1、武汉长江隧道投标文件 第二卷 施工组织设计 第九章 盾构掘进机 9-1 中铁十九局集团有限公司投标联合体第九章 盾构掘进机9.1 盾构选型9.1.1 前提条件9.1.1.1 地质条件土 质 3粉 土 4粉 质 粘 土 5淤 泥 质 粉 质 粘 土 6粉土 2粉细砂 3粉细砂 4中粗砂覆 盖 层 最 大 38.5m 最 少 5.6m地 下 水 位 陆 地 地 下 水 位 埋 深 最 浅 0.55m水 压 盾 构 机 中 心 部 最 大 0.27MPa土 质 的 单 位 体 积 重 量 1.8t/m3土 质 的 单 位 体 积 重 量 (水 中 ) 0.8t/m3土 质 的 内 部 摩 擦 角 2
2、8 34土 质 的 粘 着 力 40kPa路 面 负 荷 20kN/m29.1.1.2 隧道参数隧 道 数 量 2条东 线 圆 隧 道 长 度 2554.737m西 线 圆 隧 道 长 度 2553.279m东 线 圆 隧 道 最 小 曲 线 半 径 R1000m西 线 圆 隧 道 最 小 曲 线 半 径 R1000m圆 隧 道 最 大 坡 度 4.143%9.1.1.3 衬砌管片类 型 钢 筋 混 凝 土 管 片外 径 10900mm内 径 10000mm宽 度 1500mm厚度 450mm数量 8块环重量 55.4t环最大约7.4t块拼装型式 顶部楔形块 23纵向插入错缝拼装方式9.1.2
3、 泥水平衡式盾构和土压平衡式盾构的特性比较武汉长江隧道投标文件 第二卷 施工组织设计 第九章 盾构掘进机 9-2 中铁十九局集团有限公司投标联合体武汉长江隧道盾构工法比较表项目 泥水式 土圧式概要图稳定原理泥水式盾构保持掘削面稳定的原理为：(1) 泥水的密度和所施加压力，可以抵抗作用在掘削面上的土压力和水压力。(2) 泥水可以在掘削面上形成一层薄的不透水的泥膜，使泥水的加压变得有效。(3) 在渗透性能高的地层中，通过泥水的渗透作业可以在局部地层达到加固的效果。土压式盾构保持掘削面稳定的原理为：(1) 通过泥土压力对抗掘进面水土压力。(2) 通过螺旋输送机等排土机构，对排土量进行调整。(3) 为
4、了确保泥土的流动性，必要时需调整添加剂的注入量。引道部分密实细砂，有呈透镜状粘土侵入。河底的水平部分是密实性好的混有粉沙的细砂层，一部分混有最大颗粒径 24cm 的砾石。另外，中央附近有一部分强风化的砂岩和泥岩的互层出现。对应的地质条件针对掘削面的土层来说，稳定性较好。尽管底部部分地层中出现坚硬的风化岩，但只要切实做好掘削时泥水管理、土量的管理，是可以做到施工上不会出现问题的。 由于本工程的地层中砂为主体，粘性成份比较少，只有 20以下，因此要想在掘削面上作用上泥土压力保持掘削面的稳定，就必须注入相当数量的添加材料。由于本工程为大直径隧道，因此有必要讨论掘削土砂和添加材料之间的搅拌掺和效果问题
5、。19521998 年间的平均水位为地面标高+25.94m、最深的盾构位置为25.0m ，因此地下水位有 50.94m，掘削面上的水压为 0.51Mpa 左右。另外，最高水位是 1954 年的地面标高29.73m 的情况下，那时河流已经收到破坏。因此本工程施工中有必要考虑使用适用于高水压的施工方法。掘削面的稳定高水压对策 由于用泥水压力与掘削面压力平衡，因此原理上可以对抗高水压。 施加的泥水构成封闭的循环，即使是高泥水压的情况下，也没有开口部位，因此可以达到稳定的控制以及排土。 根据掘削面的水压，可以对泥水压力进行调整和维持，同时具有自动控制功能，对泥水压力的管理非常确实可靠。 土压平衡盾构的
6、情况下，要达到维持掘削面稳定的平衡压力较为困难。这主要由于排土机构（螺旋输送机内填充掘削土的止水性）的可靠性存在有问题，排土线路内有对隧道内的开口部分。针对这个问题，尽管有使排土线路闭合（泵压送）的改造方法，但对于超大容量的情况，还未有成功先例。武汉长江隧道投标文件 第二卷 施工组织设计 第九章 盾构掘进机 9-3 中铁十九局集团有限公司投标联合体武汉长江隧道投标文件 第二卷 施工组织设计 第九章 盾构掘进机 9-4 中铁十九局集团有限公司投标联合体项目 泥水式 土圧式掘削面的稳定掘进管理 通过稳定液的管理、掘进面泥水压力的管理、跑水量 的管理、掘削土量的量测、盾构负荷的监测等进行管理。 用计
7、算机进行统计处理，土质发生的变化时也能适用，并且已经确立了应急性非常好的管理系统，对本工程的施工条件可以充分适用。 液压管理，控制性能非常好，即使在本工程的条件（高水压、超大直径）下，也与一般情况没有差别，可以切实地进行管理。 对舱内土压进行管理，通过螺旋输送机的出土量和掘进速度进行控制。 与泥水式相比，没有确立的掘进土量的管理方法，正确把握掘削土量比较困难。 作业环境 机器内部与泥土压平衡盾构相比，机内空间大，作业、维护方便。 废土以泥浆状运输，电瓶车的运行频度不需要很高，安全。即使考虑到后方的底部浇筑施工或联络通道施工等，也具有充分的并行作业的可能。 机器内由于有螺旋输送机，作业空间狭小。
8、 用钢车进行土砂的搬出作业，考虑到底板及连通道施工时，隧道内太紧凑，作业性及安全性较差。施工速度 掘削能力和土砂搬运能力都高，一般情况下，施工效率高，有利于节省工期。 维护时间与土压平衡盾构相比较少。刀头磨损量比泥土压力盾构减少 23 成。刀头更换时，可以进入舱内进行，也不需要花费维护时间。 用钢车进行搬运时，不能确保顺利的运行。另外，竖井面积有限制时，钢车的排土装置、提升土装置等的容量都有制约。同时在管片等建材进行运输时，面积更加拥挤，对掘进施工作业循环有影响。 维护花时间。刀头磨损较泥水式多。刀头更换时，必须将舱内土砂搬出，花时间。出洞基地二次处理设备、泥水调整设备、壁后注浆材料设备等需要
9、确保面积大的施工基地。 一般情况下，竖井隧道外的设备简单，规模小。 即使考虑到制泥设备、排土固化装置、壁后材料设备等，也比泥水工法基地规模小。 施工性废土处理 用泥水处理设备进行脱水处理。 一般情况下，一次处理后的土称为建筑业废土、二次处理后的土叫建筑业污泥。处理条件不同而不同 排土是流动性的，含水量高，需要加改良剂或晒干等处理。 处理条件不同而不同适应性 盾构机前面进行地基加固后，人员进入舱内，人工左右清除。 由于有刀盘，因此可以确保作业的安全性。进入舱内前，舱内并没有充满土砂，清除起来较为简单。 盾构机前面进行地基加固后，可以进入舱内人工清除。 进入舱内之前，由于充满了土砂，将其清除很困难
10、。 障碍物临近施工 对临近结构物产生的影响，并不存在工法不同而产生的不同，为了保护结构物，需要采用适当的保护工法，并进行监测管理。 施工时必须对泥水压力、总推力、刀盘扭矩、掘削量、壁后注浆压力等进行充分地管理。 施工时必须对泥土压力、总推力、刀盘扭矩、掘削土量、壁后注浆压力等充分管理。武汉长江隧道投标文件 第二卷 施工组织设计 第九章 盾构掘进机 9-5 中铁十九局集团有限公司投标联合体项目 泥水式 土圧式噪音振动 出洞基地会产生噪音、振动等对周围环境有影响的设备主要有废土搬运设备和泥水处理设备。 特别是振动筛会产生低频噪声（振动） ，比较难于处理。通常是采用偶数台的处理设备，进行逆相位运转，
11、或者是建隔音房。出洞基地的噪音、振动等主要是废土搬运设备。环境对策地层沉降 必须对泥水压力的管理、盾尾空隙的壁后注浆、超挖等进行充分地考虑和管理。 总体上，掘削面水压力和排土量是实时进行管理，并且可以切实实施管理，紧急情况下的对策措施较为容易，问题不多。 泥土压力的变化幅度大，容易产生应力释放。因此必须对排土量进行充分地把握和管理，但是正确把握掘削土量非常困难。 判断本工程中，考虑到地质条件，高水压等条件，选择泥水式盾构工法。由 表 比 较 可 知 ， 在 大 直 径 盾 构 隧 道 施 工 里 ， 泥 水 平 衡 式 盾 构 的 施 工 质量 好 、 进 度 快 ， 对 本 工 程 的 施
12、工 节 点 和 安 全 保 障 度 高 。结论：采 用 2台 川 崎 重 工 业 株 式 会 社 制 造 的 泥 水 平 衡 盾 构 11.12m泥 水 平 衡盾 构 用 于 本 工 程 项 目 的 两 条 圆 隧 道 掘 进 施 工 。 理 由 如 下 ：(1) 泥 水 平 衡 盾 构 能 满 足 本 项 目 的 地 质 条 件 、 隧 道 参 数 、 地 面 路 况 以及 地 下 管 线 的 施 工 要 求 。(2) 泥 水 平 衡 盾 构 的 施 工 速 度 快 而 安 全 ， 对 隧 道 施 工 节 点 的 保 障 性 高 。(3) 本 项 目 的 施 工 场 地 、 用 电 条 件
13、等 能 满 足 该 泥 水 平 衡 盾 构 的 施 工 要求 。 (4) 拥 有 日 本 大 成 建 设 施 工 技 术 人 员 参 加 的 、 能 熟 练 操 作 这 类 先 进 盾构 的 队 伍 。9.2 11.12m 泥水平衡盾构掘进机几何尺寸和主要技术参数关于前面一项所选定的泥水式盾构机，在考虑到土质条件、水压力以及工程工期等各种条件后，确定最适合本工程的盾构机的规格。盾构机的规格概要见表9.2-01泥水盾构机的规格概要。武汉长江隧道投标文件 第二卷 施工组织设计 第九章 盾构掘进机 9-6 中铁十九局集团有限公司投标联合体泥水盾构机规格概要 表 9.2-01项 目 规格方案 讨论事项
14、以及选择理由等1)盾构外径 盾构外径：11,120mm管片外径s：10,900mm盾尾空隙：40mm盾尾板厚：70mms （）按照盾尾内部的管片倾斜量：1、盾尾环的变形量：2、管片制作误差：3管片变形量：4、管片拼装富余量：5 和实际施工业绩等进行考虑。盾构板的材料：根据计算结果来选择2)盾构机长度 盾构机长度：約 11,000mm 为提高盾构的操作性能以及回转性能，机长较短为好。3)盾尾密封 形式以及层数钢丝刷形式4 层自动油脂供给装置14 处 钢丝刷的层数：根据目前盾构机在施工过程中实际效果选择。 （本次最大水压力为 0.5Mpa） 安装自动油脂供给回路，以提高耐久性和防水性能。【4 层的
15、理由】用钢丝刷来进行止水，主要是通过将刷子之间的空间内用充填材料进行压力下充填，使其充满并保持外界压力以上的压力值，这样就能发挥止水机能，防止壁后注浆材料及地下水的流入。充填空间靠盾尾外端一侧收到外界压力（壁后注浆压力，泥水压力，地下水压力，土压力） ，靠近掘削面一侧受到大气压的作用，因此充填空间的压力由盾尾向掘削面逐渐降低。3 层钢丝刷的情况下，充填室空间有两个，当钢丝刷 3 层中的任意一层受到损伤时，其充填室性能就跟只有一个的情况相同，从而导致防水性能降低。盾尾密封装置和盾构的其他部件比较起来是性能最为薄弱的环节，而本工程又是在高水压的河底施工，因此有必要采用尽可能使突发情况造成的危害减少
16、的构造。考虑到以上情况，盾尾密封采用 4 层的钢丝刷构造，同时盾构机内装备钢丝刷间进行充填材料注浆用的管道和设备。4)盾构推力 装备能力4000kN34.3Mpa40 根总推力：160000kN掘削面单位面积推力：1455kN/m 2 按照大断面盾构施工实际经验选择。 考虑到其经济性。 通常情况下，有必要设定为所需推力的 1.5 倍。冲程2,350mm 考虑到管片宽度关键块插入时所需空间拼装所需空间。盾构机主体相关部分伸长速度50mm/min、高速 60mm/min千斤顶收缩速度1900mm/min 程度 根据掘进工期需要，25mm/min2.0=50mm/min、30mm/min2.0=60
17、mm/min 为缩短管片拼装时间，5 只千斤顶动作时间较快。【推力的考虑方法】从实际业绩来看，去除掘削面前方抵抗力的合计抗力大多为盾构机每单位面积上 300400KN/m2（3040tf/m2）左右。当盾构机在姿态修正以及方向修正时，需要盾构千斤顶的一侧顶推。因此盾构机装备的总推力多在各抗力的总和上增加 50100。一般的总推力的基准值为：开放型盾构为7001,100KN/m2（70110tf/m2） ，密闭型盾构为1,0001,500KN/m2（100150tf/m2）左右。武汉长江隧道投标文件 第二卷 施工组织设计 第九章 盾构掘进机 9-7 中铁十九局集团有限公司投标联合体项 目 规格方
18、案 讨论事项以及选择理由等1)刀盘支撑方式 中间支撑方式 刀盘舱外圈的固定区域较大，因此使得不容易在外圈部分产生掘削土的附着和阻塞。 与中央支撑方式相比，刀盘部位的刚度增大。 与外周支撑方式相比，刀盘的驱动密封直径可以变小，从而可以与轴承部位的密封部分形成一体化进行安装，可靠性增强。 机内的外圈部分空间增大，人孔、注浆管等在安装时可以确保较大的空间。 盾构机直径 7以上的业绩最多。2)辐条数 16 根（外圈 8 根、内圈、根） 根据本工区的地质条件、施工条件等，考虑到掘削土进入舱内以及刀头的配置，定为 16 根幅条。3)刀盘轴承 轴承3 列组合式圆筒滚杠轴承 采用机械效率高，负荷容量大，径向的
19、振动量小的 3 列组合式圆筒滚杠式轴承。 也考虑了实际业绩。【耐久性】刀盘的轴承部分的寿命通常运行情况下为 10002000H 左右，与每个工程的掘削长度相对应进行设计。下面记载了本工程各种推进速度相对应的刀盘工作时间。平均推进速度在 20/min 以下时，有可能超过 2000H 的通常工作时间。掘进速度 mm/min 工作时间 H35 104820 1833使用的是通常可以对应 5000H 工作时间的轴承。但是在超长距离掘进的情况下（56.5km） ，选择高负荷条件下设计寿命为 750010000 小时的品种。考虑到本工程的条件，7500H 已经足够了。4)刀盘驱动方式 驱动电动驱动方式 效
20、率高。 与液压相比发热量小，作业环境好。 所需的后续设备小。 引擎的操作性能来说，与液压相比可能会有一些差距，但可以通过充分确保装备扭矩来进行对应2.刀盘装置有关部分5)刀盘的装备扭矩 驱动扭矩常用（100）：24700kNm（=15） 考虑到理论计算的所需扭矩以及实际业绩来决定。 根据盾构直径、土质条件而不同，但扭矩系数一般在以下的范围内。泥水式盾构：=915这里， 的取值是在 T 的单位为 kN-m,D 的单位为 m 的情况下的结果。【实际业绩】刀盘扭矩的计算时，通常系数 为 15。武汉长江隧道投标文件 第二卷 施工组织设计 第九章 盾构掘进机 9-8 中铁十九局集团有限公司投标联合体项
21、目 规格方案 讨论事项以及选择理由等2.刀盘装置相关部分5)刀具刀具的形式刀具配置段数切削刀具：Bolt Type（螺栓型）超硬刀刃类型最外圈伸出 mm其他刀具：外圈保护刀具 个面板保护刀具 个液压式磨损检测刀具 个 考虑到切削粘土时的性能，切削刀具的刀头材料可选择为（韧性好） 。考虑到切削性能，其形状为切削角和后滑角各为的锥刃刀头形状。 考虑到长距离施工，需将刀头尖端加深，同时考虑到硬焊的稳定性、以及掘削时刀头尖端经常为先行刀刃这一优点，选用刮板式类型。 刀头的配置考虑到要使地层得到均匀地切削，特别是考虑到作为指标刀具的最外圈刀具的耐久性，配置 16 段。 考虑到长距离施工时主刀头的磨损，配
22、备强化型先行刀头。1）强化型先行刀头的采用。【采用理由】经过先行刀头的先行切削，作用在主刀头上的负担就会减小，使主刀头的磨损降低。2）高差刀头将同一轨迹上的刀头的高度设置为下图所示的有高低差的形式，可以使得整体的耐磨极限延长，从而取得刀头的转动距离延伸的效果。 武汉长江隧道投标文件 第二卷 施工组织设计 第九章 盾构掘进机 9-9 中铁十九局集团有限公司投标联合体项 目 规格方案 讨论事项以及选择理由等3.拼装设备 中空轴式拼装方式旋转速度：1.5rpm管片的抓握开始到粗定位为自动化作业。装备半自动的拼装设备。 为使管片能够安全、准确以及高效率地拼装上去，选择半自动拼装设备。 半自动拼装机可以
23、进行旋转动作、伸缩动作以及具有为使其与已经拼装的管片间的倾斜度进行调整而进行旋转、仰俯以及摇摆动作的机构，抓握部分有可以慢速进行旋转方向调整的微调装置。1）搅拌装置搅拌机搅拌叶片电动驱动方式装备数 台 旋转速度：48rpm型搅拌叶片 搅拌器是为了防止刀盘舱内土砂的沉降以及防止排泥管吸入口的阻塞而装备的，考虑到排泥管中央部位的搅拌，而在下部设 3 台、中央部设置 1 台，共 4 台。 刀盘背面外圈部分的几个部位也设置该装置，以提高舱内的搅拌效果。4.搅拌装置 送排泥管2）送排泥管 送泥管：主管 14备用 14排泥管：主管 14备用 14回绕管：主管 14紧急压力释放管：主管 8 根据类似土质以及
24、实际业绩等因素来决定。1）作业脚手架 旋转式组合脚手架 操作人员进入设置在专用的旋转环上的 2 台铲斗内，铲斗通过旋转以及前后移动将操作人员送到管片拼装的位置，在铲斗内部进行管片的拼装作业。因此，管片拼装时作业人员的上下移动、拧螺栓等作业，都乘在铲斗内的时候进行。这样可以降低高空作业的危险性。同时，在将管片从抓握位置运送到拼装位置时的拼装机的旋转过程中，要将其向隧道口部方向移动，可以避免与拼装机相碰。2）管片形状保持装置 上下扩张式 为了保持管片在拼装时的形状，设置上下扩张式的形状保持装置。3）同步壁后注浆装置 形式：液压千斤顶注浆口开闭式水循环清洗式同步注浆装置：4 台 为防止盾尾空隙在释放
25、时造成对地面的影响，从盾构机内与掘进同步进行壁后注浆，即采用同步壁后注浆方式。5.其他4）注浆孔 装备数：刀盘前面 4 处前面 24 处3 列 设置注浆孔时做到从盾构机内部可以向盾构机周围进行注浆。5）地下障碍物探测装置地中障害物探査装置形式：电磁波装备位置：刀盘面板部位装备数量：台 为了对前方的地下障碍物进行探测，设置电磁波式的障碍物探测装置。武汉长江隧道投标文件 第二卷 施工组织设计 第九章 盾构掘进机 9-10 中铁十九局集团有限公司投标联合体图 9.2-01 2 台盾构机全体图武汉长江隧道投标文件 第二卷 施工组织设计 第九章 盾构掘进机 9-11 中铁十九局集团有限公司投标联合体9.
26、3 盾构制造商见盾构制造意向书。9.4 盾构机推进系统推 进 千 斤 顶 分 成 四 个 区 域 ， 每 区 域 可 根 据 推 进 轴 线 纠 偏 需 要 进 行 分 区压 力 的 设 置 ， 推 进 速 度 可 根 据 手 动 变 量 泵 进 行 设 置 。 规 格 与 数 量 4000KN2350mm34.3MPa40只推 进 千 斤 顶 总 推 力 ： 160000kN， 伸 长 速 度 为 50mm/min、 最 大 为60mm/min掘 削 面 单 位 面 积 推 力 ： 1455kN/m29.5 盾构机刀盘系统9.5.1 刀盘技术指标选定关于刀盘的更换，武昌汉口区间的掘进距离为
27、2554（如选用一台盾构机施工，掘进距离则为 5108m） ，相对来说是长距离施工，因此，有必要充分考虑刀盘的磨耗。该工程掘进区间一半以上在长江江底下，预计最大承压水的压力可达0.5Mpa 左右。土质以粉土混合细砂为主体，通过刀具切削土层掘进隧道，从同样地质条件下的施工经验来看，如果在设计上选择适当的刀具配置以及刀具技术指标，不更换刀盘，是完全可能的。这次盾构机的刀盘采用强化型先行刀具和段差刀具配置来提高刀盘的寿命。不要更换刀盘。但是，在到达回转竖井时，应检查刀盘的磨耗情况，根据需要更换刀盘。只有在遇到突发事件时，在掘进过程中不得不更换刀盘刀具的条件下，才采用在开挖面的地基改良以及压气工法来防
28、止开挖面的坍塌，进行刀盘更换。9.5.2 刀具配置方案转刀头： 螺钉型超硬金属型最外圈转出尺寸 +10mm其他刀头：外周保护环刀头 16 个面板保护刀头 16 个液压式磨损检测刀头 4 个【选定理由】考虑到转刀头应防止来自碎石及风化砂岩、泥岩的损害，以及具有对粘性土的挖掘性能，尖端材质采用 E5（韧性好） 。从挖掘性考虑，选择刀头形状为前角 20，后角 20。比起长距离挖掘更希望尖端部分能更加深入，为有效发挥其前行刀刃的有时以及焊接的稳定性，采用硬金属型。采用可以均匀挖掘土山的配置，考虑到作为量规转刀最外圈的耐久性，配置 16 根。考虑到会出现碎石及风化砂岩、泥岩，配置强化型前行刀头。9.5.
29、3.刀头的使用寿命计算(1) 条件盾构机种类 泥水式掘进总长 2,554刀盘外径 11,150刀盘转速 0.5rpm掘进速度 25mm/min（最低掘进速度）武汉长江隧道投标文件 第二卷 施工组织设计 第九章 盾构掘进机 9-12 中铁十九局集团有限公司投标联合体150105高 低 差刀 具 单 件 的磨 耗 界 限 高 低(2) 刀盘的转动距离2,554100025mm/min102,160min11.153.140.5rpm102,160min1,788,3621,788.4km(3) 刀头的磨损量1) 强化型先行刀头磨损系数：0.015mm/km（砂层）的情况1,788.4km0.015
30、mm/km26.8mm（容许磨损量：50mm） OK2) 万一的情况下（砾石层的条件磨损系数：0.040mm/km）1,788.4km0.040mm/km71.5mm（容许磨损量：50mm） 50mm0.040 mm/km1,250km，因此在 1250km 之前，可以靠先行刀头应付。 3) 刀头的磨损系数（E5）：0.013mm/km（砂层）的条件下有先行刀头的条件下，磨损量将降低 1/2，因此1,250km0.013mm/km1/28.1mm （1,788.4km1,250km）0.013mm/km=7.0mm 合计（）15.1mm（容许磨损量：20mm） OK4) 刀头的磨损系数（E5）
31、：0.022mm/km（砾石层）的条件下有先行刀头的条件下，磨损量降低 1/2，因此1,250km0.022mm/km1/213.8mm （1,788.4km1,250km）0.022mm/km=11.8mm 合计（）25.6mm（容许磨损量：20mm） 靠段差刀头可以应付结论将掘进速度设定为最慢的速度，刀盘的转动距离设定为最长的距离，进行了研究。其结果为采用先行刀头和段差刀头的情况下，单程掘进时不需要更换刀头可以完成施工。刀头材料如果采用 E3 时，尽管其耐磨性能更好，但考虑到长距离掘进时可能会发生的刀头缺损等情况，选择了韧性好的 E5 材料。9.5.4 刀具的技术指标（1）强化型先行刀具的
32、采用【采用理由】通过先行刀具的切削，以减轻主刀具的负荷从而减少主刀具的磨耗量。针对可能预见的大块石和风化砂岩起到保护主刀头的作用。在 强 化 型 先 行 刀 具 的 容 许 效 果 磨 耗 范 围 内 （50） ， 主 刀 具 磨 耗系 数 通 常 为 1/2。(2) 段 差 刀 具 的 采 用考 虑 到 长 距 离 切 削 ， 为 了 延 长 刀 具 的 寿 命 ， 采 用 段 差 刀 具 。 段 差刀 具 就 是 ， 如 下 图 所 示 ， 在 同 轨 迹 上 的 刀 具 被 做 成 有 高 差 ， 从 而 总 磨耗 界 限 增 加 ， 在 长 距 离 高 速 施 工 中 ， 有 效 地
33、延 长 刀 具 的 摺 动 距 离 。武汉长江隧道投标文件 第二卷 施工组织设计 第九章 盾构掘进机 9-13 中铁十九局集团有限公司投标联合体【参考：刀盘配置】【段差刀具】【強化型先行刀具】仿形刀装置在 0 60范 围 内 ， 可 任 意 预 先 设 置 超 挖 区 域 ， 进 行 曲 线 施 工 。千 斤 顶 伸 力 200KN行 程 150mm数 量 2套9.6 盾构机管片拼装系统具 有 有 线 与 无 线 遥 控 两 种 控 制 方 式 ， 回 转 速 度 分 快 、 慢 二 档 速 度 ， 操作 可 靠 方 便 并 提 高 了 施 工 的 安 全 性 与 施 工 速 度 。负 载 重
34、 量 9t回 转 速 度 0 63r min回 转 角 度 220回 转 扭 距 300kN.m武汉长江隧道投标文件 第二卷 施工组织设计 第九章 盾构掘进机 9-14 中铁十九局集团有限公司投标联合体提 升 力 588kN提 升 行 程 1300mm平 移 力 166kN平 移 行 程 量 1250mm管 片 支 撑 力 220kN， 560kN钳 体 行 程 150mm， 200mm9.7 盾构泥水输送控制系统9.7.1 泥水输送设备9.7.1.1 设备概况泥水盾构施工法的基本原理是利用送泥浆和排泥浆的平衡运行以维持和控制泥水压力以对抗作用于工作面的土水压，同时使机器进行掘进作业。运输掘削
35、产生的泥浆土的最大特点是使用插入送排泥管中的流量计以及密度计进行实时测量，然后再根据实测数据，高精度地自动把握掘削土量，这是最符合本项目施工条件的施工方法。9.7.1.2 设计条件盾构机械掘削外径 11120mm隧道全长 2554m开挖竖井深 20m掘进速度 38mm/min排泥流量 15.0m 3/min送排泥管 送泥管=350mm、排泥管=300mm掘削土质 土颗粒纯比重、自然含水比、粒度分布工作面控制压力范围 50510kPa9.7.1.3 设备配置根据设计条件，以下流体输送主要设备在盾构机械和泥水处理设备之间用送排泥管连接，构成流体循环回路。此外，以下设备是一台盾构机械的配套设备。送泥
36、泵共同使用 3 台大口径用泥浆泵拌泥浆共同使用 7 台大口径用泥浆泵循环泵共同使用 1 台大口径用泥浆泵调压泵掘进停止时用于保持工作面泥水压力的工作面压力调节泵 1 台送排泥管送泥管=350mm、排泥管=300mm附属设备管延伸设备、测量仪器（测量计、密度计等）等 1 套9.7.1.4 液体输送设备流程见图 9.7.1-01 液体输送设备流程图武汉长江隧道投标文件 第二卷 施工组织设计 第九章 盾构掘进机 9-15 中铁十九局集团有限公司投标联合体图 9.7.1-01 流体输送设备流程图A V 2A V 5A V 4A V 1A V 3C V 1V EF 3C V 3P 3V 2 1V 1 1
37、V V 1 V V 2R V D VP 3 起動 盤3 w 制御盤P T 2P T 1 11 3C o mC o mP 1 - 1 起 動盤P 3 - I / FP 2 - I / FP 2 - I / F 機操作盤V SP 1 - I / FF 1 D 1F 2D 2 3 w a y 1 4 B - 1 2 BP T 1 1 1 3P T 2F 1 送泥流 量検出器F 2 排泥流 量検出器D 1 送泥 線密度計D 2 排泥 線密度計A V 1 5自動 調 整 槽 盤V V 1 , V V 2C V 1 切羽水 圧保持調節 C V 3 緩和 V E 緊急圧 抜 処理 設備V SP 2株式会社
38、A K T I O C o r p o r a t i o n改定C H A NG E 作 成 照 査 設 計 検 認D E S I G N E D 御中N U M B ER図番3 w 制御盤3w-I/F記 号 名 称切羽水 圧検出器送泥水 圧検出器配管盛 替補助 I / F流 体輸送設 備 P 2 起動 盤P 1 - 1F 3 逸泥流 量検出器1 0 B1 2 B1 0 B1 2 B1 0 BA C C A C CP T S P T D P T S P T DP T S 吸込圧検出器P T D 吐出圧検出器C V 送泥流 量絞 弁A C C 1 2 B3 B勾配用 補助V V 1 2 , 2
39、 21 2 BM V 1M V 3M V 2P m 起動盤V SP m4 BV mV 1 0C o m切羽加 圧V m送泥逆 流防止 V 1 0V 1 1 , 2 1 w a y 用 閉 鎖 弁配管盛 替用加圧 R V配管盛 替用圧抜 D VV 1 2 , 2 2 勾配用 中間油圧 K C C o m P U 油圧 内M V 0 3O C 自動給 脂 自動給脂 装 置G PO CO CO CG PC V 排泥中 継 P E （ 可変速） 1 - 2 1 - 2 （ 送泥中継用 ）P m （ 排泥可変速 ） 1 - 1 （ 送泥用可変速）P m （ 切羽保持用） 1 - 1 式伸縮 装置3 W
40、A Y - 台車P EV SP E 起動盤P E - I / FA C CP T SP T DO C処理設備P 1 - 2P 1 - 2 起 動盤O C中 央 監 視 盤 収 集 - -中 央 監 視 室中央- I / F1 0 B1 2 BP 7P 7 起動 盤P 7 - I / FA C CP T S P T DO CP O4 BV 0F 0M V 0P 0 起動 盤V SG PK CD BK C 起動盤P P 起動盤P - I / FA C CP T DO CP T SP 1 - 3O CP 1 - 3 起 動盤P 1 - 3 - I / F武昌漢口 （ 1 案）TMB2 台同時並進案図
41、3-33 路阀控制盘制作 检查 设计 批准2 台盾构机同时推进方案图 3-3 流体输送设备流程图号中央监视室彩色打印机数据收集 中央监视3 路阀盾构机操作盘3 路阀控制盘武汉长江隧道投标文件 第二卷 施工组织设计 第九章 盾构掘进机 9-16 中铁十九局集团有限公司投标联合体记号 名称P1-1 P1-1 泵(送泥用可变速)P1-2 P1-2 泵(送泥中继用)Pm Pm 泵(掘削面维持用)P2 P2 泵(排泥可变速)P3 排泥中继泵PE PE 泵(可变速)PT11-13 掘削面水压检测器PT2 送泥水压检测器F1 送泥流量检测器F2 排泥流量检测器D1 送泥 线密度计D2 排泥 线密度计F3 跑
42、泥流量检测器AV1-5 自动绕回阀CV1 掘削面水压保持调节阀CV3 涡空缓和阀VE 紧急压力释放阀PTS 泵的吸压检测器PTD 泵的吐出压力检测器ACC 储能器Vm 掘削面加压阀V10 送泥逆流防止阀V11,21 3 路阀用闭锁阀RV 配管拆换用的加压阀DV 配管拆换用的放压阀VV1,VV2 配管拆换用的辅助阀V12,V22 梯度用中间油压阀VV12,22 梯度用辅助阀KC 破碎机Com 压缩机PU 油压机组I/F 界面盘MV0-3 机器内阀门OC 自动加油脂、油冷却装置GP 润滑油脂供给装置CV 送泥流量缩小阀3WAY 泥浆暂存台车HD 软管伸缩装置9.7.2 仪器设备参数启动控制盘类 型 室 内 、 钢 制 、 防 水 、 自 立P11泵 启 动 控 制 盘 1套P12泵 启 动 控 制 盘 1套Pm泵 启 动 控 制 盘 2套P2泵 启 动 控 制 盘 2套P3一 P8泵 启 动 控 制 盘 12套PE泵 启 动 控 制 盘 2套中 央 控 制 室 操 作 盘 1套阀 门 操 作 盘 3套胶 管 卷 扬 机 操 作 盘 1套9.7.3 运行程序9.8 泥
