中铁装备盾构机常州地铁技术交流资料0803.pdf

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专业制造专业服务专业制造专业服务常州地铁常州地铁1号线号线TJ-14标标盾构方案评审汇报材料盾构方案评审汇报材料专业制造专业服务专业制造专业服务目录三、盾构典型工程案例三、盾构典型工程案例二、盾构的针对性设计及特点二、盾构的针对性设计及特点一、工程概况及掘进重难点一、工程概况及掘进重难点专业制造专业服务专业制造专业服务常州市轨道交通1号线常州市轨道交通1号线在线网中为南北方向的基本骨干线，北临长江，南临太湖，在线网中为南北方向的基本骨干线，北临长江，南临太湖，一期工程线路长33.837km。

一期工程线路长33.837km。

其中其中高架线2.161km高架线2.161km，地下线31.48km。

地下线31.48km。

共设29座车站；途径新北区、天宁区、武进区三大行政区域，串联了新港、新龙、高新、中心、湖塘、武南六大组团，线路走向北起北海路站，南至南夏墅。

共设29座车站；途径新北区、天宁区、武进区三大行政区域，串联了新港、新龙、高新、中心、湖塘、武南六大组团，线路走向北起北海路站，南至南夏墅。

专业制造专业服务专业制造专业服务本标段位于常州市新北区，共有两站本标段位于常州市新北区，共有两站（新桥站、旅游学校站）（新桥站、旅游学校站）、两区间、两区间【新桥站旅游学校站】、【旅游学校站新龙站】。

【新桥站旅游学校站】、【旅游学校站新龙站】。

专业制造专业服务专业制造专业服务【新桥站旅游学校站】【新桥站旅游学校站】左线长左线长1071.314m1071.314m，右线长，右线长1072.102m1072.102m，埋深范围，埋深范围9.115.6m9.115.6m，最小曲线半径，最小曲线半径R2000mR2000m，最大纵坡坡度，最大纵坡坡度2525，隧道下穿，隧道下穿老塘港河老塘港河及规划拆迁的新桥农业生产资料部、常州新区新桥及规划拆迁的新桥农业生产资料部、常州新区新桥合成化工厂合成化工厂。

隧道穿越地层：

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隧道穿越地层：

5层粉土、5层粉砂、6层粉质粘土5层粉土、5层粉砂、6层粉质粘土专业制造专业服务专业制造专业服务左线长左线长1132.171m1132.171m，右线长，右线长1132.186m1132.186m，埋深范围，埋深范围920m920m，最小曲线半径，最小曲线半径R3000mR3000m，最大纵坡度，最大纵坡度2525。

隧道下穿。

隧道下穿规划河道规划河道，线路两侧主要有一些规划拆迁的民用建筑。

隧道穿越地层：

，线路两侧主要有一些规划拆迁的民用建筑。

隧道穿越地层：

6层粉质粘土、5层粉砂。

6层粉质粘土、5层粉砂。

【旅游学校站新龙站】【旅游学校站新龙站】专业制造专业服务专业制造专业服务水文条件水文条件地下水按其埋藏条件可分为潜水、承压水（第层承压水和第层承压水）和基岩裂隙水。

孔隙承压水主要赋存于1-1粉土、1-2粉砂夹粉土、2粉砂、3粉砂夹粉土层中，埋深为地面下310.8m。

基岩裂隙水水水量较小，径流缓慢。

下穿老塘港河，盾构区间隧道两次下穿规划河道。

地下水按其埋藏条件可分为潜水、承压水（第层承压水和第层承压水）和基岩裂隙水。

孔隙承压水主要赋存于1-1粉土、1-2粉砂夹粉土、2粉砂、3粉砂夹粉土层中，埋深为地面下310.8m。

基岩裂隙水水水量较小，径流缓慢。

下穿老塘港河，盾构区间隧道两次下穿规划河道。

专业制造专业服务专业制造专业服务-隧道局部粉质粘土地层粘性成分多，当改良效果不佳时，刀盘、土仓可能会发生-隧道局部粉质粘土地层粘性成分多，当改良效果不佳时，刀盘、土仓可能会发生泥饼泥饼；-穿越含水粉砂及细砂层掘进；-穿越含水粉砂及细砂层掘进喷涌喷涌及及磨损磨损问题；-穿越细砂层掘进问题；-穿越细砂层掘进扭矩、推力大扭矩、推力大，土仓压力保持与地面，土仓压力保持与地面沉降控制难沉降控制难问题。

-问题。

-管片上浮管片上浮控制难；盾构控制难；盾构姿态控制难姿态控制难。

盾构掘进主要重难点：

盾构掘进主要重难点：

专业制造专业服务专业制造专业服务?

在粉质粘土、粉细砂中掘进，渗透系数小，可能会在刀盘上产生在粉质粘土、粉细砂中掘进，渗透系数小，可能会在刀盘上产生“泥饼”“泥饼”及及“糊刀”“糊刀”现象，影响掘进效率。

现象，影响掘进效率。

专业制造专业服务专业制造专业服务?

在砂层中刀盘刀具以及螺旋输送机磨损情况照片：

在砂层中刀盘刀具以及螺旋输送机磨损情况照片：

专业制造专业服务专业制造专业服务?

砂层由于摩擦阻力大，掘进中存在扭矩大（3500-4000kNm）、推力大（1500-2000T），土仓建压困难（0.5-0.7bar）等现象，对渣土改良要求高。

砂层由于摩擦阻力大，掘进中存在扭矩大（3500-4000kNm）、推力大（1500-2000T），土仓建压困难（0.5-0.7bar）等现象，对渣土改良要求高。

专业制造专业服务专业制造专业服务?

盾构在透水砂层时，易发生盾构在透水砂层时，易发生喷涌。

喷涌。

常规泡沫改良方式难以使土仓渣土具有良好的塑性，螺旋输送机的常规泡沫改良方式难以使土仓渣土具有良好的塑性，螺旋输送机的土塞效应不易形成土塞效应不易形成，在压力作用下易产生喷涌；若控制不好，易产生，在压力作用下易产生喷涌；若控制不好，易产生地表沉降地表沉降。

专业制造专业服务专业制造专业服务目录三、盾构典型工程案例三、盾构典型工程案例一、工程概况及掘进重难点一、工程概况及掘进重难点二、盾构的针对性设计及特点二、盾构的针对性设计及特点专业制造专业服务专业制造专业服务盾构整机长度82m，共配置主机、设备桥及6节拖车，如下图：

盾构整机长度82m，共配置主机、设备桥及6节拖车，如下图：

82m专业制造专业服务专业制造专业服务?

常州地铁1号线管片为常州地铁1号线管片为外径6200mm,内径5500mm外径6200mm,内径5500mm。

?

刀盘开挖直径刀盘开挖直径63606360，盾体直径，盾体直径63506350，保证开挖直径，同时减少相对于盾体的扩挖量。

，保证开挖直径，同时减少相对于盾体的扩挖量。

专业制造专业服务专业制造专业服务刀盘设计刀盘设计?

刀盘结构：

刀盘结构：

6扭腿6辐条6面板结构6扭腿6辐条6面板结构，采用圆管式主梁及圆管式扭腿，结构形式可避免泥饼，且在粉质粘土、砂层施工时搅拌扭矩较小。

，采用圆管式主梁及圆管式扭腿，结构形式可避免泥饼，且在粉质粘土、砂层施工时搅拌扭矩较小。

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开口率：

开口率：

开口率43%开口率43%，开口均匀分布，利于渣土流动，开口均匀分布，利于渣土流动流畅流畅及及土压传递更真实土压传递更真实；不利于形成刀盘泥饼。

；不利于形成刀盘泥饼。

专业制造专业服务专业制造专业服务?

布置布置72把72把切刀，宽150mm切刀，宽150mm?

布置布置44把44把仰角撕裂刀，与切刀高差35mm仰角撕裂刀，与切刀高差35mm专业制造专业服务专业制造专业服务?

刀盘刀盘外沿外沿采用直角设计，对采用直角设计，对周边地层周边地层扰动小。

扰动小。

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大圆环外部焊接大圆环外部焊接耐磨复合钢板耐磨复合钢板，同时布置，同时布置8把8把边刮刀，边刮刀，6组6组大合金保径撕裂刀和大合金保径撕裂刀和12把12把切口环保护刀，可以保证开挖直径和防止刀盘刀圈梁磨损。

切口环保护刀，可以保证开挖直径和防止刀盘刀圈梁磨损。

直角设计专业制造专业服务专业制造专业服务?

配置配置1把仿形刀1把仿形刀，可确知超挖位置及测量超挖行程。

，可确知超挖位置及测量超挖行程。

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超挖刀液压系统采用超挖刀液压系统采用独立的泵站独立的泵站，避免了主液压系统受到超挖刀系统污染的可能。

，避免了主液压系统受到超挖刀系统污染的可能。

专业制造专业服务专业制造专业服务?

刀盘刀具磨损检测刀盘刀具磨损检测：

油压式油压式刀具磨损监测装置可提前发现刀具磨损情况，避免发生刀盘盘体及刀座严重磨损的情况，刀具磨损监测装置可提前发现刀具磨损情况，避免发生刀盘盘体及刀座严重磨损的情况，布置2个位置，布置2个位置，具备磨损后可更换功能。

具备磨损后可更换功能。

磨损检测装置专业制造专业服务专业制造专业服务在中心隔板上设有在中心隔板上设有通管通管，配有球阀和堵塞棒，需要时可抽出堵塞棒，配有球阀和堵塞棒，需要时可抽出堵塞棒，使用长杆通过通管探测土仓中心泥饼使用长杆通过通管探测土仓中心泥饼，在泥饼尚未压固前，可以使用长杆机械捅开泥饼（配合高压水冲刷）。

抽出堵塞棒后，如土仓未结泥饼，存在高压地下水，则关闭球阀。

，在泥饼尚未压固前，可以使用长杆机械捅开泥饼（配合高压水冲刷）。

抽出堵塞棒后，如土仓未结泥饼，存在高压地下水，则关闭球阀。

防泥饼设计：

土仓中心泥饼探测装置防泥饼设计：

土仓中心泥饼探测装置专业制造专业服务专业制造专业服务刀盘面板均匀布置刀盘面板均匀布置6个刀盘喷口6个刀盘喷口，其其3个3个泡沫喷口，泡沫喷口，2个2个膨润土喷口，预留1路，每个喷口均为膨润土喷口，预留1路，每个喷口均为单管单泵设计；背部拆除式。

单管单泵设计；背部拆除式。

安装及工作状态洞内抽出维修或更换防泥饼设计：

渣土改良添加口防泥饼设计：

渣土改良添加口专业制造专业服务专业制造专业服务主轴承环件结构可使土仓主轴承环件结构可使土仓中心隔板固定中心隔板固定，安装有，安装有中心固定搅拌棒中心固定搅拌棒，能够有效防止土仓中心泥饼产生。

，能够有效防止土仓中心泥饼产生。

防泥饼设计：

改善土仓中心碴土流动防泥饼设计：

改善土仓中心碴土流动专业制造专业服务专业制造专业服务?

配置配置8组液压组液压驱动，额定扭矩驱动，额定扭矩6000kNm，脱困扭矩，脱困扭矩7450kNm，可以满足在砂层等对扭矩要求较高的地层中掘进；最高转速，可以满足在砂层等对扭矩要求较高的地层中掘进；最高转速2.2r/min。

根据类似地层施工经验，掘进扭矩为2400-3500。

根据类似地层施工经验，掘进扭矩为2400-3500kNm，转速为1-1.5，转速为1-1.5r/min左右。

左右。

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主驱动有较高主驱动有较高扭矩储备系数扭矩储备系数，确保在砂层等特殊地层条件下顺利通过，有效控制沉降，规避施工风险；且预留一个主驱动马达安装孔位。

，确保在砂层等特殊地层条件下顺利通过，有效控制沉降，规避施工风险；且预留一个主驱动马达安装孔位。

主驱动设计主驱动设计专业制造专业服务专业制造专业服务主轴承：

主轴承：

采用采用3061mm3061mm主轴承，具有主轴承，具有双排主推滚子双排主推滚子，可承受较大偏载。

，可承受较大偏载。

双排滚柱双排滚柱主驱动设计主驱动设计专业制造专业服务专业制造专业服务按照常州管片布置，按照常州管片布置，推进油缸为16组32根210/180-2150m推进油缸为16组32根210/180-2150m双缸形式，双缸形式，最大总推力3879T最大总推力3879T，推力面积比122.2T/m2推力面积比122.2T/m2。

分成。

分成4组4组，上6下10左8右8，每组配置1个内置行程传感器。

根据，上6下10左8右8，每组配置1个内置行程传感器。

根据根据类似地层施工经验，推力一般为900-1500T。

根据类似地层施工经验，推力一般为900-1500T。

推进系统推进系统专业制造专业服务专业制造专业服务铰接系统采用铰接系统采用高低压切换设计高低压切换设计，具有较好的脱困功能，同时，具有较好的脱困功能，同时铰接可实现分组控制铰接可实现分组控制，更好的调节盾尾姿态。

，更好的调节盾尾姿态。

分组控制铰接分组控制铰接专业制造专业服务专业制造专业服务?

采用轴式内径800mm,最大通过粒径290560mm，设计有一道前闸门和两道出渣闸门，螺旋机轴可伸缩，伸缩量900mm。

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尾部中心液压驱动，额定扭矩125kNm,最高转速25r/min。

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预留了膨润土和高分子聚合物注入接口和保压泵接口，后闸门配置蓄能装置，设备断电时，可自动关闭闸门。

螺旋输送机设计螺旋输送机设计专业制造专业服务专业制造专业服务当地下水比较丰富、土层透水系数较高，且螺旋机内的碴土难以形成“土塞”时，存在发生喷涌的风险。

针对上述难题，设计如下：

（1）盾构机出土口设置当地下水比较丰富、土层透水系数较高，且螺旋机内的碴土难以形成“土塞”时，存在发生喷涌的风险。

针对上述难题，设计如下：

（1）盾构机出土