西安地铁施工盾构选型分析

地铁施工用盾构机选型及施工组织摘要：随着人们生活水平的提升，越来越多的人开始购买汽车，使交通环境不堪重负、路面拥堵。

为了缓解这一问题，一些城市开始修建地铁进而缓解交通压力。

地铁具有容量大、便利、噪声小等特点，在人们生活出行中起到至关重要的作用。

地铁的顺利施工，首先借助盾构机施工，盾构机的机型选择和施工组织对隧道施工具有决定性作用，与施工安全有着直接联系。

对此，笔者根据实际工程经验，就地铁施工盾构机选型和施工组织，进行简要分析。

关键词：地铁施工；盾构机；选型和施工组织现如今，在暗挖隧道施工中常用盾构机施工，盾构机也是现阶段最为先进的施工方法。

使用盾构机施工具有噪声小、进度快、无振动损害等特点。

即使在施工过程中，居民生活不受干扰、路面交通、出行顺畅。

但在施工前，需要选择当合的盾构机机型，才能确保暗挖隧道施工的顺利进行。

一、盾构机分析（一）盾构机原理盾构机是集光、电、机、传感为一体的现代施工设备，运送土渣、开挖切削土体、测量导向纠偏等。

由切削刀盘、液压顶进、岩土排运、动力等众多机构组件组合而成。

应用在不同土质、硬岩层中进行隧道暗挖，有较强的稳定性与掘进性。

盾构机能够支撑地层压力，在地层中由不同形状钢筒保护，推动挖掘、支护等。

使用盾构机施工不仅节省经济投入，同时取缔人工挖掘，省时省力，自动化技术水平高，地面交通运行不会受到影响。

（二）盾构施工参数选择盾构施工是现阶段常用的挖掘形式，根据各土层状态选择匹配的盾构机，系统的进行数据精算，推进施工；尾部安装能够承载较大压力管片，构成圆形隧道。

使用这样施工方式。

首先，极大的保障了施工安全，在施工阶段通过有关技术进行操作控制，安全稳定，相对于传统人工挖掘方法，确保了施工人员人身安全，降低风险指数；其次，施工速度快。

据有关资料统计：一天内，盾构机可以挖掘30m；传统矿山挖掘方法一天只能推进2m；最后，高质量，施工盾构机施工依靠自动化技术，具有高质量特点，延长使用时间。

西安地区砂层盾构掘进施工技术摘要：本文简述了西安地铁四号线大明宫~大明宫北区间，在盾构掘进范围内遇到中粗砂层时，针对渣土改良方面提出了相应的合理性改进措施，并为后续类似地质条件情况下的盾构施工起到了一定的指导作用。

关键词：土压平衡盾构；中粗砂；渣土改良；掘进；盾构参数绪言西安地铁四号线大明宫~大明宫北盾构区间，在掘进过程中遇到中粗砂层，渣土改良十分困难，在经过一系列探索和试验的基础上，摸索出一套有效的砂层掘进渣土改良经验和数据，起到了较好的改良效果，保证了盾构区间顺利贯通。

1、西安地区砂层简述西安地铁四号线大明宫北站~余家寨站区间所在区域位于渭河一级阶地，砂层埋深在10m左右，其厚度在勘探深度内全为砂层。

砂层分层较为明显，隧道顶部分布有不连续的粉细砂、隧道洞身为主要为中砂，隧道底部及下部为粗砂和砾砂。

盾构穿越的地层基本为全断面砂层，其成份有粉细砂、中砂和粗砂，中砂占有比例最大，超过44%。

地下水位埋深11.03～12.60m，基本与盾构隧道顶部平行或略高于隧道顶部，隧道在线路上基本处于地下水位以下。

盾构隧道穿越地层为细砂、中砂、粗砂及砾砂，其中细砂、粗砂的平均标贯击数在54击以上，最大标贯击数在88击以上；中砂、砾砂的平均标贯击数在75击以上，最大标贯击数为150击。

特别是盾构隧道穿越的主要地层——中砂层的平均标贯击数在101击（大于30击为密实砂层）。

由此可见该区间标贯击数远异于一般砂层，其地层比较特殊。

该区间含水量丰富和砂层标贯击数高是一个较为显著的特征，尤其是标贯击数高，这给掘进带来了极大的难度。

2、盾构选型及适应性改良2.1 盾构选型（1）根据地层的渗透系数进行选型地层渗透系数对于盾构的选型是一个很重要的因素。

通常，当地层的渗透系数小于10 m/s时，可以选用土压平衡盾构；当地层的渗透系数在10 ～10 m/s之间时，既可以选用土压平衡盾构也可以选用泥水式盾构；当地层的透水系数大于10 m/s时，宜选用泥水盾构。

西安地铁盾构始发与接收端头加固方案研究随着城市人口增加和交通压力不断加大，地铁建设成为解决城市交通问题的重要手段。

西安作为中国古都之一，也跟随着城市化进程逐步完善地铁交通系统。

地铁建设中，盾构是一种常见的施工方式，但在实际应用中，盾构始发与接收端头加固方案是至关重要的。

本文将对西安地铁盾构始发与接收端头加固方案进行研究探讨。

一、地铁盾构始发与接收端头介绍盾构法是一种在地下施工的工程方法，其特点是利用盾构机在地下直接掘进和铺设管道。

在具体的地铁盾构工程中，始发与接收端头是盾构机工作的起点和终点，也是影响隧道结构安全和稳定性的关键部位。

二、盾构始发与接收端头加固的重要性盾构始发与接收端头承受着地下水压力、土压力和地下岩石的影响，其承载能力和工程质量直接关系到隧道的安全稳定和使用寿命。

因此对盾构始发与接收端头进行合理的加固是至关重要的。

三、西安地铁盾构始发与接收端头加固方案研究3.1 盾构始发端头加固方案在盾构始发端头加固中，需要考虑地质情况、水压和土压的影响，常见的加固方案包括加强端头构造、提高端头抗水压和抗土压能力等措施。

还需要考虑环境保护和社会稳定因素，选择合适的工程材料和施工工艺。

3.2 盾构接收端头加固方案盾构接收端头是隧道的终点，其加固方案需要考虑与周边地质环境的接触、隧道结构的承载能力等因素。

常见的加固方案包括采用高强度材料、提高端头结构稳定性、加强隧道环境监测等手段。

3.3 盾构始发与接收端头加固实践案例以西安地铁建设为例，对盾构始发与接收端头加固实践进行案例分析。

通过对工程实际情况和地下地质条件的综合分析，选择合适的加固方案，并对加固效果进行评估和总结。

四、盾构始发与接收端头加固方案的优化在研究实践的基础上，对盾构始发与接收端头加固方案进行优化。

通过对新材料、新工艺的研究应用，提高加固方案的效果和成本效益，实现地铁盾构始发与接收端头的安全施工和维护。

五、结语盾构始发与接收端头加固方案的研究对于地铁建设具有重要意义。

地铁施工盾构机选型及施工组织探讨1 地铁施工中盾构机选型概述1.1 影响盾构机选型的不利因素（1）建筑物与地下设施。

在地铁工程施工中，盾构机需要穿越重要房屋、构筑物与地下管线等设施，如水泥灌注桩、雨污水管等，如果盾构机选型不当，容易出现土体流失、土压力过低、漏水漏砂和出土量过大等问题，存在施工质量隐患，并加大了盾构机掘进难度。

在这一工程背景下，一方面，需要做好施工监测与地质勘察作业，提前掌握施工现场地质结构与地层情况，合理制定盾构机掘进方案。

另一方面，应根据穿过地段地质条件与障碍物分布情况，合理选择盾构机中的刀盘形式与刀具配置方式，可尽量减轻刀具磨耗程度。

同时，优先配置泥水平衡盾构机，与其他类型盾构机相比，这类盾构机具有良好的地层沉降变形控制能力，可以减小盾构机掘进作业对周边环境造成的影响。

（2）地质条件。

地铁工程具有地质条件复杂多变的特征，往往会穿越砂砾、中砂、粉质黏土、粉细砂等地段，部分地段地层的透水率较大，对盾构机设备的承压性能有着严格要求，如果盾构机配置不当，在施工中容易出现漏水漏砂现象，在严重时还将出现盾构机“栽头”问题。

此外，地层结构与地质条件也是盾构机结构配置的主要依据，企业应根据工程实际情况对盾构机的功能结构与部件形式数量进行调整。

例如，在北京地铁四号、五号、十号线工程中，由于穿越地层中局部分布砾岩地层，为改善盾构机的破岩性能，选择在盾构机挂刀结构中额外设置一定数量的滚刀。

（3）区间埋深与隧道直径。

根据实际施工情况来看，在不同地铁工程中，由于各区间埋深情况与隧道直径参数存在明显差异，对盾构机设备的规格型号与性能所提有着特殊要求。

因此，在制定盾构机选型方案时，工作人员必须重点考虑这一问题。

例如，在深圳地铁7号线工程中，为满足实际的施工需要，根据工程现场地质条件、区间埋深变化情况与隧道直径，定制一款新型的土压平衡式盾构机，将其命名为“雄风1号”，该盾构机开挖直径为6.28m，主机重量超过500t，将雄风1号盾构机用于开展北环大道与龙珠大道交叉口北侧的地铁7号线7302标段的深云站始发掘进作业。

目录一、工程概述 (1)1工程简介 (1)2区间地质情况 (1)二、盾构掘进工期安排 (3)1概述 (3)2编制目的及编制依据 (4)2.1编制目的 (4)2.2编制依据 (4)3试掘进进度安排 (4)4盾构试掘进作业内容 (4)三、盾构机100米试掘进 (5)1始发试掘进阶段地质描述 (5)2盾构始发刀具布置 (5)3始发掘进工程管理措施 (6)4出土和管片的吊运 (9)5管片背后注浆 (9)5.1同步注浆施工工艺 (9)5.2浆液配合比的选择 (10)5.3注浆量与注浆压力 (11)5.4防堵管措施 (11)6试掘进过程中的姿态控制 (11)6.1．试掘进过程中的问题 (11)6.2掘进过程中的姿态控制 (11)7盾构机掘进参数计算、始发段掘进模式的选择、控制技术措施 (12)7.1掘进参数的计算 (12)7.2掘进模式的选择及操作控制技术措施 (14)8盾构机始发掘进阶段测量及监测 (14)8.1定向测量 (14)8.2观测要求及精度 (15)8.3盾构机始发托架及反力架安装测量 (17)8.4始发掘进阶段的测量 (18)8.5始发掘进阶段的监测 (18)9盾构始发临时供电、供水、通风及始发场地布置 (18)9.1盾构始发供电 (18)9.2盾构始发供水 (1)9.3盾构始发通风 (1)9.4盾构机始发场地布置图 (1)9.5洞内照明、管线、走道板布置图 (1)10拆除负环管片、换装 (1)11盾构始发作业的主要机具和材料 (2)11.1主要机具： (2)11.2主要材料： (6)12.始发劳动力组织 (6)12.1技术干部 (6)12.2技术工人 (7)13.安全文明施工 (7)14应急预案 (8)14.1应急救援组织突发事件应急机制 (8)14.2应急救援预案编制 (9)14.3盾构始发施工突发事件应急预案 (9)14.4火灾事故应急预案 (10)14.5物体打击及高空坠落事故应急预案 (10)14.6触电事故应急预案 (11)14.7建筑物及管线破坏应急预案 (11)14.8应急救援预案演习 (12)14.9安全生产技术保证措施 (12)辛家庙站～广泰门站区间右线盾构试掘进施工方案一、工程概述1.1工程简介本区间右线起讫里程YDK34+838.690～YDK36+566.003，右线全长：1727.313m。

地铁盾构的选型及现场管理和使用一、概述1、概念盾构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。

盾构是相对复杂的集机、电、液、传感、信息技术于一体的隧道施工专用工程机械，主要用于地铁、铁路、公路、市政、水电等工程。

盾构的工作原理就是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，最终贯通隧道。

盾构施工主要由稳定开挖面、掘进及排土、管片衬砌和壁后注浆三大要素组成。

盾构是根据工程地质、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。

盾构不同于常规设备，其核心技术不仅仅是设备本身的机电工业设计，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，盾构的选型正确与否决定着盾构施工的成败。

2、盾构的类型盾构的类型是指与特定的施工环境、基础地质、工程地质和水文地质特征相匹配的盾构种类。

一般掘进机的类型分为软土盾构、硬岩掘进机（TBM）、复合盾构三种。

软土盾构的特点是仅安装切削软土用的切刀和括刀，无需开岩的滚刀。

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。

地铁盾构就是一种复合盾构。

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。

复合盾构分为土压平衡盾构和泥水加压平衡盾构。

3、盾构的组成地铁施工可供选择的复合盾构机机型只有两种，即土压平衡盾构机或泥水平衡盾构机。

一台盾构按外观结构形式分为刀盘部分、前盾、中盾、尾盾、后配套部分和辅助设备（管片和砂浆运输设备、泥水站等）。

土压平衡盾构由以下十一部分组成：⑴、刀盘（分为面板式、辐条式、复合式三种），⑵刀盘驱动（分为电机和液压两种），⑶刀盘支承（主轴承），⑷膨润土添加系统和泡沫系统，⑸螺旋输送机，⑹皮带输送机，⑺同步注浆系统，⑻盾尾密封系统，⑼管片安装机，⑽数据采集系统，⑾导向系统。

地铁盾构隧道管片选型与拼装摘要：在盾构施工中因管片的选型和拼装不当而引起成型隧道管片破损及漏水现象是个普遍现象，结合西安六号线丈八六路站～丈八四路站区间右线的管片选型和拼装质量为研究对象，总结在施工过程中的经验说明了管片选型的原则，从管片不同拼装点位等方面叙述了施工中管片拼装要求。

关键词：盾构机、管片、盾尾间隙、盾构机姿态、油缸行程差1工程概况西安地铁六号线一期TJSG-7标丈八六路站～丈八四路站区间采用盾构法施工，右线区间长度1138.4m，最小曲线半径R=2000m。

区间隧道底部埋深介于17.14-24.52m之间。

隧道从丈八四路站西端以线间距14.0m坡度2‰出站后，以25‰的坡度下行，继续以14‰的坡度下行至区间最低点。

然后以20‰的坡度上行，最终以2‰的坡度进入丈八六路站。

2管片设计2.1本区间隧道管片采用C50P12预制钢筋混凝土管片，管片设计具体参数见下表：3管片选型的影响因素管片作为成型隧道衬砌、是隧道永久支护的一部分，会受到来自土层、地下水压力等特殊外力，如管片选型不当，会引起管片错台、开裂、隧道渗水，所以管片的选型至关重要。

选取管片主要需要考虑3方面的因素：（1）盾尾间隙；（2）推进油缸行程差；（3）铰接油缸行程差。

3.1管片选型首先要考虑盾尾间隙对管片选型的影响本工程采用小松TM614PMX-12号盾构机盾尾外径为6140mm、壁厚为40mm的圆柱形钢结构，管片的外径为6000mm。

假设拼装完成的管片中心轴线和盾尾的中心轴线重合时，则一周的盾尾间隙值为（6140-40*2-6000）=30mm，若拼装完成的管片中心轴线和盾尾的中心轴线不完全重合时，盾尾间隙就会发生偏差，盾尾间隙是管片选择的主要依据之一，当间隙过小，盾构推进过程中盾尾与管片发生摩擦，增大盾构掘进阻力，降低掘进效率，严重时损坏管片，造成隧道渗漏。

管片和盾尾通过盾尾刷密封，当盾尾间隙小于20mm，管片在拖出盾尾时，管片和盾尾刷密封会发生挤压，导致盾尾的密封效果减弱，造成盾尾浆液泄漏。

1概述西安市地铁一号线二期工程（张家村~后卫寨段）施工总承包项目工程范围内张家村站~后卫寨站区间隧道设计里程为：右线：YDK5+0.88461~YDK6+447.161，长1358.700m；左线ZDK5+0.88461~ ZDK6+430.986，长1346.319m（长链3.794m）。

区间最大纵坡28‰，最小纵坡2‰，洞顶覆土10~20.3m。

区间在里程YCK5+031.708~YCK5+ 063.730段设置暗挖区间，长32.022m，在里程YCK5+073.503设置区间风井（兼盾构接受井），长19.6m，采用明挖法施工；区间里程在YCK5+093.330~YCK6+451.589段设置盾构区间，长1358.259m。

在里程在YCK6+459.439与ZCK6+441.675处，设置盾构始发井（同时兼盾构井~后卫寨站暗挖区间施工竖井），长15.7m，采用明挖法施工。

该段区间围岩主要为密实状态的中粗砂，靠近车站局部为黄土状土和细砂，地下水潜水位埋深22.7~26.5m（11月份始发井实测水位埋深为26.3m），轨面埋深14.3~21.3m（始发井拱顶埋深为10.8m），围岩分级按Ⅵ级考虑。

本区间地下水位总体流向自西向东。

一般7~ 9月份水位埋深最大，为低水位期，12月到次年的2月份为高水位期，水位埋深最小。

本区段黏性土的渗透系数采用3~8m/d，砂类土的渗透系数采用25~35m/d，综合渗透系数选用15~30m/d。

2盾构始发方案比选分体方案1：将盾构主机放置在始发井内，连接桥及1~5台车放置在地表，暗挖隧道与盾构掘进同时进行。

此方案优点：可以提前4个月进行始发。

此方案缺点：目前的地表场地很难布置后配套设备，且暗挖隧道与盾构同时施工产生干扰；暗挖隧道完成前采用11.5×7.5m的始发井出土及运输管片、材料，施工效率很低；同步注浆管路过长，会影响注浆压力并容易堵管；需延伸的盾构机的管路较长。

地铁施工盾构机选型及施工组织探讨1 地铁施工盾构机选型1.1 盾构机类型随着制造工艺的创新优化，为满足不同地铁工程的施工需求，制造企业陆续研发出多款盾构机设备，不同型号、款式的盾构机设备的工作原理、开挖方式与设备使用性能存在明显差异。

因此，在地铁工程施工阶段，企业需要明确盾构机设备的主要类型以及各类型设备的工作原理与适用范围。

目前，盾构机的分类依据为工作原理与开挖方式两项要素。

例如，将开挖方式作为划分依据时，可以将盾构机分为网格式、敞开式以及机械式三种；而将工作原理作为划分依据时，可以将盾构机分为手掘式、全机械式、半机械式以及挤压式等类型。

在多数地铁工程中，往往配置土压盾构机或气垫式泥水盾构机。

其中，土压盾构机将开挖仓内土壤为掌子面的稳定介质，控制刀盘开展旋转切削作业，由输送机将仓内渣土向外运出，通过改变设备掘进速度以及实时出土量来调节仓内土压力。

由于这类盾构机主要依靠仓内土压力来抵抗外部水土压力，因此也被称为土压平衡盾构机。

气垫式泥水盾构机依靠压缩空气所形成的气垫对仓内泥浆进行加压处理，从而起到稳定掌子面的作用。

在设备运行期间，将所切削渣土在仓内进行混合处理，随后，通过前闸门与泥浆管道，持续将泥浆输送至地面进行渣土处理，再对处理后的泥浆进行循环使用。

与其他类型盾构机相比，气垫式泥水盾构机依靠泥水压力来稳定开挖面平衡，因此也被称为泥水盾构机。

1.2 盾构机选型原则为切实满足工程施工需求，避免造成设备性能浪费，在盾构机选型环节，应遵循从实际出发、安全可靠、经济适宜的选型原则。

1.3 盾构机选型依据在地铁工程中，为明确盾构机的选型思路，企业必须结合工程情况，提前明确盾构机选型依据，在其基础上对不同型号盾构机的使用情况进行预估，根据预估结果进行打分，配置综合评分最高的盾构机。

盾构机的选型依据具体如下：（1）工程地质水文条件。

技术人员应深入分析现场地质勘察报告，了解砾石直径、孔隙比、地下水位、含水率、粒度等信息，明确盾构机性能指标要求。