盾构施工筹划ppt课件.ppt

1、天津地铁6号线工程土建施工第9合同段,中铁三局集团有限公司 天津地铁6号线9合同段项目经理部 2013年8月13日,盾构选型汇报材料,中铁三局集团有限公司,1,汇报内容,2,一、工程概况,3,1、工程概况,天津地铁6号线9合同段工程位于河北区，南起北站站，沿吕纬路方向向北至南口站，全线均为地下线，总长1181m，本标段包括一个明挖车站、两个盾构区间，分别为北站站新开河站、新开河站、新开河站南口路站。,4,区间设计为单圆盾构隧道，隧道内径5.5m，衬砌管片厚度0.35m，环宽1.5m，单环管片由1个封顶块、2个邻接块、3个标准块组成，拼装采用错缝拼装，管片连接采用弯螺栓连接，衬砌环采用标准环+左

2、转弯环+右转弯环组合。钢筋砼管片强度等级为C50，抗渗标号P10。,5,北站新开河站区间，设计里程为右线DK12+196.447DK12+490.147，右线区间全长293.7m；左线区间全长289.001m；采用盾构法施工。,2、区间工程,1）、新开河站北站区间工程,新开河北站站盾构区间 间,海韵家园,6,新开河站南口路站区间，设计里程为右线DK12+714.731DK13+540.874,右线区间全长826.143m；左线区间全长827.506m，采用盾构法施工。,2）、新开河站南口路站区间工程,7,二、水文地质情况,8,1、地质情况,根据勘察资料，区间场地埋深50.00m深度范围内，自上

3、而下包含以下土层: 1层杂填土;2层素填土;1层粘土;1层粉质粘土;2层粉土;1层粉质粘土;3层粉土;4层粉质粘土;层粉质粘土;1层粉质粘土;2-1层粉砂;1层粉质粘土;2-2层粉砂;1层粉质粘土;111层粉质粘土;112层粉砂; 113层粉质粘土。 北站站六马路站盾构区间隧道穿越地质有：粉质粘土、1粉质粘土、1粉质粘土、1j粉土。 六马路站南口路站盾构区间隧道穿越地质有：4粉质粘土、1粉质粘土、2粉土。,9,2、水文情况,第一承压含水层：2层粉土为承压含水层。该承压含水层水头大沽标高约为0.10m。11-1层粉质粘土为承压含水层隔水底板。 第二承压含水层：112层粉砂为承压含水层。该承压含水

4、层水头大沽标高约为-1.00m。113层粉质粘土、121层粉质粘土为承压含水层隔水底板。,10,11,三、周边环境及风险源情况,12,北站新开河站区间侧穿海韵家园，下穿五马路、六马路。该区间三级环境风险源1项，四级环境风险源3项。,1、新开河北站区间,13,1、盾构区间侧穿海韵家园居民楼 盾构隧道左线依次侧穿1幢9层居民楼、4幢6层居民楼、1幢8层居民楼，盾构隧道与居民楼最小水平净距为4.3m；盾构隧道右线依次侧穿2幢9层居民楼，盾构隧道与居民楼最小水平净距为4.5m，风险源等级为级； 2、盾构区间侧穿海韵家园居民楼 盾构隧道左线依次侧穿1幢9层居民楼，盾构隧道与居民楼最小水平净距为13.4m

5、，风险源等级为级； 3、盾构区间侧穿市运腾房地产开发有限公司建筑物 盾构隧道右线侧穿市运腾房地产开发有限公司建筑物，该处建筑物为1层砖混结构，盾构隧道距离建筑物最小水平净距为3.9m，风险源等级为级； 4、盾构区间下穿市政管线 盾构隧道垂直下穿五马路下方的1000雨水管800雨污合流管，隧顶至管底最小水平净距为13.3m，风险源等级为级；,14,新开河站南口路站区间下穿八马路、新开河、志成路，侧穿市液力机械厂房、津裕大跨度厂房和津海大酒店，斜穿南口路，下穿永生里小区和50幢12层建筑物。该区间二级环境风险源3项，三级环境风险源6项，四级环境风险源1项。,2、新开河南口路站区间,15,1、盾构区

6、间下穿新开河 隧道下穿河流，河底标高约-3.0m，隧道距河底最小竖向净距离约 10.1m，风险源等级III级; 2、盾构区间侧穿志成路高架桩基 志成路高架桩基为直径1.5m的钻孔灌注桩，隧道侧穿桩基，盾构隧道于桩基最小水平径距约3.46m，风险源等级为III级； 3、盾构区间侧穿市液力机械厂2层厂房 市液力机械厂2层厂房为砖混结构，厂房基础不明，隧道侧穿厂房，最小水平径距离0m，风险等级III级； 4、盾构区间侧穿天津津裕大跨厂房 天津津裕大跨厂房为1层砖混结构，厂房基础不明，隧道下穿厂房，风险源等级III级； 5、盾构区间侧穿津海酒店5层 津海酒店为5层砖混结构，隧道侧穿该建筑物，基础不明，

7、最小水平径距6.7m,风险源等级IV级； 6、盾构区间下穿永生里5层居民楼 永生里5层居民楼为砖混结构，建筑物基础不明，隧道下穿居民楼，风险源等级II级；,16,7、盾构区间下穿第一染整厂厂房 第一染整厂厂房为1层砖混结构，条形基础，基底标高-1.5m，盾构隧道下穿该厂房，隧距离厂房基础最小竖向净距为7.9m，风险源等级II级； 8、盾构区间下穿5处50幢12层建筑物 盾构区间所下穿的约50幢12层建筑物均为砖混结构，隧距地面最小覆土深度约为10m,风险源等级II级； 9、盾构区间侧穿4处约10幢12层建筑物 盾构区间所侧穿的约10幢12层建筑物均为砖混结构，隧顶距地面最小覆土深度约为10m，

8、风险源等级III级； 10、盾构区间下穿市政管线 区间垂直下穿八马路下方18001800雨污合流管，隧顶至管底竖向净距约14m；区间垂直下穿志成路下方管线（DN2500水管源、DN529中压燃气管、DN1200输配水管、DN2600水管源、DN1200输配水管及DN630中压燃气管），隧顶至管底最小竖向净距约5.8m；区间垂直下穿南口路下方DN1200输配水管、1200雨污合流管、1200污水管，隧顶至管底最小竖向净距约9m，风险源等级III级；,17,四、盾构筹划工期安排及场地布置情况,18,盾构筹划工期按地铁三项目管理中心最新确定的工期计划进行筹备，具体工期安排如下： 我项目部计划投入2台

9、盾构机用于本合同段的施工，1台为中铁装备6410盾构机，1台为小松盾构机。小松盾构机用于掘进六马路北站区间的左右线及六马路南口路左线，总掘进里程约1400m。中铁装备盾构机用于掘进六马路南口路区间右线的800m。 总体安排为大小里程均在六马路站始发，分别在北站和南口路站接收。在六马路站配备2台45吨龙门吊（出土口位置）及2台16吨龙门吊（2个端头井）进行出土、管片下放等相关作业。 2014年3月15日2014年5月15日，61天完成六马路北站区间左线300m施工，工效为4.9m/天。（小松） 2014年6月10日2014年8月10日，61天完成六马路北站区间右线300m施工，工效为4.9m/天

10、。（小松） 2014年9月5日2014年12月15日，100天完成六马路南口路区间左线800m施工，工效为8m/天。（小松） 2014年3月5日2014年7月25日，130天完成六马路南口路区间右线800m施工，工效为6m/天。（中铁装备）,4.1、盾构工期筹划,19,盾构施工筹划图,小松盾构,小松盾构,小松盾构,中铁装备盾构,20,4.2、盾构场地布置,在大小里程端头井各布置一台16吨龙门吊，在出土口位置布置2台45吨龙门吊负责出土。,16t,管片及注浆布置图,21,五、盾构机型号及参数,22,中铁装备盾构机,盾构主要参数,刀盘：辐条式刀盘，开挖直径6410mm，开口率为43%； 主驱动：液

11、压驱动，总功率 630kW，预留 945kW； 刀盘转速 3 rpm； 额定扭矩 5200kN.M，最大脱困扭矩 6100kN.M； 推进系统：最大推力 4255 T，最大推进速度 80mm/min； 螺旋输送机：有轴式，内径 800 mm；,23,中铁装备盾构机,盾构主机图,24,中铁装备盾构机,刀盘开口率为43%，直径为6410mm，用于软土的盾构机刀盘均设计为大开口率，有利于降低刀盘扭矩 1）辐条式加小面板，6根辐条 2）刀盘重量35t,25,中铁装备盾构机,本工程地质主要为粉土、粉质粘土，安装的刀具完全满足本工程的需求，单线隧道最长为827.5m，掘进过程中不需要更换刀具。,26,土压

12、平衡掘进模式,设备具有可靠、灵敏的土压平衡调节能力，保证开挖面的稳定，与周围的水土压力保持平衡，控制地表、建构筑物及公路等沉降符合规范要求；,27,被动铰接与紧急密封装置,前盾、中盾直径为6400mm，中盾长度为2806mm，盾尾长度为3750mm,厚度为40mm，中盾和尾盾采用被动铰接连接。 铰接结构设计、铰接密封性能参数 中盾和盾尾之间设计有两道密封，一道为橡胶密封，一道为紧急气囊密封，如下图所示。正常情况下，橡胶密封起作用。在涌水或橡胶密封损坏需要更换时，使用紧急气囊密封。通过调节调节块的螺栓可以调节橡胶密封的压缩量，从而调节中盾与尾盾之间的密封间隙。,28,管片拼装,拼装机具有6个自由

13、度。 管片抓举采用机械式，抓紧状态检测采用压力继电器检测，具有联锁功能。 推进油缸行程为2150mm。盾构同时具备安装1.2米和1.5米管片的能力。,盾构管片采用1.5m宽度管片，管片内径5.5m，外径6.2m，管片厚度35cm,29,螺旋输送机,防喷涌设计：采用两道下出渣方式，两道闸门呈相反方向，当两道闸门同时开启时渣土沿曲线流动，起到一定的减压作用，从而起到防喷涌作用 当使用一道门时，另一道闸门起到备用作用，并且两道闸门可实现单独控制。,内径 800 mm，最大扭矩115kNm，最高转速25r/min，最大通过粒径300560mm 螺旋输送机具备自动伸缩功能，前端土仓内设置一道闸门，后端设

14、置两道闸门，且具备断电自动关闭功能,30,超前注浆、超前地质探测,根据超前注浆的影响区域，沿中盾盾壳圆周上半部180范围内设计6根超前注浆管，可对地质进行超前钻探、注浆加固。同时在盾体压力隔板上布置7个超前注浆孔，可通过刀盘开口往隧道正前方钻孔及加固,31,后配套系统,总长度约70m，共5个台车 添加剂注入系统 同步注浆系统 自动导向系统（演算工房） 控制系统、数据采集系统 有害气体检测系统,32,泡沫、膨润土等添加剂注入系统,添加剂注入口 刀盘前面共设置了5个添加剂注入口，其中3个为专用泡沫口； 2个为专用的膨润土注入喷口，将泡沫与膨润土同时输送到刀盘前部以利渣土搅拌，加强改良效果，减少刀具

15、磨损。,33,具有自动及手动控制模式，能自动控制推进力、刀盘扭矩、推进速度、土仓压力、螺旋输送机转速、闸门开度等参数,控制系统,34,同步注浆系统（内置注浆管路）,35,适应性分析,刀盘设计和刀具布置适应天津地质条件正常掘进要求； 刀盘扭矩满足掘进需求，推进系统推力满足掘进需求； 螺旋输送机出碴能力满足掘进需求； 同步注浆能力满足最大掘进速度的需求。,中铁装备盾构机针对本项目设计的盾构机，能很好的适用于本项目。,36,小松盾构机,盾构主要参数,刀盘：辐条式刀盘，开挖直径6340mm，开口率为44%； 主驱动：变频驱动，总功率 640kW； 刀盘转速：0 - 1.3 rpm； 额定扭矩 5147

16、kN.M，最大扭矩 6176kN.M ； 推进系统：最大推力 37730kN，最大推进速度 80mm/min； 螺旋输送机：有轴式，内径 650 mm；,37,小松盾构机,盾构主机图,38,小松盾构机,刀盘开口率为44%，直径为6340mm 辐条式+小面板，6根辐条,39,小松盾构机,本工程地质主要为粉土、粉质粘土，安装的刀具完全满足本工程的需求，单线隧道最长为827.5m，掘进过程中不需要更换刀具。,标准刀 78把 保护刀 12把 先行刀 66把 边刮刀 16把 中心刀 1把 超挖刀 2把,40,土压平衡掘进模式,设备具有可靠、灵敏的土压平衡调节能力，保证开挖面的稳定，与周围的水土压力保持平

17、衡，控制地表、建构筑物及公路等沉降符合规范要求,41,主动铰接,前中盾长度为4515mm，盾尾长度为3635mm,厚度为40mm 中盾和尾盾采用主动铰接连接，铰接油缸安装在前后壳体上、铰接处有防水密封。,42,管片拼装,拼装机具有6个自由度。 管片抓举采用机械式，抓紧状态检测采用压力继电器检测，具有联锁功能。 更换所有短的推进油缸为行程为2150mm的油缸。盾构具备安装1.5米管片的能力。,盾构管片采用1.5m宽度管片，管片内径5.5m，外径6.2m，管片厚度35cm,43,螺旋输送机,内径 650 mm，最大扭矩37.1kNm，最高转速18r/min 螺旋输送机可改造为具备自动伸缩功能，并设

18、置前后两道闸门及具备自动关闭功能，已与厂家确定改造方案。,44,超前注浆、超前地质探测,沿切口环四周布置有径向注浆管，可对地质进行超前钻探、注浆加固。,45,后配套系统,添加剂注入系统 同步注浆系统 自动导向系统（演算工房） 控制系统、数据采集系统 增加有害气体检测系统,46,泡沫、膨润土等添加剂注入系统,具有膨润土注入系统 具有泡沫注入系统 刀盘有5个注入孔,注入孔,47,具有自动及手动控制模式，能自动控制推进力、刀盘扭矩、推进速度、土仓压力、螺旋输送机转速、闸门开度等参数,控制系统,48,同步注浆系统,按日本制式设计的盾构注浆管均为外置包管形式，日本制式盾构外径较小，因此总开挖土方、建筑间隙、注浆填充量均较欧洲制式盾构少，从而有利于减小周围土体扰动、减少地面二次沉降、提高隧道成环质量。通过控制盾构进出洞姿态，外置注浆管盾构在各地软土隧道施工中广泛应用，实际效果良好，能够保证工程建设质量。 盾构进出洞时，确保端头加固效果良