典型砂卵石地层盾构施工技术

北京西部地区典型砂卵石地层盾构施工技术北京市市政四建设工程有限责任公司BeijingNo.4MunicipalConstructionEngineeringCo.,Ltd.汇报提纲一、北京西部地区典型砂卵石地层特点二、北京地铁9号线03标基本情况介绍三、北京西部典型砂卵石地层盾构施工技术四、工程施工进度五、总结一、北京西部地区典型砂卵石地层特点1、卵石粒径大，500mm～1200mm居多；2、卵石含量高达50％～80％，细颗粒少；3、卵石强度高，大于100Mpa;4、地铁穿越范围内全断面无水；5、地层破坏性为突发性，属脆性破坏。

该地层与国内其他在建地铁城市相比地质情况复杂，施工难度高。在该种地层中进行盾构施工，国内尚属首次，国外也不多见，为世界性难题。二、北京地铁九号线03标基本情况介绍丰台北路丰管路游泳场北路

工程概况1.1盾构掘进方向北京地铁九号线03标位于丰台区东大街，由“两站一区间”组成，丰台东大街站、丰台北路站和丰台东大街站～丰台北路站区间，均为地下结构，其中丰台东大街站是目前北京地铁在建最长的车站；区间呈南北走向，单线隧道长1083m,左线长1053m，洞径6m，采用盾构法施工。由于地处九号线南段的中间关键节点之一，03标也是全线最难点，区间隧道是否按期安全优质贯通是九号线南段年底顺利运营的关键。

参建单位1.2建设单位：北京市轨道交通建设管理有限公司监理单位：中咨工程建设监理公司设计单位：北京城建设计研究总院有限责任公司北京市市政工程设计研究总院施工单位：北京市政建设集团有限责任公司埋深（m）投标时初勘报告施工阶段补勘岩性名称最大粒径(mm)一般粒径(mm)粒径大于的颗粒占总质量的百分比岩性名称最大粒径(mm)一般粒径(mm)粒径大于的颗粒占总质量的百分比9.0-10.0卵石12020-7070%卵石10.0-11.0卵石24020-8065%卵石45070-12070%11.0-12.0卵石32030-7065%卵石12.0-13.2卵石25030-6065%卵石53090-19080%13.2-14.0卵石16040-6070%卵石520110-21085%14.0-15.0卵石31040-11070%漂石920180-28085%15.0-16.3卵石33050-12080%卵石610140-26080%16.3-17.5卵石400100-14085%卵石470130-25085%投标时初勘报告与施工前补堪报告---------（北京城建勘测设计研究院有限责任公司）

工程地质与水文条件1.3

工程地质与水文条件1.3这种槐地质高构造迈是西桃南郊庄地区拒独有及的特暖殊地杆质构土造，退具有挎大粒茄径漂纠石、绘卵石洲含量抚高、棕硬度离大、淋间断音级配俭、全点断面验无水喝等特相点。

工程重点及难点1.4一、03标工册期非孕常紧怨：工惯程初挪期拆攻迁进宅度缓策慢，凉严重挨影响招工程炕进度践。从暮车站撑开挖朋到具首备试况运行馅要在潮不到投一年苹时间橡完成瓶，同痒时在你盾构家施工较阶段出还将营经历缸两会贫、中稳高考泪的对顾施工秀的影粮响；菠其中均区间刚隧道磨更是粉要在劣无水劣大粒伍径漂塌砾石之地层啄中4个月斗的时野间内牵实现正洞通挨，并虏且盾彼构始毕发和漫接收蚊到场盗地狭靠小，寻车站银施工谦与盾万构施徒工过复程始晒终处咸于交延叉作尤业状藏态，峰对我胶们的攀盾构弹施工卵组织侵提出航了很捞高的税要求感。

工程重点及难点1.4二、03标地预处闹牧市区巷，施盛工场诊区狭谅小，吸对如岔何有被效协帆调车神站与煤区间葛施工靠组织鸽提出催非常相高的撑要求聚。北京市市政四建设工程有限责任公司场地狭小

工程重点及难点1.4三、尝施工繁周边寇环境昼复杂车，靠惹近居富民区依和商进户，漏同时旷区间咬双线业隧道融位于奇道路兔下方乎，地恩面交企通流园量大租，沿肆途地再下管送线交妹织密左集，错并存欧在大晕量严馒重松救散地剧层。周边环境复杂

工程重点及难点1.4四、昏盾构挠接收早的同僵时近灶距离遭侧穿估立交起桥桥吊桩，陕并下妥穿D2铲20虽0污水朝管线浮，控换制桥纱桩变碍形和胁污水悼管竖厉向位盆移为泡难点餐，整躺个区趣间施遥工环妄境风握险非它常高翠。北京市市政四建设工程有限责任公司11.8m4.62m3.63m临近术穿越堪立交栗桥万丰桥隧洞隧洞

工程重点及难点1.4五、译区间布隧道型施工滴最大递的难蒜度是屯在地饼质条宫件上渗。全爆线均锯为无遇水大蜻粒径侦漂砾煎石地作层，早漂石六粒径答大、惹卵石俊含量狗高、俱硬度劈燕大、逐间断碑级配琴。地缸勘揭也示地芝层中辞卵砾遇石的释含量授高达80送%，最潜大粒挺径超察过90侮0m落m，平叹均抗哪压强撤度80唯Mp焰a以上梳，而叔且在膏隧道母断面馅下部代存在泉砾石才胶结层致密裹地层端，在勒此地逢层下尊尚无柏盾构骨施工科比较蜂成功周先例咱，被鸣中外但专家费评价费为具维有高捕难度袜、高茄科技虹、高旁风险漏、高但投入割的世猫界性梯难题盗。三、北京辫西部告典型尽砂卵作石地歉层盾构参施工乒技术

盾构设备选型3.11.设备是规格脸：φ6田.1倦4m加泥妖式土打压平指衡盾德构机2.建设敢单位甘：北京范市轨舒道交锡通建派设管耍理有森限公盆司3.盾构繁制造树方：都北京蔬市市映政四霜建设煮工程承有限意责任瓣公司4.施工旦使用相方：煎北京腿市市枝政四监建设慕工程枯有限沿责任外公司5.应用森项目截：北异京地躬铁九傍号线03标投入蚊两台累加泥睛式土脉压平嚷衡盾版构机垒盾构洞机完吵成区悄间双贿线掘欲进施则工。盾构机参数外径Φ6.１4m壳体总长8805mm全长13455mm总推进力40000kN单位面积推力:1350kN/m2推进千斤顶2500kN×16根铰接千斤顶2500kN×12根盾构最大掘进速度92mm/min刀盘参数驱动方式电动变频驱动扭

矩(45Hz时)6282kN-m(扭矩系数α=22.6)扭

矩(120%时)7538kN-m主轴承型式三排三列滚柱轴承转速0～1.6rpm总功率660kW刀盘支撑方式中间支撑

盾构设备选型3.1目前缩慧，世疫界上策还没朽有盾航构机牵能够遣完全斧满足遗这种知无水悄大粒漠径漂虫石地捡质条母件的戴快速材掘进哪施工近。市浙政集猾团四肤公司疑为了副攻克陕这一士世界粘性难周题，宰凭借霉敏锐乡丰的市阶场洞泛察力势，依来靠多授年积伯累的漠雄厚羊研发炮和制即造能夜力、姜丰富哲的盾朱构施陵工经苍验、县精干区高效鸭的人冒才储汉备，返决定址在吸乔收消给化原哥有IH驶I盾构页机技淋术的膀基础语之上谎研制问两台西拥有携我国菊自主和知识烈产权堪的盾兴构机或。公边司充卷分剖走析北挣京西镜南地碰区独埋特的听无水啦大粒耽径漂捧砾石开地层武构造喷，在伤原IH名I盾构蜓机的煎基础贵上，相融入趁“搞以疏翼为主芽、以骡隔为坦辅”险的设没计思思路，比转化访了四客公司绝承担掌的市灶政路扬桥控无股集吵团科茫研项束目“酒盾构堪系列乡丰化模叼块化楼研究汽”的搞部分逝成果梯，对佛盾构抬机刀线盘、凑螺旋芳输送戚机等舌进行解了优程化，泊研发祝了自闯主的获自动摆控制读系统糖，制灭造了棉两台崖拥有牺我国弄自主止知识姨产权挤的盾县构机赔，该工盾构滋设备障具有岸大开害口率歪、高衡扭矩唇、高攻推速堂、强维输送剩能力析等显句著特西点。

盾构机的研发3.2市政止四公项司通赛过北恢京地均铁10号线哲、大雾兴线柜、沈开阳地把铁1号线棉以及轰北京垮南水悉北调踪蝶团九手线等厦工程兽中，彻集聚慌了盾虹构施擦工经宴验、纳人才史储备伙、技汉术实愿力，责有着姓对在掀砂卵谅石地污质条矛件盾调构施授工的厚深刻驰理解猎。通过蔬对当狱前国搏内外馅盾构复机制勤造业权的业降态、挤发展睛方向吊、国丘内提恩供配基套设晋备的陵实际洞能力亚调研悲。本卷着有速效地热利用掩国内甘、外讯两种院资源确实现秤盾构询最佳苍的技寸术经烫济性回为出姥发点今，通侍过多绣层次鸦论证缎，针铺对该术项目要，公基司成园立了己以公医司总南经理桃助理警为代碧表的咽盾构谁科技辱研发蚁攻关蜡小组侨。

盾构机的研发3.2

盾构机的研发3.2经过6个月房诚艰苦打奋战首，20叛11年1月底税，2台具未有我福国自迈主知逐识产踏权的兽盾构校机在雁北京疤市政熊集团在四公陆司盾往构基扫地正停式下衫线，芽投入届施工袄。

设备特点3.3⑴采用脑大直挠径螺妖旋输厕送机带式陵螺旋盈，输磨出最饭大粒体径由纲原先增大裳到，可碗大幅甜提高悉大粒处径卵扩石的独通过侧能力在，是汤目前扮中国6m级在芦用地水铁盾步构最鹊大的希无轴阴螺旋。原IH产I盾构征机螺杀旋新盾忍构机壁螺旋ф46昼0m川m×姐L7扁50愁mmф65竿0m凶m×算L1振10网0m驰m

设备特点3.3⑵峡进一潮步优赌化刀茶盘、蹄刀具罗布置原刀盘需采用鸟圆形誓辐条臭式,不能尖满足尘大粒所径漂崖砾石但地层削施工角。原IH毛I盾构恩机刀鞋盘

设备特点3.3刀盘泼开口浊率为54要%，采手用新括型刀熄具布乒置新盾批构机堪刀盘

设备特点3.3新盾筑构机私刀盘塌特点1、增渗大刀衬盘开其口率宜。2、增嫌强刀树具的调抗撞络击性斜。（1）通圾过加纵宽合睁金以煎保证槐刀具勉的有碌效切淡削，庄加强互刀具师两侧叔合金毕的防讨撞击剪能力绵；（2）在办刀具惰两侧泼加增畏防撞纽奉挡块陵，用皮于减征小大央直径规砾石世的冲唯击防用止合筝金破全碎。3、优翼化刀糖具的氏布置谎。（1）在设刀圈萄上的扭先行炊刀分3层布筛置，趁以保形护刀盾圈及泪减轻表内圈选刀具渔压力乳。（2）布著置刀沃具时障，覆撇盖整部个开掏挖断认面，肝对称拘性布收置刀贡具，动保证识刀盘腐受力窃均衡素，运毁转平怨稳；穿切刀君正反漫方向洁布置贪，刀卫具整腰体采影用牙府型交就错排族列。4、加输强刀题具的锦耐磨寨性。对刀贷座进霞行耐情磨焊胞条堆题焊，译以提兴高其皆耐磨眉性；5、增葛加鱼税尾刀植保护课刀。庄对鱼骗尾刀蔽中心悄加泥检口进昨行保苦护。

设备特点3.3盾构轰机推缠力由处原来商的37鞋50已0k吃N增大弱到40驳00彼0k附N，在铺全镐纷推进障时，偿速度物能达妥到92妖mm陕/m圾in，在细全千绘斤顶妻顶伸蛙下理漫论最朋大日昨掘进众速度亭为48环，艘日进首尺57创.6氏m。控制周系统览具有播自主兼知识剥产权帆，特湖别是纤自动糟纠偏助系统泪可有嚷效降例低对浊操作乔手操仰作水伞平的奔要求胶，使招操作领手从辞繁复糖地操酱作中犬解放退出来熟，使吼其有扣更多贴精力匆处理收施工吼中的孤其他释问题则，解忽决制阀约盾欣构施颤工效随率及以成型企隧道零质量外的瓶臣颈，软以提盖高施医工效推率，睛确保卵工程捞质量盒。⑶兼增大腥推力抱及推晋速，壳大幅炕提高昏工效⑷哀具有梯自主和产权茎的控浊制系汽统

塑流化改造技术3.4在无痕水砂辫卵石顷中，形塑流圾化改颈造的棚效果场直接叙影响锁到刀锯盘扭摄矩的可大小搞和土认压力昆的平顽衡。往在掘德进初棕期，帜为使冶土体穗具有啊良好易的流喝动性除，于腹是向从开挖群面注磁入大哥量泥罢浆，剩结果遇在施译工中麻发现薄泥浆扰量过外大使街螺旋约排出妥的土逐过稀刷，甚驱至出管现喷棚涌，温土压扬力波摘动较均大。曲同时膨，土件压仓胡内大亏粒径兽砂卵缎石会者在重运力作酱用下申沉至晒底部简，使词土体员搅拌作不均以匀，隆增大倦了刀轿盘扭合矩和碎刀具膝的磨伐损。尸经过府分析问后，丹减小愚泥浆堪注入引量，磁增大覆泡沫雀注入括量，拿同时酒提高态稀释诊液的臂粘度圾和泡愈沫的催发泡稳率，扬结果谁刀盘悬扭矩亚大大办降低调，能领够建占立稳盾定的拖土压乌力。通过体分析处得出佩：在钥砂卵阵石地尼层中消，泡御沫能物够大犹大改魔善土耀压平状衡盾疾构机脏的掘怎进性梨能，屡泡沫伏注入齐量加戏大以圾后刀气盘扭然矩明前显减愚小，权推进漂速度汁大幅笔提高逼，刀才盘刀区具的红磨损乱程度讨降低谁，提淡高了历设备飞的使杰用寿续命。

双液注浆技术3.5因无眼水砂见卵石息颗粒斤之间纸空隙齿大，麦浆液照在土拥体之陷间的棵流动胡性好奇，扩李散较贸快，猪因此史要求业浆液搬凝固蜻时间这较短裕，故摧宜选另用双腥液注甚浆（婆水泥料，粉怨煤灰饱浆液+水玻饶璃）掠。同抬时浆寸液扩剑散面星积大培，管亮片外盯圈与迹土体钩之间旷填充锈率较棉低，紫因此块需要完加大很注浆娱量，别提高糕填充验率数吨值。签通过别分析鹊地面挡沉降芦等相瞧关数恨值，臭本标喊段同肤步注细浆填坝充率境取11秤0%～12舍0%，同旧步注桌浆压商力范掏围设俗定为0.就5～0.农7M河Pa。二暖次补猾注浆变量控痒制在50羞0～60答0L，为密防止谈成型震管片宁变形皆，二黑次补现注浆洞的压圆力范素围设桐定为0.片4～0.辅5弯MP焦a。考院虑到肉地面沾沉降股控制驶、成赌型管努片变识形等株因素杆，同丙步注饮浆以昼总量赚控制奸为主环，二涝次补松注浆芽以压久力控术制为涝主。四、宣工程天施工滔进度

盾构机下井组装4.1短短6个月膜的时予间2台盾确构机牺制造最成功乒，正亚式下戏线投虏入北第京地枯铁九造号线03标施硬工，捉在无膊水大线粒径霜漂砾督石地牛层施粱工中垦充分暑体现谎了设扯备的峰优势驱，体侍现了闯团队温的实孤力.

盾构机下井组装4.120脱11年2月26日，技右线探盾构闹机吊枣装下近井，惯开始歪组装湿调试复。3月16日正垃式始梢发。3月31日掘俗进至55环完袜成初窄始掘沙进。20间11年1月16日，查左线挡盾构晴机吊闭装下俗井，补开始采组装雹调试召。2月16日正绞式始被发。3月4日掘示进至49环完伏成初滩始掘疲进。

施工过程4.2从20疤11年2月16日左滑线盾百构机充正式幻玉始发肿至6月20日盾茎构机警刀盘券抵桩嚼，历袭时12帆4天。从20品11年3月16日右姥线盾般构机葱正式勿始发移至6月29日盾晌构机其刀盘赢抵桩纳，历朵时10柳3天。实际唤施工平时地热层难讨度超砌乎想负象，地层企稳定累性极恳差，茄土压资力平辩衡建施立非增常困蜻难，剖对盾归构设朱备刀早具磨掠损严份重，平对塑只流化金改造集技术更、管茧理和知效果汪控制却提出延非常勤高的筋要求挽。

施工过程—刀盘检修4.2施工液过程蒜中创呜造了左单班辫掘进20环、饰单日吩掘进35环、理单周鸣掘进17驴6环、厘不换踩刀最拖长掘钥进48喇0m、地病面微悦沉降昏、桥虽梁2m施m沉降妙的辉覆煌记棵录，固得到骗国内继外专逢家们结的高吴度评腔价，虎是对哈四公洪司长递期以开来致喉力于振地下割工程勾研究风和探峰索的耗大力获肯定隶，开血创了描盾构舍在无笼水大苗粒径遭漂砾双石等碧复杂讽地层端下掘床进的粉新领暖域，比书写翁了地屠铁盾躲构建枝设历呜史的付新篇骨章。

取得成绩4.3随着今右线忍最后孤一环茄管片亚的拼康装完介成，慎盾构秆机精惠准破努洞而姐出，遭北京驾地铁爹九号胖线03标盾遣构区柿间双为线21慢36剑m精准岂贯通洞。从第葬一台表盾构样开始闯掘进彩到双脾线贯柜通，种仅用4个月珠时间袄，单裕线掘理进3个月推，各亭项指轿标完丘全满俗足要制求，护为九奏号线狭年底女通车清创造毁了先潜决条脖件。

圆满完成4.4

圆满完成4.4左线虹区间分从20匪11年6月21日开危始进袖行洞苹门凿讯除工筛作。7月7日盾碰构机敲开始吉解体荐，至7月14日全迷部解努体吊善装完柴成，亲历时8天。右线窄区间窑从20宫11年6月29日开逝始进恩行洞喘门凿座除工境作。7月20日盾殊构机向开始叔解体彩，至7月29日全拔部解融体吊松装完咸成，参历时10天。五、珠总结砂卵海石层典分类魄及其卵对刀脉具的冷影响最大粒径<300mm最大粒径>300mm含砂率<30%磨损为主，不考虑冲击冲击为主，磨损为辅含砂率>30%特别注重磨损冲击，磨损砂卵犁石层裁分类浊：1.钓无帝水砂阵卵石迅，含止