地铁大盾构机选型实例及关键参数计算.pptx

盾构机分类及选型设计;1 盾构的分类;软土盾构;(2) 按盾构机横截面形状分类 半圆形 圆形 椭圆形 马蹄形 双圆搭接形 三圆搭接形 矩形;(3) 按盾构机横截面的形状分类 超小型盾构 φ<1m 小型盾构 3.5m≥φ≥1m 中型盾构 6m≥φ≥3.5m 大型盾构 14m≥φ≥6m 超大型盾构 18m≥φ≥14m 特大型盾构 φ>18m;;(4) 按掘削面的敞开程度分类 全部敞开式：无盖敞开式、有盖敞开式 部分敞开式：网格式 封闭式：中心支承式、中间支承式、周边支承式 ;;(5)按掘土出土器械的机械化程度程度分类 人工挖掘式 、半机械掘削式、机械掘削式;(6)按掘削面的加压平衡方式分类 外加支承式 气压式 泥水式 土压式;(7)按刀盘运动形式分类 ;(8)按盾构机特殊构造分类 中折盾构 球体盾构 异径母子盾构 重心靠前盾构 特殊构造的盾构 现场换刀盾构 可直接掘削前障碍物盾构 机体可分可合盾构 固体回收盾构 倾斜中空轴全断面机内注浆盾构 倾斜中空轴全断面机内注浆+活动前檐盾构 ;(9)按盾构机的功能、用途分类 ;(10)按盾构隧道衬砌施工方法分类 ;(11)综合分类;2 盾构选型 ;（1）以开挖面稳定为核心，盾构选型应充分把握地层条件； （2）应考虑土的塑性流动性、土的渗透系数； ——渗透系数10-5m/s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。;（4）应重视地层中有无砂砾和大卵石； ——土的渗透性、刀盘的磨耗、地层的扰动范围、刀盘的开口率、对卵石的破碎及其排出方式。 （5）应考虑土层的粒径分布； ——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???L/D）应不大于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。 ;（8）刀盘的装备扭矩也与盾构选型有关； 盾构装备扭矩T=αD3（D为盾构外径，α为扭矩系数，对泥水盾构α=9~15；土压盾构α = 8~23） 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）。;;不同地质条件下全断面掘进机选型;;盾构掘进机选型的其他条件 （1）工期条件的制约 （2）造价因素的制约 （3）环境因素的制约 （4）基地条件的制约 （5）设计路线、平面竖向曲线形状的制约 ;3.1 神华新街煤矿斜井双模盾构实例分析 1）地质概况 新街台格庙矿区斜井隧道长6505m，最大埋深达684m，隧道坡度为6°。斜井沿线地质条件复杂，穿越地层有第四系湖积物、风积沙（约150m）、白垩系砂岩、砂砾岩（约3250m）、侏罗系（含安定组和延安组）砂岩、岩、砂质泥岩等（约3105m），岩石单轴抗压强度20～60MPa，同时地层多处呈不整合接触，局部存在小型断层，地层虽发生突水的可能性小，但富水性不均。;2）盾构机选型分析 工程特点：该斜井隧道工程存在长距离、高埋深、大坡度连续下坡、地质多变等特点。 根据新街台格庙矿区地层施工条件对设备选型的特殊要求，就常用的盾构机类型进行工程适应性分析和比较。; 盾构机类型适应性分析和比较;根据新街台格庙矿区地质条件，通过各种掘进机类型的特点和适应性比较分析，我们发现只有同时具有单护盾TBM模式和土压平衡模式的双模式盾构能够完全胜任新街台格庙矿区1号矿井主副井的施工要求。 在围岩完整