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城市地铁盾构施工方案详解(3)

(接上篇)

1.6、盾构机的主要性能

用于西班牙马德里工程的盾构机

地质:石灰石、泥灰岩、粘土;刀盘切削直径φ6140mm ;

抗压强度3501050Kg/cm235MPa105MPa;

刀盘扭矩:154 t·m ; 推力:584t 

用于美国尤克利得隧道工程的盾构机

地质:页岩、粘土 ;

刀盘切削直径:φ5970mm ;抗压强度:141Kg/cm214.1MPa) ;

刀盘扭矩:111 t ·m ; 推力:2268t

用于新加坡隧道工程的盾构掘进机

地质:砂岩、泥岩、粘土、冲积土;

刀盘直径:φ6550mm

刀盘功率:945Kw; 掘进速度1883m/

用于英格兰某工程的盾构掘进机

地质:砂岩、石灰石、淤泥、粘土;

刀盘直径:φ7350mm;  掘进速度:7.537.5m/

1.7方案实例

针对工程标段的地质条件、线路条件、周边环境以及施工、工期要求,我们先后同罗宾斯、川崎、海瑞克、小松等盾构生产厂家进行多次技术交谈,他们所提供的设备方案,都选用了复合式盾构掘进机,其结构特点如表3-4所示。

盾构掘进机结构特点比较 表3-4

项目

罗宾斯

川崎

小松

海瑞克

适应的地质条件

砂土、泥土、软岩、强、中、微风化岩,岩石抗压强度2080MPa

同左。岩石抗压强度57MPa

同左。岩石抗压强度3460MPa

砂土、泥土、软岩、强、中、微风化岩,

刀盘与切削原理

采用混合型刀盘,其上安装了用于岩石切割的盘型滚刀和用于软土开挖的切刀,其中17吋的盘型滚刀37个,切刀与边刀共84把。当开挖面处于岩层时,盾构以敞口开挖方式进行切削推进。当开挖面处于软土和不稳定地层时,则以保持开挖面稳定的土压平衡方式进行切削开挖。

混合型刀盘,其上安装了17吋的正滚刀35把,15.5吋的中心刀、边刀、超挖刀各2把,切刀48把,切削原理同左。

混合型刀盘,其上安装了17吋的单刃盘刀25把,双刃盘刀8把,切刀140把,边刀17把,切削原理同左。

混合型刀盘,其上安装了17吋的双刃盘刀21把,切刀64把,边刀8把,超挖刀1把,切削原理同左。

螺旋输送机

螺旋输送机为中心轴式,进口端位于泥土舱的底部,以利于排空土舱内的土碴。最大通过粒径为300mm

螺旋输送机为中心轴式,进口端不在底部,当进行敞口开挖岩层时,螺旋机和导料板即可伸入泥土舱内,有利于岩碴的输出,并由螺旋机的中段出料口出碴。当处于软土和不稳定地层时,螺旋机又缩回原位,以利于泥土舱内水、土压力的控制,最大粒径250300mm

螺旋机为带状式,其结构较小,最大排出粒径可达450mm,进口端位于泥土舱的底部,以利于排空舱内的土碴。

螺旋输送机为中心轴式,螺杆可伸缩,当处于岩层时,螺杆伸入泥土舱内的底部,有利于岩碴的排出,有利于两种不同切削过程的转换。最大排出粒径为250mm

主要性能参数

刀盘切削直径φ6200mm,刀盘最大转速3rpm,刀盘扭矩(功率)5850KNm900KW)总推力3300T

刀盘切削直径φ6200mm,刀盘最大转速3rpm,刀盘扭矩(功率)5732KNm900KW,总推力3234T

刀盘最大转速3.8rpm,刀盘扭矩4876KNm功率(900KW)总推力3600T

刀盘切削直径φ6320mm,刀盘最大转速6rpm,刀盘扭矩(功率)4860KNm945KW)总推力3058T


从盾构掘进机的使用实例,对比各盾构掘进机生产厂家提供的方案,综合我们自己进行的盾构性能对比和盾构掘进机参数的计算,选取具有复合式性能的盾构掘进机,完全可以达到业主要求的沉降指标、工期要求,确保施工安全。盾构掘进机方案如图所示。


(接下篇)