盾構(gòu)與掘進(jìn)機(jī)主機(jī)構(gòu)造選型

盾構(gòu)與掘進(jìn)機(jī)施工——盾構(gòu)與掘進(jìn)機(jī)選型盾構(gòu)教研室主講：王磊SHIELD＆TBMCONSTRUCTIONTECHNOLOGYCHAPTER02盾構(gòu)與掘進(jìn)機(jī)主機(jī)構(gòu)造選型2.2.1盾構(gòu)機(jī)“機(jī)型”選擇

對(duì)于某一特定施工項(xiàng)目，根據(jù)地層情況，若選定的隧道掘進(jìn)機(jī)“類(lèi)型”為盾構(gòu)機(jī)，不論其是軟土盾構(gòu)還是復(fù)合盾構(gòu)，都有土壓平衡和泥水平衡兩種“機(jī)型”，這兩種“機(jī)型”有何區(qū)別又應(yīng)該如何選型呢？2.2主機(jī)構(gòu)造選型土壓平衡盾構(gòu)施工視頻泥水平衡盾構(gòu)施工視頻顆粒大小+滲透性+水壓2.2.1盾構(gòu)機(jī)“機(jī)型”選擇①根據(jù)地層滲透系數(shù)選型通常，當(dāng)?shù)貙拥臐B透系數(shù)小于10-7m/s時(shí)，可以選用土壓平衡盾構(gòu)；當(dāng)?shù)貙拥臐B透系數(shù)在10-7m/s和10-4m/s之間時(shí)，既可以選用土壓平衡盾構(gòu)也可以選用泥水式盾構(gòu)；當(dāng)?shù)貙拥耐杆禂?shù)大于10-4m/s時(shí)，宜選用泥水盾構(gòu)。2.2主機(jī)構(gòu)造選型2.2.1盾構(gòu)機(jī)“機(jī)型”選擇②根據(jù)地層顆粒組成選型一般來(lái)說(shuō)，細(xì)顆粒含量多，碴土易形成不透水的流塑體，容易充滿(mǎn)土倉(cāng)的每個(gè)部位，在土倉(cāng)中可以建立壓力，平衡開(kāi)挖面的土體。通常，當(dāng)巖土中的粉粒和粘粒的總量達(dá)到40%以上時(shí)，通常會(huì)選用土壓平衡盾構(gòu)，相反的情況選擇泥水盾構(gòu)比較合適。粉粒以0.075mm為界，粘粒以0.005mm為界。2.2主機(jī)構(gòu)造選型EPB＆SPBSPBEPBEPB—EarthPressureBalanceShield土壓平衡盾構(gòu)SPB—SlurryPressureBalanceShield泥水平衡盾構(gòu)粒徑小于0.001mm的土顆粒占50%粉粒和粘粒含量占68%粉粒和粘粒含量占98%0.0010.075注意：雖然土壤滲透系數(shù)及顆粒組成對(duì)盾構(gòu)選型有一定的參考價(jià)值，但并不意味著滲透系數(shù)大，細(xì)顆粒少的地層就一定不用選擇土壓平衡盾構(gòu)。

如圖所示為經(jīng)過(guò)外加劑改良的砂卵石地層，其狀態(tài)和性質(zhì)很適合土壓平衡盾構(gòu)出渣，因此，對(duì)于砂卵石這類(lèi)滲透性強(qiáng)，顆粒松散的地層，配合有效的渣土改良也可采用土壓平衡盾構(gòu)。2.2主機(jī)構(gòu)造選型2.2.1盾構(gòu)機(jī)“機(jī)型”選擇2.2.1盾構(gòu)機(jī)“機(jī)型”選擇③根據(jù)地層水壓大小選型當(dāng)水壓大于0.3MPa時(shí)，適宜采用泥水盾構(gòu)。如果采用土壓平衡盾構(gòu)，螺旋輸送機(jī)難以形成有效的土塞效應(yīng)，在螺旋輸送機(jī)排土閘門(mén)處易發(fā)生碴土噴涌現(xiàn)象，引起土倉(cāng)中土壓力下降，導(dǎo)致開(kāi)挖面坍塌。當(dāng)水壓大于0.3MPa時(shí)，如因地質(zhì)原因需采用土壓平衡盾構(gòu)，則需增大螺旋輸送機(jī)的長(zhǎng)度，或采用二級(jí)螺旋輸送機(jī)。2.2主機(jī)構(gòu)造選型010203對(duì)泥水盾構(gòu)而言，泥漿中的懸浮或半懸浮狀態(tài)的細(xì)土顆粒即便經(jīng)過(guò)處理也不能完全分離，易污染環(huán)境。環(huán)保因素從保持工作面的穩(wěn)定、控制地面沉降的角度來(lái)看，使用泥水盾構(gòu)要比使用土壓平衡盾構(gòu)的效果好一些，特別是在河湖等水體下、在密集的建筑物或構(gòu)筑物下及上軟下硬的地層中施工時(shí)。安全因素盾構(gòu)施工段工程地質(zhì)的復(fù)雜性主要反映在基礎(chǔ)地質(zhì)(主要是圍巖巖性)和工程地質(zhì)特性的多變方面。工程地質(zhì)因素2.2主機(jī)構(gòu)造選型2.2.1盾構(gòu)機(jī)“機(jī)型”選擇其他因素

2.2.2TBM“機(jī)型”選擇

對(duì)于某一特定施工項(xiàng)目，根據(jù)地層情況，若選定的隧道掘進(jìn)機(jī)“類(lèi)型”為T(mén)BM，應(yīng)如何在開(kāi)敞式TBM、單護(hù)盾TBM和雙護(hù)盾TBM三種機(jī)型之間選型呢？2.2主機(jī)構(gòu)造選型開(kāi)敞式TBM施工視頻單護(hù)盾TBM施工視頻雙護(hù)盾TBM施工視頻圍巖等級(jí)+不良地質(zhì)分布情況根據(jù)圍巖等級(jí)選型雙護(hù)盾TBM開(kāi)敞式TBM單護(hù)盾TBM圍巖等級(jí)較差（但掌子面能自穩(wěn)）的中等長(zhǎng)度隧道圍巖等級(jí)良好的硬巖地層中使用圍巖條件復(fù)雜的長(zhǎng)隧道開(kāi)挖，一般適應(yīng)于中厚埋深、中高強(qiáng)度、穩(wěn)定性基本良好地質(zhì)的隧道2.2.2TBM“機(jī)型”選擇2.2主機(jī)構(gòu)造選型根據(jù)圍巖等級(jí)選型不良地質(zhì)主要指斷層破碎帶等薄弱地質(zhì)，由于不同TBM對(duì)不良地質(zhì)的適應(yīng)性有較大差異，TBM選型時(shí)應(yīng)予以著重考慮。開(kāi)敞式TBM單護(hù)盾TBM雙護(hù)盾TBM根據(jù)不良地質(zhì)分布情況選型圍巖等級(jí)良好，無(wú)不良地質(zhì)或僅在局部分布，則多采用開(kāi)敞式TBM，針對(duì)不良地質(zhì)，可能需要配備地層加固設(shè)備。圍巖中不良地質(zhì)分布較多（掌子面能自穩(wěn)），則多采用單護(hù)盾TBM圍巖中不良地質(zhì)僅在部分區(qū)域集中分布，或部分區(qū)間不良地質(zhì)現(xiàn)象較多，則可采用雙護(hù)盾TBM，在圍巖良好地段采用