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盾构机选型,土石方施工机械

时间:2023-09-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:本节主要阐述的是对盾构机“型”的选择。①盾构机刀盘形状及外形尺寸应满足设计断面要求;②盾构机刀盘刀具型式、硬度、推力、扭矩等技术参数应满足掘进要求,正常掘进进尺应能满足工程工期和质量要求;③在地质情况发生变化时,要有足够的应变措施,确保迅速恢复正常掘进。

盾构机选型,土石方施工机械

盾构机的选型包括对盾构机的“型”和“模式”的选择。盾构机的“型”可分为土压平衡式和泥水加压式,是在施工前选择决定的;而“模式”可分为开放式、半开放式和封闭式,是在施工过程中根据具体的施工环境由操作人员实时决策的。本节主要阐述的是对盾构机“型”的选择。

盾构机的选择主要根据工程地质水文地质条件、隧洞断面形状、隧洞外形尺寸、隧洞埋深、地下障碍物、地面建筑物、地表沉降等要求,依据适用、技术先进、经济合理的原则确定。

(1)选择依据。

1)隧洞工程地质与水文情况。工程地质情况主要包含:隧洞岩性、抗压强度、粒径和级配、含水量、含砂土量以及作业面自稳性等。水文情况主要包含:隧洞埋深、熔岩、渗透系数、涌水、地下水分布等。

2)隧洞设计文件。隧洞开挖断面尺寸、一次支护断面尺寸、临时支护方法、隧洞坡度、转弯半径、隧洞开挖沉降要求等。

3)工期和造价要求。

4)环境条件。隧洞开挖轴线上、下建筑物和管线分布情况;盾构机安装场地;施工环保要求等。

5)辅助设施。风、水、电设施;沉砂池、弃料场等。

(2)选型原则。盾构机是盾构法隧洞施工的关键成套设备。选择合适的盾构机是保证工程项目顺利实施的前提条件,选择盾构机的一般原则如下。

1)根据工程地质情况要求选择合适的盾构机。一般情况下:①对于土体干燥、完整、自稳性好,无需支撑的开挖面,可使用土压平衡开放模式盾构机;②对于高渗水性的砂层、砂砾和砂卵石地层(渗透系数大于10-7m/s),地面沉降控制要求高,断面直径大,穿越江河湖海等工程,宜选用泥水加压式盾构机;③对于软弱冲积黏土层、砂土或砾石层掘进时(渗透系数小于10-4m/s),作业面自稳性较好,较多使用土压平衡封闭式盾构机;在这种地质结构情况下,即使局部作业面失稳,只需加入适当的黏土或泥浆,也能使开挖面稳定;与泥水加压盾构机相比,可节省泥水加压和泥水分离等设备,从而降低一次性设备投入;④对于软弱黏土层、易坍塌含水砂层及砂砾层等复杂地质条件,可根据实际作业情况,配备相应的加压装置,以确保盾构机正常工作。(www.xing528.com)

2)盾构机整机性能应能满足工程工期、质量要求,具有良好的安全性和可靠性。①盾构机刀盘形状及外形尺寸应满足设计断面要求;②盾构机刀盘刀具型式、硬度、推力、扭矩等技术参数应满足掘进要求,正常掘进进尺应能满足工程工期和质量要求;③在地质情况发生变化时,要有足够的应变措施,确保迅速恢复正常掘进。

3)根据要求选择后配套设备。鉴于目前盾构机后配套配备模块化管理,根据工程掘进、支护工艺,提出配备要求(如出渣运输机、加压装置、管片安装机构、注浆设备、循环水装置、风水电等配套设备等)。

此外,还要对环保、安全等因素进行综合考虑。

(3)影响盾构机掘进的主要因素。影响盾构机生产率的因素很多,总结主要的因素有以下几点。

1)隧洞轴线地质情况,包括直接影响掘进速率的岩土特性、渗水指标,对涌水、塌方等不良地质洞段的处理等,以及地面建筑物情况。

2)盾构机性能参数,包括刀盘直径、推力、扭矩、滚刀、切刀和刮刀的布置及刀具质量、贯入度、刀盘转速等。

3)后配套的保障程度,包括出渣能力、管片衬砌能力、泥水分离装置、供水、供电的可靠性等。

4)现场管理、操作人员的经验及熟练程度。

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