大直徑泥水盾構(gòu)典型案例及關(guān)鍵技術(shù)

大直徑盾構(gòu)典型案例及關(guān)鍵技術(shù)目錄CONTENTS大直徑泥水盾構(gòu)典型案例及關(guān)鍵技術(shù)三盾構(gòu)機(jī)發(fā)展趨勢與展望二大直徑盾構(gòu)典型案例一國內(nèi)外大直徑盾構(gòu)概述國內(nèi)外主要超大直徑盾構(gòu)現(xiàn)狀（14m以上）1994至今從1994年東京灣隧道（14.14m）至今，全球直徑超過14m的隧道工程項(xiàng)目已超過40個(gè)。世界最大直徑泥水盾構(gòu)φ17.63m——香港屯門-赤蠟角公路隧道世界最大直徑土壓盾構(gòu)φ17.48m——美國西雅圖公路隧道中國自主研制最大直徑泥水盾構(gòu)φ15.8m——深圳春風(fēng)隧道國內(nèi)外主要超大直徑盾構(gòu)現(xiàn)狀（14m以上）大直徑盾構(gòu)隧道主要用途雙洞單線客運(yùn)專線單洞雙線鐵路隧道單洞雙線地鐵隧道雙洞雙向四車道公路隧道其他φ12.07m蘇通電力隧道φ11.05m迪拜排污隧道。。。蘇通電力隧道望京隧道φ10.9m京沈望京隧道250km/hφ11.18m廣深港客運(yùn)專線250km/h。。。φ11.38m武漢長江隧道50km/hφ11.7m杭州慶春路隧道60km/hφ11.7m杭州博奧隧道60km/h。。。杭州博奧隧道φ11.97m北京直徑線Φ12.14m太原西南環(huán)線貨運(yùn)鐵路120km/hΦ12.83m鄭州機(jī)場線城際鐵路200km/h。。。北京直徑線φ11.64m南京地鐵10號(hào)線80km/hφ12.55m武漢地鐵8號(hào)線80km/hφ12.26m大連地鐵5號(hào)線80km/h。。。大連地鐵5號(hào)線11~12米級(jí)隧道11～12米級(jí)盾構(gòu)隧道大直徑盾構(gòu)隧道用途13~14米隧道杭州天目山公路隧道佛莞城際獅子洋隧道香港屯門-赤蠟角隧道13～14米盾構(gòu)隧道010213~14米隧道鐵路隧道(單洞雙線)φ13.61m佛莞城際獅子洋隧道200km/hφ13.23m廣深港客運(yùn)專線益田隧道φ14.23m深茂鐵路隧道。。。公路隧道(雙洞雙向四車道)φ14.14m東京灣橫斷公路隧道φ14.1m香港蓮塘隧道φ13.95m香港屯門-赤蠟角隧道φ13.46mt天目山隧道φ14.2m莫斯科Lefortovo高速公路隧道φ14.2m莫斯科Silberwald高速公路隧道φ14.41m奧克蘭Waterview高速公路項(xiàng)目。。。大直徑盾構(gòu)隧道用途1342南京緯三路武漢三陽路深圳春風(fēng)隧道上海崇明島隧道

單洞雙向四車道公路隧道

雙洞雙向六車道公路隧道

公鐵合建雙洞雙向六車道

雙洞雙向八車道公路隧道φ15.47m崇明島隧道80km/hφ14.96m南京長江隧道80km/hφ15.03m蘇埃通道60km/hφ15.01m南京和燕路隧道。。。φ15.8m深圳春風(fēng)隧道60km/hφ14.93m揚(yáng)州瘦西湖隧道。。。φ15.76m武漢三陽路60km/h。。。揚(yáng)州瘦西湖隧道φ14.89m上海上中路80km/hφ15m南京緯三路隧道80km/h。。。15米級(jí)隧道15米級(jí)盾構(gòu)隧道蘇埃通道大直徑盾構(gòu)隧道用途16米及以上盾構(gòu)隧道香港屯門-赤鱲角公路隧道（開挖φ17.63m）大直徑盾構(gòu)隧道用途16米及以上盾構(gòu)隧道美國西雅圖公路隧道（開挖φ17.48m）大直徑盾構(gòu)隧道用途16米及以上盾構(gòu)隧道東京外環(huán)公路隧道（開挖φ16.7m）TBM4目錄CONTENTS大直徑泥水盾構(gòu)典型案例及關(guān)鍵技術(shù)三盾構(gòu)機(jī)發(fā)展趨勢與展望二大直徑盾構(gòu)典型案例一國內(nèi)外大直徑盾構(gòu)概述直徑系列大直徑常規(guī)直徑微型直徑范圍(m)業(yè)績6-84-68-123-412-16超大直徑BeijingShenzhenSingaporeBeijingShenzhen小型南昌、武漢、洛陽等多個(gè)城市電纜、水務(wù)隧道管廊北京、廣州、鄭州、深圳電纜隧道、污水隧道，累計(jì)將近20臺(tái)應(yīng)用于國內(nèi)外40余市政項(xiàng)目施工，累計(jì)650余臺(tái)（臺(tái)灣地區(qū)、吉隆坡、新加坡、印度德里、越南、以色列等）杭州博奧11.7m大直徑泥水盾構(gòu)迪拜深隧排污11.05m土壓盾構(gòu)京沈望京鐵路10.9m泥水盾構(gòu)廣州白云機(jī)場9.13m雙模盾構(gòu)阿爾及利亞地鐵10.5m土壓盾構(gòu)累計(jì)將近30臺(tái)套深圳春風(fēng)隧道Φ15.8m泥水盾構(gòu)汕頭蘇埃通道Φ15.03m泥水盾構(gòu)大連跨海隧道Φ12.26m泥水盾構(gòu)太西鐵路隧道Φ12.14m土壓盾構(gòu)杭州天目山項(xiàng)目Φ13.46m泥水盾構(gòu)中鐵裝備盾構(gòu)機(jī)系列中鐵裝備10米以上大直徑盾構(gòu)業(yè)績中鐵裝備已設(shè)計(jì)10m級(jí)以上盾構(gòu)21臺(tái)套，儲(chǔ)備18米級(jí)盾構(gòu)機(jī)整機(jī)技術(shù)！序號(hào)項(xiàng)目名稱項(xiàng)目領(lǐng)域編號(hào)設(shè)備類型開挖直徑狀態(tài)1京沈望京鐵路鐵路中鐵297/298號(hào)泥水Φ10.9m已貫通2蒙華鐵路白城隧道鐵路中鐵269號(hào)土壓11.95×10.95m已貫通3意大利Cepav鐵路中鐵699號(hào)土壓Φ10.3m工廠組裝4阿爾及利亞地鐵中鐵665號(hào)土壓Φ10.5m工地組裝5迪拜排污隧道水利中鐵645/646號(hào)土壓Φ11.05m掘進(jìn)中6巴黎地鐵16號(hào)線地鐵中鐵777/778號(hào)土壓Φ10.0m設(shè)計(jì)中7杭州博奧隧道公路中鐵595/596號(hào)泥水Φ11.7m掘進(jìn)中8浙江舟山魯家峙公路R148號(hào)泥水Φ11.7m工廠組裝9太西鐵路隧道鐵路中鐵296號(hào)土壓Φ12.14m已貫通10大連地鐵5號(hào)線地鐵中鐵456號(hào)泥水Φ12.26m掘進(jìn)中11杭州天目山路公路中鐵758/759/788/789號(hào)泥水Φ13.46m制造中12汕頭蘇埃通道公路中鐵306號(hào)泥水Φ15.03m掘進(jìn)中13深圳春風(fēng)隧道公路中鐵588號(hào)泥水Φ15.8m工地組裝北京至沈陽鐵路客運(yùn)專線（望京隧道）——雙洞單線客運(yùn)專線（350km/h）工程為北京至沈陽鐵路客運(yùn)專線北京段站前工程13標(biāo)。盾構(gòu)隧道總長約3700m(雙線)，隧道最大坡度為25‰，埋深10.5m-27.5m。盾構(gòu)從1#盾構(gòu)井始發(fā)，2#盾構(gòu)井接收。2#盾構(gòu)井約3700m1#盾構(gòu)井項(xiàng)目區(qū)間長度最大坡度最小曲線半徑最大水土壓力（中心）1#—2#井約3700m25‰2500m4.36bar1#盾構(gòu)井2#盾構(gòu)井京沈望京客運(yùn)專線隧道——大直徑泥水盾構(gòu)（10.9米）下穿機(jī)場快軌京沈望京客運(yùn)專線隧道——大直徑泥水盾構(gòu)（10.9米）本工程隧道為雙洞單線鐵路隧道，設(shè)計(jì)時(shí)速250km/h，管片外徑10.5m，管片內(nèi)徑9.5m，管片環(huán)寬2m，全環(huán)采用8+1襯砌形式，軸線螺栓分度為14.4°，封頂塊有25個(gè)拼裝點(diǎn)位。管片信息管片外徑φ10500mm管片內(nèi)徑φ9500mm管片寬度2000mm管片搭接量1300mm管片構(gòu)成8+1軸向螺栓分度14.4°FeijiaVillageFeijiaVillage≈1,500m粉質(zhì)黏土、粉砂≈1,250m粉質(zhì)黏土≈910m粉砂、粉土工程重難點(diǎn)：長距離粉質(zhì)粘土、粘土地層泥餅、滯排問題；長距離砂層掘進(jìn)刀盤刀具及管路磨損問題；沿線穿越重要建筑地表沉降控制問題（機(jī)場快軌等）；隧道環(huán)境維護(hù)問題（位于北京城區(qū)）。京沈望京客運(yùn)專線隧道——大直徑泥水盾構(gòu)（10.9米）FeijiaVillageFeijiaVillage京沈望京客運(yùn)專線隧道——大直徑泥水盾構(gòu)（10.9米）盾構(gòu)主參數(shù)盾構(gòu)類型氣墊式泥水平衡盾構(gòu)開挖直徑Φ10.9m驅(qū)動(dòng)功率10×200kW裝機(jī)功率5142kW驅(qū)動(dòng)扭矩（額定）23753kN.m最大推力約12380t進(jìn)漿量1600m3/h排漿量1830m3/h采用多層刀具階梯布置，提高盾構(gòu)一盤刀掘進(jìn)距離。第一層刀具第二層刀具長距離刀盤耐磨設(shè)計(jì)京沈望京客運(yùn)專線隧道——大直徑泥水盾構(gòu)（10.9米）297號(hào)開口率49%輻條刀盤298號(hào)開口率41%輻條面板刀盤主梁副梁VS兩個(gè)刀盤掘進(jìn)速度、壓力波動(dòng)、刀具更換數(shù)量等基本一致，298號(hào)掘進(jìn)扭矩相比297號(hào)大約800kN.m。中心開口沖刷中心面板沖刷中心橫向沖刷來至P0.1泵中心背沖刷防泥餅措施刀盤中心沖刷設(shè)備配置有增壓泵，可對(duì)刀盤中心面板、中心開口及刀盤中心背部進(jìn)行沖刷。沖刷噴口刀盤背部沖刷設(shè)備配置有一臺(tái)增壓泵，可對(duì)刀盤背部開口進(jìn)行沖刷，降低開口泥餅的概率。來至增壓泵京沈望京客運(yùn)專線隧道——大直徑泥水盾構(gòu)（10.9米）京沈望京客運(yùn)專線隧道——大直徑泥水盾構(gòu)（10.9米）攪拌器防滯排根據(jù)本工程地質(zhì)情況，設(shè)備配置兩套攪拌器，可對(duì)氣墊倉底部渣土進(jìn)行有效的攪拌，防止渣土滯排。

本系統(tǒng)在拆換管前，可快速將主進(jìn)、排漿管道內(nèi)的泥漿排送至氣墊倉；泥漿被有效的回收利用并實(shí)現(xiàn)了泥漿的零泄漏、零污染。零排放快速收漿系統(tǒng)（專利）提升隧道環(huán)境京沈望京客運(yùn)專線隧道——大直徑泥水盾構(gòu)（10.9米）區(qū)間穿越機(jī)場快軌。54度斜交，最近距離5.3m。［+1mm

，-2mm］的變形控制標(biāo)準(zhǔn)。最終變形控制在1mm之內(nèi)。（CREC297沉降控制在0.83mm之內(nèi)，CREC298沉降控制在0.68mm之內(nèi)。）CREC297沉降：0.83mm！CREC298沉降：0.68mm！京沈望京客運(yùn)專線隧道——大直徑泥水盾構(gòu)（10.9米）京沈望京客運(yùn)專線隧道——大直徑泥水盾構(gòu)（10.9米）目前，兩臺(tái)設(shè)備已完成掘進(jìn)最大日掘進(jìn):20m最大月掘進(jìn):440m汕頭蘇埃跨海隧道——雙向六車道公路隧道（60km/h）汕頭市重要的過海通道，位于已建的海灣大橋和礐石大橋之間，分東線和西線兩條隧道，東西線間距為23.3m~29.7m。其中西線隧道長度3047.5米。隧道從圍堰始發(fā)井始發(fā)，全線基本在海面下進(jìn)行掘進(jìn)。汕頭蘇?？绾Ｋ淼馈笾睆侥嗨軜?gòu)（15.03m）西線約3047.5m東線約3047.5m接收井（北岸）始發(fā)井（南岸）項(xiàng)目區(qū)間長度最大坡度最小曲線半徑平均水位線到洞底最大深度東線約3050m30‰R1500m西線約3050m30‰R1500m約37m汕頭蘇埃通道汕頭蘇埃跨海隧道——超最大直徑泥水盾構(gòu)（15.03m）隧道為雙向六車道公路隧道。管片采用“7+2+1”分塊模式，錯(cuò)縫拼裝。中間“口”字件預(yù)制，兩側(cè)道路板及內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆。隧道斷面情況斷面構(gòu)成管片+中間口字件管片內(nèi)徑φ13300mm管片外徑φ14500mm管片寬度2000mm管片最大塊重量約16t箱涵件重量約30t預(yù)制煙道交通層中間口字件3段巖層凸起，最大高度約6.3m，累計(jì)長度約190m，局部巖石強(qiáng)度約203MPa。工程重難點(diǎn)：全隧極大部分地層為極軟混合地層，水土壓力合算近5bar，存在帶壓進(jìn)倉作業(yè)難問題；極軟地層中存在三段極硬中微風(fēng)化花崗巖凸起，存在諸多掘進(jìn)問題（偏載、滯排等）；全段上覆土基本為淤泥層，穩(wěn)定性差，易發(fā)生壓力擊穿問題。汕頭蘇?？绾Ｋ淼馈畲笾睆侥嗨軜?gòu)（15.03m）汕頭蘇?？绾Ｋ淼馈畲笾睆侥嗨軜?gòu)（15.03m）盾構(gòu)主參數(shù)盾構(gòu)類型氣墊式泥水平衡盾構(gòu)（常壓刀盤+伸縮擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)）開挖直徑Φ15.03m驅(qū)動(dòng)功率16×350kW裝機(jī)功率10123kW驅(qū)動(dòng)扭矩（額定）45450kN.m最大推力約22220t進(jìn)漿量2700m3/h排漿量3200m3/h常壓刀盤克服高壓進(jìn)倉換刀汕頭蘇?？绾Ｋ淼馈畲笾睆侥嗨軜?gòu)（15.03m）人員在刀盤倉常壓環(huán)境下進(jìn)行刀具更換，安全、高效！更換一把刀約3—4小時(shí)。常壓滾刀在線監(jiān)測系統(tǒng)汕頭蘇?？绾Ｋ淼馈畲笾睆侥嗨軜?gòu)（15.03m）磨損量監(jiān)測滾刀旋轉(zhuǎn)監(jiān)測溫度監(jiān)測上位機(jī)顯示信號(hào)接收信號(hào)發(fā)射伸縮擺動(dòng)式主驅(qū)動(dòng)防偏載汕頭蘇?？绾Ｋ淼馈畲笾睆侥嗨軜?gòu)（15.03m）擺動(dòng)球鉸伸縮油缸換刀作業(yè)更加便捷；保護(hù)刀盤和主軸承；適應(yīng)工作面軟硬不均地層；掘進(jìn)數(shù)據(jù)的獲取和分析。主驅(qū)動(dòng)密封加壓技術(shù)→承壓能力10bar汕頭蘇埃跨海隧道——超最大直徑泥水盾構(gòu)（15.03m）外密封內(nèi)密封通過驅(qū)動(dòng)箱內(nèi)、密封腔逐級(jí)加壓，提升組合密封承壓能力！多層級(jí)沖刷在泥水倉、氣墊倉設(shè)置有多道沖刷。同時(shí)配置有增壓泵，可選擇性對(duì)各沖刷點(diǎn)位進(jìn)行增壓沖刷，提高沖刷力度，降低滯排概率。主機(jī)段小循環(huán)系統(tǒng)P0.2、P0.3增壓泵可取自排漿管路分流箱內(nèi)的泥漿，然后回打至氣墊倉或泥水倉，增加進(jìn)排漿量，降低滯排概率。汕頭蘇?？绾Ｋ淼馈畲笾睆侥嗨軜?gòu)（15.03m）高效環(huán)流系統(tǒng)防滯排分流箱汕頭蘇?？绾Ｋ淼馈畲笾睆侥嗨軜?gòu)（15.03m）預(yù)制件吊運(yùn)掘進(jìn)方向箱涵拼裝區(qū)單管片工作區(qū)管片卸載區(qū)箱涵卸載區(qū)雙管片工作區(qū)汕頭蘇?？绾Ｋ淼馈畲笾睆侥嗨軜?gòu)（15.03m）深圳市春風(fēng)隧道——雙向四車道公路隧道（60km/h）紅嶺南立交西側(cè)沿河路與北斗路交叉口盾構(gòu)段約3583m春風(fēng)隧道項(xiàng)目區(qū)間長度最大坡度最小曲線半徑隧道埋深最大凈水頭壓力（距洞底）盾構(gòu)段約3583m49

‰R750m23~62m約5.9bar西始發(fā)端東接收端

春風(fēng)隧道為深圳市城市快速路隧道。盾構(gòu)段全長3583m。盾構(gòu)段最小平曲線半徑R750m，最大縱坡49‰。深圳市春風(fēng)隧道——超最大直徑泥水盾構(gòu)（15.8m）春風(fēng)隧道下穿地鐵九號(hào)線鹿丹村站人行通道、布吉河（河寬約50m）、海關(guān)宿舍樓、大灘大廈、廣深鐵路股道及深圳站、深圳邊檢宿舍樓等建（構(gòu)）筑物。隧道臨近深圳河，最近處約35m。深圳市春風(fēng)隧道——超最大直徑泥水盾構(gòu)（15.8m）本工程隧道為雙向四車道公路隧道，設(shè)計(jì)時(shí)速60km/h。管片全環(huán)采用7+2+1襯砌形式，通用襯砌環(huán)，錯(cuò)縫拼裝。隧道斷面情況斷面構(gòu)成管片+中間箱涵管片外徑φ15200mm管片內(nèi)徑φ13900mm管片寬度2000mm管片最大塊重量約15.9t箱涵件重量約15.1t主要穿越地層為花崗巖、片巖、變質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)砂巖、糜棱巖，少量卵石，礫砂地層。強(qiáng)度：微風(fēng)化（硅化）片巖最大強(qiáng)度為173.7MPa。破碎帶分布及長度區(qū)間穿越11條破碎帶，破碎帶總長度約431m。工程重難點(diǎn)：高水壓環(huán)境換刀問題(5.9bar)；長距離硬巖掘進(jìn)；破碎帶地層堵倉滯排問題；下穿建筑物的沉降控制問題。深圳市春風(fēng)隧道——超最大直徑泥水盾構(gòu)（15.8m）深圳市春風(fēng)隧道——超最大直徑泥水盾構(gòu)（15.8m）盾構(gòu)主參數(shù)盾構(gòu)類型氣墊式泥水平衡盾構(gòu)（常壓刀盤+伸縮擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)）開挖直徑Φ15.80m驅(qū)動(dòng)功率18×350kW裝機(jī)功率11317kW驅(qū)動(dòng)扭矩（額定）40989kN.m最大推力約24630t進(jìn)漿量2850m3/h排漿量3200m3/h深圳市春風(fēng)隧道——超最大直徑泥水盾構(gòu)（15.8m）倉內(nèi)倉外雙極破碎機(jī)布置→應(yīng)對(duì)破碎地層滯排問題一級(jí)顎式破碎機(jī)φ1200加大格柵通過粒徑200×400二級(jí)滾齒破碎機(jī)，破碎后粒徑φ150泥漿泵通過粒徑φ240深圳市春風(fēng)隧道——超最大直徑泥水盾構(gòu)（15.8m）設(shè)備目前正在工地組裝中！目錄CONTENTS大直徑盾構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)探討與展望三盾構(gòu)機(jī)發(fā)展趨勢與展望二大直徑盾構(gòu)典型案例一國內(nèi)外大直徑盾構(gòu)概述盾構(gòu)發(fā)展趨勢更智能小直徑更先進(jìn)=+盾構(gòu)發(fā)展趨勢與展望大直徑多維度多模式隨著城市地下空間的開發(fā)利用，隧道建設(shè)將向越來越深發(fā)展，深埋隧道面臨高水壓問題，裝備首先要解決設(shè)備的三大密封技術(shù).1、大直徑、高水壓盾構(gòu)直徑越來越大埋深越來越大水壓越來越大檢測點(diǎn)布置傳感器技術(shù)特征值提取與深度處理光纖密封監(jiān)測技術(shù)狀態(tài)信號(hào)處理與傳輸透射光脈沖入射光散射光背向散射光激光探測器光纖盾構(gòu)密封安全管控系統(tǒng)盾尾密封特殊工況配鉸接鉸接密封主驅(qū)動(dòng)密封2、多模式盾構(gòu)土壓泥水敞開地層條件復(fù)雜多變單一型式的盾構(gòu)已無法滿足工程的需求多模式盾構(gòu)水文條件的變化施工環(huán)境條件的變化施工效率、成本考慮。。。。。。2、多模式盾構(gòu)土壓/敞開式雙模盾構(gòu)（應(yīng)用中）土壓/直接式泥水雙模盾構(gòu)（應(yīng)用中）氣墊直接式泥水/土壓雙模式盾構(gòu)（應(yīng)用中）多模閉式TBM（設(shè)計(jì)中）變密度多模式盾構(gòu)3、特掘設(shè)備-掘進(jìn)方向新維度3、特掘設(shè)備-豎井掘進(jìn)機(jī)豎井掘進(jìn)機(jī)，已完成工廠功能測試！3、特掘設(shè)備-掘進(jìn)斷面新維度異形掘進(jìn)機(jī)矩形掘進(jìn)機(jī)馬蹄形掘進(jìn)機(jī)前后多刀盤回轉(zhuǎn)開挖同平面多刀盤回轉(zhuǎn)開挖組合式多刀盤開挖U形敞開式掘進(jìn)機(jī)適用于軟土地層，土體擾動(dòng)小空間利用率高、結(jié)構(gòu)受力好，少開挖、少回填。綜合了機(jī)械暗挖與明挖的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡單，圍擋面積小，施工速度快，適用于明挖工況。行星齒輪式仿形開挖短距離施工設(shè)備成本低占用場地小適用于砂卵石地層，開挖能力強(qiáng)提高設(shè)備適應(yīng)性，可應(yīng)用于CC工法適用于軟巖地層，全斷面開挖矩形頂管矩形盾構(gòu)長距離施工掘進(jìn)效率高曲線掘進(jìn)較被動(dòng)缺手段易失穩(wěn)結(jié)泥餅糾偏難測不準(zhǔn)感知難處理難測控難難適應(yīng)太單一易開裂不合理缺決策不智能適應(yīng)難質(zhì)量差