浅谈土压平衡盾构施工设备选型
摘要：随着地下空间的飞速发展，盾构技术已作为一种高效掘进机械广泛地应用于地铁、隧道、市政管道等工程领域。在我国的各项施工中，盾构机的种类越来越多，盾构机构越来越受到人们的重视，了解盾构机构的结构和工作原理也显得很重要，而其配套设备机械选择也发挥着至关重要的作用。
关键词：盾构施工；后配套；运输系统；设备选型
引言
目前，盾构法施工以其高效、安全的优点，在我国地铁建设中广泛使用。在该工法中，盾构机因为价值大、技术复杂等特点在选型时往往受到高度重视，而后配套设备由于金额相对较低、机型杂、数量多等特点往往不被人重视；但在施工中，盾构机与后配套设备形成一个施工流水线，任何一个环节上的设备出现问题，都直接影响着生产效率。在具体的施工中，因为后配套设备的故障或不匹配影响施工进度的事例并不少见，盾构机确定后，盾构施工进展顺不顺利，效益能否充分发挥，主要取决于后配套设备选型是否合理，场地布置是否科学。
一、后配套设备选型的基本原则及要求
后配套的选择是保障工程项目顺利实施的前提条件之一，也是设备保障的重要组成部分，除满足盾构机的性能匹配要求外，还应与施工场地布置、盾构机意向施工区域的发展规划要求相结合，经过技术经济比较后确定。后配套的选型原则主要有以下4个方面。
1、适用性原则
后配套具有较长使用寿命，可用于多个地铁项目工程，应根据使用寿命内预计的常用使用条件下或最不利使用条件下进行选择，以便具有较广泛的适用性。
2、技术先进性原则
设备制造不断改进和更新，要适应目前的需要并适度超前，力争上游。具体来说有2方面的要求:一是不同种类(厂家)的设备间应尽可能选择技术先进的设备；二是同一种类(厂家)的设备间，设备配置与功能选择应适应技术先进的要求。技术先进性要以可靠性为前提，应选择经过工程实践验证、可靠性高的先进设备。
3、经济合理性原则
经济合理性是指后配套设备在满足使用要求的前提下，其综合效益最佳，施工成本合理，也就是不能孤立地分析单项成本，而应该从整个工程项目，乃至考虑设备全寿命阶段的适应性和可能进行必要技术改进情况，综合分析比选确定。
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16 土压平衡盾构施工工艺
16.1 总则
16.1.1 适用范围
本标准适用于采用土压平衡式盾构机修建隧道结构的施工。
16.1.2 编制参考标准及规范
16.1.2.1 地下铁道工程施工及验收规范(GB 50299-1999)。
16.1.2.2 地下铁道设计规范（GB 50157-2013）。
16.1.2.3 铁路隧道设计规范（TB10003-2016）。
16.1.2.4 盾构掘进隧道工程施工验收规范。
16.1.2.5 公路隧道施工技术规范(JTJ042－94)。
16.1.2.6 公路工程质量检验评定标准(JTGF80/1-2004)。
16.2 术语
16.2.1 土压平衡式盾构
土压平衡盾构也称泥土加压式盾构，它的基本构成见图16.2.1。在盾构切削刀盘和支承环之间有一密封舱，称为“土压平衡舱”，在平衡舱后隔板的中间装有一台长筒形螺旋输送器，进土口设在密封舱内的中心或下部。用刀盘切削下来的土充填整个平衡舱，使其达到一定的密度，以保持足够的压力去平衡开挖面的土压力，这就是所谓的土压平衡作用。平衡舱内的土压主要是由螺旋输送器的出土量来控制的，出土量多则平衡土压下降，反之则上升，同时还要密切配合刀盘的切削速度和千斤顶的顶进速度，使平衡舱内始终充满泥土而不致挤得过密或过松，这样就可以达到稳定开挖面的效果。
1-刀盘用油马达；2-螺旋运输机；3-螺旋运输机马达；4-皮带运输机；5-闸门千斤顶；6-管片拼装器；7-刀盘支架；8-隔 板；9-排障用出入口；-刀 盘；11-泥土进入盾构；12-管 片。图7-7 土压平衡盾构示意图图16.2.1土压平衡盾构示意图 2 图16.3.1.1 盾构选型流程图 16.2.2 端头加固
为确保盾构始发和到达时施工安全，确保地层稳定，防止端头地层发生坍塌或涌漏水等意外情况，根据各始发和到达端头工程地质、水文地质、地面建筑物及管线状况和端头结构等综合分析，确定对洞门端头地层加固形式。
1 加泥式土压平衡盾构施工技术
内容提要：本文详细介绍了土压平衡盾构机组成、工作原理，并结合深圳地铁盾构隧道的施工，重点对盾构隧道的主要施工过程和关键工艺技术进行总结和分析。
关键词：土压平衡 盾构 施工 技术
一、盾构施工法概述及盾构机的选型
1．1盾构施工法概述
盾构施工法于19世纪初在英国开始使用，经过反复摸索，在近30～40年间取得了飞速发展，现在，该施工法已同矿山法一起成为城市隧道施工的两大主要施工方法。20世纪90年代该项技术被引进我国，主要集中应用盾构技术来进行上、下水道、电力通讯隧道、人防工事、地铁隧道等施工。目前在上海、广州、深圳、南京等城市已经开始采用盾构法来施工地铁隧道，盾构法在国内逐渐开始发展普及。
盾构施工法与矿山法相比具有的特点是地层掘进、出土运输、衬砌拼装、接缝防水和盾尾间隙注浆充填等主要作业都在盾构保护下进行，因而是工艺技术要求高、综合性强的一类施工方法。其主要施工程序为：
1、建造盾构工作井
2、盾构机安装就位
3、出洞口土体加固处理
4、初推段盾构掘进施工
5、隧道正常连续掘进施工
6、盾构接收井洞口的土体加固处理
7、盾构进入接收井解体吊出
盾构施工与矿山法施工具有以下优点：
1、地面作业少，隐蔽性好，因噪音、振动引起的环境影响小；
2、自动化程度高、劳动强度低、施工速度快；
3、因隧道衬砌属工厂预制，质量有保证；
4、穿越地面建筑群和地下管线密集的区域时，周围可不受施工影响；
5、穿越河底或海底时，隧道施工不影响航道，也完全不受气候影响；
6、对于地质复杂、含水量大、围岩软弱的地层可确保施工安全；
7、在费用和技术难度上不受覆土深度影响。
盾构法施工也存在一些缺点： 2 1、一次性投入大，施工设备费用较高；
2、覆土较浅时，地表沉降较难控制；
3、用于施作小曲率半径（R＜20D）隧道时掘进较困难。
1．2盾构机的选型
盾构施工法大体上分为开放式和封闭式两种。开放式就是没有隔墙而工作面开放的盾构，考虑到确保工作面稳定、高压气下的作业环境等问题，目前已基本上不再采用这个方法。
针对本项目的特性技术方案简述
施工技术篇
一、工程概述
二、总体施工部署及施工思路
2.1 初步施工安排
2.2 总体计划
2.3 工程管理目标
2.4 施工的前准备工作
2.5 施工组织管理
2.6 项目施工总体思路及工艺
2.7 施工总平面图布置规划
三、重点、关键和难点工程的施工方案、工艺及其措施简述
3.1 重点、关键和难点工程分析及应对措施
3.1.1 城市中心区的和谐施工
3.1.2 交通疏解、管线改迁及征地拆迁对工程前期推进影响大
3.1.3 盾构始发与到达施工难度大
3.1.4 基坑安全施工
3.1.5 顶管施工重难点分析及应对措施
3.1.6 泥水盾构刀盘、刀具设计
3.2 本项目主要工程施工方案及工艺简述
3.2.1 竖井（工作井）施工
3.2.2 顶管施工
3.2.3 盾构施工
3.2.4 管道功能性试验
3.2.5 其他附属及机电安装工程
四、交通疏导方案规划
4.1 交通疏导原则及规定
4.2 交通疏解实施程序
4.3 交通疏解方案五、地下管线及其他地上地下设施的保护加固措施
5.1 地下管线保护措施
5.2 建构筑物保护措施
六、施工保障措施
6.1 施工质量保障措施
6.1.1 质量目标
6.1.2 质量保证体系
6.1.3 质量保证制度
6.1.4 主要工程施工质量控制措施
6.2 施工安全保障措施
6.2.1 安全目标
6.2.2 安全保证体系
6.2.3 安全保证制度
6.2.4 主要工程施工安全控制措施
6.3 应急预案
6.3.1 应急救援中心的职责
6.3.2 信息报告及处理
6.3.3 应急决策及响应
6.3.4 应急救援的资源配置
6.4 文明施工及环境保护措施
6.4.1管理体系
6.4.2 文明施工措施
6.4.2 环境保护措施
七、本项目拟配备的机械设备情况三、重点、关键和难点工程的施工方案、工艺及其措施简述
3.2 本项目主要工程施工方案及工艺简述
