盾构机选型分析0鸡笼
时间：2023/05/29 18:01:42 编辑：
盾构机选型分析
盾构机选型分析 根据隧道尺寸、长度、覆土厚度与地层状7兑等因素，来选定盾构机的工作，简称盾构选型…。盾构选型合理与否，直接影响盾构推进的成败，也关系到盾构设备费用投入及盾构施工安伞等。据国外经验，盾构机类型主要取决于施工地段地层的透水系数，小于十的负七次方米每秒时，选用土压平衡盾构：大于十的负四次方米每秒时，选用泥水盾构：介于二者之间时，两种类型均可l2]。在确定了类型之后，需要依据施工区地层的性质，对刀盘型式进行选择，并对各制造商的方案做进一步对比，选山最优方案，这就完成了盾构的初步选型。1 工程地质概况 对隧道工程项目剧边的工程地质及水文地质进行调查、测绘，借助基岩地质图、地质构造图分析可知，本区基岩地层构造较复杂，隧道穿越地层上部由粉细砂、中粗砂组成：中部由粉细砂组成：下部基岩为泥质粉砂岩夹砂岩、页岩。隧道穿越区域砂层占了将近80％。地而及地下环境复杂，地而交通、建筑物、地下构筑物、管线、水利设施等遍布施工区域。2 选型要求 结合项目的具体情7兑，在本工程选用的盾构机庶满足以下要求： (1)能保持开挖而地层的稳定，严格控制地表沉降，满足富含水地层的掘进要求。 (2)在历史最高水位压力下，具有良好的防水密封性。 (3)刀盘刚性好，布置合理，能够适应土、岩共存复合地层施工。 (4)能对刀具磨损自动监测。 (5)设置人闸，能使人员和材料进山泥水舱，方便检查和更换刀具。 (6)具备及时准确且高精度的导向系统，以适应快速掘进的要求。3 盾构机类型比较选择对于土压平衡式盾构机和泥水平衡式盾构机而言，各有自己的特点。土压平衡盾构机，在含水砂层施工时，对地而沉降的控制能力不好，在富含地下水的地层施工，会发生喷涌，刀盘磨损严重。泥水平衡盾构机，在饱和砂层施工，可较好控制地而沉降，泥水被及时送山，不会发生喷涌，泥浆的存在，使刀盘磨损较小。 本项目隧道施工区域，地层渗透系数大于十的负四次方米每秒，土压平衡式盾构机难以满足本工程的要求。根据国外经验，本项目采用泥水盾构最为合适。泥水平衡式盾构机刀盘驱动功率小，成本稍高，符合本项目建设的需要，因此选择泥水平衡式盾构机。4 7J盘型式的确定 盾构机的刀盘，是用来切削隧道掌子而的土体的，同时还可以稳定掌子而：另外，刀盘还具有搅拌功能，将切削下来的土体进行搅拌。土压平衡盾构机的刀盘旋转，可以使切削下来的土体具有一定塑性，以便于利用螺旋输送机向外输送：泥水平衡盾构机的刀盘，可以使土体和膨润土进行充分混合搅拌，改善泥浆的均匀性。因此刀盘的选择，也是盾构机选型中非常重要的一步。 选用何种刀盘，主要取决于地层组成。对于砂土、粘土等较软地层，选择软土用刀盘即可，只安装刮刀和超挖刀：对于由卵石、岩石等组成的地层，则庶选择岩石用刀盘，用滚刀来破岩：对于复合地层，则庶选用复合式刀盘。本项目隧道所经地层，大部分是粘土和砂层，局部存在卵石和岩层，因此采用复合式刀盘。5 方案对比 在初步选型结束后，庶要求有合作意向的生产厂家，针对本工程特点提供初步设计方案。并对各生产商的方案进行对比选择。本项目就海瑞克和三菱重工两个生产商的技术方案比较如下： 海瑞克公司采用控制气压腔内压缩宁气压力，使开挖而的压力得到间接控制。这种控制方式，容易实现控制地而沉降的目的。三菱重工是采用控制向泥水舱中添加或排山泥浆的方式，压力易受影响，控制开挖而稳定的能力略逊于前者。 本工程所在区段的历史最高水位约30 m，盾构机底部承受的最大水压力约为0．6 MPa。海瑞克公司按照0．75 MPa的压力设计盾构机，再加上密封油脂后，可承受O．85 MPa的压力。这是两种方案中的最大值，符合工程建设要求。 海瑞克公司在设计人闸时，为人闸预留了与潜水换刀用的运输舱连接的接口，可满足高压换刀工作的要求，与三菱重工相比较，更为适合本项目的需要。还具有对刀具的磨损情7兑进行自动检测的功能。 目前，在国内的盾构市场中，海瑞克公司占据份额较大，售后服务比较成熟配套，且在国内设有备件仓库，为设备的售后服务提供了有力保障。因此，选择海瑞克公司的复合式泥水平衡盾构机，作为本工程的盾构机。6 结束语 根据工程地质特点，可以确定盾构的类型：在此基础上，根据地层特点，确定刀盘的型式：通过对不同生产商提供的技术方案进行对比，选择符合项目需要的盾构机。本文结合实例分析了盾构选型的过程，为盾构施工中盾构机的选型提供了有益的参考和借鉴．