盾构机选型方案PPT课件.ppt
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1、南昌轨道交通2 2号线一期工程土建七标盾构机选型方案20152015年7 7月南昌轨道交通2号线一期工程土建七标项目经理部南昌地铁2号线7标盾构选型方案评审过程说明1、2015年5月31日本盾构选型方案经过专家评审,评审结论为:盾构机选型合理,盾构机主要功能配置较齐全,盾构动力配置强劲,盾构总推力、刀盘扭矩等主要性能参数合理,经检查、勘验、维修恢复原有设计功能后,能满足本工程的地质条件要求。2、2015年6月15日根据专家组评审意见对盾构选型方案进行修改完善。3、2015年6月27日业主组织专家到我司盾构维修基地对盾构进行考察并形成专业的考察报告。4、本次会议对完善后的盾构选型方案再次进行评审
2、。目 录工程概况盾构机适应性分析盾构机相关配置刀盘刀具优化方案一、工程概况【南昌火车站洪都中大道站盾构区间】右线长度为506.960m,左线长度为504.408 m。隧道埋深7.6m10.3m。区间平面位置主要位于铁路八村住宅小区,下穿及侧穿房屋18栋。火车站洪都中站区间主要穿行于3-2细沙层、3-6圆砾层,隧道上部主要为3-1粉质粘土层,粘土层厚度46米。【洪都中大道站辛家庵站盾构区间】右线长度为1177.868 m,左线长度为1201.361 m。设联络通道及泵房一座,长度为13.5 m。隧道埋深9.5m18.4m。洪辛区间平面位置前800m主要位于顺外路下,而后300m半径右转至上海路。
3、线路下穿城市道路、房屋、桥梁、河涌。区间隧道主要穿越地层为:3-5砾砂层、3-6圆砾层、5-1-1强风化泥质粉砂岩、5-1-2中风化泥质粉砂岩,隧道上部主要为3-5砾砂层,3-1粘土层(厚度为23米)。一、工程概况一、工程概况一、工程概况 根据本标段工程的工程条件、地质特点、工期及施工要求,结合类似工程盾构的选型经验和南昌、广州、深圳地铁既有盾构工程的盾构类型,以及我公司多年的地铁施工及盾构应用经验,我们认为在本工程适宜采用德国海瑞克复合型盾构机。该盾构机须具备超前注浆系统、聚合物注入系统,人仓保压系统、主动铰接系统,加泥加泡沫等渣土改良系统、超挖装置等辅助工能。二、盾构选型及适应性分析埋深的
4、适应性 根据海瑞克公司提供的盾构参数初步计算可知盾构有足够的复合承载能力和推进力、刀盘扭矩储备比理论值都大许多,土仓有足够的土压承受能力及土压调节能力;主轴承密封(最大可承受5.0bar土压力)和盾尾密封的特殊设计完全可以满足本区间隧道施工的需要。二、盾构选型及适应性分析硬岩的适应性 刀盘上可布局超硬耐磨滚刀和齿刀将会较大的提高刀具的破岩能力,有效的提高盾构机的工作效率,并能显著的降低刀盘、刀具的磨损,减少换刀次数。本标段工程内的岩石强度为7.209.40Mpa属于软岩,海瑞克盾构机破岩能力为200Mpa,S457、S458完全能满足本区间破岩要求。二、盾构选型及适应性分析软岩、软土的适应性
5、盾构在土仓压力隔板的不同高度位置安装了五个土压传感器,可以对土仓内不同位置的土压随时进行监控;螺旋输送机的出土速度可以022rpm无级调速,容易精确控制出土量。盾构在土压平衡模式下掘进时有严格的土仓压力管理规定,通过控制系统可以对土仓压力、掘进速度、螺旋输送机出碴速度、泡沫等添加材料的注入量等参数进行灵活控制,确保在掘进过程能够达到良好的动态压力平衡效果。二、盾构选型及适应性分析对地层软硬不均、变化频繁等特殊地段的适应性 当盾构在软硬不均地段掘进时,盾构由于前面刀盘的受力不均而发生姿态不易控制的现象。为此盾构推进系统的油缸在圆周方向分为四组,每组可以单独调整其推力和流量从而改变盾构前行的姿态趋
6、势;盾构的中体和前盾为分组控制主动铰接连接,可以通过分区调整主动铰接油缸行程差来进行姿态的动态调整;盾构采用VMT公司SLS-T激光导向系统,盾构的姿态可以随时反映在操作室内,从而可以对盾构的姿态随时进行灵活的调整,保证盾构在软硬不均地段掘进保持良好的盾构姿态。二、盾构选型及适应性分析对曲线段施工的适应性 本标段工程的工程最小曲线半径为300m,盾构机的设计最小转弯半径为采用1.5m管片时250m,同时我司采用1.5m宽的管片顺利通过广州地铁四号线盾构区间最小曲线半径300m段,隧道质量符合施工规范要求,而本标段管片为1.2米宽,因此本盾构机完全能满足本工程最小曲线半径的要求。二、盾构选型及适
7、应性分析盾尾间隙的验算:如下图假设极端情况下,安装完管片后弯外侧管片前部管片间隙为0,管片拼装为标准直线性,管片长度为1.5m,推进千斤顶行程2m。dmax(极限状态盾尾间隙)=0.075m*2;L(管片切入量)=2.325M;在上面假设的情况下盾构机的盾尾间隙能满足最小半径为125.8米的拐弯半径。反推之,根据本标段最小拐弯半径300m,盾构拼装管片长度为1.2m(按不利情况推进千斤顶行程为1.7米,即管片切入盾体长度按1.5米计算)。此时拼装完成的管片弯内侧有间隙62.9mm,弯外侧有间隙150-62.9=87.1 mm,由以上推算过程可以看出本标段拟用两台盾构机完全能满足足本标段转弯半径
8、为300m时的盾尾间隙。盾构机刀盘切削轨迹过弯能力验算:Smax为铰接油缸的行程差。根据出厂设置铰接油缸两边行程差最大时Smax=130mm(140mm-10mm),在CAD中绘制出模型后通过1、2、3号点做同时通过三点的圆,量取圆半径为R=189.665m。此时线路的半径R=189.665+6.250/2=192.8m,计算过程中把刀盘、前、中、后体的外径都考虑为6.250,而实际情况是刀盘直径为6280、前体直径6250、中体6240、后体6230,盾构机具有更大的开挖截面和更小的中后体,所以盾构机在不开启超挖刀的情况完全能通过本标段300转弯半径的弯道,而且开启超挖刀的情况下很容易造成超
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