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1、中国铁建十一局集团福州市轨道交通1号线03标项目部热烈欢迎各位领导、专家莅临我部指导工作!中铁十一局集团福州市轨道交通1号线土建工程03标项目经理部二0一三年一月福州市轨道交通1号线土建工程03标盾构适应性评审会 本标段包括2站2区间。 福州火车站站斗门站区间为全地下盾构区间，上行线为1013.393m，下行线1033.491m。区间自东浦路上的福州火车站站向南，沿着华林路过二环路，在六一北路路口转西，继续西行至永辉超市门口、晋安河东侧的斗门站。华林路为现状四车道，规划路宽在六一北路路口以北50m宽，往西转向东西向的规划路宽40m。沿线经过的两侧高楼较多，主要有金辉大厦、龙城广场、怡东宾馆、顺
2、达大厦、铂金时代、新澳福大厦、南洋饭店、福城花园住楼以及世纪明珠1#、2#楼等，隧道边与建筑物基础最小间距为1.53m。 本区间段共计有三段平面曲线，曲线半径分别为300/300、600/800、300/312m，线间距从12.0m变化到16.5m；纵断面为V型坡，最大纵坡16.630，最小纵坡4，区间隧道覆土最大厚度16.1m，最小厚度9.0m。一、工程概况一、工程概况 斗门站树兜站区间为全地下盾构区间，上行线539.9m，下行线539.9m。斗门站树兜站区间自华林路晋安河东侧的斗门站西行，下穿晋安河和无名河1，直至到达五四路口的树兜站。华林路为现状四车道，规划路宽40m。沿线经过的两侧高楼
3、较多，主要有轻安大厦、金宏达中心综合楼、省第一测绘院办公楼，以及构筑物华林路晋安河桥、华林路无名桥1等，隧道边与改造后华林路晋安河桥桩基最下间距为1m。 本区间有1段平面曲线，上下行线曲线半径均为3000m，线间距13.5m，纵断面为人字坡，最大纵坡5，最小纵坡3，区间隧道覆土最大厚度10.1m，最小厚度4.028m。 一、工程概况一、工程概况标段示意图标段示意图一、工程概况一、工程概况一、工程概况一、工程概况 火-斗区间：盾构机从树兜站吊出，转场至斗门站东端，下井二次始发；下行线2013年7月15日始发，上行线2013年7月15日始发，2014年1月2日完成区间双线隧道施工。盾构筹划：盾构筹
4、划：本合同段采用2台盾构机完成两个区间隧道施工。斗-树区间：两台盾构机间隔1个月，从斗门站西端始发。下行线2013年3月25日盾构始发，上行线2013年4月25日始发， 2013年7月15日完成区间双线隧道施工。 树兜站树兜站福州火车福州火车 站站站站 斗门站斗门站2013.8.152013.7.152013.7.152013.6.152013.4.252013.3.252013.12.32014.1.2L=539.9mL（下行线）=1033.491mL（上行线）=1013.393m福州火车站站福州火车站站- -斗门站区间地质剖面图斗门站区间地质剖面图一、工程概况一、工程概况1杂填土 1淤泥
5、粉质粘土（13）b残积土（14）全风化岩福州火车站站站斗门站区间盾构主要穿越淤泥、粉质粘土、残积土福州火车站站站斗门站区间盾构主要穿越淤泥、粉质粘土、残积土层，局部下部穿越全风化花岗岩。层，局部下部穿越全风化花岗岩。斗门站斗门站- -树兜站区间地质剖面图树兜站区间地质剖面图一、工程概况一、工程概况1杂填土 1淤泥 粉质粘土j粗砂斗门站树兜站区间盾构主要穿越全断面淤泥层，局部下部穿越粉质斗门站树兜站区间盾构主要穿越全断面淤泥层，局部下部穿越粉质粘土。粘土。第二章 盾构机适应性评估及分析一、盾构机整体结构o两台盾构机的设计制造主要针对：淤泥、粉质粘土、粉土、粉砂、砂层等软土层的施工，铰接式土压平衡
6、盾构机，两台盾构机具有以下特点，能满足本工程的施工要求。盾构机整体结构盾构机主机图二、刀盘与刀具布置（一）小松刀盘1、刀盘形式刀盘主体结构由辐条、侧板、筋板、外缘板、后盖板、耐磨合金条和支撑梁焊接而成。开口率40%刀盘配置较多的先行刀，提高刀盘的掘削性及刀盘与刀具的耐磨性。2、刀具配置主切削刀的布置一将刀盘分成内、中、外3部分，内部1条切削轨迹上配置1把切削刀，中间部1条切削轨迹上配置2把切削刀及外周部1条切削轨迹配置3把切削刀，在刀盘最外周配置刮刀每个切削轨迹上有6把。先行刀也分成内、中、外3部分，内部1条切削轨迹上配置1把先行刀，中间部1条切削轨迹上配置2把先行刀，外周部1条切削轨迹配置4
7、把先行刀。通过这样的配置可以大大减轻刀具及面板的磨损，并且能有效的保证开挖直径。切削刀周边刮刀中心切削刀先行刀A先行刀B切削刀、刮刀切削轨迹布置图先行刀切削轨迹图（二）IHI盾构机刀盘刀盘刀具配置主切削刀（2）和先行刀主切削刀（1）与先行刀主切削刀（2）与泡沫保护刀加强型先行刀刀盘开挖直经为6370mm。刀盘有6根辐条，分为16个轨迹线，每条轨迹线上配置两把高出主切削刀30mm的先行刀以预破碎土体减少主切削刀磨损，同时还在刀盘最外圈增设2把高出50mm的加强型先行刀；同时刀盘还配置2把添加剂注入保护刀。在刀盘中心区域设计中心鱼尾刀刀，可以使盾构机前方中心首先被掘削,加大中心土体的搅拌，使各种软
8、岩地层的挖掘以及向外输送变得容易，并有效防止了刀盘前方结“泥饼”；同时因为刀盘中心区域首先被挖掘，也有利于控制盾构机的方向。本盾构机刀盘中央部挖掘不采用刮刀形式而采用大型中心刀，中心刀高度为550 mm，宽度为1,500 mm。三、主驱动装置 1）、刀盘变频电机驱动及输出特性两台盾构机切削刀盘均通过6个中间支撑梁和主轴承安装在盾构机切口环上，由10台55kW总功率550kW的变频减速电机驱动。具有启动时电机频率很低（解决了启动时电流大的问题），脱困力矩可达120%，并且能保持各驱动电机同步等特点。小松盾构机刀盘转速在0.30.8rpm时具有恒扭矩输出，0.81.3rpm时具有恒功率输出，额定扭
9、矩（100%）时为6434kN-m ，扭矩在120%时，为7721kN-m。IHI盾构机刀盘转速为01.7rpm额定扭矩（100%）时为4810kN-m ，扭矩在120%时，为5772kN-m，均能满足各种地质条件对扭矩和转速的要求。刀盘扭矩与转速输出图刀盘驱动装置构造整个驱动装置由固定部分、三排园柱滚子轴承、密封部分、变频减速电动机、驱动轴承润滑、密封集中润滑系统等构成。刀盘可顺时针及逆时针回转。刀盘驱动(包括密封、大轴承、小齿轮、减速机变频电动机组)作为一个整体组装后再用螺栓固接在盾构机切口环上，这样更能保证刀盘密封与传动的可靠性与安全性，并且转场、拆卸、安装、维修方便。四、推进系统两台盾
10、构机推进系统配备了大排量、高压力的变量泵，均采用一台75kW的电机驱动。小松推进油缸22只，在工作压力32.3MPa时，可产生总推力3850t的推力，22只油缸全伸可达到8.5cm/min。IHI推进油缸16只，在工作压力34.8MPa时，可产生总推力3750t的推力，16只油缸全伸可达到8.3cm/min。均满足1200mm和1500mm管片的方便使用。五、螺旋机系统小松盾构机螺旋输送机由1台液压马达驱动，采用2台功率为90kW的变量泵供油，易于变速，耐冲击。螺旋机的最大输出扭矩71.8kNm，最大转速25.5rpm，理论出土能力为270m3/h，IHI盾构机采用1台功率为75kW的变量泵和
11、一台功率为55kw的变量泵供油，易于变速，耐冲击。理论出土能力为265m3/h，在以最大掘进速度（8.3cm/min）掘进时，每小时最大出土量约210m3/h，能满足排土需求。六、皮带输送机系统两台盾构机皮带机均由一台37kW电机驱动，小松机理论运输量为500m3h，IHI机理论运输量为400m3h，均能满足碴土输送的要求。七、铰接系统铰接装置均为为主动铰接形式，铰接油缸安装在前后壳体上、铰接处有防水密封，小松盾构机前后盾构最大左右弯曲1.5度、上下弯曲1.0度，IHI盾构机最大左右弯曲1.0度、上下弯曲0.5度。前体与中体的铰接部分设置有一道密封，在密封处中体上涂有一层特殊涂料，铰接密封设计
12、实验可耐1MPa水压，能够保证开挖过程中地下水不会由此处进入到盾构内部。八、注入系统（一）同步注浆系统1）小松盾构机配置了KSP12注浆泵一台，1个8m3左右的浆液箱，内有搅拌叶可以对浆液进行搅拌及给活塞泵喂料， 1个0.6m3的B液（水玻璃）箱和泵送泵。2）IHI盾构机配置KSP12注浆泵一台，容量为6m3浆液罐一个，可分别通过管路连接到盾壳上的4个注浆点，满足掘进速度为8.3cm/min时有足够的注入量。（二）、添加剂、聚合物、泡沫注入系统为了能更好地改良地质，可通过加泥系统向开挖面注入添加剂或发泡剂。小松盾构机在刀盘面上设置5个添加剂注入口，IHI盾构机设置3个注入口，注入口可注入泥浆材
13、料、发泡剂和水等添加剂，可对开挖面上的土壤进行改良处理。添加剂、聚合物、泡沫注入系统十一、盾构机参数表第三章 本工程重点、特点、难点一、工程特点、难点：在粘性土中掘进时易产生刀盘结泥饼现象根据本标段地质情况，隧道需要穿越粘土等粘性较大的土体，盾构掘进时，土体易粘结在刀盘中心区和土仓中心区域形成“泥饼”，产生堵仓现象，造成刀盘负荷增大。两台盾构机在设计和从已使用的经验上看对类情形具有很好的处理能力：1）刀盘泥饼的产生与刀具的布置、形式以及刀盘的结构和开口率有关。两台盾构机均有较大刀盘中心开口率以增加对中心泥饼的破碎，配置主切削刀和先行刀，刀盘可正转反转对开挖面进行全断面切削。根据在无锡和杭州的施
14、工实例，两台盾构机的刀盘及刀具布置对本工程的粘土具有良好的适应性。2）两台盾构机在刀盘面板和土仓胸壁上配置了多个添加剂注入口，配置了添加剂、聚合物注入系统及泡沫系统，可以根据需要注入水、添加剂、膨润土和泡沫剂，改良渣土流动性，减少结泥饼。3）两台盾构机设置了多个搅拌棒，在刀盘转臂及搅拌棒的搅合下添加剂和渣土充分搅合，增加塑流性，利于出土。二、工程重点、难点：盾构穿越河流，具有涌水风险斗门站树兜站穿越晋安河与华林四桥，具有较高风险，该盾构机掘进中我们使用以下方法防止喷涌：1）通过盾构机的土仓和螺旋机压力监控功能随时监控压力变化，一旦发生喷涌现象，首先关闭螺旋机出土口仓门，然后在螺旋机下部排土口预
15、留的保压泵接口法兰处接驳保压泵碴系统，保证在掘进中避免地下水和流沙的大量喷出，保持土仓内的土压稳定。2）通过调节该盾构机螺旋机仓门的开口度来改善喷涌现象。 3）通过该盾构机土仓壁上的添加剂注入口注入膨润土和聚合物，并向土仓中加压缩空气将水置换和凝结。 三、重点、难点：沉降控制，穿越众多建筑物福州火车站站斗门站区间穿越建筑主要有金汇大厦、龙城广场、怡东宾馆、顺达大厦、铂金时代、新澳福大厦（金诺大厦）、南洋饭店、福城花园商住楼以及世纪明珠1#、2#楼等。斗门站树兜站区间穿越建筑及河流主要有轻安大厦、金鸿达中心综合楼、省第一测绘院办公楼等。两台盾构机具有可靠、灵敏的土压平衡调节能力，保证开挖面稳定，
16、与周围土压水压力平衡。设备通过选择适当的掘进速度及添加剂，控制盾构机掘进轴线，实时调整盾尾注浆量和盾尾油脂，并结合地面测量信息，防止地面沉降和隆起。为了最大限度的减少施工对周围土体的扰动，减少沉降，两台盾构机配置上主要有：土仓壁上下左右位置均设置了4个高灵敏的土压传感器，经plc将土压信息实时的显示在操作室的触摸屏上，通过调节螺旋机转速，操作人员可以很好的控制土压平衡。同步注浆量可以自动、手动控制，并能够实时调节。盾构机采用先进的姿态检测系统和姿态计测系统，控制好盾构机的轴线，避免不必要的蛇形。两台盾构机均配备了精度为1s的测量系统，并且盾构机的轴线能在显示屏上清晰显示，配备操作方便灵活的推进
17、系统和铰接系统，很好的满足轴线误差在控制范围内。四、难点：过小半径曲线 本标段福州火车站站斗门站区间盾构最小平面曲线300m。盾构机过小半径曲线易于引起管片环变形、移动、管片错台、管片严重开裂、渗水等，两台该盾构机有很好的过小曲线半径的能力:1）具有很强调节姿态能力的主动铰接系统。2）推进设置上下左右四个分区压力液压系统，可以灵活的调节分区压力。3）设置仿形刀，可扩挖小半径侧，具有很好的转弯能力。4）台车设置转弯千斤顶、转弯千斤杆，避免台车脱轨、倾覆。第四章 本盾构机履历及保养内容 1)小松盾构机于2011年9月交于中铁十一局用于杭州地铁2号线一期工程SG21标的盾构掘进的工作，掘进履历如下：
18、 盾构机出洞后，其状态良好，公司对其进行了项修。主要对盾构机的整机进行了清理和防锈喷漆，更换盾尾刷，并对土仓及螺旋机的部分土压传感器和密封进行更换。就刀盘的检查来看，没有发现损坏和变形的部位并且各刀具磨损较小、刀盘面板防锈漆清晰可见。液压系统、电气系统、压缩空气系统、水循环系统状态均良好。泡沫系统和注浆系统保持畅通。清理双梁杂物，并对左侧双梁变形处进行校正。2）IHI盾构机于2008年8月交于中铁十一局用于苏州项目盾构掘进的工作，完成掘进1.4公里后经过项修后转运到无锡项目完成掘进1.5公里，本机总共完成掘进2.9公里，无锡项目于2012年8月完工后对盾构机进行返厂维修，主要对盾构机的主轴承内外密封进行了更换，推进油缸的密封进行了全部更换，液压系统进行了彻底清洗和部分损坏的阀件进行了更换，更换盾尾刷，更换老化破损管路，电气元件更换，对主要部件各系统进行维修并对土仓及螺旋机的部分土压传感器和密封进行更换。 汇报完毕汇报完毕请各位领导、专家指导！请各位领导、专家指导！中铁十一局福州项目部中铁十一局福州项目部20132013年年1 1月月
