城市軌道交通地鐵項(xiàng)目盾構(gòu)區(qū)間的主要施工方案

城市軌道交通地鐵項(xiàng)目盾構(gòu)區(qū)間的主要施工方案第1節(jié)盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)根據(jù)對(duì)本區(qū)段地質(zhì)勘探報(bào)告的詳細(xì)分析以及地層數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，本區(qū)間最大線路縱坡29‰,最小縱坡為4.154‰，最小豎曲線半徑為3000m。區(qū)間左線覆土9.5m～11m，右線覆土約19m～26m。區(qū)間左線隧道主要穿越圓礫、礫砂<3-5>、中粗砂<3-4>、卵石<3-6>、硬塑狀殘積層<6-2>地層；右線隧道主要穿越殘硬塑狀殘積層<6-2>、變質(zhì)砂巖全風(fēng)化帶<8-1>、變質(zhì)砂巖強(qiáng)風(fēng)化帶<8-2>地層。結(jié)合XXX地鐵施工眾多工程實(shí)例，認(rèn)為本標(biāo)段隧道通過(guò)的圍巖巖質(zhì)大部分強(qiáng)度比較低，適合采用盾構(gòu)法施工。1.1盾構(gòu)選型要求本工程所選的盾構(gòu)機(jī)必須滿足以下要求：（1）為滿足從巖石層到軟土層及復(fù)合地層的切削工作等本工程盾構(gòu)機(jī)采用復(fù)合型土壓平衡式盾構(gòu)，同時(shí)具備土壓平衡掘進(jìn)模式、半敞開(kāi)式及敞開(kāi)式掘進(jìn)模式。（2）要求刀盤結(jié)構(gòu)在盡可能大的開(kāi)口率條件下，強(qiáng)度高、剛性好，既能適應(yīng)粘性土地層中土壓平衡掘進(jìn)時(shí)大扭矩切削排土要求工況，又能適應(yīng)在巖石地層和受力不均勻復(fù)合地層的大推力工況。（3）推進(jìn)油缸和鉸接油缸布置具備良好的糾偏功能，保證在不均勻復(fù)合地層中的軸線控制。（4）具備高精度的盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)向測(cè)量系統(tǒng)。（5）具有良好可靠的泡沫和添加劑注入系統(tǒng)，用于開(kāi)挖面、土倉(cāng)及螺旋機(jī)中土體的改良。（6）盾構(gòu)機(jī)所配置的滾刀必須有足夠的破巖石能力。（9）刀具選擇及布局要求合理，安裝、拆卸方式簡(jiǎn)便牢固。（8）具備人員和材料進(jìn)出用的氣壓人行閘，并且配有土倉(cāng)自動(dòng)調(diào)壓裝置，以適應(yīng)軟弱圍巖中的換刀要求。（9）螺旋機(jī)出土口須具備防噴涌的設(shè)施及保壓功能，并具有排堵功能。（10）盾構(gòu)機(jī)主機(jī)的密封裝置在壓力狀態(tài)下具有良好的防水功能。1.2盾構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)要求1.2.1針對(duì)區(qū)間地質(zhì)特點(diǎn)的設(shè)計(jì)要求（1）扭矩、推力設(shè)計(jì)要求大，可以使用于XXX各種粘性大砂土層和各種巖層的盾構(gòu)工程。盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)最大扭矩623t?m，掘進(jìn)推力可達(dá)4000t·f，主軸承直徑D=30000mm，相對(duì)較大，完全適應(yīng)該區(qū)間地質(zhì)條件。（2）刀盤驅(qū)動(dòng)主軸承壽命大于10000小時(shí)，并且須設(shè)計(jì)有對(duì)主軸承油溫、主軸承密封泄露監(jiān)測(cè)等裝置，能夠隨時(shí)發(fā)現(xiàn)主軸承及主軸承密封的異常情況，以采取必要的保護(hù)措施，提高主軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。（3）有改良碴土的設(shè)計(jì)盾構(gòu)機(jī)須配備有泡沫和膨潤(rùn)土添加系統(tǒng)，可通過(guò)刀盤面板上孔道、土倉(cāng)隔板上孔道，及螺旋輸送機(jī)筒壁孔道分別或同時(shí)向開(kāi)挖面、土倉(cāng)、螺旋輸送機(jī)內(nèi)部多方位地注入泡沫或膨潤(rùn)土，并且在刀盤背面和土倉(cāng)隔板上各安裝有攪拌臂，用于改善碴土的塑流性和防止泥餅的產(chǎn)生，刀盤中心。（4）耐磨性的加強(qiáng)刀盤母體須采用耐磨性、焊接性、沖擊韌性極好的16MnR材料制作，在刀盤外緣設(shè)有三圈可更換的耐磨條，面板外緣和正面也須采用高硬度耐磨焊絲拉網(wǎng)堆焊5mm厚的保護(hù)層，極大地提高刀盤母體的耐磨性，同時(shí)，所有刮刀須鑲裝用高強(qiáng)度合金鋼制成的刀頭，能完全滿足本區(qū)間掘進(jìn)中對(duì)刀盤耐磨性高的要求。另外，土倉(cāng)倉(cāng)壁和螺旋輸送機(jī)的筒壁均采用耐磨材料制作，在螺旋輸送機(jī)的入口處、葉片和軸，盾體切口環(huán)外緣等易磨損部位也都須堆焊有耐磨層，提高這些部位的耐磨性。（5）有良好的應(yīng)對(duì)地下水的能力盾構(gòu)機(jī)須采用軸式螺旋輸送器，配備有雙閘門裝置和保壓泵碴裝置，能完全滿足本工程在不良地質(zhì)條件下掘進(jìn)時(shí)發(fā)生涌水、涌泥時(shí)保壓掘進(jìn)的需要。另外，主軸承密封、中盾和尾盾鉸接處密封、盾尾密封最大設(shè)計(jì)工作壓力須達(dá)4bar,能完全滿足盾構(gòu)機(jī)在高水壓地質(zhì)條件下掘進(jìn)時(shí)的防水需要。（6）有針對(duì)不良地質(zhì)段掘進(jìn)時(shí)加固地層的設(shè)計(jì)和裝置拼裝機(jī)上安裝一臺(tái)超前鉆機(jī)用于盾構(gòu)機(jī)前方和殼體四周的地質(zhì)超前鉆探和鉆孔注漿加固。沿盾殼周圈布置6個(gè)鉆孔，在盾殼前部布置2個(gè)鉆孔用于前方的超前鉆探，鉆機(jī)配備1米長(zhǎng)鉆桿，對(duì)位于盾構(gòu)機(jī)前方的地層進(jìn)行鉆孔和注漿作業(yè)，進(jìn)行地層的加固，確保盾構(gòu)機(jī)安全可靠地通過(guò)不良地質(zhì)段。1.2.2適應(yīng)小曲線半徑掘進(jìn)的設(shè)計(jì)和滿足管片拼裝的要求（1）盾構(gòu)的中體和盾尾采用鉸接裝置，可滿足較小半徑曲線的推進(jìn)轉(zhuǎn)彎和糾偏。適用最小半徑可達(dá)250米，滿足在小曲線半徑下掘進(jìn)時(shí)糾偏的需要。（2）推進(jìn)油缸設(shè)計(jì)為可分組或單個(gè)控制伸縮動(dòng)作，行程為2200mm，管片拼裝機(jī)沿隧道軸線運(yùn)動(dòng)行程2000mm，旋轉(zhuǎn)角度+/-200o，可保證封頂塊在任何位置時(shí)管片錯(cuò)縫拼裝的需要，須滿足本工程1500mm管片的拼裝要求。1.2.3滿足本區(qū)間掘進(jìn)安全性要求滿足本區(qū)間掘進(jìn)安全性要求，主要從地面沉降控制及隧道掘進(jìn)軸線的精確性兩方面來(lái)考慮：（1）滿足地面最大隆陷值控制在+10mm，-20mm范圍內(nèi)。①在土倉(cāng)中須安裝有4個(gè)土壓傳感器，能準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)出開(kāi)挖面各方位的水土壓力，并實(shí)時(shí)顯示在盾構(gòu)機(jī)控制室的操作面板上，以便使操作人員根據(jù)需要，合理地選擇掘進(jìn)參數(shù)，確保盾構(gòu)機(jī)在土壓平衡模式下的安全掘進(jìn)。②在注漿管路的末端須安裝有漿液壓力傳感器，能實(shí)時(shí)檢測(cè)注漿各部位漿液的壓力變化情況，并將此壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)以數(shù)字形式顯示在注漿機(jī)的控制面板上。以便注漿操作人員根據(jù)注漿壓力的變化情況，通過(guò)自動(dòng)或手動(dòng)控制注漿量，使管片與隧道的環(huán)向間隙能夠及時(shí)被漿液填充，并達(dá)到足夠飽和度。（2）隧道掘進(jìn)軸線偏差控制在±50mm以內(nèi)。①盾構(gòu)機(jī)須采用先進(jìn)的姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)和姿態(tài)顯示系統(tǒng)，直觀地顯示出盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)，以及自動(dòng)計(jì)算出實(shí)際值與理想值的偏差。②推進(jìn)油缸分成上、下、左、右4組，各組油缸的壓力可通過(guò)操縱控制臺(tái)上的電位計(jì)手工調(diào)整，也可單獨(dú)選擇。行程、速度能被檢測(cè)和顯示在控制室的操作面板上，速度可以通過(guò)控制臺(tái)連續(xù)調(diào)整。1.2.4滿足本區(qū)間掘進(jìn)可靠性要求針對(duì)本工程施工特點(diǎn)、難點(diǎn)，盾構(gòu)機(jī)須具有以下可靠性，可保證盾構(gòu)機(jī)在本標(biāo)段順利施工。（1）設(shè)計(jì)參數(shù)按照本區(qū)間的工程條件確定。（2）主要部件的設(shè)計(jì)壽命大于10km，主軸承的壽命大于10000小時(shí)。（3）盾構(gòu)機(jī)為復(fù)合型土壓平衡式，在土倉(cāng)內(nèi)上下左右配置4個(gè)具有高靈敏度的土壓傳感器，通過(guò)PLC能將壓力傳送到操作臺(tái)上的觸摸顯示屏顯示，并且能自動(dòng)地與設(shè)定土壓進(jìn)行比較，壓力過(guò)高過(guò)低都會(huì)報(bào)警，其中一個(gè)土壓傳感器安裝在螺旋輸送機(jī)外殼里，以向操作人員顯示螺旋輸送機(jī)沿線的壓降，檢測(cè)棄土流動(dòng)性的變化，能很好地控制土壓平衡，減少地面沉降，適合本工程軟弱及復(fù)合地層掘進(jìn)的需要。（4）刀盤開(kāi)口率最小為30%，采用較大的主軸承，應(yīng)適應(yīng)XXX復(fù)雜多變地層，同時(shí)須提高中心部位的開(kāi)口率，中央敞開(kāi)式可以限制刀盤結(jié)構(gòu)的磨損，既保證了刀盤的強(qiáng)度，又可有效適應(yīng)本標(biāo)段不同地層中的掘進(jìn)。（5）軸承直徑須達(dá)3000mm，連接刀盤和主軸承的結(jié)構(gòu)附件之間留有很大的通道，同時(shí)刀盤開(kāi)口須設(shè)計(jì)成梯形，外小內(nèi)大，以便棄土能容易地進(jìn)入土倉(cāng)。（6）刀盤刀具不僅須設(shè)置刮刀，同時(shí)還須配置盤形滾刀，盤形滾刀適當(dāng)超前，以便保護(hù)刮刀。（7）盾構(gòu)機(jī)刀盤采用液壓驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，具有較大的扭矩和轉(zhuǎn)速，可適應(yīng)不同地層的掘進(jìn)需要。（8）刀盤上須焊接網(wǎng)狀耐磨層，防止因刀具的過(guò)度磨損而損壞刀盤。（9）管片安裝器為6個(gè)自由度齒圈式，保證管片容易拼裝及拼裝的質(zhì)量。管片拼裝機(jī)的縱向行程可用來(lái)更換盾尾前兩道密封刷。（10）螺旋輸送機(jī)配置二道閘門，通過(guò)二道閘門的開(kāi)啟度改變能更好地形成土塞，設(shè)置保壓泵接口，在必要時(shí)起用保壓泵防止螺旋機(jī)噴涌，確保了在地下水較大地層的掘進(jìn)；螺旋輸送機(jī)須具有回縮功能，前端第一節(jié)螺旋部分帶有焊接的耐磨襯墊，前筒體堆焊有網(wǎng)狀耐磨層，增大易磨損部位的耐磨性。（11）設(shè)有自動(dòng)控制的膨潤(rùn)土及泡沫添加劑注入設(shè)備和管路，注入到開(kāi)挖面、土倉(cāng)、螺旋輸送機(jī)中，充分改良土體。（12）采用盾尾同步注漿系統(tǒng)，可及時(shí)填充管片與開(kāi)挖直徑之間的間隙，減小沉降。同時(shí)，為防止管片上浮，須配置二次注漿管路及一套注漿設(shè)備。（13）配置超前鉆機(jī)及鉆探口，超前鉆機(jī)可方便地安裝在盾構(gòu)機(jī)的操作平臺(tái)上，可以在地質(zhì)復(fù)雜區(qū)段對(duì)前方地層進(jìn)行超前鉆探及注漿加固。（14）皮帶輸送機(jī)上須裝有自動(dòng)秤量系統(tǒng)傳感器，排碴超過(guò)上限即報(bào)警。（15）具有應(yīng)對(duì)緊急突發(fā)事件的能力。如緊急停電時(shí)，螺旋機(jī)出土閘門可以通過(guò)蓄能器（斷電后閥門自動(dòng)打開(kāi)）自動(dòng)關(guān)閉，保持倉(cāng)內(nèi)土體的穩(wěn)定。（16）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)靈敏可靠，能將盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)、推進(jìn)力、刀盤扭矩、推進(jìn)速度、螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速等參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)，并通過(guò)數(shù)據(jù)處理傳輸系統(tǒng)進(jìn)行高效可靠地處理和存儲(chǔ)，最后通過(guò)各種數(shù)字或圖表形式顯示出來(lái)。當(dāng)以上過(guò)程出現(xiàn)故障時(shí)，可通過(guò)在其上安裝的故障自動(dòng)診斷系統(tǒng)進(jìn)行故障自動(dòng)檢索和顯示。（17）激光導(dǎo)向系統(tǒng)，有足夠的掘進(jìn)方向檢測(cè)能力及糾錯(cuò)能力，能在各種高溫、高濕度、高粉塵，振動(dòng)等惡劣環(huán)境下高效可靠地運(yùn)行，并具有較高的靈敏度和極小的誤差。完全能夠滿足盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制精確度高的要求。（18）具有雙倉(cāng)式氣壓人行閘設(shè)計(jì)，設(shè)置土倉(cāng)自動(dòng)調(diào)壓裝置，保證更換刀具的便利及人員的安全。（19）盾尾設(shè)置三道鋼絲刷，可通過(guò)自動(dòng)和手動(dòng)兩種模式向盾尾密封處的環(huán)型空腔中注入專用密封油脂，以及通過(guò)改變油脂注入的壓力和數(shù)量，保證盾尾的密封效果及可靠性。1.2.5符合環(huán)境保護(hù)要求的設(shè)計(jì)要求（1）地表建筑物保護(hù)盾構(gòu)機(jī)具有土壓平衡掘進(jìn)模式，可實(shí)現(xiàn)地表沉降控制，保護(hù)地表建筑物。本區(qū)間地表建筑物密集，地表沉降要求高。對(duì)于控制地表沉降，盾構(gòu)機(jī)具有以下設(shè)計(jì)特點(diǎn)：①盾構(gòu)機(jī)能夠在土壓平衡模式下掘進(jìn)，能有效的穩(wěn)定開(kāi)挖面地層，通過(guò)同步注漿保證掘進(jìn)后管片外表面與隧道壁的環(huán)向間隙能夠及時(shí)得以填充。②通過(guò)在土壓平衡模式下掘進(jìn)時(shí)使用保壓泵碴和螺旋輸送機(jī)雙開(kāi)門裝置對(duì)出土的控制，可以有效防止地層水流失，避免地層水流失造成的地面沉降。③通過(guò)土倉(cāng)密閉設(shè)計(jì)及輔助保壓系統(tǒng)，在刀具更換等情況下也可實(shí)現(xiàn)掌子面的穩(wěn)定。（2）消耗的材料具有環(huán)保特點(diǎn)盾構(gòu)機(jī)使用的主軸承密封油脂、盾尾密封油脂均須具有生物可降解性和無(wú)毒性，泡沫劑在使用后的一天內(nèi)即可自行分解，屬于綠色環(huán)保材料，其環(huán)保性能須完全符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)。1.3刀盤、刀具的特點(diǎn)和適應(yīng)性要求1.3.1刀盤的特點(diǎn)和適應(yīng)性要求（1）刀盤主體結(jié)構(gòu)刀盤主體結(jié)構(gòu)由面板、側(cè)板、筋板、外緣板、滾刀座、耐磨合金條和支撐臂焊接而成，整體性強(qiáng)。為了便于安裝更多的邊緣刮刀和邊緣滾刀，邊緣區(qū)須采用弧面過(guò)渡，使整個(gè)刀盤呈弧拱設(shè)計(jì)，可以在有限的區(qū)域內(nèi)增加刀盤的表面積，從而增加滾刀的數(shù)量，使得滾刀之間的距離縮小，并且弧面過(guò)渡的設(shè)計(jì)保證了滾刀與開(kāi)挖面所形成的角度滿足一定的要求，這樣，改善了滾刀的安裝及受力狀況，提高邊緣滾刀的使用壽命，降低刀具更換頻率。刀盤的開(kāi)口率（30%），刀盤主體結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度高剛性設(shè)計(jì)可以保證刀盤能在本工程施工期間不變形、不損壞，適宜大扭矩和大推力的作業(yè)工況。（2）刀盤對(duì)開(kāi)挖面的支護(hù)性能刀盤設(shè)計(jì)的開(kāi)挖直徑為6280mm，最小開(kāi)口率30%。土壓平衡盾構(gòu)機(jī)其原理主要是依靠土倉(cāng)中的受壓渣土與開(kāi)挖面水土壓力保持平衡，但刀盤面也可以起到一定的平衡開(kāi)挖面穩(wěn)定的作用，因此，剩余90％的面積可用于支撐開(kāi)挖面的穩(wěn)定，適應(yīng)本工程軟土地層較多、沉降控制嚴(yán)格的要求。但當(dāng)開(kāi)挖面失穩(wěn)時(shí)刀盤面積只是起到有限的支撐作用，并不能真正支撐開(kāi)挖面的穩(wěn)定，所以必須要在土倉(cāng)XX立土壓以平衡開(kāi)挖面的土壓。（3）刀盤良好的進(jìn)碴性能采用較大的主軸承，提高中心部位的開(kāi)口率，刀盤排碴口處的的開(kāi)口設(shè)計(jì)須成梯形結(jié)構(gòu)型式，外小內(nèi)大，有利于使碴土平滑順暢地進(jìn)入土倉(cāng)，防止在面板上產(chǎn)生泥餅現(xiàn)象，提高掘進(jìn)效率。（4）刀盤防泥餅性能由于本工程盾構(gòu)機(jī)通過(guò)<6-2>、〈6-3〉、〈8-1〉、〈8-2〉等地層，在此類地層中掘進(jìn)時(shí)，刀盤中心區(qū)和土倉(cāng)中心區(qū)容易粘泥而形成“泥餅”，產(chǎn)生堵倉(cāng)現(xiàn)象，造成刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)負(fù)荷加大，排土不暢，甚至停止轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)造成土倉(cāng)內(nèi)溫度升高，影響主軸承密封的壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成主軸承密封破壞，“泥餅”現(xiàn)象往往會(huì)堵塞滾刀，使?jié)L刀發(fā)生偏磨。如果地下水較豐富，螺旋機(jī)由于排土不暢而無(wú)法形成土塞，排土口就會(huì)產(chǎn)生噴涌，從而開(kāi)挖面失穩(wěn)發(fā)生坍塌。為了防止這種現(xiàn)象出現(xiàn)，采用以下措施：①刀盤產(chǎn)生“泥餅”現(xiàn)象與刀具的布置、形式及刀盤的開(kāi)口率、形狀等有關(guān)，為了防止“泥餅”現(xiàn)象的發(fā)生，刀盤的刀座設(shè)計(jì)須充分考慮在不同的地質(zhì)情況下同一位置可安裝與不同地層相適應(yīng)的刀具。②在刀盤面板上設(shè)置添加劑注入孔，配置自動(dòng)泡沫和添加劑注入系統(tǒng)，可根據(jù)需要向開(kāi)挖面噴射水、泡沫和膨潤(rùn)土，改善碴土的流動(dòng)性，減小開(kāi)挖面泥餅生成的機(jī)會(huì)。③為了防止“泥餅”產(chǎn)生，本工程中將采用注入泡沫，來(lái)有效改善碴土的流動(dòng)性，防止粘性土附著在刀盤上。④刀盤上須設(shè)有攪拌棒，可以隨著刀盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，輔以倉(cāng)壁上的固定攪拌棒可起到攪拌破碎碴土的功能。（5）刀盤的抗磨損性能刀盤設(shè)計(jì)須充分考慮本標(biāo)段部分?jǐn)嗝娴牡撞繋r石強(qiáng)度，使用土壓平衡式掘進(jìn)的特點(diǎn)，在刀盤外周磨損機(jī)會(huì)較多的部位堆焊大量的網(wǎng)格狀耐磨合金層，如刀盤面板正面及外周、攪拌棒、刀盤邊緣板和滾刀刀座等處；此外，還須在刀盤外緣板上設(shè)計(jì)若干道耐磨合金環(huán)和硬質(zhì)合金刀具，從而大大提高刀盤的耐磨性能，延長(zhǎng)其使用壽命。1.3.2刀具的特點(diǎn)和適應(yīng)性要求考慮本區(qū)段的地質(zhì)情況，在此種地層將采用滾刀和刮刀的組合來(lái)完成掘進(jìn)施工。盾構(gòu)機(jī)主要采用盤型滾刀、普通刮刀、片式刮刀三種刀具來(lái)完成本標(biāo)段的盾構(gòu)施工。（1）盤型滾刀的選擇依據(jù)盤型滾刀廣泛用于復(fù)合型土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)，具有很好的破碎能力和壽命。盤型滾刀有3種形式：輪轂上有1個(gè)刀環(huán)的單刃盤型滾刀，輪轂上有2個(gè)刀環(huán)的雙刃盤型滾刀，輪轂上有3個(gè)刀環(huán)的三刃盤型滾刀。這3種形式的盤型滾刀在刀盤上的不同組合，可以切削各種不同抗壓強(qiáng)度的巖盤。盤型滾刀系列技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表8-1。表8-1盤型滾刀系列技術(shù)參數(shù)表盤型滾刀直徑(英寸)1215.51919礫層掘進(jìn)時(shí)容許荷載（單刃）(tf)405990100巖石掘進(jìn)時(shí)容許荷載（單刃）(tf)12.8182232刀刃寬度(mm)16162222礫層掘進(jìn)時(shí)刀刃容許磨損量(mm)18202530各種單軸抗壓強(qiáng)度的巖盤與盤型滾刀之間的選擇關(guān)系見(jiàn)圖8-1。圖8-1巖盤抗壓強(qiáng)度與盤型滾刀之間關(guān)系在巖石中掘進(jìn)時(shí)，在布置盤型滾刀時(shí)應(yīng)盡可能的多增加盤型滾刀數(shù)量使其切削軌跡間距變小，減少每一滾刀所受的荷載，提高其壽命。將刀盤的邊緣形狀設(shè)計(jì)成弧形，增加刀盤的表面積，使配置盤型滾刀數(shù)量增加，并且由于在刀盤外周設(shè)計(jì)成弧形，有利于刀盤外周盤型滾刀的布置和受力狀況。（2）刀具類型及其作用本次將選用的滾刀為單刃滾刀、雙刃滾刀，主要用于破碎巖石和軟土中的孤石，須分別被安裝在刀盤邊緣、正面及中心區(qū)域。用于泥質(zhì)巖層切削的刀具主要為刮刀，須分布在刀盤邊緣及開(kāi)口兩側(cè)?？紤]到本工程在巖石層和軟弱的土質(zhì)中使用，刀具母體須采用耐沖擊性及耐磨性優(yōu)越的E5材質(zhì)，切刀和刮刀配有碳鎢合金刀齒。并且考慮到盾構(gòu)機(jī)的重復(fù)使用及切削刀磨損而需進(jìn)行更換的情況，在結(jié)構(gòu)安裝上考慮采用螺栓聯(lián)接的形式，以便在維修及切削刀具磨損較嚴(yán)重時(shí)，可以更換。（3）刀具的更換滾刀的安裝須采用背裝式螺栓連接，刮刀的安裝采用輻條兩側(cè)螺栓連接，均可在切削倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行刀具更換，無(wú)需暴露在沒(méi)有支撐的開(kāi)挖面上，充分保證換刀人員的安全。與在刀盤正面安裝的形式相比，背裝式的設(shè)計(jì)也為刀具的更換提供了較大的作業(yè)空間，使刀具的更換速度得以明顯的提高。刀具的更換時(shí)間可參考切削刀盤累計(jì)轉(zhuǎn)數(shù)表的顯示值，求出滾刀掘削距離，以及通過(guò)掘進(jìn)過(guò)程中推進(jìn)力、扭矩增大，推進(jìn)速度極低，開(kāi)挖聲音異常等來(lái)判定，但是由于XXX地層的復(fù)雜性，很難準(zhǔn)確地從上述原因中判定刀具的磨損狀況。適時(shí)檢查滾刀（特別是最外周）的磨損情況，及時(shí)更換。1.4各種掘進(jìn)模式對(duì)不同地層的適應(yīng)性復(fù)合型土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)模式主要有土壓平衡掘進(jìn)模式、敞開(kāi)式掘進(jìn)模式以及介于兩者之間的半敞開(kāi)模式三種，各有其工作特點(diǎn)和適用的地質(zhì)條件。所選的盾構(gòu)機(jī)可在掘進(jìn)過(guò)程中根據(jù)不同的地質(zhì)情況選擇不同的掘進(jìn)模式以便達(dá)到最好的掘進(jìn)效果。1.4.1土壓平衡掘進(jìn)模式土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的基本工作原理，就是盾構(gòu)機(jī)在推進(jìn)掘削開(kāi)挖面土體的同時(shí)，使開(kāi)挖室里充滿了泥土、天然水或添加的水和泡沫的混合物。該混合物被刀盤梁以及固定的和運(yùn)動(dòng)的拌和棒進(jìn)行攪拌。開(kāi)挖過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速以平衡進(jìn)渣與排渣量，使混合物保持在要求的土壓力。開(kāi)挖室里的土壓每時(shí)每刻都受到控制并保持，水土壓力實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡，從而保持開(kāi)挖面的穩(wěn)定性，減少地面的沉降。在開(kāi)挖過(guò)程中，螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速隨著土壓傳感器的指示會(huì)作相應(yīng)的調(diào)整。如果其它運(yùn)行參數(shù)（如推力、注入量）之一發(fā)生變化，螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)調(diào)整使得壓力與要求值一致。泥土與螺旋輸送機(jī)外殼和螺旋葉片的摩擦?xí)a(chǎn)生必要的壓降，從而保持入口和出口的壓力差。（參見(jiàn)圖8-2）圖8-2土壓平衡模式示意圖盾構(gòu)機(jī)壓力控制操作一般有兩種模式，根據(jù)前方土體情況適當(dāng)采用。（1）推進(jìn)油缸速度不變，通過(guò)改變螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速，改變排土量來(lái)保持開(kāi)挖面的穩(wěn)定。（2）螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速不變，通過(guò)改變推進(jìn)油缸的推進(jìn)速度，改變掘削土量來(lái)保持開(kāi)挖面的穩(wěn)定。1.4.2敞開(kāi)式掘進(jìn)模式敞開(kāi)式掘進(jìn)模式一般用于地層自穩(wěn)條件比較好的場(chǎng)合，即使不對(duì)開(kāi)挖面進(jìn)行連續(xù)壓力平衡，在短時(shí)間內(nèi)也可保證開(kāi)挖面不失穩(wěn)，土體不坍塌。本盾構(gòu)機(jī)在敞開(kāi)式模式掘進(jìn)時(shí)，破碎下來(lái)的巖土能夠盡快落入土倉(cāng)下部，并由螺旋輸送機(jī)迅速地排出。敞開(kāi)模式掘進(jìn)中，可間斷打開(kāi)倉(cāng)門，觀察破巖、出土和刀具磨損情況，以便及時(shí)準(zhǔn)備更換刀具、調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)和及時(shí)轉(zhuǎn)換掘進(jìn)模式。參見(jiàn)圖8-3。圖8-3敞開(kāi)式模式示意圖1.4.3半敞開(kāi)模式如果掘進(jìn)中遇到雖然圍巖穩(wěn)定、但富含地下水的地層；或者施工斷面上大部分圍巖穩(wěn)定，僅有局部會(huì)出現(xiàn)失壓崩潰的地層，此時(shí)應(yīng)采用半敞開(kāi)模式（參見(jiàn)圖8-4）。增大推進(jìn)速度以求得快速通過(guò)，并暫時(shí)停止螺旋機(jī)出土。關(guān)閉螺旋機(jī)出土閘門，使土倉(cāng)的下部充滿碴石，向開(kāi)挖面和土倉(cāng)中注入適量的添加材料（如膨潤(rùn)土、泥漿或添加劑）和壓縮空氣，使土倉(cāng)內(nèi)碴土的密水性增加，同時(shí)也使添加材料在壓力作用下滲進(jìn)開(kāi)挖面地層，在開(kāi)挖面上產(chǎn)生一層致密的“泥膜”。通過(guò)氣壓和泥膜阻止開(kāi)挖面涌水和坍塌現(xiàn)象的發(fā)生，再控制螺旋機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)以保證在螺旋機(jī)中形成“土塞”，是完全可以安全快速地通過(guò)這類不良地層的。使用這種掘進(jìn)模式，既可維持開(kāi)挖面穩(wěn)定，又可達(dá)到較高的掘進(jìn)速度。圖8-4半敞開(kāi)模式示意圖1.4.4各種模式的比較對(duì)掘進(jìn)過(guò)程中需要采用的土壓平衡模式、半敞開(kāi)模式、敞開(kāi)式模式等三種掘進(jìn)模式的掘進(jìn)功耗、對(duì)設(shè)備配置要求、掘進(jìn)速度、適用地層進(jìn)行比較。表8-2各種掘進(jìn)模式比較表項(xiàng)目土壓平衡模式半敞開(kāi)模式敞開(kāi)式模式掘進(jìn)功耗大較大小對(duì)設(shè)備配置要求具有土壓傳感器，較高的控制精度，添加注入系統(tǒng)，刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能提供較大的扭矩，刀盤牢固剛性好。除了具有土壓平衡掘進(jìn)的配置以外，還應(yīng)具有壓氣系統(tǒng)。要求設(shè)備的推力足夠大，刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能提供較大的轉(zhuǎn)速，刀具承載力高且耐磨性能好。掘進(jìn)速度慢較快快1.5主要參數(shù)計(jì)算針對(duì)本標(biāo)段線路的埋深、地質(zhì)和水文特點(diǎn)，結(jié)合有關(guān)理論和實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，我公司對(duì)盾構(gòu)機(jī)的有關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算。1.5.1盾殼直徑要求及曲線施工能力（1）管片所能達(dá)到的線路最小轉(zhuǎn)彎半徑R見(jiàn)圖8-5。圖8-5最小轉(zhuǎn)彎半徑計(jì)算圖∴＝236843mm≈239m管片設(shè)計(jì)尺寸能夠使隧道達(dá)到的最小轉(zhuǎn)彎半徑R≈239m。（2）最小盾尾內(nèi)徑D0現(xiàn)根據(jù)轉(zhuǎn)彎半徑R＝350000mm計(jì)算最小盾尾筒體內(nèi)徑D0(見(jiàn)圖8-6中的CD)：圖8-6盾尾最小內(nèi)徑計(jì)算圖上圖顯示了盾構(gòu)機(jī)在曲線段及曲線轉(zhuǎn)直線段兩個(gè)階段掘進(jìn)中的盾尾的軌跡情形。紅線顯示的是在第③管片掘進(jìn)完畢后盾尾筒體內(nèi)徑的理論位置，其軸線沿著線路的切線方向。在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)第③管片過(guò)程中，為了依靠尾刷封堵地下水和注入的砂漿，最少要有一段管片②遮蓋住尾刷，本盾構(gòu)設(shè)計(jì)為半環(huán)長(zhǎng)度（940.5mm），筒體與管片的接觸控制點(diǎn)為B。根據(jù)管片尺寸和先前計(jì)算，圖中：R=236843mmGF=1500/2=950(mm)HA=1519/2=959.5(mm)ME=1481/2=940.5(mm)故，θ=sin－1（GF/R）=sin－1(950/236843)=0.1814362°OB=OE=ME/tgθ=940.5/tg0.1814362°=233841.88OC=OB?cos2θ=233841.88×cos0.3628924°=233839.19OD=OH=HA/sinθ=959.5/sin0.1814362°=239843.08D0=CD=OD－OC=6005.89≈6006（mm）（3）間隙裕量考慮到管片和盾尾承受土壓之后會(huì)發(fā)生變形及偏移、掘進(jìn)方向控制有一定誤差、管片安裝存在誤差、管片拼裝過(guò)程需要安裝及調(diào)整空間、管片不能過(guò)度壓縮盾尾密封而使密封元件過(guò)早失效等諸多因素，在確定盾尾直徑時(shí)，必須再加上一定的間隙裕量。盾尾間隙裕量：C＝δ1＋δ2＋δ3其中：δ1：盾尾內(nèi)管片的傾斜量δ2：管片的真圓度公差。δ3：管片拼裝時(shí)的余量。由計(jì)算得：當(dāng)隧道曲率半徑R＝250時(shí)，δ1＝4.6mm管片橢圓度公差：δ2根據(jù)隧道標(biāo)準(zhǔn)真圓度公差：當(dāng)盾構(gòu)機(jī)外徑φ6m≤D<φ8mδ2＝15mm/2＝9.5mm管片拼裝時(shí)的余量：δ3根據(jù)施工實(shí)績(jī)一般取8～10mm基于以上考慮，盾尾間隙裕量（C）:C≥δ1＋δ2＋δ3＝4.6+9.5+(8～10)＝20.1～22.1因此，根據(jù)以上計(jì)算,考慮地質(zhì)的不均勻性所造成的盾構(gòu)機(jī)偏移軸線，本工程盾構(gòu)機(jī)盾尾間隙要求為C=45mm。（4）盾構(gòu)機(jī)的盾尾內(nèi)徑確定盾尾內(nèi)徑D由最小盾尾內(nèi)徑D0、間歇裕量所決定：D＝D0+2×C＝6006+2×30＝6066（mm）由上述計(jì)算可得出結(jié)論：只要盾尾內(nèi)徑大于6066mm，即可使得盾構(gòu)機(jī)能夠轉(zhuǎn)過(guò)半徑在239m以上的彎道。本工程中的最小轉(zhuǎn)彎半徑為350m，實(shí)際所選盾構(gòu)機(jī)的盾尾內(nèi)徑尺寸應(yīng)大于6066mm，比理論要求的要大。因此，即使實(shí)際轉(zhuǎn)彎半徑遠(yuǎn)比500m小，只要大于239m，均可以實(shí)現(xiàn)急劇調(diào)整方向的目的，滿足地層軟硬分布不均或操作不當(dāng)?shù)惹闆r下的施工要求的。1.5.2總推力的計(jì)算計(jì)算本隧道時(shí)的土壓力可按全覆土計(jì)算。（1）盾體受力分析該斷面處有關(guān)土力學(xué)參數(shù)及由地表至隧道底部的地層構(gòu)造如下表8-3。表8-3巖土力學(xué)參數(shù)表地層代號(hào)巖土名稱天然密度ρ(g/cm3)凝聚力c(kPa)內(nèi)摩擦角φ靜止側(cè)壓力系數(shù)λ<11-1>全風(fēng)化花崗巖片麻巖1.9419.219.40.39<11-1-2>全風(fēng)化花崗巖片麻巖1.9618210.39盾構(gòu)機(jī)的推力考慮在軟巖層<11-1>和<11-1-2>中進(jìn)行。（2）在軟巖層中掘進(jìn)時(shí)盾構(gòu)機(jī)的推力的計(jì)算根據(jù)本標(biāo)段的埋深條件、地層的土質(zhì)、地下水及管片襯砌環(huán)的特征等條件，參照巖土工程詳勘報(bào)告，可能出現(xiàn)的最不利受力情況的斷面進(jìn)行計(jì)算。盾構(gòu)機(jī)所受荷載見(jiàn)圖8-7。在確定盾構(gòu)機(jī)拱頂處的圍巖豎向壓力P時(shí)，取最不利斷面的圍巖的力學(xué)指標(biāo)為計(jì)算依據(jù)，對(duì)于深埋斷面首先按太沙基卸拱理論計(jì)算上覆土地層壓力，當(dāng)深埋但小于2倍隧道直徑高度取2倍隧道直徑高度的上覆土體自重作為上覆土地層壓力。當(dāng)埋深大于2倍隧道直徑高度時(shí)，按實(shí)際埋深來(lái)計(jì)算，所取斷面埋深為21m。a.按太沙基卸拱理論計(jì)算圖8-7盾構(gòu)受力圖松動(dòng)高度h0式中：φ為土的內(nèi)摩擦角，φ=21°γ為土的容重，γ=2t/m3C為土的粘結(jié)力，C=3.1t/m2H為最大覆土厚度，H=21mP0為地面上置荷載，P0=1t/m2K0為水平與垂直土壓之比，選取K0=1B1為自然拱跨度，式中:R為開(kāi)挖半徑，R=3.14m，故:P=γh=2×21=42t/m2b.計(jì)算截面處隧道上覆土體自重作為上覆土地層壓力Pe=λh+P0h隧道覆土高度h=21mPe=0.45×21+1=10.45t/m2綜上所述:因Pe=10.45t/m2＜P=42t/m2，盾構(gòu)機(jī)所受壓力：Pe=λh+P0P01=Pe+G/DLP1=Pe×λP2=(Pt+γ.D)λ式中：λ為水平側(cè)壓力系數(shù)，λ=0.45h為上覆土厚度，h=21mγ為土容重，γ=2t/m3G為盾構(gòu)機(jī)重，G=450tD為盾構(gòu)機(jī)外徑，D=6.25mL為盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)度，L=9.5mP0為地面上置荷載，P0=1t/m2P01為盾構(gòu)機(jī)底部的均布?jí)毫1為盾構(gòu)機(jī)拱頂處的側(cè)向土壓力。P2為盾構(gòu)機(jī)底部的側(cè)向土壓力。Pe=10.45t/m2P01=10.45+450/（6.25×9.5）=18.03t/m2P1=10.45×0.45=4.9t/m2P2=(42+2×6.25)×0.45=24.5t/m2②盾構(gòu)機(jī)推力計(jì)算盾構(gòu)的推力主要由以下五部分組成：式中：F1為盾構(gòu)外殼與土體間的摩擦力F2為刀盤上的水平推力F3為切土所需要的推力F4為盾尾與管片之間的摩阻力F5為后方臺(tái)車的阻力式中：：土與鋼之間的摩擦系數(shù)，計(jì)算時(shí)?。?.3式中，為水平土壓力，.f式中：C為土的粘結(jié)力，C=3.1t/m2.f式中：WC為兩環(huán)管片的重量（計(jì)算時(shí)假定有兩環(huán)管片的重量作用在盾尾內(nèi)，當(dāng)管片容重為2.5t/m3，管片寬度按1.5m計(jì)時(shí)，每環(huán)管片的重量為24.1t），兩環(huán)管片的重量為48.2t考慮。μC=0.3式中：Gh為盾尾臺(tái)車的重量，Gh≈500t；θ為坡度，tgθ=0.021μg為滾動(dòng)摩阻，μg=0.05推進(jìn)時(shí)所需推力：FF=F1+F2+F3+F4＋F5=1626kN{1626tf}③推力的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算按照《MechanisedShieldTunneling》一書（作者：BernhardMaidl;MartinHerrenknecht；LotharAnheuser等）介紹的經(jīng)驗(yàn)公式Fj=β·D2（kN）式中，β——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，按下圖8-8取500～1200；D——盾構(gòu)外徑。圖8-8推力Fj與盾構(gòu)外徑D關(guān)系曲線計(jì)算出Fj=(500～1200)×6.252=19530～46895kN1.5.3掘進(jìn)速度的計(jì)算根據(jù)推進(jìn)系統(tǒng)油泵的排量，在電機(jī)轉(zhuǎn)速為1480rpm時(shí)的輸出流量：Q泵=1480×85=125800cm3/min推進(jìn)千斤頂?shù)氖芰γ娣e為：S千斤頂=π·D2/4=3.14×222÷4=380cm2推進(jìn)千斤頂可達(dá)到的最大推進(jìn)速度（無(wú)荷載）：Vmax=Q泵÷(20×S千斤頂)=181250÷(20×380)=16cm/min1.5.4盾構(gòu)機(jī)刀盤所需扭矩的計(jì)算（1）敞開(kāi)式掘進(jìn)時(shí)所需的扭矩隧道通過(guò)硬巖地層時(shí)，一般采用敞開(kāi)式掘進(jìn)模式，盾構(gòu)機(jī)刀盤所受的阻力矩主要是全部滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)破巖時(shí)所受的摩擦阻力的力矩。最大扭矩TC發(fā)生在最大推力的時(shí)候，可用下式求得：TC=ψ·Pd·r1+ψ·Pd·r2+…+ψ·Pd·rn=ψ·Pd·Σrn式中，ψ——單把滾刀的摩擦阻力系數(shù)。根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)資料，取0.12；Pd——單把滾刀的最大容許荷載，230kN；N滾——滾刀的總數(shù)，36；rn——每個(gè)滾刀的相應(yīng)安裝半徑；Σrn——所有滾刀安裝半徑的累計(jì)總和，根據(jù)廠家的設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算出其值為55.456m。TC=0.12×230×55.456=1663.68≈1664kNm（2）土壓平衡掘進(jìn)時(shí)所需的扭矩軟巖層掘進(jìn)，多采用土壓平衡掘進(jìn)模式，土倉(cāng)充滿碴土，刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)需要較大的扭矩。此時(shí)一般均向土倉(cāng)加入大量的泡沫、泥漿類土壤改性物質(zhì)。碴土的性質(zhì)與開(kāi)挖面的土體相比，有明顯的改變。一般地，改良后碴土的內(nèi)摩擦角φ＝5?。盾構(gòu)配備的扭矩主要由以下九部分組成。在進(jìn)行刀盤扭矩計(jì)算時(shí)：式中：M1為刀具的切削扭矩；M2為刀盤自重產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩；M3為刀盤的推力荷載產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)扭矩；M4為密封裝置產(chǎn)生的摩擦力矩；M5為刀盤前表面上的摩擦力矩；M6為刀盤圓周面上的摩擦力矩；M9為刀盤背面的摩擦力矩；M8為刀盤開(kāi)口槽的剪切力矩；M9為刀盤土腔室內(nèi)的攪動(dòng)力矩。a．刀具的切削扭矩M1式中：Cг：土的抗剪應(yīng)力，Cг=C+Pd×Mgφ=3.1+22×tg21°=10.3t/m2hmax：刀盤每轉(zhuǎn)的最大切削深度，hmax=6cm/轉(zhuǎn)R0：最外圈刀具的半徑，R0=3.14mb．刀盤自重產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩M2M2=GRμg式中：G：刀盤自重，刀盤重量為G=45tR：軸承的接觸半徑，為R=1.6mμg：滾動(dòng)摩擦系數(shù)，計(jì)算時(shí)取為μg=0.004M2=45×1.6×0.004=0.29t.mc．刀盤的推力荷載產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)扭矩M3M3=WpRgμzWp=απRc2Pd式中：Wp：推力荷載α：刀盤封閉系數(shù)，α=0.9Rg：軸承推力滾子接觸半徑，Rg=1.6mRc：刀盤半徑，Rc=3.14μz：滾動(dòng)摩擦系數(shù)，μz=0.004Pd：水平土壓力，Pd=22t/m2Wp=0.9π×3.142×22=499t.fM3=499×1.6×0.004=3.1t.md．密封裝置產(chǎn)生的摩擦力矩M4M4=2πμmF（n1Rm12+n2Rm22）式中：μm：密封與鋼之間的摩擦系數(shù)，μm=0.2F：密封的推力，F(xiàn)=0.15t/mn1、n2：密封數(shù)，n1=3n2=3Rm1、Rm2：密封的安裝半徑，Rm1=1.84mRm2=2.26mM4=2π×0.2×0.15×（3×1.84+3×2.26）=23t·me．刀盤前表面上的摩擦力矩M5式中：α：刀盤開(kāi)口率，α=0.30μP：土層與刀盤之間的摩擦系數(shù)，μP=0.15R：刀盤半徑，R=3.14mf．刀盤圓周面上的摩擦力矩M6M6=2πR2BPZμP式中：R：刀盤半徑，R=3.14mB：刀盤寬度，B=0.9mPZ：刀盤圓周土壓力PZ=（Pe+P01+P1+P2）/4=（10.45+18.03+4.9+24.5）/4=14.4t/m2M6=2π×3.142×0.9×14.4×0.15=93.9t.mg．刀盤背面的摩擦力矩M9M9=2/3[（1-α）πR3μP×0.8Pd]M9=2/3（0.9×π×3.143×0.15×0.8×22）=120t.mh．刀盤開(kāi)口槽的剪切力矩M8式中：Cτ：土的抗剪應(yīng)力，因碴土飽和含水，故抗剪強(qiáng)度降低，可近似地取C=0.01Mpa=1M/m2，φ=5°Cτ=C+Pd×tgφ=1+22×tg5=2.9t/m2i．刀盤土腔室內(nèi)的攪動(dòng)力矩M9M9=2π（R12－R22）LCτ式中：d1：刀盤支撐梁外徑，d1=4.8md2：刀盤支撐梁內(nèi)徑，d2=3.84mL：支撐梁長(zhǎng)度，L=0.8mM9=2π（2.42-1.922）×0.8×3.1=32t.m刀盤扭矩M為M1～M9之和M=3.1+0.3+3.1+26+64+93.9+120+53+32=395t.m（3）盾構(gòu)刀盤扭矩的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算盾構(gòu)刀盤扭矩可按如下常用的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算求得：Mc=Dc3式中：Mc——刀盤扭矩（Mm）——扭矩系數(shù)，土壓平衡盾構(gòu)可取=1.8～2.3，Dc——刀盤開(kāi)挖直徑，6.28m則Mc=Dc3=(1.5～2.0)×6.283=4460～5690kNm1.5.5螺旋輸送機(jī)的參數(shù)計(jì)算（1）輸送量QTDc——盾構(gòu)機(jī)開(kāi)挖直徑，6.28mVn——盾構(gòu)機(jī)正常工作掘進(jìn)速度Vmax——正常工作最大掘進(jìn)速度，取60mm/min，即3.6m/hk——松散系數(shù)，取1.6則，理論碴土實(shí)方量q=Vmax·πDc2/4=3.6×3.14×6.282/4=111.5m3/h排出的碴土松方量：QT=1.6q=1.6×111.5=198m3/h（2）配置的螺旋輸送機(jī)理論出土量QQ=60×n螺×π×(D螺2-d螺2)×L螺/4=60×25×3.14×(0.92-0.202)×0.56/4=291m3式中，D螺——螺旋外徑，900mmd螺——螺旋軸直徑，200mmL螺——螺旋節(jié)距，560mmn螺——螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速，0-25rpmQ>Q1滿足施工的出土要求。1.5.6刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所需的功率采用盾構(gòu)機(jī)刀盤驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的最大工作扭矩所需的功率來(lái)驗(yàn)算：P=TD×nD×2π/60=9300×1.15×2π/60=884Kw式中，TD——刀盤驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的最大工作扭矩，9300kNmnD——刀盤設(shè)計(jì)最大扭矩時(shí)的最大轉(zhuǎn)速，1.15rpm主軸承齒輪傳動(dòng)的效率為0.98，因此，刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所需功率為：P’=884/0.98=902kW1.5.7推進(jìn)系統(tǒng)所需的功率以推力為盾構(gòu)機(jī)配置的最大推力40000kN，掘進(jìn)速度為最大速度60mm/min來(lái)計(jì)算，因此，推進(jìn)系統(tǒng)所需的功率為：P=F×VMAX=40000×0.06/60=40kW液壓系統(tǒng)的傳動(dòng)效率取為0.95，可知推進(jìn)系統(tǒng)所需的功率為：P推=P推/0.95=53kW參照以上計(jì)算的各參數(shù)值，擬采購(gòu)的盾構(gòu)機(jī)須嚴(yán)格滿足相應(yīng)技術(shù)參數(shù)的要求，以滿足本工程盾構(gòu)掘進(jìn)的需要及以后的盾構(gòu)工程。第2節(jié)盾構(gòu)施工的前期工作根據(jù)工程等現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，本標(biāo)段盾構(gòu)工程前期準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)。在前期任務(wù)中，除抓住盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)輸環(huán)節(jié)外，還要進(jìn)行地質(zhì)補(bǔ)勘，管線及建（構(gòu)）筑物的調(diào)查、核實(shí)與保護(hù)，盾構(gòu)施工配套設(shè)備設(shè)施的選型，管片預(yù)生產(chǎn)等諸多工作。2.1補(bǔ)充地質(zhì)鉆探2.1.1補(bǔ)勘目的和方法1、勘察目的：此次補(bǔ)充勘察工作是針對(duì)本項(xiàng)目的區(qū)間隧道、盾構(gòu)始發(fā)/接收洞門土體加固區(qū)等在詳勘中不夠明晰的區(qū)或位置的進(jìn)一步詳細(xì)探明，尤其是對(duì)隧道范圍內(nèi)盾構(gòu)施工難度較大的變質(zhì)沙巖區(qū)段及巖面變化較大區(qū)段。2、勘察方法：擬采用XY-100鉆機(jī)鉆孔、取芯進(jìn)行補(bǔ)勘，勘探方法可根據(jù)地層巖性和地下水位觀測(cè)等要求選擇。鉆探采用普通合金鋼鉆頭或金剛石鉆頭，單管泥漿護(hù)壁反循環(huán)鉆進(jìn)或雙重管，或其它適宜本地區(qū)的勘探工藝。2.1.2補(bǔ)勘孔的定位1、盾構(gòu)始發(fā)端、接收端位置。2、沿線巖土分層界線起伏變化較大段。3、計(jì)劃換刀地點(diǎn)周圍，會(huì)影響范圍房屋基礎(chǔ)地段。4、在一側(cè)布孔較多，另一側(cè)布孔較少時(shí)。2.1.3補(bǔ)勘質(zhì)量主要要求1、此次補(bǔ)勘鉆孔性質(zhì)為技術(shù)孔。2、鉆孔直徑大于91mm；3、嚴(yán)格按照補(bǔ)勘孔位平面布置圖坐標(biāo)（補(bǔ)勘孔位的坐標(biāo)及補(bǔ)勘孔深度以開(kāi)工前提供的最新布置圖為準(zhǔn)）要求布孔，要求孔中心位置偏移橫、縱向不大于0.5m。否則必須經(jīng)過(guò)項(xiàng)目部技術(shù)部門同意方可改變施鉆位置。鉆孔垂直度不大于1.5%。4、全孔連續(xù)取芯，鉆探的回次應(yīng)在保證獲得準(zhǔn)確的地質(zhì)資料的前提下，根據(jù)地層條件和鉆具的長(zhǎng)度確定。在砂類土、碎石類土中鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)控制其回次進(jìn)尺，以確保分層與描述的要求，一般回次進(jìn)尺不大于1.5m,在軟土及松散層中鉆進(jìn)時(shí)回次進(jìn)尺不大于1.0m?；卮尾扇≌承酝敛坏陀?5%，砂性土不低于60%。在巖層中鉆進(jìn)時(shí)，回次進(jìn)尺不得超過(guò)2.0m，每回次采取率：巖層不應(yīng)低于80%，破碎巖層不應(yīng)低于65%，當(dāng)遇孤石時(shí)，穿過(guò)孤石后宜采用半干鉆取芯，嚴(yán)禁采用清水進(jìn)行。巖芯標(biāo)高誤差不大于0.2m。5、鉆探質(zhì)量由地質(zhì)技術(shù)人員跟蹤負(fù)責(zé)并派出有經(jīng)驗(yàn)的巖土地質(zhì)技術(shù)人員指導(dǎo)和檢查。6、每個(gè)鉆孔終孔后，須通知甲方項(xiàng)目部技術(shù)人員到場(chǎng)驗(yàn)收。7、用500萬(wàn)像素以上的數(shù)碼相機(jī)逐孔拍攝巖芯彩色照片，每孔巖芯至少拍攝1張照片，照片上的標(biāo)記（勘察名稱、孔號(hào)、箱號(hào)、終孔深度等）應(yīng)清晰。8、按照XXX地鐵勘查報(bào)告要求編寫巖土工程勘察報(bào)告，土工參數(shù)表、地質(zhì)柱狀圖、地質(zhì)剖面圖、鉆孔實(shí)際平面位置圖、巖芯照片必須提供，必要時(shí)提供地下水位分布情況。其中地層編號(hào)須與XXX地鐵勘查報(bào)告的約定一致；確定巖土名稱及其特征描述時(shí)須參照加甲方提供的地質(zhì)詳勘報(bào)告中相鄰鉆孔資料；標(biāo)貫測(cè)定間距2～2.5m；每一類地層需提供的土工參數(shù)：天然狀態(tài)性質(zhì)指標(biāo)（含水率、天然密度、土粒比重、飽和度、孔隙比）、壓縮模量、固結(jié)塊剪（粘聚力、內(nèi)摩察角）、滲透系數(shù)、各級(jí)顆粒含量等；對(duì)于中風(fēng)化、微風(fēng)化巖石須提供巖石的石英含量、單軸天然抗壓強(qiáng)度；巖芯照片；9、每個(gè)鉆孔完成作業(yè)后須用水泥漿采取水下灌注工藝回填密實(shí)，回填前須通知甲方項(xiàng)目部技術(shù)人員到場(chǎng)監(jiān)督，否則不得回填。2.2盾構(gòu)機(jī)的設(shè)計(jì)與制造（1）與制造商密切配合，制定周密的制造計(jì)劃，派項(xiàng)目部機(jī)電組負(fù)責(zé)人帶領(lǐng)機(jī)械、電氣、土建工程師各二名負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)造工作，控制盾構(gòu)機(jī)制造的各個(gè)環(huán)節(jié)，確保盾構(gòu)機(jī)制造的質(zhì)量和進(jìn)度。（2）在盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中，安排與盾構(gòu)機(jī)制造商進(jìn)行密切聯(lián)絡(luò)，進(jìn)一步綜合考慮地質(zhì)條件、線路走向、線路長(zhǎng)度、地面建筑及地下管線、地面沉降控制標(biāo)準(zhǔn)等各種因素，審核其設(shè)計(jì)方案，不斷完善其功能，對(duì)其最終設(shè)計(jì)方案應(yīng)經(jīng)有關(guān)專家評(píng)審。（3）盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)、制造期間，邀請(qǐng)業(yè)主代表和有關(guān)專家到盾構(gòu)機(jī)制造廠家進(jìn)行監(jiān)造和評(píng)審。2.3實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)的編制（1）設(shè)計(jì)單位詳細(xì)進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)并進(jìn)行設(shè)計(jì)交底后，由項(xiàng)目總工組織，設(shè)計(jì)施工圖紙進(jìn)行全面會(huì)審，認(rèn)真領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖。（2）結(jié)合地質(zhì)補(bǔ)充鉆探、地面建筑物及地下管線調(diào)查資料，掌握工程地質(zhì)及水文地質(zhì)、周圍環(huán)境等工程條件，緊抓工程特點(diǎn)、重點(diǎn)和難點(diǎn)，制定相應(yīng)施工技術(shù)措施，對(duì)每一分項(xiàng)進(jìn)行施工安排計(jì)劃，確定施工方案、施工方法、施工工藝以及采取的技術(shù)措施。（3）根據(jù)業(yè)主的工期要求、工程特點(diǎn)，綜合考慮各種因素，用工程管理軟件編制工程進(jìn)度計(jì)劃，制定施工措施。（4）編制出的實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)經(jīng)討論研究，反復(fù)論證后，報(bào)監(jiān)理工程師及業(yè)主審批后執(zhí)行，確保施工過(guò)程處于受控狀態(tài)。（5）技術(shù)攻關(guān)部針對(duì)技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行專題攻關(guān)，制定施工方案，編制施工組織設(shè)計(jì)。2.4其它配套設(shè)備的選型與制造為確保其它配套設(shè)備的按時(shí)到場(chǎng)，尤其是確保所選設(shè)備對(duì)本工程的適用性，項(xiàng)目部成立一個(gè)以機(jī)電組負(fù)責(zé)人帶領(lǐng)2個(gè)機(jī)電工程師和2個(gè)土建工程師的設(shè)備采購(gòu)小組，專門負(fù)責(zé)配套設(shè)備的選型和制造。（1）根據(jù)施工場(chǎng)地布置，提前做好龍門吊的設(shè)計(jì)和招標(biāo)工作。根據(jù)施工組織安排制定龍門吊的生產(chǎn)計(jì)劃，確保龍門吊按時(shí)到場(chǎng)。（2）根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)，確定電瓶車、運(yùn)碴車、攪拌設(shè)備等配套設(shè)備的型號(hào)，提前生產(chǎn)和采購(gòu)，做到按時(shí)到場(chǎng)。2.5前期的測(cè)量工作（1）盡快和業(yè)主、監(jiān)理辦理測(cè)量樁點(diǎn)的交接。采用全站儀、水準(zhǔn)儀等測(cè)量?jī)x器對(duì)業(yè)主所交樁點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)成果上報(bào)業(yè)主和施工監(jiān)理審定。（2）根據(jù)施工圖紙的平面圖將線路在地面放樣出來(lái)，以便進(jìn)行建筑物、管線的調(diào)查和監(jiān)測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)。（3）做好前期的測(cè)量工作，為盾構(gòu)始發(fā)做好準(zhǔn)備。前期的測(cè)量工作主要包括建立測(cè)量控制網(wǎng)、聯(lián)系測(cè)量、洞門精度測(cè)量、盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)軌測(cè)量、反力架測(cè)量。2.6監(jiān)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)與初始值取值在盾構(gòu)到場(chǎng)前，按監(jiān)測(cè)方案要求布設(shè)好前200m的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并讀取初始值。2.7管片預(yù)生產(chǎn)（1）盡早與管片生產(chǎn)廠家簽定合同，制定管片生產(chǎn)計(jì)劃，提早生產(chǎn)，確保管片儲(chǔ)備充足。（2）做好管片原材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)。確定好混凝土配合比，并上報(bào)監(jiān)理和業(yè)主。（3）開(kāi)工前作好管片的各項(xiàng)參數(shù)試驗(yàn)，保證提供的管片滿足設(shè)計(jì)要求。（4）按計(jì)劃提前生產(chǎn)500環(huán)管片，確保管片滿足盾構(gòu)掘進(jìn)的要求。2.8前期其它準(zhǔn)備工作（1）進(jìn)行沿線的建筑物及地下管線的調(diào)查，并實(shí)施建筑物保護(hù)施工。（2）盾構(gòu)始發(fā)托架、反力架、預(yù)埋件等設(shè)施/材料的加工、制作。（3）做好實(shí)施性的場(chǎng)地規(guī)劃和設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備臨建材料。（4）積極協(xié)助設(shè)計(jì)單位，確保按時(shí)拿到施工藍(lán)圖。（5）聯(lián)系好盾構(gòu)碴土運(yùn)輸單位，主要工程及設(shè)備耗材的購(gòu)買準(zhǔn)備。（6）始發(fā)端頭加固施工。第3節(jié)盾構(gòu)施工準(zhǔn)備提前考慮設(shè)計(jì)好區(qū)間隧道施工場(chǎng)地，并主動(dòng)做好與車站施工的協(xié)調(diào)，盡早進(jìn)場(chǎng)安排場(chǎng)地布置，以確保盾構(gòu)機(jī)能按時(shí)始發(fā)。3.1場(chǎng)地平面布置施工場(chǎng)地布置見(jiàn)前述章節(jié)Z區(qū)間場(chǎng)地平面布置圖。1.龍門吊軌道基礎(chǔ)龍門吊要求具有良好的軌道基礎(chǔ)，斷面設(shè)計(jì)須滿足龍門吊工作受力要求，軌道平整度要控制在±3mm內(nèi)。本工程由于受場(chǎng)地條件和工期的限制，龍門吊軌道基礎(chǔ)在回填土區(qū)域采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在原狀土區(qū)域采用型鋼組合結(jié)構(gòu)。2.集土坑集土坑要盡可能具有較大的容量，滿足日出土量的需要。本工程集土坑底板及側(cè)墻均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。3.辦公與生活設(shè)施及場(chǎng)地硬化辦公與生活設(shè)施按招標(biāo)文件規(guī)定，滿足駐地監(jiān)理工作生活需要，職工居住面積要達(dá)到XXX市的要求。為保持場(chǎng)地環(huán)境整潔，并綜合考慮場(chǎng)地承載力要求，需對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行全面硬化。4.主要配套設(shè)備安裝(1)龍門吊安裝與檢驗(yàn)盾構(gòu)施工場(chǎng)地安裝45t龍門吊1臺(tái)，負(fù)責(zé)盾構(gòu)始發(fā)及正常掘進(jìn)期間出土、管片、鋼軌等材料的運(yùn)輸。龍門吊安裝前要向主管部門報(bào)裝，并邀請(qǐng)對(duì)安裝調(diào)試過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督，以利于及時(shí)通過(guò)檢驗(yàn)，投入使用。(2)同步注漿砂漿拌合站布置好材料堆放場(chǎng)地，做好除塵密封設(shè)施，減少環(huán)境污染。(3)電力系統(tǒng)積極配合業(yè)主與電力部門取得聯(lián)系，尋找合理路由，嚴(yán)格按照用電安全規(guī)程做好電力系統(tǒng)布置。3.2盾構(gòu)始發(fā)、接收端頭土體加固本標(biāo)段Y站～X站區(qū)間端頭土體加固共計(jì)2處，即Y站西端盾構(gòu)進(jìn)洞門；X站東端盾構(gòu)出洞門。在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出洞時(shí)，工作面將處于開(kāi)放狀態(tài)，如果處理不當(dāng)，將會(huì)有涌水、涌泥等現(xiàn)象，嚴(yán)重情況下會(huì)引起洞門塌方。為了確保盾構(gòu)始發(fā)和接收時(shí)的施工安全以及地層的穩(wěn)定，必須對(duì)端頭的土體進(jìn)行加固處理。3.2.1加固的原則和要求1、盾構(gòu)端頭土體加固的原則（1）根據(jù)隧道埋深及盾構(gòu)隧道穿越地層情況，確定加固方法和范圍。（2）在充分考慮洞門破除時(shí)間和方法，選擇合適的加固方法和范圍，確保盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出洞的安全和洞門破除的安全。2、加固要求加固土體28天單軸極限抗壓強(qiáng)度≥1.0Mpa。3.2.2端頭加固設(shè)計(jì)根據(jù)工程地質(zhì)情況和目前盾構(gòu)始發(fā)、接收端頭土體加固的常用方法比較，選擇適合本標(biāo)段中各個(gè)端頭加固的施工方法，參見(jiàn)表8-4、表8-5。表8-4Y站盾構(gòu)始發(fā)端頭土體巖性分析部位洞門上、下、左、右各3m范圍內(nèi)地質(zhì)隧道覆土右線始發(fā)洞門（出洞門）1.5厚<3-1>淤泥、淤泥質(zhì)土（洞頂）1.1厚的<3-6>卵石（洞頂）平均2.4m厚<6-2>硬塑狀礫（砂）粘土（洞身）4.3m厚<8-1>全風(fēng)化變質(zhì)砂巖（洞身）約16m厚<8-2>強(qiáng)風(fēng)化變質(zhì)砂巖（洞底）11.96m左線始發(fā)洞門（出洞門）平均6m厚<3-4>中粗砂（洞頂）4.4m厚<6-2>硬塑狀礫（砂）粘土（洞身）平均16m厚<8-2>強(qiáng)風(fēng)化變質(zhì)砂巖（洞身、洞底）12.1m表8-5X站東端盾構(gòu)接收端頭土體巖性分析部位洞門上、下、左、右各3m范圍內(nèi)地質(zhì)隧道覆土右線接收洞門（進(jìn)洞門）8.4m厚<6-2>硬塑狀礫（砂）粘土（洞頂、洞身）10.1m厚<8-2>強(qiáng)風(fēng)化變質(zhì)砂巖（洞身、洞底）18.9m左線接收洞門（進(jìn)洞門）4.9m厚<3-4>中粗砂（洞頂）4.3m厚<3-6>卵石（洞身）4.2厚<6-2>硬塑狀礫（砂）粘土（洞身、洞底）9.85mY站西端頭右線始發(fā)洞門加固形式為14排φ800雙重管旋噴樁，加固寬度12m，加固長(zhǎng)度10m，加固范圍為隧道上下左右各3.0m范圍內(nèi)的強(qiáng)風(fēng)化層；隧道左線接收洞門采用φ800雙重管旋噴樁，共計(jì)14排，排內(nèi)間距650mm、排與排間距650mm，咬合150mm布置。左線加固體為長(zhǎng)×寬×高=10m×12m×15.95m，加固范圍為洞門上、下、左、右各3m。加固范圍及布置參見(jiàn)圖8-4。為了盾構(gòu)接收安全考慮，X站建意改為地面旋噴加固，東端頭右線接收洞門加固形式為14排φ800雙重管旋噴樁，排內(nèi)間距650mm、排與排間距650mm，咬合150mm布置。左線加固體為長(zhǎng)×寬×高=10m×12m×23.139m，加固范圍為隧道上下左右各3.0m；隧道左線始發(fā)洞門采用14排φ800雙重管旋噴樁，排內(nèi)間距650mm、排與排間距650mm，咬合150mm布置。左線加固體為長(zhǎng)×寬×高=10m×12m×23.139m,加固范圍為隧道上下左右各3.0m。考慮X站端頭加固深達(dá)23m,旋噴加固可能達(dá)不到預(yù)期的效果，在洞門范圍內(nèi)進(jìn)行水平注漿加固，洞門周邊成30度角向外圍加加固。加固范圍及布置參見(jiàn)圖8-5。3.2.3端頭加固施工端頭加固采用雙重管旋噴樁施工，施工的工藝流程和方法如下：1.旋噴工藝流程旋噴工藝流程見(jiàn)8-9。圖8-9雙重管旋噴樁施工流程圖2.旋噴施工方法①充分搞清場(chǎng)地內(nèi)是否存在地下管線和其它障礙物，并及時(shí)清除。本工程場(chǎng)地內(nèi)沒(méi)有正在用的管線，只需將廢棄管線清除后平整場(chǎng)地。②布置孔位?？孜槐仨殰?zhǔn)確，先在兩鉆孔樁之間測(cè)量樁位，插上立樁。③引孔。引孔很關(guān)鍵，引孔機(jī)就位后，要固定水平，坐落穩(wěn)定。允許誤差要在5cm以內(nèi)。④旋噴機(jī)就位。調(diào)整好鉆機(jī)垂直度，使旋噴鉆頭和引孔的孔成一條直線，啟動(dòng)設(shè)備：高壓泥漿泵、空氣壓縮機(jī)、泥漿攪拌機(jī)，當(dāng)各設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，管道暢通后，即可鉆孔下管至設(shè)計(jì)深度，開(kāi)始噴射水泥漿和鼓入壓縮空氣，約30秒后，再提升鉆桿。在旋噴注漿過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)壓力過(guò)高或過(guò)低時(shí)，應(yīng)及時(shí)查明原因，及時(shí)停機(jī)檢查修理設(shè)備和管路；若發(fā)現(xiàn)噴頭堵塞，要及時(shí)起鉆清洗，再下鉆至上次下鉆孔深下20cm，再繼續(xù)旋噴，以防止斷樁。為防止?jié){液凝固收縮出現(xiàn)孔穴，要在樁頭處回灌。成孔檢驗(yàn)合格后鉆機(jī)移至下一樁位。⑤引孔時(shí)，根據(jù)地層情況及時(shí)調(diào)整循環(huán)護(hù)壁泥漿的濃度，保證成孔質(zhì)量。如確實(shí)成不了孔，可以先從地面預(yù)注漿穩(wěn)定地層，后引孔。⑥旋噴機(jī)就位，調(diào)試空氣、水泥漿壓力和流量滿足設(shè)計(jì)要求。⑦旋噴至設(shè)計(jì)頂標(biāo)高以上0.3～0.8m處停機(jī)，將旋噴管提出地面。3.技術(shù)參數(shù)加固體外側(cè)采用單重管旋噴樁做單排止水幕，樁徑600mm，排內(nèi)間距500mm，之后按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行加固旋噴樁施工。采用425號(hào)以上的普通硅酸鹽水泥配漿，水泥摻入量250kg/m，粘土粉50kg/m，漿液水灰比為1.0～1.5，提升速度0.15～0.2m/min，旋轉(zhuǎn)速度為30～40r/min；水泥漿噴射壓力20～25Mpa，排量60～65L/min；壓縮空氣壓力0.9Mpa，排量1～2m3/min；旋噴樁的孔位偏差＜50mm，樁體垂直度＜1%。同一樁體需數(shù)次噴射時(shí)，上下樁體的搭接大于200mm。樁底端到達(dá)中風(fēng)化基巖面時(shí)，在巖面停留注漿10～20秒，以填滿接觸面縫隙；樁端以進(jìn)入中風(fēng)化1.0m進(jìn)行控制。4.噴漿成樁質(zhì)量保證措施（1）各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)見(jiàn)下表8-6。表8-6旋噴樁成樁質(zhì)量指標(biāo)指標(biāo)名稱單位指標(biāo)值允許偏差定位mm準(zhǔn)確50樁機(jī)就位mm準(zhǔn)確50樁位mm準(zhǔn)確50垂直度%準(zhǔn)確1.5樁深cm按設(shè)計(jì)+10樁徑mm＞600泥漿標(biāo)號(hào)普硅32.5R水灰比1.0～1.5（2）樁位：定位準(zhǔn)確無(wú)誤后做明顯標(biāo)記，鉆機(jī)對(duì)位時(shí)做到鉆頭中心與樁位、鉆桿成一條線，且鉆機(jī)水平、穩(wěn)固方可開(kāi)鉆，施工中發(fā)現(xiàn)鉆機(jī)傾斜應(yīng)及時(shí)校正。（3）樁身質(zhì)量：嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求參數(shù)鉆進(jìn)成樁，鉆進(jìn)噴漿到設(shè)計(jì)樁底時(shí)空鉆30s后，方可提升旋轉(zhuǎn)噴漿。施工中嚴(yán)格控制用水量，漿液配置好后，在成樁之前不可隨意加水。（4）施工記錄：原始記錄準(zhǔn)確、及時(shí)，每天對(duì)樁機(jī)工作量和水泥用量核算，發(fā)現(xiàn)超量或不足時(shí)，及時(shí)提出警告和補(bǔ)救措施。5、施工技術(shù)措施（1）施工前根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和地下埋設(shè)物的位置等情況，復(fù)核噴射注漿的設(shè)計(jì)孔位。施工前預(yù)先挖設(shè)排漿溝及泥漿池，施工過(guò)程中將廢棄的冒漿液導(dǎo)入或排入泥漿池，沉淀凝結(jié)后運(yùn)至場(chǎng)外存放或棄置。（2）旋噴樁相鄰兩樁施工間隔時(shí)間不小于48h，間隔不小于1～2m或1～2個(gè)樁位。（3）鉆機(jī)安放保持水平，鉆桿垂直，其傾斜度不得大于1.5%。施工前檢查高壓設(shè)備及管路系統(tǒng)，其壓力和流量滿足設(shè)計(jì)要求。注漿管和噴嘴內(nèi)雜物清除干凈，注漿管接頭的密封圈良好。（4）正式施工前進(jìn)行試噴，以確定合理的注漿壓力，提升速度，漿液配比和氣壓力等參數(shù)。（5）旋噴過(guò)程中保證樁體的連續(xù)性，若因故停止，第二次旋噴的接樁長(zhǎng)度必須大于200mm。（6）返漿正常與否對(duì)成樁質(zhì)量影響很大，若返漿不正常，及時(shí)分析原因，采用復(fù)噴或調(diào)整旋噴參數(shù)。若漏漿嚴(yán)重，必須停止旋噴，用水泥漿或水泥～水玻璃雙夜?jié){回灌以穩(wěn)定地層，確保加固質(zhì)量。（7）鉆孔位置和設(shè)計(jì)位置的偏差不大于50mm。實(shí)際孔位、孔深和每個(gè)鉆孔內(nèi)的地下障礙物、洞穴、涌水、漏水及與工程地質(zhì)報(bào)告不符等均詳細(xì)記錄。（8）高壓噴射注漿完畢，徹底清洗注漿管和注漿泵，防止凝固堵塞。（9）旋噴結(jié)束后1天內(nèi)，由于漿體凝固使樁頂下沉，必要時(shí)在原孔位采用冒漿法進(jìn)行回灌，以保證樁頂標(biāo)高。3.3始發(fā)設(shè)施安裝與洞門鑿除3.3.1始發(fā)洞門鑿除本區(qū)間盾構(gòu)施工過(guò)程共有4個(gè)洞門需要在始發(fā)或到達(dá)前將洞門端頭圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑿除。洞門圍護(hù)結(jié)構(gòu)的型式為連續(xù)墻。鑿除洞門采用人工風(fēng)鎬的方法。（1）洞門開(kāi)鑿過(guò)程中，為保證始發(fā)井或接收井圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，在端頭土體加固檢驗(yàn)合格后，始發(fā)洞門（Y站左右線）鑿除在盾構(gòu)機(jī)組裝調(diào)試前進(jìn)行，接收洞門（X站左右線）全部鑿除在盾構(gòu)機(jī)抵達(dá)圍護(hù)結(jié)構(gòu)前約0.5～1.0m進(jìn)行。（2）開(kāi)鑿前，搭設(shè)雙排腳手架，由下往上分層鑿除，洞門鑿除的順序見(jiàn)圖8-10。首先將開(kāi)挖面鋼筋鑿出裸露并用氧焊切割掉，然后繼續(xù)鑿至迎土面鋼筋外露為止。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)刀盤抵達(dá)圍護(hù)結(jié)構(gòu)前約0.5～1m時(shí)停止推進(jìn)，然后再將余下的鋼筋割掉，鑿除剩余部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)，并檢查確定洞門范圍內(nèi)無(wú)鋼筋。（3）洞門鑿除過(guò)程的應(yīng)急措施：1）發(fā)現(xiàn)有異常情況后，迅速用木板和鋼管撐住，防止圍護(hù)結(jié)構(gòu)外土體坍塌然后盡快向圍護(hù)結(jié)構(gòu)外進(jìn)行注漿加固。2）若土體壓力較大時(shí)，迅速用預(yù)先制作好的鋼筋網(wǎng)片與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的鋼筋焊接一起后用木板和鋼管支撐穩(wěn)定。然后在圍護(hù)結(jié)構(gòu)外圍進(jìn)行注漿加固，同時(shí)在洞門里面進(jìn)行注漿加固。圖8-10洞門鑿除的順序3.3.2始發(fā)設(shè)施的安裝1、始發(fā)基座安裝清理基坑后始發(fā)基座依據(jù)隧道設(shè)計(jì)軸線安裝定位好?？紤]始發(fā)基座在盾構(gòu)始發(fā)時(shí)要承受縱向、橫向的推力以及抵抗盾構(gòu)旋轉(zhuǎn)的扭矩，所以在盾構(gòu)始發(fā)之前，對(duì)始發(fā)基座須與底板預(yù)埋件進(jìn)行焊接加固。2、反力架安裝在盾構(gòu)主機(jī)與后配套連接之前，開(kāi)始進(jìn)行反力架的安裝。反力架端面應(yīng)與始發(fā)基座水平軸垂直。反力架與車站結(jié)構(gòu)上預(yù)埋的鋼板焊接牢固，保證反力架腳板安全穩(wěn)定。3、洞門密封洞口密封采用折葉式密封壓板，其密封原理圖8-11所示。其施工分兩步進(jìn)行，第一步在始發(fā)端墻施工工程中，做好始發(fā)洞門預(yù)埋件的埋設(shè)工作，預(yù)埋件必須與端墻結(jié)構(gòu)鋼筋連接在一起；第二步在盾構(gòu)正式始發(fā)之前，清理完洞口的碴土，完成洞口密封壓板及橡膠簾布板的安裝。圖8-11始發(fā)洞口密封原理第4節(jié)盾構(gòu)機(jī)組裝與調(diào)試4.1組裝及吊裝設(shè)備盾構(gòu)機(jī)的組裝場(chǎng)地分成兩個(gè)區(qū)：盾構(gòu)機(jī)主機(jī)存放區(qū)、后續(xù)臺(tái)車存放區(qū)。盾構(gòu)主機(jī)從盾構(gòu)吊裝口進(jìn)行吊裝，后續(xù)臺(tái)車從吊裝口按5～1號(hào)倒序吊入始發(fā)井中，在井下與主機(jī)進(jìn)行管路連接。吊裝設(shè)備為：400t汽車吊一臺(tái)、230t汽車吊一臺(tái)，150t汽車吊一臺(tái)，以及相應(yīng)的吊具、機(jī)具、工具。組裝設(shè)備見(jiàn)表8-7。表8-7組裝設(shè)備表序號(hào)設(shè)備名稱數(shù)量備注1（LTM1400/1）400T汽車吊1帶配重車及配重2（ATF230-6）230T汽車吊1帶配重車及配重3（TG-1500E）150T汽車吊1帶配重車及配重455T卸扣8正常使用4個(gè)（產(chǎn)品為美式弓型）5￠52mm鋼絲繩88m/根6￠52mm鋼絲繩819m/根9液壓泵站（含配套千斤頂）1套50T、100T頂鎬各2備用810T手拉葫蘆2用于螺旋輸送機(jī)安裝96T手拉葫蘆8103T手拉葫蘆611電焊機(jī)412氣割設(shè)備413電液螺栓拉伸器1刀盤安裝及主體連接用14液壓扳手1主體連接用15手動(dòng)液壓千斤頂850T4只、32T2只、16T2只4.2盾構(gòu)機(jī)總體組裝調(diào)試程序盾構(gòu)機(jī)總體組裝調(diào)試程序見(jiàn)下圖8-12。圖8-12盾構(gòu)機(jī)總體組裝、調(diào)試程序圖4.3下井前準(zhǔn)備盾構(gòu)機(jī)在制造完成并經(jīng)三方驗(yàn)收后，用大型平板車分批分塊運(yùn)到盾構(gòu)始發(fā)施工現(xiàn)場(chǎng)。4.3.1吊裝準(zhǔn)備1、吊機(jī)工作場(chǎng)地的硬化。2、吊機(jī)的安裝和調(diào)試。3、測(cè)量控制點(diǎn)從地面引到井下底板上。4、鋪設(shè)盾構(gòu)機(jī)的始發(fā)基座和后續(xù)臺(tái)車的軌道。5、在井下準(zhǔn)備一臺(tái)電瓶車及兩節(jié)平板車。6、確認(rèn)各部件在運(yùn)輸過(guò)程中沒(méi)有受到損壞。7、確認(rèn)各部件的吊點(diǎn)牢固可靠。4.3.2材料準(zhǔn)備組裝所需材料主要由工程技術(shù)人員根據(jù)組裝進(jìn)行的步驟提前制訂材料計(jì)劃，從而確保組裝工作的順利進(jìn)行。另外，現(xiàn)場(chǎng)還應(yīng)配備足夠的方木、木板、彩條布、防雨布、腳手架管用于防雨、搭臺(tái)等。4.3.3盾構(gòu)機(jī)吊裝流程盾構(gòu)機(jī)抵達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，根據(jù)盾構(gòu)機(jī)吊裝程序進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)組裝。盾構(gòu)機(jī)下井安裝的程序如圖8-13所示。圖8-13盾構(gòu)機(jī)下井安裝的程序圖下井組裝過(guò)程中，應(yīng)注意以下幾方面工作：保護(hù)好盾構(gòu)機(jī)各部件間連接管線接頭的編號(hào)，避免因無(wú)編號(hào)而造成線路連接錯(cuò)誤，影響安裝進(jìn)度。下井安裝過(guò)程中，各專業(yè)技術(shù)人員協(xié)同工作，相互配合，按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范和工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行組裝。各部件安裝完成后應(yīng)進(jìn)行功能測(cè)試，在沒(méi)達(dá)到規(guī)定的技術(shù)參數(shù)時(shí)，一定弄清原因，避免將故障留到掘進(jìn)施工階段。1、始發(fā)基座組裝先在始發(fā)端頭井內(nèi)的預(yù)埋鋼板上安裝基座，調(diào)整基座滑行軌道標(biāo)高，并確保盾構(gòu)機(jī)組裝時(shí)基座不發(fā)生變形及偏移。參見(jiàn)圖8-14。圖8-14始發(fā)基座組裝圖2、后配套設(shè)備組裝在后配套臺(tái)車下井之前，豎井吊裝井內(nèi)接收軌道已經(jīng)安裝好；平板車已經(jīng)在軌道上就位。吊裝順序?yàn)?#～1#臺(tái)車、2#、1#連接橋。參見(jiàn)圖8-15。圖8-15后配套設(shè)備吊裝示意圖3、盾構(gòu)主機(jī)組裝①吊機(jī)、索具的選擇與配備A．吊機(jī)的選擇根據(jù)盾構(gòu)機(jī)本體各部件的外型尺寸、重量及場(chǎng)地尺寸，盾構(gòu)機(jī)本體最終就位的盾構(gòu)井高度，決定選擇400t、230t、150t汽車吊各1臺(tái)共同參與吊裝。B．索具的選擇針對(duì)盾構(gòu)機(jī)本體主件的特點(diǎn)，在三大主件中，以盾構(gòu)機(jī)前體為最重件，重量約為105t，按此負(fù)載我們初步選用6根14m長(zhǎng)，直徑φ32.5mm，6×39+1，公稱抗拉強(qiáng)度190Kg/mm2的起吊鋼絲繩，6個(gè)25t級(jí)的U型卡環(huán)。②盾構(gòu)機(jī)前體的吊裝在盾構(gòu)前體到達(dá)指定位置后，用抬吊法將各構(gòu)件進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，既用400T吊車掛住前體上的4個(gè)焊接吊耳，230T吊車掛住前體后端面的2個(gè)翻轉(zhuǎn)吊耳上，400T、230T吊車緩緩吊起前體，當(dāng)前體離地面3～5m時(shí)，230T吊車緩慢松鋼絲繩，400T吊車緩慢起吊，直到前提體筒壁水平于地面為止。此時(shí)，前體的重量全部由400T吊車的4根鋼繩承受，用人工調(diào)整好前體的吊裝角度后在前體的兩側(cè)固定2根牽引繩，以控制前體在豎井內(nèi)吊裝的姿態(tài)。將前體吊放始發(fā)基座上。盾構(gòu)機(jī)前體組裝參見(jiàn)圖8-16。圖8-16盾構(gòu)前體組裝圖③盾構(gòu)中體的吊裝盾構(gòu)中體長(zhǎng)3.24m，重量約89T，中體的吊裝方法和前體的方法基本相同，即用400T吊車的4根鋼絲繩分別掛住中體上部的4個(gè)吊點(diǎn)，230T吊車的2根鋼絲繩分別掛住中體前端面下方的2個(gè)翻轉(zhuǎn)吊耳。400T和230T吊車在緩慢吊起中體的同時(shí)，230T吊車緩慢松鋼絲繩，直到中體圓柱面和地面水平并離地30cm。此時(shí)，中體的重量全部由400T噸吊車的4根鋼絲繩承受，用人工調(diào)整中體的吊裝角度，并在中體的兩側(cè)固定兩根牽引繩，以控制中體在豎井內(nèi)的吊裝姿態(tài)。當(dāng)中體吊入豎井即將就位時(shí)，測(cè)量工程師和機(jī)械工程師應(yīng)仔細(xì)核對(duì)中體和前體的連接位置，如果發(fā)現(xiàn)二者的螺栓孔位置有偏差，應(yīng)調(diào)整中體的位置，直到兩者螺栓孔完全一致。當(dāng)中體放上過(guò)站基座后，需移動(dòng)中體，使其和盾構(gòu)前體連接，移動(dòng)的方法為：殼體與基座導(dǎo)軌面的摩檫系數(shù)為0.25，中體重89T，移動(dòng)中體的推力為F=89×0.25=21.95T，故在過(guò)站基座兩側(cè)軌道上臨時(shí)焊2個(gè)支撐，考慮到盾殼和基座導(dǎo)軌面不光滑，故在軌面上抹上鋰基脂，用2個(gè)50T的液壓千斤頂將中體由南向北頂移，來(lái)完成此項(xiàng)工作。直到中體和前體的螺栓安裝孔完全對(duì)上能用螺栓連接時(shí)，用螺栓將中體和前體進(jìn)行連接。參見(jiàn)圖8-17。圖8-17盾構(gòu)中體組裝圖④刀盤的組裝刀盤重54T，在刀盤擺放到指定位置后，在刀盤兩側(cè)中部固定2根牽引繩，以控制刀盤的翻轉(zhuǎn)及在豎井中的吊裝姿態(tài)。吊刀盤時(shí)，采用兩臺(tái)吊車進(jìn)行平衡抬吊法，即用230T吊車掛住刀盤上部的焊接吊耳，用150T吊車掛住刀盤主肋的外端,然后緩慢起吊，當(dāng)?shù)侗P面板離地3-5m時(shí)，150T吊車緩慢送鋼絲繩，直到刀盤面板與地面垂直為止。此時(shí)刀盤的重量完全由230T吊車承受,用人工調(diào)整刀盤的吊裝位置,然后緩慢吊入豎井，準(zhǔn)備與盾構(gòu)前體連接。在刀盤吊入豎井之前，應(yīng)先將前體和中體連接好的部分頂移至距吊裝口北端面3.5m的位置，留出吊裝及組裝刀盤的位置。頂移前體和中體連接的部分所需的力為F=（96+89）×0.25=45.95T，用液壓泵站上所帶兩個(gè)液壓千斤頂完成此項(xiàng)工作。在回轉(zhuǎn)中心進(jìn)入前體安裝孔后，測(cè)量工程師和機(jī)械工程師應(yīng)仔細(xì)核對(duì)刀盤螺栓安裝孔和前體上螺栓安裝孔是否完全對(duì)上，否則應(yīng)調(diào)整刀盤的位置，直至兩者螺栓安裝孔完全對(duì)上，才能移動(dòng)刀盤讓刀盤安裝板上的4個(gè)定位銷進(jìn)入前體安裝面板的安裝孔內(nèi),并用螺栓將刀盤和前體連接。參見(jiàn)圖8-18。圖8-18刀盤的組裝⑤盾尾下半部分吊裝用150t汽車吊輕輕提吊盾尾下半部，提吊前對(duì)盾尾進(jìn)行徑向加固，避免變形。在盾尾下半部放在基座上后，暫不與中體聯(lián)接。⑥螺旋輸送機(jī)的吊裝在進(jìn)行該項(xiàng)工作之前，應(yīng)先將組裝完刀盤后的盾構(gòu)機(jī)部分移至距洞門50cm處，在豎井口內(nèi)留出吊裝及組裝螺旋輸送機(jī)的空間。頂移組裝完刀盤后的部分所需的力為F=（54+96+89）×0.25=59.25T。用液壓泵站上所帶兩50T千斤頂能完成該工作。但50T的千斤頂?shù)男谐梯^短，進(jìn)行頂移工作需分多次進(jìn)行，才能將組裝好的部分移動(dòng)至指定位置。螺旋輸送機(jī)總重25T，長(zhǎng)11.06m，可用10T手拉葫蘆配合230T吊車進(jìn)行吊裝。在吊入螺旋輸送機(jī)之前，用230T吊車將拼裝機(jī)兩根行走梁吊入豎井，并和中體的H型支架用螺栓進(jìn)行連接；之后在螺旋輸送機(jī)兩端固定兩根牽引繩，用230T吊車將螺旋輸送機(jī)吊入豎井時(shí)，用人工控制螺旋輸送機(jī)的吊裝角度，在吊入的過(guò)程中吊車的速度應(yīng)該緩慢，以便控制其角度，防止碰壞。在土倉(cāng)內(nèi)鋼板上（螺旋輸送機(jī)安裝口周圍）焊上、左、右三個(gè)吊耳，用來(lái)掛手扳葫蘆，當(dāng)螺旋鉆桿外露部分進(jìn)入安裝口后，即可用葫蘆來(lái)調(diào)整螺旋輸送機(jī)與前體的位置，直至兩者的安裝螺栓孔完全對(duì)上，然后用螺栓將螺旋輸送機(jī)和前體進(jìn)行連接。參見(jiàn)圖8-19。圖8-19螺旋輸送機(jī)吊裝⑦拼裝機(jī)的吊裝進(jìn)行此項(xiàng)工作是在螺旋輸送機(jī)組裝完成后進(jìn)行，同時(shí)用拉桿將螺旋輸送機(jī)與拼裝機(jī)行走梁固定；然后吊入拼裝機(jī)回轉(zhuǎn)體，并將其行走輪嵌入行走梁軌道，連接拼裝機(jī)兩側(cè)的行走液壓油缸。參見(jiàn)圖8-20。圖8-20拼裝機(jī)的組裝⑧盾構(gòu)機(jī)上半部分的吊裝盾尾上半部分須由230T和150T吊車配合翻轉(zhuǎn)，最后用150T吊車吊裝下井。在上下兩部分聯(lián)接成一體后，用230T吊車組裝。在組裝盾尾前應(yīng)先將緊急氣囊安裝完畢（此項(xiàng)工作由維爾特公司工程師指導(dǎo)進(jìn)行），將其移動(dòng)到指定位置后進(jìn)行鉸接密封的安裝，鉸接密封安裝完畢后，用液壓千斤頂將盾尾和中體進(jìn)行連接，即和14組鉸接千斤頂進(jìn)行連接。參見(jiàn)圖8-21。圖8-21盾尾的整體吊裝在盾尾與中體聯(lián)接完成以后，便可進(jìn)行各臺(tái)車與盾構(gòu)機(jī)本體的管路及電纜的連接。完成所有的管路及電纜連接以后便可進(jìn)行皮帶輸送機(jī)皮帶的連接。將皮帶穿過(guò)滾輪，在接頭部分分三層將皮帶采用特殊粘接膠進(jìn)行分層粘接，并用壓板固定。在粘接達(dá)到強(qiáng)度后，調(diào)節(jié)皮帶張緊裝置使皮帶的松緊達(dá)到合適程度。連接供水及水循環(huán)管路、連接電力供應(yīng)系統(tǒng)及盾構(gòu)機(jī)與地面計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。至此完成盾構(gòu)機(jī)的組裝工作，具備盾構(gòu)機(jī)整體調(diào)試的條件。4、反力架安裝反力架安裝見(jiàn)圖8-22。圖8-22反力架安裝圖4.4盾構(gòu)機(jī)調(diào)試方案盾構(gòu)機(jī)從廠家→XXX碼頭→施工現(xiàn)場(chǎng)后，經(jīng)過(guò)組裝并對(duì)所有管線檢查完畢后，即可進(jìn)行調(diào)試工作。調(diào)試工作由盾構(gòu)機(jī)生產(chǎn)廠家負(fù)責(zé)，同時(shí)施工單位的機(jī)械、電氣工程技術(shù)人員配合共同完成。盾構(gòu)機(jī)調(diào)試完畢后，應(yīng)達(dá)到盾構(gòu)機(jī)生產(chǎn)廠家規(guī)定的性能要求。調(diào)試工作的包括以下具體內(nèi)容：(1)供電系統(tǒng)的調(diào)試1、高壓系統(tǒng)的測(cè)試盾構(gòu)機(jī)高壓供電系統(tǒng)是保證設(shè)備正常工作的首要條件。測(cè)試的內(nèi)容包括高壓電纜、接頭、電纜盤、高壓開(kāi)關(guān)柜及變壓器的絕緣及功能調(diào)試。在高壓部分工作確認(rèn)正常以后便可進(jìn)行下一步的調(diào)試工作。2、低壓供電系統(tǒng)的調(diào)試包括照明系統(tǒng)（含緊急照明）、動(dòng)力系統(tǒng)、弱電供電系統(tǒng)。(2)盾構(gòu)本體部分的檢測(cè)包括前體、中體、盾尾的外形檢查、土倉(cāng)及刀盤開(kāi)口、人閘儀表及管路的檢查、盾尾油脂控制檢測(cè)、盾尾設(shè)施及其控制的檢查、螺旋輸送機(jī)閘門控制的檢測(cè)、供氣系統(tǒng)的檢查、土壓傳感器的檢測(cè)、推進(jìn)千斤頂及鉸接千斤頂性能的檢測(cè)、各種管路的檢查（彎曲度、可伸展性、表面磨損情況）。(3)刀盤的檢測(cè)包括刀盤刀具（超挖刀、刮刀、周邊刀、滾刀、中心刀）數(shù)量及外觀檢查。(4)盾構(gòu)機(jī)電氣系統(tǒng)的測(cè)試PLC控制軟件、人機(jī)界面和導(dǎo)向系統(tǒng)軟件的調(diào)試；各類傳感器的測(cè)試和校準(zhǔn)；各類電磁閥、流量計(jì)的檢測(cè)、校準(zhǔn)；盾構(gòu)機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)部電氣連鎖關(guān)系的測(cè)試；盾構(gòu)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的連接和測(cè)試。(5)刀盤驅(qū)動(dòng)部分的調(diào)試包括刀盤驅(qū)動(dòng)的功能調(diào)試、齒輪油系統(tǒng)的檢查、刀盤密封油脂輸送泵的檢測(cè)、刀盤密封油脂泵性能的測(cè)試、刀盤驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)及行星減速齒輪的檢查、仿形刀的調(diào)試。(7)推進(jìn)系統(tǒng)的調(diào)試包括各個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)泵閥組的調(diào)試、液壓油冷卻及過(guò)濾系統(tǒng)的測(cè)試、推進(jìn)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試、推進(jìn)千斤頂功能的調(diào)試。(8)管片拼裝機(jī)功能的調(diào)試及管片存放機(jī)的調(diào)試包括管片拼裝機(jī)各種功能和伸縮、回轉(zhuǎn)和前后移動(dòng)等各種動(dòng)作測(cè)試和調(diào)試。(9)螺旋輸送機(jī)功能的測(cè)試包括螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速、油壓、伸縮動(dòng)作、正反轉(zhuǎn)和出土閘門啟閉等的測(cè)試。(10)膨潤(rùn)土注入系統(tǒng)的調(diào)試包括膨潤(rùn)土注入系統(tǒng)注入壓力、流量、膨潤(rùn)土泵電機(jī)轉(zhuǎn)向、調(diào)速功能和各個(gè)閥門的啟閉等調(diào)試和測(cè)試。(11)盾構(gòu)機(jī)鉸接功能的測(cè)試包括盾構(gòu)機(jī)各鉸接油缸動(dòng)作和鉸接功能的測(cè)試。(12)皮帶輸送機(jī)的測(cè)試包括皮帶輸送機(jī)速度、轉(zhuǎn)向、就位情況和松緊度等的測(cè)試。(13)泡沫系統(tǒng)的測(cè)試包括泡沫系統(tǒng)水泵、氣路、泡沫發(fā)生器的功能，泡沫壓力、流量以及各泡沫注入點(diǎn)閥門啟閉，泡沫發(fā)生劑發(fā)泡性能和注入管路工作情況等的測(cè)試。(14)漿液注入系統(tǒng)的測(cè)試包括漿液罐電機(jī)、控制面板、漿液壓力傳感器和注漿泵壓力、流量等測(cè)試。(15)輔助配套設(shè)施的測(cè)試包括管片吊裝機(jī)的測(cè)試、吊裝機(jī)吊具的檢查、砂漿攪拌罐的檢查、后配套通風(fēng)系統(tǒng)的檢查。(16)盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)向系統(tǒng)的測(cè)試盾構(gòu)機(jī)的導(dǎo)向系統(tǒng)是盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)軸線控制的依據(jù)，在盾構(gòu)始發(fā)前應(yīng)結(jié)合盾構(gòu)機(jī)組裝調(diào)試測(cè)試導(dǎo)向體統(tǒng)與盾構(gòu)機(jī)控制室之間的數(shù)據(jù)傳遞情況，測(cè)試導(dǎo)向系統(tǒng)各組成部分的工作狀態(tài)，并進(jìn)行導(dǎo)向系統(tǒng)的初始化工作，即利用豎井內(nèi)的導(dǎo)線點(diǎn)和盾構(gòu)機(jī)中體上預(yù)設(shè)的測(cè)量點(diǎn)精確測(cè)量導(dǎo)向系統(tǒng)后視棱鏡和光靶坐標(biāo)、盾構(gòu)機(jī)俯仰角、轉(zhuǎn)動(dòng)角和偏轉(zhuǎn)角等初始姿態(tài)參數(shù)并輸入導(dǎo)向系統(tǒng)，以指導(dǎo)今后盾構(gòu)掘進(jìn)。(17)整機(jī)試運(yùn)行及帶載運(yùn)行在各系統(tǒng)分別調(diào)試完畢后，進(jìn)行整機(jī)試運(yùn)行，按正常掘進(jìn)狀態(tài)依次啟動(dòng)各系統(tǒng)，測(cè)試各系統(tǒng)的配合、連鎖等情況，最后結(jié)合盾構(gòu)始發(fā)進(jìn)行帶載運(yùn)行。第5節(jié)盾構(gòu)掘進(jìn)、到達(dá)及調(diào)頭施工5.1盾構(gòu)機(jī)始發(fā)與試驗(yàn)段掘進(jìn)(1)盾構(gòu)始發(fā)的工藝流程盾構(gòu)始發(fā)的工藝流程參見(jiàn)圖8-23。圖8-23盾構(gòu)始發(fā)工藝流程圖（2）始發(fā)階段的掘進(jìn)、出碴及運(yùn)輸根據(jù)業(yè)主提供的施工場(chǎng)地和盾構(gòu)始發(fā)井條件以及盾構(gòu)機(jī)自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，制定盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)階段的出碴、運(yùn)輸方案。1、始發(fā)方案根據(jù)業(yè)主提供的始發(fā)場(chǎng)地，綜合考慮各方因素，現(xiàn)擬定采用全地下始發(fā)方案。首先Y站右線始發(fā)，在X站到達(dá)并吊出后在Y站左線始發(fā)。2、盾構(gòu)始發(fā)出碴、材料運(yùn)輸方案利用橫跨主體結(jié)構(gòu)的10t龍門吊完成Y站右線始發(fā)期間的出碴、管片及材料的垂直運(yùn)輸；利用一臺(tái)50T汽車吊完成春風(fēng)左線始發(fā)期間的出碴、管片及材料的垂直運(yùn)輸。洞內(nèi)水平運(yùn)輸使用一臺(tái)45T電瓶車完成。（3）始發(fā)階段刀盤刀具的配置由于右線始發(fā)階段隧道洞身均處于全強(qiáng)風(fēng)化變質(zhì)砂巖層〈8-1〉〈8-2〉，刀盤周邊配置單刃滾刀，其余盤位配置羊角刀與刮刀。（4）始發(fā)階段掘進(jìn)模式由于始發(fā)階段隧道洞身處有圓礫層、殘積土層和全風(fēng)化變質(zhì)砂巖層，但隧其自穩(wěn)能力較差，為確保施工安全，采用土壓平衡模式掘進(jìn)。（5）始發(fā)掘進(jìn)技術(shù)要點(diǎn)1、盾構(gòu)基座安裝前應(yīng)檢查洞門土體加固效果、應(yīng)精確實(shí)測(cè)洞門輪廓，如果其偏差值超過(guò)設(shè)計(jì)要求，應(yīng)采取措施處理妥當(dāng)后方可進(jìn)行下步工作。2、要嚴(yán)格控制始發(fā)基座、反力架和負(fù)環(huán)的安裝定位精度，確保盾構(gòu)始發(fā)姿態(tài)與設(shè)計(jì)線路基本重合。3、第一環(huán)負(fù)環(huán)管片定位時(shí)，管片的后端面應(yīng)與線路中線垂直。負(fù)環(huán)管片軸線與線路的軸線基本重合，但只可偏上，誤差控制在20mm以內(nèi)。負(fù)環(huán)管片采用錯(cuò)縫拼裝方式。4、盾構(gòu)機(jī)軸線與隧道設(shè)計(jì)軸線基本保持平行，盾構(gòu)中線比設(shè)計(jì)軸線適當(dāng)抬高1.5～2cm。5、始發(fā)前必須采取人工測(cè)量對(duì)自動(dòng)測(cè)量導(dǎo)向系統(tǒng)進(jìn)行多次復(fù)核，確保該系統(tǒng)工作正常、數(shù)據(jù)可靠；始發(fā)初期，每環(huán)也必須進(jìn)行人工測(cè)量復(fù)核，直至盾構(gòu)自動(dòng)測(cè)量導(dǎo)向系統(tǒng)確實(shí)擠入到正常工作狀態(tài)為止。6、盾構(gòu)在基座上向前推進(jìn)時(shí)，各組推進(jìn)油缸保持同步。7、初始掘進(jìn)時(shí)，盾構(gòu)機(jī)處于基座上。因此，需在基座及盾構(gòu)機(jī)上焊接相對(duì)的防扭轉(zhuǎn)支座，為盾構(gòu)機(jī)初始掘進(jìn)提供反扭矩。8、始發(fā)階段，設(shè)備處于磨合期和校核期，必須設(shè)置各施工參數(shù)的警戒值，確保不出現(xiàn)較大偏差或?qū)е虏涣己蠊?，一旦施工參?shù)接近或達(dá)到警戒值或系統(tǒng)顯示的相關(guān)施工參數(shù)不一致，必須查明原因后方可繼續(xù)推進(jìn)。須設(shè)置警戒值的施工參數(shù)包括：最大推力、最大扭矩（包括刀盤和螺旋輸送機(jī)）、推進(jìn)千斤頂最大壓力差、推進(jìn)千斤頂最大行程差、盾尾間隙最大值最小值、土艙壓力最大值最小值、最大注漿壓力、最小注漿量、最大排碴量、最大推進(jìn)速度、最大滾動(dòng)角、最大俯仰角等。9、要注意推力、扭矩的控制，同時(shí)也要注意各部位油脂的有效使用。掘進(jìn)總推力應(yīng)控制在反力架承受能力以下，同時(shí)確保在此推力下刀具切入地層所產(chǎn)生的扭矩小于基座提供的反扭矩。10、盾構(gòu)進(jìn)入洞門前把盾殼上的焊接棱角打平，防止割壞洞門防水簾布。（6）試驗(yàn)段掘進(jìn)參數(shù)的選擇分析1、盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的前100m作為試掘進(jìn)段，通過(guò)試掘進(jìn)段擬達(dá)到以下目的：a.用最短的時(shí)間對(duì)新盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行調(diào)試、熟悉機(jī)械性能。b.熟悉工程地質(zhì)條件，掌握各地質(zhì)條件下該復(fù)合式盾構(gòu)的具體施工方法。c.收集、整理、分析及歸納總結(jié)各地層的掘進(jìn)參數(shù)，制定正常掘進(jìn)各地層