盾构选型(海瑞克).

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汇通路站灵山站单位工程地层概况汇通路站~灵山站盾构区间区间隧道主要穿越的土层为④-2b2可塑粉质粘土、④-3b1硬塑粉质粘土，δ-1、δ-2、δ-3全、强、中风化闪长岩。空隙潜水主要赋存于①-2b层素填土及②-1b2、②-2b3层粘性土层中，基岩中地下水主要表现为δ-1、δ-2全、强风化闪长岩中的孔隙性基岩水及δ-3层中风化闪长岩的基岩裂隙水。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876.240mCK33+352.900~CK34+229.140左线全长876.084mCK33+352.900~CK34+229.140石膏板厂右线埋深18.09~22.14m左线埋深18.51~22.53m部队营房右线埋深15.50~19.07m左线埋深16.69~20.19m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7.32～24.70m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15.21~15.24m。村民民房工程名称序号工期节点计划节点验收日期汇~灵盾构区间1盾构机下井、组装、调试2013年11月29日2左线始发2013年12月31日3左线到达、解体、吊出2014年8月6日4右线始发2014年1月30日5盾构机到达、解体、吊出2014年9月5日6隧道堵漏、手孔封堵、嵌缝、洞门及联络通道施工2014年11月4日7完成包含材料、设备、人员退场的全部合同工作2014年11月5日第一章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30~60Mpa。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。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特殊地段通过能力序号特殊地段影响及措施1隧道穿越很大比例风化岩地层穿越很大比例风化岩层，对刀盘的磨损影响比较严重，要求刀盘具备良好的耐磨性。我们将对刀盘堆焊耐磨网格，同时混合岩层对刀具布置要求更严格，要求有较好的渣土改良功能，从而减少对刀盘的磨损。2下穿越建(构)筑物地段要求盾构机能灵活地调整刀盘的扭矩和盾构的推力、较强的同步注浆能力、碴土改良能力、防喷涌的能力以及刀具的适应能力，以满足盾构通过时的地层沉降要求。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5516kN•m，脱困扭矩6626kN•m。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（4×2+32＝40）。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①可以从刀盘后面更换刀具；②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Ø3.0m,设计寿命大于10,000h2）主轴承工作压力4bar3）主驱动功率3×315kw4）额定扭矩5,516kN·m，脱困扭矩6,626KN·m5）转速0-4.5rpm/min6）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，350bar4）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）2x6个的注脂通道3）2x4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1)DN800mm；2)最大额定扭矩199KN，脱困扭矩224KN3)通过粒径尺寸520mm×290mm4)最大出土量385m3/h5)2x4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/min7）纵向移动行程2,000mm8）伸缩行程1,000mm9）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60m2）宽约800mm3）皮带运转速度2.5m/s4）输送能力450m3/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2x10m3/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/h3）添加剂注入泵300L/h4）空压机2×37kw泡沫注射口分别分布在刀盘中央部处，圆周处，土舱隔板处注入口，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，如下表所示拖车号主要安装设备12345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名称Description项目Item投标参数BiddingData盾构掘进机型号ModelEPB6450平均月进度Monthlyadvancerate360m/月工程条件Workingconditions最小曲率半径Min.curveradius200m最大坡度Max.gradient35‰埋深DepthAdaptedtotheexpectedconstructionofNanjingMetro适应于南京地铁施工地下水位UndergroundwaterlevelAdaptedtotheexpectedconstructionofNanjingMetro适应于南京地铁施工地面活载Groundload20KN/m2地质情况GeologyconditionSuitableforsoftground,hardrockandmixedfacecondition.能满足软土、硬岩以及复合地层名称Description项目Item投标参数BiddingData管片Segment内径×外径×宽度IDxODxW5500×6200×1