盾构机适应性、可靠性评价报告报监理

沈阳地铁九号线十标盾构机适应性、可靠性评估报告沈阳地铁九号线十标目录TOC\o"1-5"\h\z第一章工程概况 1...第二章工程地质及水文地质 1..1、地质情况 1..2、工程水文地质条件 2..第三章盾构机选型主要依据 2.第四章盾构机通过地段地表变形及建筑物保护标准 31、监测情况 3.2、下穿哈大客专铁路桥概况 4.3、下穿哈大客专铁路桥概况 5.4、应对措施 6.第五章盾构机使用历史 6.1、本工程拟投入盾构机使用历史 7..第六章本工程拟投入盾构机构造及技术参数 7.1、奥村盾构机各主要部件重量、尺寸 7.2、盾构机主要技术规格及参数 1.03、盾构千斤顶 1.1.4、后续台车 125、刀盘形式与刀具布置 126、同步注浆及二次注浆系统 1.47、加泥、加泡沫的塑流化改良系统 1.58、螺旋机 .16.9、皮带输送机 1.7.10、润滑及密封系统 1.711、外置注浆管改造 1.8第七章盾构机养护与维修 1.9第一章工程概况本标段共包含一站一区间、即胜利南街车站、沈苏西路站 ~胜利南街站盾构区间。盾构区间线路：沈苏西路站~胜利南街站区间东起胜利南街站，沿浑南西路向西走行，下穿沈苏西路、下穿胜利南街、下穿哈大客专马总屯大桥、下穿沈大、京哈铁路框架桥、绕避八一灌渠桥桩至沈苏西路站。全长 1780.973rnio纵断采用W字坡，区间分别在右DK16+328.0R右DK16+910.0R右DK17+200.00设三个联络通道。其中，1号、3号联络通道与泵房结合设计，2号联络通道结合区间风井设置。盾构区间原计划投入一台盾构机用于全线掘进施工，受总体工期及其他影响，计划另行进场一台盾构机用于沈苏西路站~胜利南街站盾构区间左线施工，盾构始发场地设在胜利南街站。图1-1沈阳地铁九号线十标段盾构线路平面示意图第二章工程地质及水文地质1、地质情况第四系上更新统浑河老扇冲积层(Q32al+pl)中砂(⑤-6-4):黄褐色，石英-长石质，次棱角形，均粒结构，颗粒级配差,含20%占性土，湿，水下饱和，密实

圆砾（⑤Q4）：主要由结晶岩组成，颗粒呈微风化状，亚圆形，混粒结构，坚硬，颗粒继配较好，一般粒径2-20mm约占总质量的70%最大粒径100mm充填约20%勺混粒砂和粘性土，局部为卵石层，密实。砾砂（④-8-4）:黄褐色，石英-长石质，棱角形，均粒结构，颗粒级配好，含约20湘性土，局部为圆砾薄层，湿，水下饱和，中密。.L.ksm£一HE.L.ksm£一HE图2-1地质情况剖面图2、工程水文地质条件地下水水位埋深为10m左右，地下水位标高为23.64〜43.3m。沈阳地区浑河善地的地下水补给途径为大气降水渗入。河流侧向垂向入渗及水田回渗补给，地下水水位年内交幅约2米，年内地下水位高值出现在九月至年末，低值出现在年初。地下水的排泄主要为人工开采和向下游径流排泄。工作区地下水径流条件良好。主要含水层渗透性强，径流通畅。第三章盾构机选型主要依据1、依据招标文件、工程勘察报告、设计图纸、地铁隧道设计（施工）规范及相关标准，对盾构类型、驱动方式、功能要求、主要参数、辅设设备配置等进行研究。2、选型从安全性、可靠性、适用性、先进性、经济性等方面综合考虑，所选择的机型应能尽量减少辅助施工并能保持开挖面稳定和适应围岩条件。3、根据盾构隧道的外径、长度、埋深、地质条件、围土岩性、土体的颗粒级配、地层硬稠度系数、土层渗透率及弃土容重等特征以及线路的曲率半径、沿线地形、地面及地下构筑物等环境条件，以及周围环境对地面变形的控制要求，结合掘进和衬砌等诸因素4、参考已有盾构工程实例及相关的盾构技术规范，按照可靠性安全性适用性第一，技术先进性第二，经济性第三的原则进行，保证盾构施工的安全、可靠，选择最佳的盾构施工方法和选择最适宜的盾构。第四章盾构机通过地段地表变形及建筑物保护标准1、监测情况对施工影响范围内的地面道路及建筑物进行变形监测，控制其变形在安全范围以内。监控量测表序号监测项目控制标准备注1地表沉降30mm设计制定2地表隆起10mm设计制定3墩台沉降5mm设计制定4墩台水平位移5mm设计制定5墩台倾斜控制值1%设计制定6相邻墩台差异沉降5mm设计制定7路基沉降速率、2mm/d8桥梁基础沉降速率1mm/d

2、下穿哈大客专铁路桥概况盾构区间经过2#联络通道约236m后在K15+685处下穿哈大客专马总屯大桥，区间两条线路分别从两墩之间穿过。到达桥下时，拱顶埋深约16m哈大客专马总屯高铁桥为三跨连续梁结构，隧道侧穿中间跨桥墩间距80米，桥墩承台长17.2米，宽14.6米，高3.5米，承台下桩长分别为17米、23米。

马总屯大桥

142号墩区间下穿哈大高铁桥横段图3、下穿哈大客专铁路桥概况马总屯大桥

143号墩马总屯大桥

142号墩区间下穿哈大高铁桥横段图3、下穿哈大客专铁路桥概况盾构区间经过哈大客专约205m后到沈大、京哈铁路框构桥，框构桥为箱型混凝土结构，宽46.0,长70米，高9.9米，框构桥为两跨箱型混凝土结构，跨度为21m框构桥侧墙及底板厚1.4m,顶板厚1.2m区间下穿京哈铁路框构桥横段图4、应对措施⑴在新制刀盘上配置了先行刀用以提高切削刀具的掘进寿命。⑵新制刀盘主要采用合金含量更高的贝壳撕裂刀，提高了刀具掘进寿命。⑶在刀盘上堆焊了大量的网格状耐磨硬质合金，减轻刀盘的磨损。⑷通过添加泡沫剂及膨润土发酵液来掘进，也可以降低刀具与刀盘的磨损。⑸为适应本标段砂层掘进，项目部预计设置一座200立方的膨润土发酵池,掘进时每环按照掘进情况实时加入膨润土发酵液，可确保土仓压力稳定，并有效减小地表沉降。⑹掘进过程中严格控制土仓压力及同步注浆量，加强地表沉降监测，结合监测结果迅速调整掘进参数，适时进行补充二次注浆。第五章盾构机使用历史本盾构区间结构全断面基本位于砂卵石层，级配较好，加入泡沫和泥浆会有较好的塑流性。根据我公司以往经验分析，针对工程地质条件，土压平衡盾构机在本工程有更大的优势，刀盘形式为辐条式，能够满足地质条件、工程条件、环境条件与工期等要求。本标段拟投入使用的盾构机是日本奥村（奥村机械制作株式会社）生产的06.14m泥土压盾构机。设备编号为2009-002。生产日期为2010年7月。主要技术参数见附表。1、本工程拟投入盾构机使用历史本盾构机施工完成的区间隧道包括：2011年北京地铁8号线林〜森区间左线1710m2013年北京远大电力隧道1100m2015年沈阳地铁10号线13标理工大学〜浑南大道区间1640m累计施工隧道长度4450m穿越地层基本都是粉质粘土，局部区域含粉细砂。本台盾构机寿命周期为10000小时，目前使用时间为3000小时，盾构机顶进小于5000m未对主轴进行更换，设备运行情况良好。第六章本工程拟投入盾构机构造及技术参数本工程拟投入盾构机拥有强大的扭矩，启动扭矩可达 5235kN?m,可以提供足够的推力，最大推力可达到40000kN。盾构机也可以正常推进。1、奥村盾构机各主要部件重量、尺寸

盾构机各部位尺寸厅P名称直径mm长mm宽mm高mm重量t1前盾61406140614031401092中盾6140614061402748903上尾盾6140（带尾刺钢板束6180）6140（带尾刺钢板束6180）33653070154下尾盾6140（带尾刺钢板束6180）6140（带尾刺钢板束6180）33653070155螺旋输送机1245614601880196管片拼装机4630463046302629207左承载梁131601668262978右承载梁137801105246899台车19582432241871710台车29582432241871711台车39582432241871712台车49582432241871713台车51061243224187178

14台车66809432241871715台车768094322418717盾构机主机尺寸（包括盾尾密封）项目尺寸外径6140mm机长9250mm盾尾板厚45mm盾尾空隙25mm盾尾密封3段

2、盾构机主要技术规格及参数项目基本规格及参数盾构机本体主要尺寸外径6140mm机长9250mm主机板厚45mm盾尾间隙25mm盾构千斤顶装备总推力40000KN推力X行程X个数2500KNX2150stX16单位面积推力35Mpa中折千斤顶装备总推力30000KN推力X行程X个数2500KNK170stX12盾尾止水封型号X1殳钢丝刷x3自由注脂泵1套切刃装置主规格支持方式辐条式中间支撑驱动方式电动马达驱动方式装备总扭力3760~5560KN.m马达输出X台数83.9~56.7KN.mX10台切力转速1.40~0.95rpm加泥注入口位置、数里切刃盘X3个11/2B排土装置螺旋输送机型号无轴螺旋直径()850mm转速0~12r.p.m旋转扭力138KN.m排土能力100/300m3/Hr皮带输送机型号带式驱动方式电动容量246rrVh土压计隔板部隔板部*3个10

架设机型号环形齿轮门型方式校接系统千斤顶200KNX34.3MpaX250X16转动角度C）左右2.0上下0.5总推力32000KN管片起吊机起吊能力50KN提升速度7.6m/min行走速度11.0m/min管片拼装机垂直行程700mm水平行程950mm回转角±220°最大起重量4400Kg皮带运输机驱动方式电动输送能力246rrVh壁后注浆系统2套加泥系统2套加泡沫系统2套数据采集及监控系统1套全自动监测系统1套后续台车系统1套3、盾构千斤顶本盾构机采用16根2500KN液压千斤顶，分度为22.5度，最大总推力为40000kN,最大推进速度10cm/min用途推力（kN）行程（mm正常压力（MPa根数（根）总推力（kN）盾构千斤顶25002450351640000ii

4、后续台车£/图4-1后续台车示意图1N«uIfiAHlNf5SUMm*.，OANrir(8ACIIML1N»(niTinlllliCIOhTMVN«4心"E间N01«.JII：CHQEALWHL^t*i_i叫me/，£mu，，l4、后续台车£/图4-1后续台车示意图1N«uIfiAHlNf5SUMm*.，OANrir(8ACIIML1N»(niTinlllliCIOhTMVN«4心"E间N01«.JII：CHQEALWHL^t*i_i叫me/，£mu，，l-vl.uiI颠AHqtG**T打JporiklHMU帕[!NE.iQANlMf['IM1UUH1.M.IQMitMdlkKIlIJGABlElNt，i印NT”\ **?GUTP■H巾皿——F心QU<I；ANTNf3MEJJH1BM曲曲山4*1b^NTBV，n庄”waitKItv311HpiOf，K鼾N0.I'?**1*■*q！VrfRlPWI工,^|JV10,♦ ■»?3MT|TmTR1UMUL£“iAUtii5、刀盘形式与刀具布置针对本工程围岩类型，采用奥村盾本^机，刀盘为辐条式，开口率为 61%刀具布置合理，对全断面卵石层有很好的适应性，能够满足盾构施工掘进、沉降控制等的要求。12

⑴切削刀盘挖掘外径6170mm旋转数（周转）1.40~0.95r.p.m(V=27.0~18.3m/min)扭矩3760~5560kN-m（2）刀盘驱动电动机MRP1703SC-5001/216.0额定输出扭矩83.9~56.7kN-mX10输出轴旋转速度6.26~9.26r.p.m容量（kW55级数（P）x电压（V）4Px400V定格电流（A）90.5（3）超挖刀用途推力（kN）行程（mm常用压力（MPa根数（根）超挖力20010081（4）刀盘头布置名称数量（把）规格向力4220120H22100H12加强先行向力齿刀9268焊接12六孔6加强六孔左6加强六孔右13

中心刀1刀盘外圈18外圈加强保护合计1536、同步注浆及二次注浆系统本机具备同步注浆及二次注浆功能，掘进速度为 8cm/min时的同步注浆注入率为150%盾尾同步注浆口2个，并具有自动清洗功能，可以满足本施工段地质条件要求注浆部分名称形式数量容积(m3)电机(KW备注A浆泵120L/min1.5Mpa211A浆箱15压力传感器0〜2.0Mpa2B浆泵15L/min1.5Mpa23.7B浆箱21.5压力传感器0~2.0Mpa2高压水泵15L/min1.5Mpa27.5最大流量压力传感器0~2.0Mpa214

背后注浆口7、加泥、加泡沫的塑流化改良系统本工程使用的盾构机具备加泥功能和加泡沫功能，并能根据地质条件的变化实施单独加泥（或泡沫）、同时加注泥浆和泡沫，刀盘前方土体改良注入口 6个。本机具备减阻功能，前盾6个，中后盾6个，根据需要进行减阻泡沫部分名称形式数量容积（m3）电机（kw备注加泥加300L/min1.0Mpa215最大流量泥箱112压力传感器0~2.0Mpa2泡沫泵15L/min1.5Mpa23.7最大流量泡沫混合箱11.5泡沫原液箱10.50.25原液转换泵1压力传感器0~2.0Mpa215

8、螺旋机本盾构机螺旋机直径850mm为无轴型式，出土口带开闭闸门，可以通过直径650mmi勺卵石，本段卵石粒径最大为150mm完全满足本施工段地层条件。⑴螺旋机轴式排土能力100/300m3/Hr（填充率100%螺旋叶片直径①850mm叶片间距850mm螺旋叶片旋转数5.1/15r.p.m驱动油压马达MSE18-2扭矩13.8kN-m压力31/17MPa台数2台(2)螺旋千斤顶用途推力(kN)行程(mm正常压力(MPa根数(根)螺旋闸门165440X221216

9、皮带输送机本盾构机皮带输送机驱动方式为电动， 输送能力为246m3/h,可