盾构施工的设备保障-温法庆课件.ppt

1、盾构施工的保障措施盾构施工的保障措施目录1、工程简介2、设备简介3、设备功能的优化4、铰接保护5、二次注浆设备的优化6、风险的处理措施工程简介 南昌地铁一号线6标的彭家桥站师大南路站区间盾构施工为例，介绍针对不同的水文地质情况，对进场设备的部分功能进行优化，以更好地满足现场施工的需要,确保盾构施工的安全。工程的水文地质及周边地理环境：盾构穿越地层依次为：1杂填土，成分以砼块及粘性土为主，层底标高12.62m，层厚为2.7m；2细砂，局部含少许泥质，层厚3.6m；4粗砂含少量砾石，层.1m；5砾砂粒径一般220mm，层厚4m；6圆砾间隙中充填中粗砂，局部含少许卵石，层厚2.7m；5砾砂；3-1强

2、风化粉砂质泥岩；3-2中风化粉砂质泥岩，区间覆土厚度为10m15.2m，隧道主要穿越5砾砂层，局部夹杂有6圆砾层，5砾砂，中密，其渗透性较好，属中等渗透。6圆砾层，中密，其渗透性好，水量极为丰富，为强透水层。盾构由彭家桥站始发，沿着北京东路西进，下穿彭家桥、玉带河，然后沿着北京西路西进到达师大南路站，主要影响的建筑物是彭家桥、玉带河，双连拱污水涵。盾构穿越玉带河宽约60米，平均水深1.5米；位于玉带河上的彭家桥为建于上世纪五十年代末的石拱桥，桥墩为浆砌块，无详细资料可查。隧道通过处地表为城市道路的主干道，道路下有给水管、污水管、通讯光缆、煤气和路灯线等，上述管线埋深一般小于3.0m，局部市政给

3、、排水管道系统埋深在4.0m左右，对隧道盾构施工影响不大。工程简介工程简介工程简介板拱桥石拱桥杂填土粉质粘土粗砂砾砂圆砾砾砂EW隧道顶隧道底地下水位设备简介 用于南昌地铁一号线6标的盾构有铁建重工生产，型号ZTE6250土压平衡盾构，开挖直径6.28米，设备总长约83米，总重量450吨，主机长度8.7米，刀盘由6台132KW电机驱动，后配套由设备桥及6节台车组成。在设备的选型、设计联络等过程中，针对工程的水文地质条件进行了针对性的设计，主要为以下几方面：刀盘刀具：采用辐板式刀盘，刀盘开口率37%，刀盘泡沫喷嘴6路，刀盘装有刀具磨损检测装置；刀盘周边及面板焊有耐磨钢板，刀具耐磨性设计；刀具布置有

4、切刀、贝壳刀、周边刮刀、滚刀（齿刀），滚刀与齿刀根据地质情况可互换。设备简介 主驱动、推进、铰接系统：主驱动功率6132KW功率储备大，额定扭矩为5700KNm，脱困扭矩为6300 KNm；额定推力34212kN300bar，最大推力39914kN350bar；被动式铰接，独立的液压系统控制，提高盾尾的脱困能力。盾构密封系统：主驱动密封设计压力4.5bar，额定工作压力3bar；盾尾密封油脂注入通道为6处12路，使油脂注入更加均匀。渣土改良系统：6路泡沫的压力流量单独控制,土仓4路；膨润土系统采用2台可无极调速的挤压式膨润土注入泵，以保证大粘度的膨润土泥浆的注入，变频调速的挤压泵的流量10mh

5、；螺旋机：螺旋机采用有轴式后部驱动设计，螺旋轴可伸缩，螺旋机筒体的前、中、后部设有检查口，利于故障排除，螺旋输送机预留保压泵接口，以应对富水砂层的喷涌问题。设备部分功能的进一步优化提高 根据南昌地铁一号线其他标段的施工情况，考虑到本标段的风险情况，在盾构组装调试期间，对设备的部分功能进行了进一步的优化提高，以进一步应对可能发生的喷涌，增加了两项措施即机械式控制保压泵控制法；化学添加剂进行渣土改良的控制方法。保压泵控制法保压泵原理示意 保压泵技术参数：流量90m/h；电机功率90KW；进口管径DN200；出口管径DN125；通过最大粒径50mm；保压泵的组成部分：双柱塞泵（料仓、泵缸、液压缸）、

6、液压系统、控制箱及公用底座。保压泵控制法进渣口出渣口组装完毕的保压泵 隧道内的保压泵 螺旋机排出管化学添加剂控制法渣土改良控制 根据高分子聚合物（HHZ-A）溶液具有减摩的作用可起到预防刀具磨损的作用，从聚合物的试验可看到，聚合物的溶液可将水与砂粘合在一起，起到了粘合不分散的作用，可以将土仓中有压力的水同砂粘合搅拌，以便于在螺旋机内形成土塞，起到保压防喷涌的作用。当盾构掘进中出现喷涌可以将浓度为0.51%的高分子溶液注入到螺旋机、土仓或开挖掌子面，通过土仓搅拌及螺旋机的搅拌作用，使聚合物溶液与砂、砂砾结合在一起，达到减轻或抑制喷涌的发生。化学添加剂控制法渣土改良控制聚合物注入装置 设备桥左侧注

7、入泵铰接的保护措施 铰接润滑注脂点盾尾应急密封注入盾尾油脂铰接润滑注脂点盾尾油脂注入点二次注浆设备的优化盾构台车的原设计没有配备二次注浆设备，通常的二次注浆设备的体积较大，使用时放于管片小车上，使用不方便。在富水砂层的盾构施工中，一旦沉降较大停机注浆不仅会影响到正常掘进，还存在掌子面沉降、塌陷的风险。通过市场调研，综合分析选择注浆量、注浆压力皆满足施工要求，但体积又相对较小，满足放在台车的需要（图13所示），根据台车的布置情况，注浆泵放在了五号台车左边的后部。既保证了快速通过风险地段期间不停机的要求，满足了二次注浆不影响掘进的需要，进一步提高了盾构应对风险地层的能力。放于台车的二次注浆泵 风险

8、源的处理措施 本标段的彭家桥站师大南路站区间，盾构穿越的重大风险源为玉带河及位于玉带河上的彭家桥。彭家桥总宽为49.2m，桥梁全长38m。上部构造由2跨12m钢筋混凝土板拱及一座红岩石材料砌筑而成的实腹式拱桥组成，该桥分两期建成，前期石拱桥建于上世纪五十年代末期，为机动车道,钢筋混土板拱桥建成于本世纪初期为非机动车道,石拱桥为浆砌块石墩台,无施工资料,隧道左右线均从石拱桥下穿过，盾构下穿该地质为砂砾层，水位线在地下910m左右,隧道顶部距河底部月7米。彭家桥风险源的处理措施 根据实际情况，对风险点进行全面调查，经过多方比较及专家论证采取了桥基础进行双液静压注浆加固，加固范围为：隧道顶部1.7m，桥墩两侧各3.5m，桥台外侧各2m的范围进行加固，提高土体的密实度，增加其承载能力。在盾构通过的河底影响范围（约40米）内浇筑30cm厚的钢筋混凝土，使河底成为一体，同时在桥台基础部位预埋袖阀管，在盾构穿越风险源过程中，一旦沉降超过预警值及时注浆；同时在盾构穿越石拱桥前，采用满堂钢支架对石拱桥进行支撑，确保石拱桥的均匀沉降；在盾构穿越石拱桥期间，封闭交通，避免外力对石拱桥的影响，确保石拱桥的安全。风险源的处理措施板拱桥石拱桥杂填土粉质粘土粗砂砾砂圆砾砾砂EW隧道顶隧道底地下水位风险源的处理措施30cm 谢 谢