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1、汇-灵区间盾构机选型方案,浙江大成南京地铁四号线TA11标项目经理部,2013年8月,第一章 工程概况 第二章 盾构机选型 第三章 盾构机主要技术参数 第四章 盾构机目前状态,第一章 工程概况,1.1 工程位置 1.2 地质与水文条件 1.3 区间范围及规模 1.4 区间施工筹划 1.5 盾构机供应,南京地铁四号线TA11标,南京地铁四号线一期工程线路、站点示意图,第一章 1 工程位置,南京地铁四号线TA11标包括汇灵区间和灵山站。,第一章 1、工程位置汇-灵区间,汇通路站,灵山站,部队营房,部队管理区,高井村民房,区间线路经过处主要为农田，还包括临汾旅部队的营房、道路及单层厂房。,第一章 2
2、 地质与水文汇-灵区间左线,粉质粘土,全风化闪长岩,强风化闪长岩,中风化闪长岩,联络通道兼泵房CK33+810.124,汇通路站,灵山站,第一章 2、地质与水文汇-灵区间右线,联络通道兼泵房CK33+810.124,粉质粘土,全风化闪长岩,强风化闪长岩,中风化闪长岩,汇通路站,灵山站,第一章 3 区间范围及规模,灵山站,汇通路站,右线全长876.240m CK33+352.900CK34+229.140,左线全长876.084m CK33+352.900CK34+229.140,石膏板厂 右线埋深18.0922.14m 左线埋深18.5122.53m,部队营房 右线埋深15.5019.07m
3、左线埋深16.6920.19m,汇通路站灵山站区间隧道工程外径6200mm，内径5500mm，长度1751.324m,管片环宽1.2m。工程最大纵坡12.6，隧道顶覆土7.3224.70m左右，平曲线最小转弯半径3000m。 区间CK33+810.000处设置一个联络通道并与泵房站合建，线间距13.5m，埋深15.2115.24m。,村民民房,第一章 4 节点工期,第一章 4 汇-灵区间施工筹划,汇通站,灵山站,2013.12.31始发,2014.8.6到达,2014.1.30始发,2014.9.5到达,2014.8.7开始,2014.11.4完成,第一章 5 盾构机供应,汇通路站灵山站区间隧
4、道需使用两台盾构机，我公司拟租赁2台海瑞克复合式土压平衡盾构机进行施工。,盾构机照片,第二章 盾构机选型,2.1 地质适应性要求 2.2 特殊地段通过能力 2.3 盾构机性能描述,第二章 1 地质适应性要求,根据本区间地质情况，隧道穿越地层主要为强风化、中风化层。岩石最大强度91.88Mpa，联络通道处以东200m范围内岩石强度普遍为3060Mpa。故盾构机应满足以下要求：,1、足够的刀盘驱动扭矩和盾构推力；,2、刀盘结构设计充分考虑通过粘质粉土及强、中风化闪长岩的掘进要求： 1）具有足够的刚度和强度。 2）盘面上刀具数量足够，搭配配置合理。 3）合适刀盘开口率。 4）合理配置添加剂注入口。,
5、3、性能要求 1）完善的碴土改良系统，包括加泥系统、泡沫系统、聚合物系统等； 2）具备超前注浆能力； 3）盾构本体在压力状态下的防水密封性能； 4）易于更换刀具，人舱设计合理安全； 5）管片壁后同步注浆系统，有效控制地表沉降； 6）连续开挖时盾构刀盘、刀具、螺旋输送机等耐磨损； 7）盾体有足够的强度防止发生变形。,第二章 2 特殊地段通过能力,第二章 3 盾构性能描述,2.3.1 盾构机主机,盾构机主机长约9米，共设置16组推进油缸， 最大推力42000kN；8个液压马达可提供额定扭矩5516kNm，脱困扭矩6626kNm。,第二章 3 盾构性能描述,2.3.2 刀盘设计,1）海瑞克盾构机刀盘
6、为辐条面板式，开口率为35%/38%。 2）刀盘设计切削刀56把，周边刮刀8把，超挖刀1把；4 把双刃滚刀， 32 把单刃滚刀，共计 36 把滚刀， 40 个刀刃。 3）配置自动泡沫和添加剂注入系统，在刀盘盘面设有 个注入口。 4）刀盘使用的材质为 。 5）刀盘上设有 个搅拌棒，最外侧搅拌棒与刀盘外边线间距为 。 6）在刀盘外周磨部位堆焊了大量的网格状耐磨硬质合金，如刀盘面板外周、搅拌棒、刀盘边缘板和滚刀刀座等处；安装有刀盘外周保护刀具，大大提高了刀盘的耐磨性能，延长其使用寿命,1、刀盘结构,双刃滚刀4把,单刃滚刀32把,刮刀56把,注射口 个,第二章 3 盾构性能描述,周边刮刀8把,超挖刀
7、1个,第二章 3 盾构性能描述,1）滚刀 滚刀刀具是采用17英寸滚刀，在刀盘的中央部设置4把双刃滚刀；在外周部设置了32个单刃滚刀，共计41刃（42+3240）。 刀刃最大载荷量267kN；最大间距 100mm 滚刀的刀糓和刀刃由特殊优质工具钢制造，增强了整个滚刀的耐磨性能。,2、刀具,滚刀,第二章 3 盾构性能描述,2）齿刀 齿刀适合用在软至中硬岩土地质状况中。 它是一种高度耐用的刀具，可以破碎围岩，方便出渣。,齿刀,第二章 3 盾构性能描述,3）刮刀 可以从刀盘后面更换刀具；高质量的碳质刀刃。,刮刀,4）周边刮刀 独创的刀盘设计包括安装在刀盘幅臂外缘的周边刮刀。它们可以双向进行开挖。周边刮
8、刀的设计保证了快速、清洁的开挖；同时保证了开挖直径的稳定不变。,第二章 3 盾构性能描述,周边刮刀,5）超挖刀 超挖刀可装配软土刀具。安装的超挖刀通过一个行程50mm的油缸进行操作。超挖刀的伸缩则在主控室内控制。,第二章 3 盾构性能描述,超挖刀,第二章 3 盾构性能描述,2.3.3 主驱动,刀盘驱动形式采用液压马达驱动方式 1）主轴承3.0m,设计寿命大于10,000h 2）主轴承工作压力4bar 3）主驱动功率3315kw 4）额定扭矩5,516kNm，脱困扭矩6,626KNm 5）转速0-4.5 rpm/min 6）8个液压马达驱动 7）2道内密封和4道外密封 8）齿轮油润滑和油脂润滑,
9、第二章 3 盾构性能描述,2.3.4 推进系统,1）16组推进油缸，行程2,200mm，满足1.2/1.5m管片 2）分四组控制，4个内置式行程传感器 3）总推力约42,000KN，350bar 4）最大推进速度 80mm/min, 回缩速度 1,600mm/min,第二章 3 盾构性能描述,2.3.5 前盾,前体分隔为开挖区和土仓区，前体的仓壁上下左右安装有5个土压传感器，及时反映土仓内压力状况。在前体仓壁的不同高度位置上设置了 注入口，可用于注入各种添加材料、压缩空气和水。 仓壁上方设有人行闸，为进仓检查、换刀和维修提供方便。,2.3.6 中盾,中体的内部焊接有加强环和H型架，保证其具有很
10、高的强度和刚度。,第二章 3 盾构性能描述,人闸系统 详细介绍人闸系统,人行闸照片,第二章 3 盾构性能描述,2.3.7 盾尾,1）3排钢刷密封（焊接) 和止浆板 2）2 x 6 个的注脂通道 3）2 x 4个单线DN50mm注浆通道 4) 砂浆管内置式在盾尾钢结构中,盾体照片,第二章 3 盾构性能描述,2.3.8 铰接装置 铰接装置是将盾构机机体分割成前体和后体，铰接密封安装在分割部位。用铰接油缸连接前体和后体的结构。介绍,铰接系统,铰接装置,铰接系统照片,第二章 3 盾构性能描述,2.3.9 轴式螺旋输送机 DN800mm； 最大额定扭矩199KN，脱困扭矩224KN 通过粒径尺寸520m
11、m 290mm 最大出土量385 m3/h 2 x 4个泡沫/膨润土注射 排土闸门的液压系统中设有蓄能应急装置，在突然断电，液压泵停止工作的情况下，可以启动蓄能装置，关闭排土闸门。 螺旋轴采用驱动端固定，另一端浮动的支撑形式，取土端的外壳焊接有耐磨合金条，螺旋叶片边缘焊有硬质合金块，叶片受碴土摩擦的一面堆焊有硬质合金条纹，这些设计使得螺旋机具有较好的耐磨性能。,螺旋机示意图,第二章 3 盾构性能描述,2.3.10 管片拼装机 1）悬臂梁 2）移动机架 3）回转机架 4）安装头 5）旋转角度200 6）旋转速度1.5rpm/min 7）纵向移动行程2,000mm 8）伸缩行程1,000mm 9）
12、安装头旋转和倾侧2.5 管片拼装机具有有线和无线操作功能。 最大拼装重量？,第二章 3 盾构性能描述,2.3.11 皮带输送机 1）皮带输送机长约60 m 2）宽约800 mm 3）皮带运转速度2.5 m/s 4）输送能力450 m3/h 皮带机上设置有钢丝绳牵拉式紧急停止装置。,皮带输送机,第二章 3 盾构性能描述,2.3.12 激光导向系统 盾构机自动导向测量系统为 ，精度 ，主要由组成。,激光导向系统,系统示意图,第二章 3 盾构性能描述,2.3.13 同步注浆系统 同步注浆通过注浆管路、注浆泵及控制系统来实现。 2个双活塞注浆泵共有4个独立压力出口,安装在后配套右侧，每个压力出口直接接
13、在注浆管上并由压力传感器监视。注浆泵的注浆量可以根据所需来设定。这是由带有流量计的液压泵来实现的。 1）2台KSP12 注浆泵 2）1个6m3注浆罐，带搅拌器 3）4个压力传感器 4）1套自动调节系统 5）流量 2 x 10m3/h。,同步注浆系统,第二章 3 盾构性能描述,2.3.14 土体改良系统 1）泡沫注入系统 通过泡沫系统向开挖面注入添加剂或发泡剂更好地改善渣土流塑性和止水性。但是，需要根据不同的地质情况和使用效果来决定添加哪种添加材料。 1）4个泡沫发生器 2）1个注水泵7m3/h 3）添加剂注入泵300L/h 4）空压机237kw 泡沫注射口分别分布在刀盘中央部 处，圆周 处，土
14、舱隔板 处注入口，螺旋输送机 处注入口，从注入泵及含发泡产生器的泵到先前的系统作为一个独立的系统，装备有 个独立系统。,泡沫注入系统（详细介绍）,第二章 3 盾构性能描述,2）膨润土系统 该喷射系统用于喷射膨润土，用以在必要时对刀盘前方土壤进行改良，该注射系统可以自动调节喷射的量，也可以手动控制其注射量。 该系统包括 。,土体改良系统,系统电路示意图,第二章 3 盾构性能描述,2.3.15 润滑油脂注入系统 盾尾油脂是为了提高盾尾密封的止水效果，这种油脂能止水、防止注浆材流入。由于钢丝刷和油脂的柔软性，对管片安装产生的不平、曲线部变压等也有止水效果。另外，也有防止盾尾钢丝刷磨耗的作用。,润滑油脂注入系统,第二章 3 盾构性能描述,2.3.16 后配套系统 整个后配套系统由连接桥和 5 个台车组成，后配套台车的主要设备布置，如下表所示,第二章 3 盾构性能描述,后配套系统示意图,后配套系统,照片,第三章 主要技术参数,第四章 盾构目前状态,谢谢！,
