困扭矩達(dá)到7476KNm。l 理論需要的刀盤扭矩為3470kN-m,滿足本工程需要。轉(zhuǎn)速：03.5r.p.m ，使用壽命：10000小時(shí)以上驅(qū)動系統(tǒng)簡圖4.4推進(jìn)系統(tǒng)

15、取最不利施工截面計(jì)算水土壓力：壓力計(jì)算圖示：水土壓力數(shù)值表刀盤的中心土壓Pd90.5 kN/m2盾構(gòu)機(jī)外面水平上部土壓P261.4 kN/m2削切面水壓（中心部）Pw250.0 kN/m2盾構(gòu)機(jī)外面水平垂直下部土壓P392.1 kN/m2盾構(gòu)機(jī)外面垂直上部土壓P0122.8 kN/m2盾構(gòu)機(jī)外面垂直下部土壓P0'173.4 kN/m2 經(jīng)海瑞克計(jì)算(詳見附件一)， 盾構(gòu)機(jī)可運(yùn)用的總推力須大于38688KN,盾構(gòu)機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)額定扭矩須大于3470KN。 推進(jìn)系統(tǒng) 擬選盾構(gòu)的推進(jìn)系統(tǒng)共有千斤頂16組，單組油缸最大推力2660KN，行程均為2200mm，能夠滿足F塊在任何位置的拼裝需求。總推力

16、42575kN，理論需要推力38689kN，能滿足本工程需要。推進(jìn)千斤頂壓力控制分上、下、左、右可分別進(jìn)行獨(dú)立控制的分區(qū)，能夠滿足隧道掘進(jìn)糾偏要求，配備4套千斤頂內(nèi)置式行程及速度傳感器，行程顯示可逆并能準(zhǔn)確、直觀地顯示隧道掘進(jìn)機(jī)千斤頂伸縮值和速度。推進(jìn)速度080 mm/min可調(diào)。4.5螺旋輸送機(jī) 螺旋輸送機(jī) 在本標(biāo)段施工中，以較快的8cm/min速度掘進(jìn)，單位出土量為190m3/h。盾構(gòu)機(jī)配置的可伸縮軸式螺旋機(jī)，理論出土能力為385m3/h，能夠滿足施工需求。螺旋輸送機(jī)可方便地對外護(hù)筒、螺旋葉片進(jìn)行維修。螺旋輸送機(jī)螺旋葉片和外護(hù)筒的內(nèi)表面通長焊有合金耐磨塊；設(shè)有斷電緊急關(guān)閉裝置,密封可靠。在

17、斷電情況下排土門可全程開閉1.5（閉開閉）次；配置單閘門系統(tǒng)，若出現(xiàn)噴涌險(xiǎn)情時(shí)，可及時(shí)快速關(guān)閉閘門。4.6 渣土改良系統(tǒng) 針對難點(diǎn)：復(fù)合地層和硬巖地層施工，對泡沫系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì) 盾構(gòu)機(jī)一般只配置4個(gè)泡沫發(fā)生器，所選盾構(gòu)配置了6個(gè)泡沫發(fā)生器，且實(shí)現(xiàn)了單管單泵設(shè)計(jì)，提高了渣土改良效果，降低了泡沫管路的堵塞問題。在刀盤、土倉倉壁及螺旋輸送機(jī)等部位均設(shè)有添加劑注入管路和注入口，可以向相應(yīng)部位注入土體改良材料，改良土層性質(zhì)。泡沫系統(tǒng)能自動和手動控制流量, 兩套系統(tǒng)相互獨(dú)立。通過液壓油可以方便地對所有的添加劑管路及注入口進(jìn)行清洗。在盾殼前部圓周設(shè)計(jì)有8個(gè)超前鉆孔，土倉隔板上設(shè)有4個(gè)超前鉆孔，在地層不穩(wěn)

18、定的地方可在管片拼裝機(jī)上安裝超前鉆機(jī)，對盾構(gòu)機(jī)前方的底層進(jìn)行鉆孔和注漿作業(yè)，進(jìn)行地層的加固和渣土的改良，確保盾構(gòu)機(jī)安全可靠地通過不良地質(zhì)段。最大超前鉆探距離為30m.渣土改良系統(tǒng)能夠滿足本盾構(gòu)區(qū)間地層的推進(jìn)要求。泡沫系統(tǒng)圖泡沫注射口統(tǒng)計(jì)表注射口的位置數(shù)量刀盤5壓力倉4螺旋輸送機(jī)2×44.7 耐磨措施 針對難點(diǎn)：磨損嚴(yán)重的問題，加強(qiáng)了刀盤、螺旋機(jī)、和刀具的耐磨保護(hù)。刀盤后部和刮刀的兩側(cè)采用耐磨焊絲進(jìn)行耐磨保護(hù)，泡沫噴嘴和刀箱焊接Hardox耐磨保護(hù)塊，以減少使用中的磨損。 刀盤面板耐磨保護(hù) 正面區(qū)域帶耐磨鋼板保護(hù) 周邊區(qū)域帶堆焊耐磨保護(hù) 如下圖所示： 螺旋軸上的耐磨保護(hù) 全螺旋軸上耐磨

19、堆焊 螺旋葉片上的耐磨保護(hù) 在前3個(gè)螺旋葉片上焊接Vaudit耐磨塊,其余焊接Hardox 耐磨塊 螺旋機(jī)筒內(nèi)部的耐磨保護(hù) 在通長焊接 Hardox 耐磨條 在鏟刀的后側(cè)焊接Hardox耐磨保護(hù)塊，以減少鏟刀后部的二次磨損 4.8 雙室人閘系統(tǒng) 雙室人閘倉的連接法蘭安裝在前盾上。連接法蘭的結(jié)構(gòu)與盾體和刀盤驅(qū)動裝置的半徑相對應(yīng)。通過連接法蘭能使人穿過艙壁密封門進(jìn)入土倉。雙室人閘倉的中間被一個(gè)供人進(jìn)出的壓力門隔開。右邊的人倉用作進(jìn)出土倉的正常通道，左邊的人倉在緊急情況下使用。 雙室人閘倉整體部件為德國原裝進(jìn)口，人閘倉的安裝符合DIN標(biāo)準(zhǔn)（關(guān)于有氣壓條件下工作的標(biāo)準(zhǔn)），無論是在常壓還是帶壓條件下，都

20、可以保證操作人員安全順利的進(jìn)行刀具檢查和刀具更換作業(yè)，保證換刀作業(yè)安全高效進(jìn)行。 雙室人閘倉有以下裝置：通過人閘的壓力閘門、阻尼器、壓力計(jì)、計(jì)時(shí)儀、溫度計(jì)、絕緣椅子、照明，包括緊急照明、壓力紀(jì)錄儀、供熱設(shè)備。人閘4.9皮帶輸送機(jī)皮帶輸送機(jī)機(jī)架皮帶機(jī)參數(shù)表表述數(shù)據(jù)配備數(shù)量1臺皮帶寬度800mm輸送能力450 m3/h皮帶速度2.5 m/s電機(jī)功率30 kW 皮帶機(jī)用于將螺旋機(jī)送來的渣土轉(zhuǎn)運(yùn)到后方渣土車上，至少應(yīng)能滿足190m3/h的運(yùn)送能力。其理論輸送能力為450 m3/h，能夠滿足本工程需要。皮帶輸送機(jī)上設(shè)置有鋼絲繩牽拉式緊急停止裝置，可以起到保護(hù)維修、測量人員安全的作用。4.10 管片運(yùn)輸設(shè)

21、備雙梁吊機(jī)盾構(gòu)機(jī)管片運(yùn)輸設(shè)備采用的是雙梁吊機(jī)和喂片機(jī)結(jié)合的方式。管片通過電瓶車運(yùn)至盾構(gòu)機(jī)后，先由雙梁吊機(jī)將管片吊至喂片機(jī)上，然后喂片機(jī)將管片運(yùn)送至拼裝機(jī)抓取頭位置，等待拼裝作業(yè)。管片運(yùn)輸機(jī)采用雙梁行走機(jī)構(gòu)，兩側(cè)各有電機(jī)驅(qū)動并設(shè)有限位和防撞裝置以防止行走小車脫落軌道。項(xiàng)目類型規(guī)格數(shù)量管片運(yùn)輸設(shè)備雙梁吊機(jī)3t×2臺1套4.11 拼裝機(jī) 管片拼裝機(jī)的各種操作都可以單獨(dú)進(jìn)行。管片拼裝過程中，通過線控或遙控兩種控制方式可以對管片拼裝機(jī)和推進(jìn)千斤頂進(jìn)行控制。管片拼裝機(jī)設(shè)置快、慢檔。能滿足外徑6200mm、寬1200mm、厚350mm的管片拼裝。 拼裝機(jī)簡圖拼裝機(jī)參數(shù)表表述數(shù)據(jù)平移行程2000mm

22、提升行程500mm提升能力21.6t旋轉(zhuǎn)雙方向旋轉(zhuǎn)速度01.05rpm旋轉(zhuǎn)角度±200°4.12 土壓控制系統(tǒng) 盾構(gòu)區(qū)間覆土較淺，對地面沉降控制要求較高。擬選盾構(gòu)機(jī)的土壓平衡的控制有以下三種控制方式，可以根據(jù)開挖面的情況選擇合適的控制方式：l 土壓控制 在土倉壁板設(shè)有5個(gè)土壓計(jì)，可以保證測得的正面土壓力測量精度達(dá)到0.005MPa。同時(shí)該土壓計(jì)具有足夠的自身保護(hù)能力。一旦出現(xiàn)故障時(shí)，能夠極其安全的直接從艙壁后部進(jìn)行土壓計(jì)的維修和更換。通過土壓計(jì)測得的土壓與設(shè)定的土壓比較，可以調(diào)節(jié)控制螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速。l 排土量（體積）控制 螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速自動與盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)速度相匹配，進(jìn)行

23、排土量的控制。l 手動控制 可以根據(jù)需要手動設(shè)定螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速。 4.13 注漿系統(tǒng)同步注漿系統(tǒng)在盾構(gòu)機(jī)外殼的上、下半部各設(shè)有兩處注入口，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)分路注漿，能滿足及時(shí)均勻填充盾尾間隙的要求。同步注漿系統(tǒng)具有自動和手動調(diào)節(jié)兩種控制方式。注漿壓力、流量計(jì)量通過注漿壓力傳感器能在注漿控制面板和操作室面板上實(shí)時(shí)顯示。通過傳感器的數(shù)據(jù)反饋，可實(shí)現(xiàn)注漿量與盾構(gòu)掘進(jìn)速度的同步優(yōu)化設(shè)置。 為防止注漿管路堵塞, 同步注漿系統(tǒng)設(shè)置了注漿管路清洗裝置。注漿完成后該裝置可以直接對注漿管路進(jìn)行清洗。即使萬一注漿管路發(fā)生堵塞，還設(shè)置了供維修的檢查口。除此之外，在盾構(gòu)機(jī)最后一節(jié)臺車上，外加安裝有一臺氣動二次注漿機(jī)，連接

24、盾構(gòu)機(jī)空壓機(jī)可快速進(jìn)行壁后二次注漿作業(yè)。 本區(qū)間穿越地表主要為農(nóng)田、荒地和河塘，盾構(gòu)所配置的注漿設(shè)備能滿足地面沉降控制的要求。注漿系統(tǒng)參數(shù)表項(xiàng) 目規(guī) 格型式單液用同步注漿裝置注入壓力3MPa清洗回路裝備裝備回路常用4個(gè) + 備用4個(gè)單液注漿泵SCHWING泵×2臺 注漿泵 注漿泵系統(tǒng)盾尾注漿口 擬選盾構(gòu)機(jī)開挖直徑與管片直徑的差值，每環(huán)的理論空隙為3.34m3，理論填充率選取150%，需注入漿液為5m3，以較快的8cm/min的掘進(jìn)速度掘進(jìn)，注漿流量需滿足20m3/h（333L/min)。 目前盾構(gòu)機(jī)注漿系統(tǒng)配置2臺SCHWING活塞泵，設(shè)計(jì)流量20m3/h，最大注漿壓力3Mpa，功率

25、30kw。同步注漿系統(tǒng)能夠滿足施工中厚漿注入的要求。4.14 盾尾密封系統(tǒng) 為了保證盾尾殼體與管片之間有良好的密封性能，在盾尾上裝備有三道鋼絲刷（寬刷型）式盾尾密封，前2道盾尾刷長度300mm，最外道長度320mm。為了提高盾尾密封的止水性和壽命，盾尾刷間的倉室共配備8個(gè)盾尾密封油脂的注入管路。寬刷型盾尾刷和更多盾尾油脂注入點(diǎn)位的設(shè)計(jì)，能夠極大提高盾尾密封系統(tǒng)的密封效果。 盾尾刷構(gòu)造圖4.15 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 導(dǎo)向系統(tǒng)采用VMT自動定位隧道導(dǎo)向系統(tǒng)，由PC機(jī)、隧道掘進(jìn)軟件、萊卡全站儀、激光靶、控制盒、調(diào)制解調(diào)器、激光發(fā)射器、電纜等組成，有足夠的掘進(jìn)方向監(jiān)測能力，包括對盾構(gòu)機(jī)里程位置、水平和垂直偏

26、差、仰俯角、滾動角等進(jìn)行的監(jiān)測、運(yùn)算和顯示能力，必要時(shí)采取報(bào)警和連鎖的方式，提示操作人員，及時(shí)對盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行姿態(tài)的調(diào)整，確保隧道掘進(jìn)軸線精確性的要求。 數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)能連續(xù)采集隧道掘進(jìn)機(jī)、加泥量、出土量等數(shù)據(jù)，并具有數(shù)據(jù)分析、處理、打印、存儲（每環(huán)生成一個(gè)Microsoft Excel格式的文件，并以時(shí)間和環(huán)號為文件名）及檢索等功能，同時(shí)可在隧道掘進(jìn)機(jī)控制室以終端形式實(shí)時(shí)顯示，并在地面中央監(jiān)控室內(nèi)的計(jì)算機(jī)上提供數(shù)據(jù)通信的軟、硬件接口（增加一路RS-485通信模塊，能通過該端口采集到系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)備和施工的所有信息，提供PLC全部I/O地址信息，以便實(shí)現(xiàn)業(yè)主遠(yuǎn)程信息管理需求）。 采集的數(shù)據(jù)以圖形的形

27、式顯示（以行程或時(shí)間為坐標(biāo)，計(jì)測比例能根據(jù)實(shí)際的需要任意調(diào)整）。顯示的內(nèi)容包括隧道掘進(jìn)機(jī)的實(shí)時(shí)姿態(tài)、隧道掘進(jìn)機(jī)與已拼裝管片之間的間隙、實(shí)際軸線與設(shè)計(jì)軸線的偏差、開挖面的實(shí)時(shí)壓力及波動范圍等。顯示的內(nèi)容能夠滿足隧道軸線控制的要求，并為隧道掘進(jìn)機(jī)按準(zhǔn)確方向推進(jìn)提供依據(jù)。 在工作交接班以及日、周、月末自動形成打印報(bào)告。隧道掘進(jìn)機(jī)控制室與地面監(jiān)控室之間的數(shù)據(jù)傳遞使用光纖完成。4.16盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)性分析 1)所選盾構(gòu)機(jī)除具有軟土開挖功能外，還具有中等硬度巖石的破碎功能，并且硬巖掘進(jìn)能實(shí)現(xiàn)每天完成10.8米的能力，該種盾構(gòu)機(jī)的推力和扭矩以及刀盤配置都滿足需求。 2)盾構(gòu)機(jī)刀盤裝有硬質(zhì)合金刀具，并且采用了17

28、寸刀圈的滾刀，在該地層條件下可實(shí)現(xiàn)高效的掘進(jìn)，同時(shí)延長刀具使用時(shí)間，減少刀具的更換次數(shù)。 3)裝備有可靠的人閘系統(tǒng)，保證在氣壓狀態(tài)下安全的進(jìn)行刀具更換等各種施工作業(yè),提高了換刀效率。 4)盾構(gòu)機(jī)刀盤設(shè)計(jì)有合理的開口率，具有良好的防泥餅設(shè)計(jì)和完備的碴土改良裝置，既滿足大粒徑卵石排出，又有效的防止掘進(jìn)時(shí)刀盤產(chǎn)生泥餅，保證了開挖面的穩(wěn)定。 5)裝備有較大直徑、較大螺距、螺桿能伸縮的中軸式螺旋輸送機(jī)，螺旋機(jī)耐磨性較強(qiáng),有利于渣土的排出，又防止在出碴過程中出現(xiàn)噴涌現(xiàn)象，螺桿伸縮可以解決柱塞問題。 6) 在主軸承密封的選擇上，海瑞克盾構(gòu)機(jī)采用自診斷管理系統(tǒng)，能夠進(jìn)行潤滑脂壓力及主軸承溫度的自動檢測，使用壽

29、命相對較長。 7) 為保證開挖下來的渣土的流動性、可排性，有效地穩(wěn)定開挖面，海瑞克盾構(gòu)機(jī)在刀盤、密封隔板及螺旋輸送機(jī)均設(shè)有合理的泡沫、膨潤土泥漿注入管路。 8）為有效的控制地層變形，該種盾構(gòu)機(jī)配備了自動定壓同步注漿系統(tǒng)。9）為保證隧道軸線的準(zhǔn)確，配備了VMT自動測量導(dǎo)向系統(tǒng)，可以適時(shí)測控盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)和管片拼裝精度。4.17盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度計(jì)算根據(jù)地質(zhì)詳勘圖，部分地段天然最大抗壓強(qiáng)度可達(dá)110Mpa，安裝滾刀，可提高刀盤轉(zhuǎn)速、增加刀盤的貫入度。整理海瑞克其他類似地質(zhì)情況的掘進(jìn)數(shù)據(jù)，根據(jù)海瑞克提供的相關(guān)數(shù)據(jù)：在軟土地層中掘進(jìn)速度平均可以達(dá)到50mm/min 、巖石地層中平均達(dá)到25mm/min、復(fù)合地層中平均可達(dá)到30-40mm/min。排除施工現(xiàn)場人員、設(shè)備等其他因素影響，理論上按照如下時(shí)間推算：45min 推進(jìn)時(shí)間，30min 管片拼裝時(shí)間，每天按照20個(gè)小時(shí)計(jì)算掘進(jìn)時(shí)間，另外4個(gè)小時(shí)為維保及換班休息時(shí)間，完好