《轨道交通工程盾构施工技术》 课件 项目3 盾构选型.pptx

轨道交通工程盾构施工技术

项目3盾构选型

目录CONTENTS2盾构选型1盾构选型的原则、依据和方法

任务3.1盾构选型的原则、依据和方法

3.1.1 盾构选型的原则盾构选型应从安全适应性（也称可靠性）、技术先进性、经济性等方面综合考虑，所选择的盾构形式要能尽量减少辅助施工法，并确保开挖面稳定和适应围岩条件，同时还要综合考虑以下因素：（1）可以合理使用的辅助施工法如降水法、气压法、冻结法和注浆法等。（2）满足工程隧道施工长度和线形的要求。（3）后配套设备、始发设施等能与盾构的开挖能力配套。（4）盾构的工作环境。

3.1.1 盾构选型的原则盾构选型时主要遵循下列原则：应对工程地质、水文地质有较强的适应性，要满足施工安全的要求。在安全可靠的情况下，考虑技术先进性和经济合理性。满足安全、质量、工期、造价及环保要求。满足隧道外径、长度、埋深、施工场地、周围环境等条件。后配套设备的能力与主机配套，满足生产能力与主机掘进速度相匹配。盾构制造商的知名度、业绩、信誉和技术服务。

3.1.2 盾构选型的依据选型时的主要依据如下：工程地质、水文地质条件隧道长度、隧道平纵断面及横断面形状、尺寸等设计参数周围环境条件隧道施工工程筹划及节点工期要求宜用的辅助工法技术经济比较

3.1.3 盾构选型的主要步骤（1）在对于工程地质、水文地质条件等充分研究上选定盾构的类型，对敞开式、闭胸式盾构进行比选。（2）根据渗透系数、颗粒级配等对土压平衡盾构和泥水平衡盾构比选。（3）根据地质条件等确定盾构的主要技术参数。（4）根据地质条件选择与盾构掘进速度相匹配的后配套施工设备。

3.1.4 盾构选型的主要方法根据地层的渗透系数进行选型地层渗透系数对于盾构的选型是一个很重要的因素。根据地层渗透系数与盾构类型的关系，若地层以各种级配富水的砂层、砂砾层为主时，宜选用泥水平衡盾构；其他地层宜选用土压平衡盾构，如图。地层渗透性与盾构选型的关系

3.1.4 盾构选型的主要方法根据地层的颗粒级配进行选型土压平衡盾构主要适用于粉土、粉质黏土等黏稠土壤的施工，在黏性土层中掘进时，由刀盘切削下来的土体进入土舱后由螺旋机输出，在螺旋机内形成压力梯降，保持土舱压力稳定，使开挖面土层处于稳定。根据地下水压进行选型当水压大于0.3MPa时，如因地质原因需采用土压平衡盾构，则需增大螺旋输送机的长度或采用二级螺旋输送机，或采用保压泵。盾构类型与颗粒级配的关系

3.1.5 盾构选型时必须考虑的特殊因素环保因素降低污染保护环境是选择泥水平衡盾构面临的十分重要的课题，需要解决的是，如何防止将这些泥浆弃置江河湖海等水体中造成范围更大、更严重的污染。要将弃土泥浆彻底处理可以作为固体物料运输的程度并不容易的原因：①处理设备贵，增加了工程投资。②用来安装这些处理设备需要的场地较大。③处理时间较长。

工程地质因素盾构施工段工程地质的复杂性主要反映在基础地质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。安全因素从保持工作面的稳定、控制地面沉降的角度来看，当隧道断面较大时，使用泥水平衡盾构要比使用土压平衡盾构的效果好一些，特别是在河湖等水体下、在密集的建（构）筑物下及上软下硬的地层中施工时。3.1.5 盾构选型时必须考虑的特殊因素

任务3.2盾构选型

土压平衡盾构的适用范围土压平衡盾构主要适用于粉土、粉质粉土、粉砂层等黏稠土壤的施工，在黏性土层中掘进时，由刀盘切削下来的土体进入黏土、淤泥土舱后由螺旋输送机输出，在螺旋输送机内形成压力梯降，保持土舱压力稳定使开挖面土层处于稳定。盾构向前推进的同时，螺旋输送机排土，使排土量等于开挖量，即可使开挖面的地层始终保持稳定。排土量通过调节螺旋输送机的转速和出土闸门的开度予以控制。3.2.1 盾构形式的选择

泥水平衡盾构的适用范围泥水平衡盾构通过施加略高于开挖面水土压力的泥浆压力来维持开挖的稳定。除泥浆压力外，合理地选择泥浆的状态也可增加开挖面的稳定性。泥水平衡盾构比较适合于河底、江底、海底等高水压条件下的隧道施工。泥水平衡盾构适用于冲积形成的砂砾、砂、粉砂、黏土层、弱固结的互层以及含水率高开挖面不稳定的地层；洪积形成的砂砾、砂、粉砂、黏土层以及含水率很高固结松散易于发生涌水破坏的地层。对于难以维持开挖面稳定性的高透水地层、砾石地层，有时也要考虑采用辅助工法。3.2.1 盾构形式的选择

刀盘结构形式有面板式、辐条式和复合式3种。泥水平衡盾构一般都采用面板式刀盘；土压平衡盾构则根据土质条件不同可采用面板式或辐条式。对于土压平衡盾：构采用面板式刀盘时由于泥土流经刀盘面板的开口进入土舱，盾构掘进时土舱内的土压力与开挖面的土压力之间产生压力降且压力降的大小受面板开口的影响不易确定，