过江地铁隧道盾构机选型

一、工程概况宁和城际轨道交通NH-TA06标包含一站一区间，分别为华新路站、春江新城站～华新路站区间。

隧道长度：春江新城站～华新路站区间左右线总长度为3262.842m（左线长1635.5m，右线长1627.342m）；左右线间距: 13m～14.6m；隧道覆土厚度最小约11.1m，最大约49.61m；平面最小曲线半径为450m,区间最大坡度为22‰。

两区间隧道内净空：φ5.5m，管片外径φ6.2m.管片采用强度等级C50，抗渗等级P12。

宽度1.2m，厚度为350mm。

错缝连接，28个M30螺栓，强度等级为5.8级，螺母强度等级8.0级。

二、本段工程施工的难点1、本标段区间隧道主要穿越强风化凝灰岩、中风化凝灰岩、中风化安山岩。

2、盾构机在上软下硬地段掘进，由于下断面岩石强度大、上端面土层强度低，易发生开挖面失稳、隧道抬头、超挖量过大引起地层沉降等现象；3、沿线下伏J3l层全~中风化凝灰岩、安山岩，均具有强度高、低压缩性的特性。

天然状态下强度高，最高强度可达94MPa，对盾构刀具的磨损大，强度要求高，隧道穿越该岩层时应选择适宜强度的刀具，并及时检查、更换。

4、区间地层系上统龙王山组凝灰岩、安山岩，裂隙发育，局部岩体呈碎裂状，构造裂隙处有地下水分布，其透水性及赋水性受裂隙发育情况影响分布不均，局部水量较大。

三、对盾构机的设计要求基本功能要求⑴要求盾构具有开挖系统、开挖面稳定辅助支撑装置、出碴系统、碴土改良系统、人闸气压装置、管片安装系统、注浆系统、动力系统、控制系统、自动测量导向系统、超前钻探和注浆（自动计量）等基本功能。

⑵对地层的适应性及开挖能力的要求区间隧道主要穿越强风化凝灰岩、中风化凝灰岩、中风化安山岩。

盾构设计时应重点考虑以下问题：①具有土压平衡和气压平衡掘进功能；②具有足够的破岩能力；③足够的刀盘驱动扭矩和推力；④合理的刀盘及刀具设计，恰当的刀盘开口率和合理的开口位置；⑤具有高水压状态下的防水密封能力；⑥能够对较大的岩土进行破碎，有效防止堵管；⑦刀盘、刀具、盾壳、等具有足够的耐磨性；⑧具有盾体防扭转能力；⑨足够能力的同步注浆系统；⑩碴土改良系统；⑪盾构的防喷涌功能；⑫防止刀盘中心结泥饼；⑬合理的人舱设计；⑭超前钻探和注浆。

盾构机的设计选型依据-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN盾构机的选型盾构法以其具有较高的可靠性及对周边环境适应性强的特点而在国内外地铁建设中得到了广泛应用，盾构法涉及多门学科，专业性强，尤其是其施工过程完全是工厂化的流水作业，机械化、自动化程度高，其施工效率较其他方法非常明显的优势。

在国内地铁工程中，我国上海市六十年代开始盾构法的试验研究工作，并随着城市建设的发展，特别是近几年来科学技术的进步，新技术、新工艺、新材料、新设备的发展广泛应用，盾构法施工技术也取得较大的发展，至今已使用过近五十余台盾构。

配套施工技术也相应在逐步完善，工程规模和应用范围也相应扩大。

地铁施工条件复杂，涉及城市建筑、管线水网、交通环境、污染控制严格，盾构施工在城市地铁施工中越来越显出其无可比拟的优越性，但是城市施工的首先要保证的前提条件是，由施工造成的地面隆起和沉降不能超出限制标准，否则将破坏地面和其它建筑物，造成巨大的经济损失，甚至人员伤亡的严重后果。

这是城市施工和山岭隧道施工的根本区别，同时也是盾构施工首先需要解决的技术和组织问题。

在围岩状况不佳的地质条件下，采用土压平衡和泥水式盾构开挖能起到保证安全的作用。

盾构施工，首先需要决定盾构机的类型，盾构的形式取决于地质条件。

按结构模式盾构机分为泥水式盾构、敞开式、土压平衡式盾构、硬岩盾构四类。

敞开式盾构用于整个地层稳定，透水率低，涌水能够不采取其它辅助措施则能被控制的区段。

硬岩盾构用于硬度较大，且能够自稳、涌水不大的岩石地层开挖。

土压平衡盾构和泥水式盾构都是利用控制推进的速度和出料的速度来使推进所产生的压力同掌子面的压力相平衡，从而达到维持掌子面稳定，继而维持地面沉降和隆起在控制范围内的作用。

这两类盾构的最大区别是泥水式盾构需要有昂贵的泥浆制备和分离设备，将泥浆通过管路注入到盾构机混合仓内，与开挖下来的碴土进行混合，通过泥浆泵将混合后的碴土抽出到地面以后进行分离处理，泥浆再循环利用。

盾构选型一般遵循原则归纳如下：(l)以开挖面稳定为核心，盾构选型应在充分把握地层条件的基础上进行。

(2)应考虑土的塑性流动性、土的渗透系数等，这对开挖面的稳定非常重要。

塑性流动性直接影响土的顺畅排出，若地层透水性太高，地下水则可能通过开挖腔室和螺旋输送机内的废渣流入隧道。

一般认为，10m/d的渗透系数是土压平衡盾构作业的经验上限值。

(3)应考虑地下水的含量及水压，这往往要与土的塑性流动性及透水性结合考虑，高水压、高渗透性的情况是非常不利的。

这涉及到是选用泥水盾构还是土压盾构以及盾尾密封的选型。

在日本，特别是饱和砂土层中泥水盾构的使用占绝大多数。

(4)应视地层中有无砂砾和大卵石，这直接影响到土的渗透性、切削刀盘的磨耗、切削刀开挖时对地层的扰动范围、刀盘的开口率、对卵石的破碎方式及其排出方式。

(5)应考虑土层的粒径分布，一般都采用土层颗粒曲线来界定不同盾构的适用土层总的来说，粒径大时宜采用泥水盾构，粒径小时宜采用土压盾构。

(6)隧道的线形和转弯半径也是应考虑的因素，盾构机本体的长度与直径比及盾尾间隙直接影响盾构的转弯及纠偏能力。

一般，长度与直径之比(UD)应妻1.0。

当转弯半径过小时可考虑采用铰接式盾构。

(7)盾构选型时，必须根据土质条件决定切削刀的形状、材质和配置。

必要时同时配置切削刀和滚刀，形成盾构和TBM的混合刀盘。

(8)刀盘的装备扭矩也与盾构选型有关，盾构装备扭矩T=aD3(D为盾构外径，a为扭矩系数，对泥水盾构a=9一15;土压盾构a=8一23)。

显然，采用泥水盾构有利于减小刀盘切削阻力，从而减轻主轴承的负荷。

(9)盾构施工对周围环境的影响也是盾构选型时应考虑的因素。

比如地层变形的许可程度、有无地下构筑物等，再比如泥水处理以及废渣的倾倒是否对环境有污染等。

(10)盾构的选型还应考虑对工作环境的影响。

比如，盾构的刀盘驱动是液压驱动还是电动驱动。

液压驱动效率低，噪声大，洞内温度上升快，而电动驱动效率高，洞内环境好(噪声小、温度低)网。

过江隧道工程方案设计规范一、总则为了保障过江隧道工程的安全、可靠、经济、合理，满足城市发展和交通需求，制定本规范。

二、术语和定义隧道工程：指在地下或水下，专门用于道路、铁路、地铁、水利、排水、通风、供电、通信、供水等设施的建筑工程。

隧道：指一种地下工程结构，是由两个及以上的隧道围岩围起来的交通通道。

隧道工程方案：指隧道工程设计的整体方案。

三、设计依据1.《城市道路设计规范》2.《城市隧道设计规范》3.《隧道工程施工技术规范》4.国家相关标准和法律法规四、方案设计内容1. 选址（1）选址要充分考虑地质构造、地震状况、地下水位、城市规划、交通需求等因素。

（2）选址范围内应避开地震断裂带、活断层、地质灾害隐患区等危险区域。

2. 隧道类型（1）根据具体情况选择盾构隧道、钻孔隧道或切割法隧道等。

（2）隧道类型的选择要考虑地质条件、交通需求、施工技术等因素。

3. 结构设计（1）根据地下水位、地质条件等进行合理的隧道横断面设计，保证隧道结构的承载能力和稳定性。

（2）隧道结构设计要考虑地震影响，并采取必要的防震措施。

4. 排水设计（1）根据地下水位和降雨情况进行合理的排水设计，保证隧道内部干燥。

（2）设置排水系统，包括排水管道、泵站等，保证隧道排水畅通。

5. 通风设计（1）根据隧道长度、交通量等因素进行科学的通风设计，保证隧道内空气流通。

（2）根据烟气扩散情况，设置必要的排烟系统，保证隧道内部烟雾排放畅通。

6. 照明设计（1）根据隧道长度、曲线、坡度等因素进行合理的照明设计，保证隧道内照明充足。

（2）设置备用照明系统，以备主要照明系统出现故障时使用。

7. 施工工艺（1）根据隧道类型和地质条件选择合适的施工工艺，保证施工安全和质量。

（2）根据隧道交通需求，合理安排施工进度，减少对交通的影响。

8. 环境保护（1）在隧道施工和运营过程中，严格执行环境保护法律法规，做好环境影响评估和环境监测工作。

（2）采取必要的噪音、振动等控制措施，减少对周边环境的影响。

盾构管片选型和安装林建平在盾构法施工中，管片的选型和安装好坏直接影响着隧道的质量和使用寿命。

本文根据广州地铁三号线客～大区间的实际施工情况，就盾构管片选型和安装技术做总结分析。

一、工程概况客～大盾构区间分为两条平行的分离式单线圆形盾构隧道，总长度为3016.933米，管片生产与安装2011环。

管片外径6000mm，内径5400mm，宽度1500mm，防渗等级S10，砼C50。

依据配筋将管片分为A、B、C三类，C类配筋最高、B类配筋最低；管片的楔形量38mm，分左转、右转、标准三类。

二、管片的特征1、管片的拼装点位本区间的管片拼装分10个点位，和钟表的点位相近，分别是1、2、3、4、5、7、8、9、10、11。

管片划分点位的依据有两个：管片的分块形式和螺栓孔的布置。

拼环时点位尽量要求ABA（1点、11点）形式。

在广州盾构隧道管片要求错缝拼装，相邻两环管片不能通缝。

管片拼装点位有很强的规律，管片的点位可划分为两类，一类为1点、3点、5点、8点、10点；二类为11点、2点、4点、7点、9点。

同一类管片不能相连，例如1点后不能跟3、5、8、10这四个点位，只能跟11、2、4、7、9五个点位。

在成型隧道里两联络通道之间的奇数管片是同一类，偶数管片是同一类。

（竖列表示拼装好的管片，横向：√-表示可选后续的管片；×-表示不可选后续的管片）2、隧道管片排序鉴于管片拼装的规律性，所以盾构施工前必须对隧道管片做好排序，并根据设计，模拟出联络通道和泵房位置，管片拼到联络通道处时，点位要正好和设计点位符合，否则联络通道位置会被改变。

在本工程中，是从左线始发，第325、326环处是联络通道，此处拼装点位是11点，将标准块A3块拼到洞门位置。

盾构始发时的负环是6环，1环零环。

从负环到325环共332环，第325环是11点，相当于第332环是11点，那么负环第一环点位应该是1点，或3点、5点、8点、10点。

管片排序时，要优化洞门的长度，在广州洞门长度要求在400mm以上，一环管片的长度是1500mm，在条件允许的条件下，通过调整始发负环的位置，把每节隧道两端的洞门长度之和控制在1500mm以内，当隧道长度除以管片长度的余数大于两倍最小洞门宽度800mm（各地洞门的最小宽度要求不同）时，就取余数的一半为洞门长度。

盾构机选型及适应性评估施工方案摘要：现如今，我国城市建设在不断加快，为加快城市现代化发展进程，缓解城市交通出行矛盾，政府持续加大了对城市地铁轨道工程的建设力度，并取得了显著成果。

但是，在地铁工程建设期间，由于城市区域人口密集、空间拥挤，并不适于采取明挖、暗挖或人工挖掘等工法，而盾构法在地铁工程中展现出了广阔的应用前景。

其中，盾构机选型与施工组织是隧道盾构施工的关键，直接影响工程施工质量及效率。

因此，文章对地铁施工中的盾构机选型及施工组织问题进行探讨，以供参考。

关键词：地铁施工；盾构机；选型；施工方案引言暗挖隧道在地铁工程中占据较大比重，其中盾构法是关键的施工方法，具备效率高、扰动小、稳定性优良等多重特点。

盾构机是实现隧道安全施工作业的关键设备，作为大型机械，科学的选型方案直接影响到施工质量，甚至与现场安全状况挂钩。

1工程简介本标段位于贵阳市花溪区，包含三个盾构区间，线路沿清溪路敷设，南北走向，起止里程ZDK7+490.335～ZDK10+562.185,分别为花溪南站～明珠大道站（571m）、桃花寨站～花溪南站(951)m、桐木岭站～桃花寨站（1149m），单线全场约2.67公里，拟采用两台盾构机投入施工。

2区间地质水文情况2.1桃花区间隧道覆土厚度16.2～35.2m，线路呈v字坡，最大坡度27.678‰，涉及土层<1>人工杂填土、<4-1-3>黏土、<14-2-3>中风化白云岩层、中风化泥质白云岩。

区间主要穿越地层基本为<14-2-3>中风化白云岩层、局部中风化泥质白云岩。

<14-2-3>中风化白云岩层饱和单轴抗压强度在28MPa～85MPa，属较硬岩。

详勘探明溶洞8个，溶蚀破碎或岩体破碎区总计16处。

岩体较完整～较破碎，岩溶中等发育。

地下水位在隧道顶板上方，主要为岩溶裂隙水，局部承压性。

2.2桐桃区间覆土厚度12.5～21.2m，线路呈一字下坡，最大坡度26.411‰，涉及土层<1>人工杂填土、<4-1-3>黏土层、<14-2-3>中风化白云岩层。

地铁施工用盾构机选型及施工组织作者：常雪全来源：《城市建设理论研究》2014年第01期【摘要】盾构法在当今施工技术中是一种较为先进的技术。

而盾构机的选用在地铁施工中起着举足轻重的作用，关系着人们的安全，因此，为了人们的安全以及使得交通更加便利，我们应该重视地铁施工，从而更要重视盾构机的选型以及它的施工组织。

本文关于地铁施工用盾构机选型以及施工组织进行了阐述。

【关键字】地铁施工，盾构机选型，施工组织中图分类号：TU74文献标识码： A一.前言新世纪的发展使得我国在地铁建设方面也得到了迅猛发展，地铁逐步成为人们生活和工作中必须的交通工具。

地铁高效、节能、环境好，不仅能解决城市交通拥挤的问题，还能反映出城市的发展水平，在我国持续发展道路中起到了很大的作用。

经济越发展，地铁的发展前景就越广阔。

要使得地铁能够安全可靠，就要在其施工方面多加注意，同时在施工时要选购合适的机型才能完全保证在整个过程中地铁顺利建成。

二.盾构机概述盾构机全名为盾构隧道掘进机，其主要集中了控制、遥控、传感器、导向、测量、探测、通讯等技术，是一种隧道掘进的专用工程机械，广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。

盾构机是由动力机构、切削刀盘、液压顶进机构、岩土排运机构及检测导向机构等多个相互配合的部分组成的一种隧道掘进机械。

它较适用于砾石、软土、硬岩等不同地质构造的隧道暗挖，具有较好的施工稳定性和掘进性能。

盾构机在一个可以有效支撑地层压力，并且可以在地层中推进的圆形、矩形或马蹄形等特殊形状的钢筒结构的掩护下，完成挖掘、出土、隧道支护等工作。

这种施工方式具有施工速度快、自动化程度高、节省人力、经济合理、减少对地面建筑物的影响和不影响地面交通等特点。

三.盾构法的介绍我国应用盾构法修建隧道始于二十世纪五六十年代的上海。

最初是用于修建城市地下排水隧道，采用的是比较老式的盾构机（如网格式、压气式、插板式等），八十年代末、九十年代初开始采用土压式、泥水式等现代盾构修筑地铁区间隧道。

浅谈地铁盾构机的选型范海龙【摘要】This paper briefly describes the principle of shield machine selection for metro construction ,in allusion to the features of different construction environment ,engineering geology ,hydrogeology ,etc .%简要介绍了地铁施工用盾构机的选型原则，针对不同的施工环境、工程地质、水文地质，选用与之相匹配的盾构设备。

【期刊名称】《机械工程与自动化》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】2页(P223-224)【关键词】盾构机;地铁;选型【作者】范海龙【作者单位】太原重工股份有限公司,山西太原,030024【正文语种】中文【中图分类】TU6211 盾构机简介1．1 盾构机的用途盾构机是一种用于隧道暗挖施工，具有金属外壳，壳内装有主机和辅助设备，既能支承地层的压力，又能在地层中整体掘进，进行土体开挖、碴土排运和管片安装等作业，使隧道一次成形的机械。

盾构机的工作原理如下：由一个钢结构组件依靠外壳支承，沿隧道轴线一边对土壤进行切削一边向前推进，在盾壳的保护下完成掘进、排碴、衬砌工作。

盾构机是根据工程地质、水文地质、地貌、地面建筑物及地下管线和构筑物等具体特征来“量身定做”的一种非标设备。

盾构机不同于常规设备，其核心技术不仅仅是设备本身的机电设计，还在于设备通过不同的设计如何满足工程地质施工的需求，因此，盾构机的选型正确与否决定着盾构施工的成败。

1．2 盾构机的类型一般将盾构机的类型分为软土盾构机、硬岩掘进机（TBM）、复合盾构机3种。

软土盾构机的特点是仅安装切削软土用的切刀和括刀，无开岩的滚刀。

TBM主要用于山岭隧道。

复合盾构是指既适用于软土又适应于硬岩的一类盾构，主要用于复杂地层的施工，其主要特点是刀盘既安装用于软土切削的切刀和括刀，又安装破碎岩石的滚刀，或安装破碎砂卵石和漂石的撕裂刀。

地铁盾构隧道管片配筋型式探讨
地铁盾构隧道是一种常见的建筑结构，对于隧道中的管片配筋非常重要。

管片配筋的目的是增强管片的承载能力，以便在地铁行驶过程中保持隧道的稳定性。

在配筋的过程中，选取合适的钢筋和合理的配筋方式，可以有效地提高隧道的承载能力。

以下是一些常见的管片配筋型式：
1. 扁钢梁型配筋：这种型式采用扁钢梁作为钢筋，将其固定在管片上，然后将混凝土灌入管片中。

这种配筋方式适用于一些直径较小、曲率较小的隧道。

2. 缠绕式配筋：这种配筋方式是将钢筋进行缠绕，以增强整个管片的承载能力。

在缠绕过程中，需要注意间距、角度等因素，以确保钢筋的力学性能满足设计要求。

3. 伸入式配筋：这种配筋方式是将钢筋通过管片伸入到隧道内部，将其与其他管片或地面固定。

这种方式适用于直径较大、曲率较大的隧道，可以保证管片的强度和稳定性。

以上是一些常见的地铁盾构隧道管片配筋型式，根据不同的隧道设计，选择合适的配筋方式可以提高隧道的承载能力和稳定性。

地铁隧道常用管片特点与选型计算（王国义中铁十三局集团第二工程有限公司，广东深圳 518083）内容提要：盾构作为地铁隧道施工的主要设备在中国迅速发展，管片作为地铁隧道的永久衬砌应用非常广泛，管片选型的好坏直接影响到地铁隧道的精度和质量，甚至达到隧道重新修改设计线路的严重后果。

从现在最常用管片的特点开始着手，着重讲述现今应用普遍的等腰梯形转弯环管片的楔形量计算、管片排版计算及盾构管片选型依据，首次提出根据实际拼装管片和设计隧道中心线的偏离值与盾构自动导向系统生成管片的偏差相比较，校核人工测量和盾构自动导向测量的准确性理论，对地铁盾构施工有一定的指导作用。

关键词：管片；转弯环；楔形量；选型；校核1 引言在国内各大城市地铁隧道工程中，目前已越来越多地开始使用盾构来掘进区间隧道，用预制钢筋混凝土管片[1]作为永久衬砌。

成型管片的质量直接关系到隧道的质量，而隧道的成型质量直接受到管片选型好坏的影响。

这就需要在盾构施工中掌握管片技术参数及管片楔形量计算知识，达到能够灵活选用盾构[2]管片，保证盾尾间隙和管片成型质量之目的，同时实际成型隧道位置是否正常直接影响到隧道的最终验收及使用。

2 常用地铁管片的特点目前在地铁隧道盾构施工中，各个大中城市主要采用标准环和转弯环管片对设计隧道平纵曲线拟合，管片一般分为标准环、左转弯环、右转弯环三种管片，每环管片一般由六块管片组成，三块标准块，两块邻接块，一块封顶块，由盾构上的拼装机[3]拼装成一个整环(如图1)。

2.1 地铁常用管片技术参数(如表1)表1 地铁常用管片技术参数图1 右转弯环管片示意图2.2 管片拼装点位的分布管片成型的隧道为了能够达到很好的线形，完成隧道的左转弯、右转弯、上坡、下坡等功能，需要使用不同的楔形量管片[4]，这就要求转弯环管片有不同的位置来达到此目的。

现在常用的地铁管片一般采用错缝拼装，有10个点位，来达到转弯所需要的不同楔形量。

管片拼装点位是以封顶块的中线位置来叙述的(管片拼装点位如图2)，转弯环不同的拼装点位在平曲线中有不同的楔形量，达到不同的转弯半径[5]。

盾构机选型方案范文一、背景介绍随着城市化进程的加快，地下空间的利用变得越来越普遍，盾构机广泛应用于地铁、隧道等工程中。

在选择盾构机类型时，需要综合考虑施工工程条件、地质情况、施工周期等因素。

二、盾构机选型因素1.盾构机直径：盾构机直径应根据隧道设计要求确定。

直径较小的盾构机适用于地下维修、水管隧道等工程，直径较大的盾构机适用于地铁、隧道等大型工程。

2.地质条件：地质条件是选择盾构机类型的重要因素之一、如地下有软土、沙土等地质情况，选择压力平衡式盾构机；如地下有硬岩、岩层等地质情况，选择土压平衡式盾构机或开挖式盾构机。

3.施工工程条件：施工工程条件包括施工地面空间、施工时间限制、施工环境等因素。

如果施工空间有限，可以选择小型盾构机；如果需要快速施工，可以选择高性能盾构机；如果施工环境恶劣，可以选择特殊材质的盾构机。

4.施工周期：施工周期直接影响了盾构机的选型。

如施工周期较短，可以选择高效盾构机；如施工周期较长，可以选择自适应盾构机，能够适应不同地质条件。

5.维护保养成本：盾构机的维护保养成本也是选择盾构机的重要因素之一、通常来说，市场上成熟的盾构机品牌维护成本较低，而一些不成熟的盾构机品牌维护成本较高。

三、盾构机选型方案1.根据隧道直径确定盾构机类型：根据隧道直径进行筛选，如直径小于6米使用小直径盾构机，直径为6-12米使用中直径盾构机，直径大于12米使用大直径盾构机。

2.根据地质条件选择盾构机类型：针对地质条件，选择合适的盾构机类型。

如对于软土、沙土等地质情况，选择压力平衡式盾构机；对于硬岩、岩层等地质情况，选择土压平衡式盾构机或开挖式盾构机。

3.根据施工工程条件选型：考虑施工环境、施工空间、施工时间限制等因素，选择适合条件的盾构机。

如在施工空间有限的情况下，选择小型盾构机；在施工时间限制较为严格的情况下，选择高效盾构机。

4.考虑盾构机品牌和维护保养成本：选择市场上知名的、维护成本较低的盾构机品牌，避免维护保养成本过高。