1、目錄 第一章 工程概況31.1工程概況31.2地質概況51.2.1x區間地質概括51.2.2x區間地質概括51.2.3盾構區間主要穿越地層描述61.3 盾構區間水文情況91.4 周邊建（構）筑物情況101.4.1x區間主要穿越建（構）筑物情況101.4.2 x區間主要穿越建構筑物情況111.5 工期要求12第二章 工程重點難點分析及針對性設計132.1本工程施工的重點、難點132.2 針對工程重難點設備的針對性設計13第三章 盾構機技術要求及主要參數163.1 本工程對盾構機的技術要求163.2 擬選盾構機情況163.3 盾構機參數173.4 盾構機及后配套簡圖29第四章 盾構機適應性分析32

2、4.1 盾構機組成324.2 刀盤和刀具324.3驅動系統354.4推進系統364.5螺旋輸送機系統374.6 渣土改良系統384.7 耐磨措施394.8 雙艙人閘系統394.9皮帶輸送機系統414.10 管片吊運系統424.11 拼裝系統424.12 土壓控制系統434.13 注漿系統444.14密封系統454.15 數據采集系統464.16盾構機適應性分析48第五章 風險源及應對措施495.1風險源基本情況描述495.2風險源應對措施50第六章 結論52第七章 附件5354 第一章 工程概況1.1工程概況x地鐵七號線D7-TA03標土建一工區盾構區間共兩個，即x區間、x區間。x站福建路站區

3、間設計范圍為起訖里程右DK17+369.262右DK18+335.055，右線總長965.793m（雙延米）。其中里程右DK17+369.262右DK17+474.019為明挖段，長104.757m，含一座盾構井；里程右DK17+474.019右DK18+335.055為盾構段，長861.036m，含一座聯絡通道及泵房。x區間隧道起訖里程為右CK18+542.257右CK20+111.108，長1568.851m（雙延米），含1座聯絡通道和1座聯絡通道及泵房區間隧道采用盾構施工法。 盾構管片外徑6200mm，管片內徑5500mm,管片厚度350mm，環寬1200mm。隧道相關參數表名稱線間距坡

4、度形式最小曲線半徑最小埋深最大埋深最大縱坡x區間1116.5m“V”型坡R=300m15.4m25.3m28x區間1317m“W”型坡R=400m16.8m26.8m25.8 x區間線路出x站后向西北前行，下穿十四所地塊、房管所住宅樓、干休所、南師大附中宿舍，向東北偏轉至察哈爾路，下穿南師大附中地下通道、過街天橋、沿察哈爾路前行到達福建路站。x區間線路出福建路站后沿福建路向東北前行，側穿福建路兩側住宅樓及門店房、行政院長官邸（市級文物）、下穿福建路西橋、福建路橋、房屋、明城墻遺址、愛民橋到達城河村站，具體平面圖見下圖。x區間平面圖x區間平面圖1.2地質概況1.2.1x區間地質概括 x區間隧道穿

5、越地層主要以粉質黏土、中等風化泥巖、含礫粉質黏土、中等風化砂巖、粉砂、粉土為主，隧道上層覆土依次為雜填土、素填土、粉砂、粉土、粉質黏土、砂巖。沿線下伏基巖為侏羅系象山群泥巖、泥質粉砂巖、砂巖、含礫砂巖。巖面起伏較大，巖石強度較高。 區間地質屬上軟下硬復合地層。隧道區間地質概況見下圖：x區間地質剖面圖1.2.2x區間地質概括x區間隧道穿越地層主要以-2d2-3粉砂、-1b2粉質黏土為主，隧道上層覆土依次為雜填土、素填土、粉質黏土、粉砂、粉土。沿線下伏基巖為三疊系范家塘組碎裂泥巖。巖面起伏較大，一般埋深在13.832.1m左右。 隧道區間地質概況見下圖：x區間地質剖面圖1.2.3盾構區間主要穿越地

6、層描述x區間隧道穿越地層主要以粉質黏土、中等風化泥巖、J1-2x-2b強風化砂巖、含礫粉質黏土、中等風化砂巖、粉砂、粉土為主。x區間隧道主要穿越地層主要以-2d2-3粉砂、-1b2粉質黏土為主。（1）x區間區間隧道底板以下土層主要為層粉質黏土，強風化、中風化巖。隧道左線：x站左CK17+546區段，隧道底板地層為J1-2x-2b層強風化砂巖，隧道穿越地層主要為J1-2x-2b層強風化砂巖、-2b2-3粉質黏土，強風化巖飽和抗壓強度7.74MPa，屬上軟下硬復合地層；左CK17+546CK17+777.5區段，隧道底板地層為-2b2-3粉質黏土，隧道穿越地層主要為-1b2粉質黏土、-2b2-3粉

7、質黏土，為黏性土；左CK17+777.5CK18+197.8區段，隧道底板地層為J1-2x-3a、J1-2x-3b中風化巖，隧道穿越地層主要為-3b1-2粉質黏土、J1-2x-3a、J1-2x-3b中風化巖，中風化巖最高抗壓強度達到53.2 MPa；左CK18+197.8福建路站區段，隧道底板地層為主要為-2d2-3粉砂層。隧道右線：x站右CK17+620區段，隧道底板地層為J1-2x-2a、J1-2x-2b層強風化巖，隧道穿越地層主要為J1-2x-2a、J1-2x-2b層強風化巖、-2b2-3粉質黏土，強風化巖飽和抗壓強度53.2 MPa，屬上軟下硬復合地層；右CK17+620CK18+45

8、.9區段，隧道底板地層為J1-2x-3a中等風化泥巖，隧道穿越地層主要為J1-2x-2a強風化泥巖、J1-2x-3a中等風化泥巖；右CK18+45.9CK18+276.5區段，隧道底板地層為-3b1-2粉質黏土、-2b3-4粉質黏土，隧道穿越地層主要為-3b1-2粉質黏土、-4e2-3含礫粉質黏土、-2b3-4粉質黏土；右CK18+276.5福建路站區段，隧道底板地層為主要為-2c2-3粉土層。由于黏性土層及強風化巖、中風化巖的工程特性差異明顯，因此擬建地基為不均勻地基。擬建隧道底板位于風化基巖層時，工程地質條件較好，一般隧道結構變形不大。隧道底板位于粉質粘土、粉砂層時，呈中壓縮性，工程地質條

9、件一般。（2）x區間x區間隧道主要穿越地層主要以-2d2-3粉砂、-1b2粉質黏土為主，沿線隧道底板位于為-2d2-3粉砂、-3d1-2粉砂、-2b3-4粉質黏土、-3b2-3粉質黏土、-1b2粉質黏土、-2b2-3粉質黏土中，整體穩定性一般，綜合評價地基的穩定性一般。x區間穿越地層特征見下表：x區間主要穿越地層特征一覽表名稱時代成因層 號地層名稱顏色狀態特征描述x區間Q41-2-1b2粉質黏土灰黃、黃褐色可塑含較多鐵錳質斑點，切面光滑、有光澤，干強度中等，韌性中等。-3b1-2粉質黏土灰黃、黃褐色硬塑，局部可塑含少量鐵錳質結核及次生黏土團塊，切面光滑、較有光澤，干強度中等，韌性中等。-2b2

10、-3粉質黏土灰黃、黃褐色可塑，局部軟塑切面光滑、較有光澤，干強度中等，韌性中等，含少量鐵錳質結核，偶見青灰團塊，局部粉粒含量偏高Q42-3-2b3-4粉質黏土灰色流塑，局部軟塑含少量腐殖物，具腥臭味，局部夾少量粉土粉砂薄層，切面光滑、稍有光澤，干強度、韌性中等。-2c3粉土灰色中密稍密局部夾粉砂薄層，搖振反應迅速，切面粗糙無光澤反應，中壓縮性，低干強度，低韌性。J1-2xJ1-2x-2b強風化砂巖灰黃色碎塊狀細粒砂狀結構，層狀構造，組織結構大部分破壞，裂隙發育，巖芯多呈碎塊狀，錘擊聲啞、易碎；屬軟巖，極破碎，巖體基本質量等級為。J1-2x-3b中等風化砂巖紫紅、灰色較軟巖較硬巖細粒砂狀結構，層

11、狀構造，裂隙不發育，見少量70度及近90度裂隙，巖體較完整，巖芯多呈短柱狀中長柱狀，節長10100cm，少量呈碎塊狀，錘擊聲脆，不易碎；屬較軟巖較硬巖，較完整完整，巖體基本質量等級為。J1-2x-3a中等風化泥巖棕紅色軟巖泥質結構，層狀構造，裂隙不發育，巖體完整，巖芯多呈長柱，少量巖芯呈碎塊狀，局部見近90度節理，一般柱長2040cm，個別4060cm；屬軟巖，較完整完整，巖體基本質量等級為。x區間主要穿越地層特征一覽表x區間Q42-3-2d2-3粉砂灰色稍密-中密主要礦物成分為長石、石英，云母次之，局部夾少量粉土薄層Q41-2-1b2粉質黏土灰色、褐黃色可塑局部含少量鐵錳質氧化物及鐵錳質結核

12、，切面稍有光澤，干強度中等，韌性中等1.3 盾構區間水文情況 根據地下水賦存條件，場區地下水類型主要為松散巖類孔隙水及基巖裂隙水。松散巖類孔隙水根據其埋藏條件和水力性質，主要為孔隙潛水。（1）孔隙潛水近地表分布，主要賦存于淺部層人工填土中及福建路站附近層粉土、粉砂中。層填土成份復雜，極不均勻，其透水性較好、賦水性較差。該含水層水位埋深主要受大氣降水及地形控制。層粉土、粉砂透水性，賦水性均較好。（2）基巖裂隙水基巖裂隙水主要賦存于基巖全、強風化帶中，中風化帶巖芯較完整，裂隙發育，多閉合或充填，賦水性較差；其強風化帶巖芯較破碎破碎，呈碎塊狀、塊狀，存在一定的賦水空間，但由于裂隙方向不一，且裂隙間多

13、被巖石劇烈風化后的泥狀殘留物充填，并未形成統一的滲流路徑，本次勘察揭示其賦水性較差。各巖土層滲透系數及透水性評價 層號巖土名稱室內試驗滲透系數最大值10-6(cm/s)滲透系數建議值10-6 (cm/s)滲透性KvKhK-1雜填土2000中等透水-2素填土10微弱透水-1b2-3粉質黏土5微透水-1d3粉砂600弱透水-2b3-4粉質黏土5.393.8810微弱透水-2c3粉土14.2120.96100弱透水-2d2-3粉砂1200中等透水-4e圓礫1500中等透水-1b2粉質黏土0.040.065微透水-2b2-3粉質黏土0.150.445微透水-3b1-2粉質黏土0.050.115微透水-

14、4e2-3含礫粉質黏土10微弱透水J1-2x-1a全風化泥巖0.040.055微弱透水J1-2x-2a強風化泥巖1050微弱透水J1-2x-3a中等風化泥巖5微透水J1-2x-2b強風化砂巖1050微弱透水J1-2x-3b中等風化砂巖5微透水1.4 周邊建（構）筑物情況1.4.1x區間穿越主要建（構）筑物情況x站福建路站區間起始自x站（近x立交）起，下穿中國電子科技集團公司第十四研究所拆遷區，并下穿回龍橋、沿線鎮江路和南師附中學校后向東拐入察哈爾路，沿線途經居民住宅樓、南師附中、南師附中過街天橋、南師大附中地下通道、x政治學院，至福建路站（現狀為福建路與察哈爾路交叉路口）與地鐵5號線換乘。區間

15、周邊地下管線較多，主要沿察哈爾路、福建路兩側分布。詳見下表：x區間穿越主要建（構）筑物一覽表編號建（構）筑物名稱基礎結構層高與區間關系1住宅樓條形基礎磚混結構34側穿2晚市03棟住宅樓筏板基礎磚混結構7下穿3晚市02棟住宅樓筏板基礎磚混結構7下穿4門店房條形基礎磚混結構2下穿5回龍橋12號住宅樓筏板基礎磚混結構6下穿6房管所1#住宅樓條形基礎磚混結構7側穿7鎮江路2#住宅樓筏板基礎磚混結構7下穿8鎮江路6#住宅樓筏板基礎磚混結構7下穿9房管所7#住宅樓條形基礎磚混結構7側穿10回龍橋乙-1宿舍樓條形基礎磚混結構5側穿11房管所9#住宅樓條形基礎磚混結構6側穿12回龍橋甲-1宿舍樓條形基礎磚混結

16、構5下穿13通信局招待所條形基礎磚混結構4側穿143#住宅樓人工挖孔樁基礎樁徑1m磚混結構7下穿152#住宅樓人工挖孔樁基礎樁徑1m磚混結構7下穿16鎮江路8號部隊02棟住宅樓人工挖孔樁基礎樁徑1m磚混結構7下穿17鎮江路住宅樓條形基礎框架結構37下穿18干休所住宅樓條形基礎磚混結構4側穿19南師大附中5棟宿舍樓條形基礎磚混結構4下穿20南師附中04棟教工宿舍條形基礎磚混結構7下穿21南師附中2棟教工宿舍柱下獨立基礎框架結構5下穿22南師附中1棟教工宿舍筏板基礎框架結構5下穿23南師大附中地下通道工法樁框架結構下穿24體育中心鉆孔灌注樁樁基礎框架結構24側穿25南師大附中過街天橋下穿1.4.2

17、 x區間穿主要越建（構）筑物情況x區間線路出福建路站后沿福建路向東北前行，側穿福建路兩側住宅樓及門店房、行政院長官邸（市級文物）、下穿福建路西橋、福建路橋、房屋、明城墻遺址、愛民橋到達城河村站，詳見下表：x區間穿越主要建（構）筑物一覽表編號名稱基礎結構樁長/層高與區間關系備注1行政院長官邸（市級文物）側穿2福建路西橋鉆孔灌注樁基礎1000簡支空心板梁30下穿拆復建3福建路橋鉆孔灌注樁基礎1000簡支空心板梁3744下穿4愛民橋天然基礎單孔單跨結構下穿5住宅樓6下穿6住宅樓條形基礎磚混結構3下穿7明城墻遺址下穿1.5 工期要求1#盾構機在x區間右線于2018.12月下井始發，掘進至福建路站小里程

18、端接收井后于吊出轉場至左線于2019.8月進行二次拼裝始發，于2020.1月在福建路站小里程端接收吊出。右線到達時間2019年06月30日與左線到達2020年1月31日。1#盾構機在福建路站左線于2020.10.31日下井拼裝始發，然后向城河村站進行掘進，于2021.7.31完成掘進接收吊出；2#盾構機在福建路站右線于2020.10.30日下井拼裝始發，然后向城河村站進行掘進，于2021.7.31完成掘進接收吊出第二章 工程重難點分析及針對性設計 2.1本工程施工的重點、難點1、隧道區間在復合地層中，軟土到達硬巖地層，極易造成刀盤結餅及地表沉降；2、x站左DK17+546區段隧道穿越地層主要為

19、J1-2x-2b層強風化砂巖、-2b2-3粉質黏土，強風化巖飽和抗壓強度7.74MPa，屬上軟下硬復合地層，盾構盾構姿態不易控制，易引起超挖，從而引起地表沉降；x區間左DK17+777.5DK18+197.8區段，存在全斷面巖層，中風化巖最高抗壓強度達到53.2 MPa，巖層硬，掘進難度大，容易造成刀具磨損，推力增大。3、x區間左DK18+197.8福建路站區段（右DK18+276.5福建路站）分布有粉土、粉砂層，建路站附近分布有-2b3-4層流塑軟塑粉質黏土，漏水漏漿，姿態難以控制，掘進施工時極易產生坍塌，出現涌水、流砂現象，極易造成地表沉降。4、區間下穿眾多建（構）筑物。盾構施工不當極易引

20、起建（構）筑物下沉、開裂及傾斜等情況5、區間線路平面最小轉彎半徑為300m，縱斷面采用“V”型坡，最大縱坡28.0，盾構姿態及地表沉降控制難度較大。2.2 針對工程重難點設備的針對性設計1、隧道區間在復合地層中，軟土到達硬巖地層，極易造成刀盤結餅及地表沉降的情況，盾構機進行的針對性技術要求設計。 1）采用兩臺注漿泵，四路主入口，并配備二次注漿泵。 2）優化刀盤設計，采用合理的開口率。 3）土壤改良系統配置有6個泡沫管路，采用的是單管單泵設計，防止管路堵塞，確保渣土改良效果。2、x站左DK17+546區段隧道穿越地層主要為J1-2x-2b層強風化砂巖、-2b2-3粉質黏土，強風化巖飽和抗壓強度7

21、.74MPa，屬上軟下硬復合地層，盾構盾構姿態不易控制，易引起超挖，從而引起地表沉降；x區間左DK17+777.5DK18+197.8區段，存在全斷面巖層，中風化巖最高抗壓強度達到53.2 MPa，巖層硬，掘進難度大，容易造成刀具磨損，推力增大的情況，盾構機進行的針對性技術要求設計。1）隧道通過上軟下硬復合地層時，本區間采用土壓平衡盾構機，確保上部土體的穩定性。2）針對硬巖地層，優化了刀盤設計，刀盤采用4輻條+4面板的設計形式，并配置了34把滾刀，增加兩把貝殼刀，同時加強刀箱和刀具的耐磨保護，提高在硬巖地層的適應能力。3）螺旋機在外護筒內表面及螺桿部位都進行通體的耐磨保護。4）盾構機最大推力設

22、置了55742KN,脫困為扭矩8687KNm3、x區間左DK18+197.8福建路站區段（右DK18+276.5福建路站）分布有粉土、粉砂層，建路站附近分布有-2b3-4層流塑軟塑粉質黏土，漏水漏漿，姿態難以控制，掘進施工時極易產生坍塌，出現涌水、流砂現象，極易造成地表沉降的情況，盾構機進行的針對性技術要求設計。1）同步注漿系統在盾構機外殼的上、下半部各設有兩處注入口，同時可實現分路注漿，能滿足及時均勻填充盾尾間隙的要求。2）螺旋機設置了防涌門剪式（1個），并且配置了渣土改良注入口（8個）。當盾構機經過透水砂層時，通過有效的渣土改良技術，可有效控制涌砂、涌水現象發生。3）) 盾構機具有土壓平衡

23、的功能。4）盾構機配置高密度膨潤土注入系統。5）盾尾處安裝了3排鋼絲刷，每兩排鋼絲刷之間都注入足量的盾尾密封脂，以保證盾尾良好的密封性。4、區間下穿眾多建（構）筑物。施工過程中，易引起房屋下沉、開裂及傾斜等情況，盾構機進行的針對性技術要求設計。1）盾構機具有土壓平衡的功能，并且配置了土壓傳感器（6個），盾構機在掘進過程中能保持土體穩定，以確保地表沉降嚴格控制在允許范圍內。2）盾構機配置了同步注漿系統（注漿口數量4路）及二次注漿系統。5、區間線路平面最小轉彎半徑為300m，縱斷面采用“V”型坡，最大縱坡28.0，盾構姿態及地表沉降控制難度較大1）所選盾構的盾尾間隙設計為60mm，最小轉彎半徑20

24、0m，最大爬坡能力為50，設計滿足施工要求。2）測量導向系統選用DDJ類型, 精度2（），全站儀選用Leica TS16。測量導向系統滿足區間最小曲線半徑僅為300米施工的要求。3）盾構機設置了主動鉸接，并配備一把超挖刀，提高盾構機在曲線上的糾偏功能第三章 盾構機技術要求及主要參數 3.1 本工程對盾構機的技術要求本工區隧道地層主要由粉質黏土、中等風化泥巖、含礫粉質黏土、中等風化砂巖、粉砂、粉土組成，所以盾構適應性應是重點考慮的問題。盾構在此地段的施工時應重點考慮以下原則： 1、良好的土層切削能力；（刀盤及主驅動系統，推進系統） 2、準確、穩定的土壓平衡控制能力；（土壓控制系統） 3、良好的地

25、層填充能力；（注漿統及后方臺車二次注漿臺） 4、良好的止漿能力；（盾尾密封系統） 5、良好的土壤改良能力；（泡沫系統） 6、精準的盾構掘進導向能力；（導向系統）7、可靠的安全裝置保護換刀操作人員安全。（人閘系統） 8、具備足夠的刀盤驅動扭矩和盾構推力9、合理的刀盤及刀具設計10、盾構具備防噴涌功能3.2 擬選盾構機情況盾構機型號鐵建重工土壓平衡盾構機ZTE使用地段x七號線D7-TA03標土建一工區盾構區間生產完成時間2018年10月設計壽命10000m已推進里程0設備狀態全新設備備注出廠前進行驗收3.3 盾構機參數主部件名稱細目部件名稱參數配置備注工程概述區間名稱x地鐵主要地質條件砂質粉土、粉

26、砂、全風化泥巖管片規格（外徑/內徑-寬度）6200/5500-1200/1500管片分塊數量3+2+1管片縱向連接數量16管片最大重量（t）5隧道坡度()28最小水平曲線半徑（m）300整機概述設備型號ZTE主機長度(m)約8.39含刀盤整機總長(m)約84總重（t）約450裝機功率（kW）約1700（僅設備上）水平轉彎半徑(m)200縱向爬坡能力()50刀盤類型復合式開挖直徑（m）6440刀盤開口率（%）約38主要結構件材質Q345C泡沫口數量（個）6主動攪拌臂數量（個）2耐磨措施刀盤面板和外周焊接耐磨鋼板刀具中心刀具（把）4把（雙聯）正面滾刀（把）22邊緣滾刀（把）12切刀（把）32貝殼刀

27、（對）8邊緣刮刀（對）8刀間距（mm）95注水保護刀（對）5刀高配置滾刀 175mm切刀 130mm磨損檢測點數量（個）1中心回轉接頭通道數量6路泡沫+液壓+電氣主驅動驅動型式液壓驅動支承類型中心支承驅動數量（組）8轉速范圍（rpm）0-3.45額定扭矩（kNm）6846脫困扭矩（kNm）8687最大工作壓力（bar）10主軸承類型3排圓柱滾子軸承主軸承直徑（mm）3020主軸承壽命（h）10000ISO L10密封型式外密封1道端面聚氨酯密封+1道軸向聚氨酯密封+1道橡膠密封；內密封2道唇形密封密封潤滑方式自動潤滑盾體超前注漿孔數量（個）10前盾外徑/板厚（mm）6410/50被動攪拌臂數量

28、（個）2前盾殼體潤滑孔數量（個）6土壓傳感器數量（個）6中盾直徑（mm）6400/40中盾殼體潤滑孔數量（個）6尾盾直徑（mm）6390/35尾盾密封刷（道）3道鋼絲刷尾盾止漿板（道）1盾尾間隙（mm）30同步注漿管數量（根）24+4內置式注脂管數量（根）26盾體主要結構件材質Q345B人艙型式雙艙并聯主艙容納人數（個）3副艙容納人數（個）2最大工作壓力（bar）5螺旋輸送機螺旋軸型式有軸式筒體內徑（mm）820最大通過粒徑（mm）300590最大出渣能力（m3/h）350驅動形式后部中心驅動驅動組數量（組）1最大扭矩（kN.m）178轉速范圍（r/min）0-19旋轉方向正/反出渣門數量（道

29、）2雙閘門防涌門形式剪式（1個）觀察口數量（個）5渣土改良注入口（個）8土壓傳感器數量（個）1保壓泵接口有油缸伸縮行程（mm）1000密封3道唇型密封密封潤滑方式自動潤滑管片拼裝機型式雙梁式，機械抓取轉速范圍（rpm）01.3縱向移動行程（mm）2000徑向提升行程（mm）1200自由度數量（個）6旋轉角度（）200抓取能力（kN）120額定轉動扭矩（kN.m）300控制方式無線（預留有線接口）管片吊機型式雙梁式驅動型式鏈輪鏈條驅動起吊重量（t）25起吊速度（m/min）低速0.8，高速4起吊高度（mm）3000水平行走速度（m/min）10控制方式搖控+線控皮帶機傾斜段角度（）11驅動方式電

30、機驅動帶速（m/s）3輸送能力（m3/h）450帶寬（mm）800帶長（m）約125刮渣器數量（道）4打滑檢測裝置有后配套拖車拖車數量（個）1+6內凈寬（mm）1800拖車軌中心距（mm）2080軌枕高度（mm）345編組列車軌距（mm）900mm單側設備限界（mm）2150液壓系統油箱容量（m3）4.5液壓油ISO VG46推進系統油缸規格（mm）260/190-2150缸徑/桿徑-行程最大推進速度（mm/min）80油缸數量（根）30行程傳感器數量（個）4內置式分區數4區最大推力（kN）55747350bar鉸接系統鉸接形式主動鉸接油缸規格（mm）310/210-200缸徑/桿徑-行程油缸

31、數量（根）14行程傳感器數量（個）4內置式最大收縮力（kN）36982350bar鉸接角度（）1.8密封型式2道組合密封潤滑方式自動潤滑同步注漿系統注漿泵型式柱塞式盾尾管路布置形式內置式注漿泵數量（個）2注漿能力（m3/h）210注漿口數量（路）4砂漿罐容量（m3）8砂漿罐兩端潤滑形式自動潤滑膨潤土系統膨潤土泵型式活塞泵膨潤土泵數量（個）2膨潤土泵能力（m3/h）15單臺膨潤土罐容量（m3）6注入口數量（個）刀盤6+螺旋輸送機8+隔板2泡沫系統管路注入數量刀盤6+螺旋輸送機8+隔板2混合液注入量（m3/h）61.2泡沫發生器數量（個）6控制方式自動/半自動/手動泡沫原液箱容積（m3）1混合液箱

32、容積（m3）1壓縮空氣系統數量（個）2出口壓力（bar）8單臺能力（m3/min）9.3氣罐容量（m3）1供氣分配網后配套每節拖車上過濾器有工業供水及冷卻系統外循環進水量（m3/h）50設備要求供水壓力（bar）58進水溫度（）25管路規格DN80建議外循環進水管路不小于DN100水管卷筒數量（個）1水管長度（m）20冷卻系統型式內外循環冷卻內循環水泵離心泵盾尾油脂系統油脂泵型式氣動式油脂泵能力（ml/次）196油脂泵壓力（bar）450氣壓為6bar油脂桶規格（L）20055加侖主驅動密封系統油脂系統型式集中潤滑主驅動油脂泵型式氣動+電動注入主驅動油脂泵能力（ml/次）40主驅動油脂泵壓力（

33、bar）480氣壓為6bar油脂桶規格（L）20055加侖排污系統主機污水泵型式氣動隔膜泵主機污水泵最大能力（m3/h）50后配套污水泵型式離心泵后配套污水泵能力（m3/h）20污水箱容量（m3）4保壓及呼吸系統自動保壓系統PID系統自動保壓系統數量（套）2（其中一套為備用）二次供風系統風管儲存筒數量（個）2風管儲存長度（m）100風管直徑（mm）600通風流量（m3/s）10隧道主風管直徑（mm）1000供電系統初級電壓等級10kV，50Hz次級電壓（V）400/690功率因數0.9變壓器型式干式變壓器容量（kVA）1200+800變壓器數量（個）1集成箱式電氣系統防護等級IP55電纜存儲容

34、量（m）400無高壓電纜隧道內高壓電纜截面（mm2）370+335/3導向系統類型DDJ精度（）2全站儀Leica TS16控制系統可編程控制器西門子S71500監控系統地面監控1臺主機，3個顯示器攝像頭（個）6通信系統電話（部）6數據采集系統操作系統Win7professional sp1存儲介質（內存/硬盤）4GB/（240+240）GB固態硬盤照明系統應急照明時間（min）90消防系統滅火器類型干粉、CO2滅火器數量（個）18有害氣體監測系統監測傳感器型式便攜式、固定式各一套監測傳感器數量（個）4監測氣體類型CO、O2、CH4、H2S裝機功率刀盤驅動系統（kW）3315刀盤補油泵（kW）

35、30先導控制泵（kW）7.5螺旋輸送機（kW）200螺旋輸送機補油泵（kW）30推進及輔助系統（kW）90管片拼裝機及注漿系統（kW）55液壓油箱過濾泵（kW）15主驅動潤滑系統（kW）4仿形刀（kW）7.5空壓機（kW）255膨潤土泵（kW）215泡沫混合液泵（kW）61.5泡沫原液泵（kW）1.1增壓水泵（kW）5.5內循環水泵（kW）15污水泵（kW）11同步注漿砂漿罐攪拌（kW）7.5水管卷筒（kW）3皮帶機（kW）37二次風機（kW）15管片吊機（kW）27.53.4 盾構機及后配套簡圖盾構機總圖盾體簡圖一號臺車右側圖一號臺車左側圖二號臺車右側圖二號臺車左側圖第四章 盾構機適應性分析

36、4.1 盾構機組成 土壓平衡式盾構機施工體系主要由刀盤系統、推進系統、出土系統、液壓系統、管片拼裝系統、同步注漿系統、泡沫注入系統、數據采集系統、測量系統及后配套臺車等系統組成。 盾構機在掘進時，16組雙缸千斤頂伸出，頂在后方管片上向前行走。同時，刀盤轉動切削前方土體，土體在刀盤后土倉內建立一定土壓力與外部土壓力平衡，即在前方建立了臨時支護面。螺旋輸送機不斷的把前方多余土方通過皮帶輸送機輸送到后方土箱車內。與此同時，盾尾處進行同步注漿，填充開挖后形成的空隙量。整個掘進系統由Win7professional sp1操作系統采集信號，達到采集、處理、診斷。測量系統由前方三個棱鏡組、Leica TS

37、16全站儀、后視棱鏡組成，進行同步測量監控，指導施工。4.2 刀盤和刀具 刀盤采用4輻條+4面板的設計形式，開口率為38%。在保證刀盤剛度、強度和刀具數量基本不變的前提下，保證了開口的均勻布置 ；刀盤不僅有助于隧道開挖面的剛性支護，也能保證渣土的流暢排除。根據鐵建重工的經驗和預料的地質狀況，采用安裝了滾刀和切刀的刀盤。在刀盤設計中，硬巖刀具（滾刀）可以根據地質情況換成軟土刀具（齒刀）。盾構機刀盤示意圖刀盤簡圖刀具布置圖紙刀具中心刀具正面滾刀邊緣滾刀切刀邊緣刮刀貝殼刀超挖刀注水保護刀數量4把（雙聯）22把12把32把8對8對1把5對 滾刀：滾刀帶有高度耐磨的合金齒切削環，刀高直徑175mm。刀箱

38、焊接Hardox耐磨保護塊。 邊緣刮刀：軟土刀具有高耐磨的鋼刀體和高質量的硬質合金刀刃。刮刀兩側采用耐磨焊絲保護。 切刀：切刀的前刀面硬質堆焊刀刃，同時刀具后端由硬質合金球齒保護。 所選盾構共配置113把刀具和2套刀具磨損檢測裝置。滾刀與切刀、邊緣刮刀高度差為45mm。考慮到本工程地質有存在全斷面巖層的特點，正面滾刀的刀間距調整為95mm,并且在每個面板增加了兩對貝殼刀，增加滾刀刀具數量，提高了刀盤在硬巖地層的破巖效率 。所有滾刀刮刀和切刀都可以從刀盤后部更換。4.3驅動系統扭矩計算： 拌和扭矩M1，刀盤支撐臂扭矩M2，軟土刀具扭矩M3，滾刀扭矩M4，土倉填充物扭矩M5。 所需總扭矩M=1.2

39、（M1+M2+M3+M4+M5） 主軸承采用3排圓柱滾子軸承，8個液壓馬達驅動，刀盤額定扭矩6846KNm，脫困扭矩達到8687KNm。l 盾構機扭矩滿足本工程需要。轉速：03.45r.p.m ，使用壽命：10000驅動系統簡圖主軸承實物示意圖4.4推進系統取最不利施工截面計算水土壓力：壓力計算圖示：經鐵建重工計算(詳見附件)，盾構機可運用的總推力須大于19119KN，盾構機驅動系統額定扭矩須大于理倫值。 推進系統擬選盾構的推進系統共有千斤頂16組，單組油缸最大推力3467KN，行程均為2150mm，能夠滿足F塊在任何位置的拼裝需求。總推力55474kN，理論經驗需要推力49305kN，能滿足

40、本工程需要。推進千斤頂壓力控制分上、下、左、右可分別進行獨立控制的分區，能夠滿足隧道掘進糾偏要求，配備4套千斤頂內置式行程及速度傳感器，行程顯示可逆并能準確、直觀地顯示隧道掘進機千斤頂伸縮值和速度。推進速度080 mm/min可調。4.5螺旋輸送機系統在本工區施工中，以較快的80mm/min速度掘進，單位出土量為156.27m3/h。盾構機配置有軸式螺旋機，理論出土能力為350m3/h，能夠滿足施工需求。設有斷電緊急關閉裝置,密封可靠。在斷電情況下排土門可全程開閉，配置單閘門系統，若出現噴涌險情時，可及時快速關閉閘門。螺旋輸送機4.6 渣土改良系統 盾構機一般只配置4個泡沫發生器，所選盾構配置

41、了6個泡沫發生器，且實現了單管單泵設計，提高了渣土改良效果，降低了泡沫管路的堵塞問題。在刀盤、土倉倉壁及螺旋輸送機等部位均設有添加劑注入管路和注入口，可以向相應部位注入土體改良材料，改良土層性質。泡沫系統能自動、半自動和手動控制流量, 兩套系統相互獨立。通過液壓油可以方便地對所有的添加劑管路及注入口進行清洗。在刀盤設計有6個管路注入，土倉隔板上設有2個管路注入，螺旋輸送機設有8個管路注入，渣土改良系統能夠滿足本盾構區間地層的推進要求。泡沫注射口統計表注射口的位置數量刀盤6隔板2螺旋輸送機84.7 耐磨措施 刀盤面板和外周焊接耐磨鋼板，以減少使用中的磨損。 刀盤面板耐磨保護 正面區域帶耐磨鋼板保

42、護 周邊區域帶堆焊耐磨保護 如下圖所示： 4.8 雙艙人閘系統 雙艙并聯人閘倉的連接法蘭安裝在前盾上。連接法蘭的結構與盾體和刀盤驅動裝置的半徑相對應。通過連接法蘭能使人穿過艙壁密封門進入土倉。雙室人閘倉的中間被一個供人進出的壓力門隔開。右邊的人倉用作進出土倉的正常通道，左邊的人倉在緊急情況下使用。人閘倉的安裝符合DIN標準（關于有氣壓條件下工作的標準），無論是在常壓還是帶壓條件下，都可以保證操作人員安全順利的進行刀具檢查和刀具更換作業，保證換刀作業安全高效進行。雙艙并聯人閘倉有以下裝置：通過人閘的壓力閘門、阻尼器、壓力計、計時儀、溫度計、絕緣椅子、照明，包括緊急照明、壓力紀錄儀、供熱設備。人閘

43、壓力調節裝置4.9皮帶輸送機系統皮帶輸送機機架皮帶機參數表表述數據驅動方式電機驅動皮帶寬度800mm輸送能力450 m3/h皮帶速度3 m/s刮渣器數量（道）4皮帶機用于將螺旋機送來的渣土轉運到后方渣土車上，至少應能滿足156.27m3/h的運送能力。其理論輸送能力為450 m3/h，能夠滿足本工程需要。皮帶輸送機上設置有鋼絲繩牽拉式緊急停止裝置，可以起到保護維修、測量人員安全的作用。4.10 管片吊運系統雙梁吊機盾構機管片運輸系統采用的是雙梁吊機的方式。管片通過電瓶車運至盾構機后，先由雙梁吊機將管片吊至拼裝位置，然后進行拼裝作業。管片運輸機采用雙梁行走機構，兩側各有電機驅動并設有限位和防撞裝

44、置以防止行走小車脫落軌道。項目類型起吊重量t驅動型式管片運輸設備雙梁吊機25鏈輪鏈條驅動4.11 拼裝系統管片拼裝機的各種操作都可以單獨進行。管片拼裝過程中，通過無線（預留有線接口）控制方式可以對管片拼裝機和推進千斤頂進行控制。管片拼裝機設置快、慢檔。能滿足外徑6200mm、寬1200mm、厚350mm的管片拼裝。 拼裝機簡圖拼裝機參數表表述數據平移行程2000mm提升行程1200mm提升能力120Kn旋轉雙方向旋轉速度01.3rpm旋轉角度2004.12 土壓控制系統隧道沿線上部建筑群密集，對地面沉降控制要求較高。擬選盾構機的土壓平衡的控制有以下三種控制方式，可以根據開挖面的情況選擇合適的控

45、制方式：l 土壓控制在土倉壁板設有5個土壓計，可以保證測得的正面土壓力測量精度達到0.005MPa。同時該土壓計具有足夠的自身保護能力。一旦出現故障時，能夠極其安全的直接從艙壁后部進行土壓計的維修和更換。通過土壓計測得的土壓與設定的土壓比較，可以調節控制螺旋輸送機的轉速。l 排土量（體積）控制螺旋輸送機的轉速自動與盾構機的掘進速度相匹配，進行排土量的控制。l 手動控制 可以根據需要手動設定螺旋輸送機的轉速。 4.13 注漿系統同步注漿系統在盾構機外殼的上、下半部各設有兩處注入口，同時可實現分路注漿，能滿足及時均勻填充盾尾間隙的要求。同步注漿系統具有自動和手動調節兩種控制方式。注漿壓力、流量計量

46、通過注漿壓力傳感器能在注漿控制面板和操作室面板上實時顯示。通過傳感器的數據反饋，可實現注漿量與盾構掘進速度的同步優化設置。 為防止注漿管路堵塞, 同步注漿系統設置了注漿管路清洗裝置。注漿完成后該裝置可以直接對注漿管路進行清洗。即使萬一注漿管路發生堵塞，還設置了供維修的檢查口。除此之外，在盾構機最后一節臺車上，外加安裝有一臺KBY二次注漿機，連接盾構機空壓機可快速進行壁后二次注漿作業。 本區間穿越地表主要是建筑物與公路，盾構所配置的注漿設備能滿足地面沉降控制的要求。注漿系統參數表項 目規 格型式單液用同步注漿裝置注入壓力3MPa注漿能力（m3/h）210注漿回路常用4個 + 備用4個注漿泵SCH

47、WING泵2臺 注漿泵 注漿泵系統盾尾注漿口 擬選盾構機開挖直徑與管片直徑的差值，每環的理論空隙為2.86m3，理論填充率選取150%，需注入漿液為4.29m3，以較快的80mm/min的掘進速度掘進，注漿流量為17.16m3/h。 目前盾構機注漿系統配置2臺SCHWING活塞泵，設計流量20m3/h，最大注漿壓力3Mpa，功率55kw。同步注漿系統能夠滿足施工中厚漿注入的要求。4.14密封系統1、盾尾密封系統 為了保證盾尾殼體與管片之間有良好的密封性能，在盾尾上裝備有三道鋼絲刷（寬刷型）式盾尾密封，前2道盾尾刷長度300mm，最外道長度320mm。為了提高盾尾密封的止水性和壽命，盾尾刷間的倉

48、室共配備12個盾尾密封油脂的注入管路。寬刷型盾尾刷和更多盾尾油脂注入點位的設計，能夠極大提高盾尾密封系統的密封效果。 盾尾刷構造圖2、鉸接密封系統中盾與尾盾的連接采用被動鉸接設計，中盾和盾尾之間設計有兩道密封，一道為橡膠密封，一道為緊急氣囊密封，正常掘進時，橡膠密封起作用，通過調節調節塊的螺栓可以調節橡膠密封的壓縮量，從而調節中盾與尾盾之間的密封間隙。在涌水或橡膠密封損壞時，使用緊急氣囊密封。鉸接密封示意圖4.15 數據采集系統 導向系統采用DDJ自動定位隧道導向系統，由隧道掘進軟件、Leica TS16全站儀、激光靶、控制盒、調制解調器、激光發射器、電纜等組成，有足夠的掘進方向監測能力，包括

49、對盾構機里程位置、水平和垂直偏差、仰俯角、滾動角等進行的監測、運算和顯示能力，必要時采取報警和連鎖的方式，提示操作人員，及時對盾構機進行姿態的調整，確保隧道掘進軸線精確性的要求。 數據采集管理系統能連續采集隧道掘進機、加泥量、出土量等數據，并具有數據分析、處理、打印、存儲（每環生成一個Microsoft Excel格式的文件，并以時間和環號為文件名）及檢索等功能，同時可在隧道掘進機控制室以終端形式實時顯示，并在地面中央監控室內的計算機上提供數據通信的軟、硬件接口（增加一路RS-485通信模塊，能通過該端口采集到系統運行設備和施工的所有信息，提供PLC全部I/O地址信息，以便實現業主遠程信息管理

50、需求）。 采集的數據以圖形的形式顯示（以行程或時間為坐標，計測比例能根據實際的需要任意調整）。顯示的內容包括隧道掘進機的實時姿態、隧道掘進機與已拼裝管片之間的間隙、實際軸線與設計軸線的偏差、開挖面的實時壓力及波動范圍等。顯示的內容能夠滿足隧道軸線控制的要求，并為隧道掘進機按準確方向推進提供依據。在工作交接班以及日、周、月末自動形成打印報告。隧道掘進機控制室與地面監控室之間的數據傳遞使用光纖完成。導向系統數據采集頁面示意圖盾構掘進數據頁面示意圖4.16盾構機適應性分析 1)所選盾構機除具有軟土開挖功能外，還具有中等硬度巖石的破碎功能，并且硬巖掘進能實現工期目標的能力，該種盾構機的推力和扭矩以及刀

51、盤配置都滿足需求。 2)盾構機刀盤裝有硬質合金刀具，并且采用了17寸刀圈的滾刀，在該地層條件下可實現高效的掘進，同時延長刀具使用時間，減少刀具的更換次數。 3)裝備有可靠的人閘系統，保證在氣壓狀態下安全的進行刀具更換等各種施工作業,提高了換刀效率。 4)盾構機刀盤設計有合理的開口率，具有良好的防泥餅設計和完備的碴土改良裝置，既滿足大粒徑卵石排出，又有效的防止掘進時刀盤產生泥餅，保證了開挖面的穩定。 5)裝備有較大直徑、較大螺距、螺桿能伸縮的有軸式螺旋輸送機，螺旋機耐磨性較強,有利于渣土的排出，又防止在出碴過程中出現噴涌現象，螺桿伸縮可以解決柱塞問題。 6) 為保證開挖下來的渣土的流動性、可排性

52、，有效地穩定開挖面，盾構機在刀盤、密封隔板及螺旋輸送機均設有合理的泡沫、膨潤土泥漿注入管路。 7）為有效的控制地層變形，該種盾構機配備了自動定壓同步注漿系統。8）區間最大縱坡28.0，線路最小曲線半徑為300m，為保證隧道軸線的準確，配備了主動鉸接及自動測量導向系統，可以適時測控盾構機姿態和管片拼裝精度。第五章 風險源及應對措施本區間隧道主要在城市建成區穿行，上部建筑物密集。盾構通過時可能造成房屋下沉、開裂及傾斜。對區間沿線建（構）筑物的保護是本工程的重點和難點，也是衡量工程建設質量的重要標準。區間設計應根據區間隧道與建（構）筑物關系、相互影響程度及區間隧道施工可能產生的后果，制定加固保護原則

53、，對沿線建（構）筑物進行分類分級保護。5.1風險源基本情況描述x區間風險源基本情況描述見下表x區間風險源基本情況描述序號風險源工程名稱基本情況描述1臨近建筑物盾構井與晚市混4住宅樓凈距6.4m；風險等級級2盾構始發、接收始發處底板位于J1-2x-2b強風化砂巖、J1-2x-3b中風化砂巖，接收處底板位于-2c3粉土；風險等級級3液化土層隧道穿越-2c2-3可液化粉土層；風險等級級4下穿既有建筑物（淺基礎）連續下穿房管所住宅樓、干休所住宅樓、師大附中宿舍樓，均為淺基礎，距區間結構最小豎向凈距為14.3m；風險等級級5下穿干休所住宅樓干休所住宅樓為人工挖孔樁基礎，樁徑1.0m，樁長15m，樁底距區

54、間結構最小豎向距離4.15m；風險等級級6側穿既有建筑物側穿體育中心、門診部綜合樓、禮堂、通訊指揮中心附房等，與區間結構最小水平凈距0.7m；風險等級級7下穿南師附中地下通道區間結構距地下通道結構底豎向距離12.6m；風險等級級8下穿南師附中地下通道工作井地下通道接收始發井圍護結構采用工法樁，樁徑850mm，樁長920m。區間結構距工法樁水平距離0.12m，豎向距離1.88m；風險等級級9下穿南師附中過街天橋風險等級級10下穿市政管線隧道下穿800給水管、600雨水管、300燃氣管，隧道距離雨水管管底最小豎向距離10m左右；風險等級級5.2風險源應對措施針對本標段區間與建（構）筑物及管線位置關

55、系采取有效措施降低風險源等級。具體應對措施如下：1、 盾構下穿側穿建（構）筑物1） 施工階段應關注其施工動態，加強與實施管理單位的對接，減小相互影響；2） 嚴格控制掘進參數，避免左右線兩次下穿時土壓波動過大對上方的建（構）筑物造成破壞；3） 物資準備齊全，爭取快速、安全通過，盡量避免在建筑物下方停留；4） 加強監控量測頻率，發現問題及時反饋，安排專職人員每天進行巡查，巡查頻率2次/天，直至監測值趨于穩定；5） 加強同步及二次注漿；6） 采用增加注漿孔特殊襯砌環，對隧道周圍土體進行洞內注漿加固。2、 盾構始發接收1）始發端采用袖閥管注漿加固，接收端采用旋噴樁+攪拌樁加固；2）采用鋼套筒接收措施；

56、3）加強監測量控。3、 盾構在粉砂層中掘進1） 施工中合理設置掘進參數，避免推力和扭矩過大；2） 加強渣土改良；3） 嚴格控制出土量、土倉壓力和膨潤土的膨化時間(12h)，以達到良好的渣土改良效果，避免掌子面的坍塌和噴涌現象的發生，把地表沉降控制在設計值內；4） 在富水地層中掘進時，螺旋機閘門打開一部分，但不全打開，以防止噴涌的發生；5） 施工中采取小推力( 1200T)、慢掘進(25mm/min)、勤糾偏、小糾偏方式掘進，減少對地層的擾動；6） 加強監控量測，根據地表監測，及時進行二次注漿，甚至是多次注漿，有效的控制地表沉降；7） 施工現場儲備一定量的水玻璃，以備及時控制地表沉降。4、 區間

57、聯絡通道施工1） 采用超前小導管注漿加固措施；2） 加強地表沉降監控量測；5、 盾構穿越管線1） 進一步核實管線資料；2） 及時進行同步注漿和二次注漿；3） 加強監控量測，優化掘進參數，減小管道沉降。第六章 結論綜上所述：我項目部認為選用鐵建重工生產的開挖直徑6440mm土壓平衡盾構機能夠滿足本工程區間隧道工程施工的各項技術要求，推薦使用。第七章 附件附件1：相關設備參數計算說明：（1）盾尾間隙曲線開挖時要求的盾尾間隙計算如下： 設計參數盾尾內徑 6320mm管片外徑（D） 6200mm管片寬度（W） 1200mm曲線半徑（R） 300m盾尾覆蓋管片的長度（L） 2.4m 盾尾間隙理論值 x=

58、x1+ x2其中，x1為拼裝管片方便并考慮到管片安裝誤差及偏移所取的間隙裕量。通常，當6mD8m時，取x1=30mm 。x2-曲線施工和修正盾構蛇行所需的間隙。按下圖所示，有2x2=R1-R1COS，R1=R-D/2，及sin=L/R1，化簡成：最小轉彎半徑R=300m，將R，D代入上式，得x2=9.8 mm x = x1+ x2=30+9.839.8mm設計值x=（6320-6200）/2=60mm這個結果說明在選定的直徑和設定的300m轉彎半徑條件下，只要能保證有39.8mm的盾尾間隙即可滿足施工要求。而所選盾構的盾尾間隙設計為60mm，大于計算值，很顯然，同樣亦能滿足施工要求的轉彎半徑3

59、00m。（2）盾構推力的計算選擇x盾構區間段左線里程為DK17+924.250m處作為計算斷面,該斷面的主要參數如下：地表為-2雜填土，厚度0.4m，容重19kN/m3其下為-3b1-2粉質黏土，厚度0.6m，容重20.1kN/m3第三層為J1-2x-1a全風化泥巖，厚度5.0m，容重21.0kN/m3第四層為J1-2x-3a中等風化泥巖，厚度3.8m，容重23.8kN/m3第五層J1-2x-3b中等風化砂巖，厚度2.3m，容25.1kN/m3隧道在第五層土全斷面通過，盾構頂部埋深10m，地下水位至盾構頂部高度為0.5m。 作用在盾構上的土壓按全覆土計算：(如下圖)頂部土壓: P0=(H-Hw

60、)+Hwg+p頂部側壓: P1=P0ka底部側壓: P2=(H-Hw)+(Hw+D)g+pka底部抗力: P0= P0 +Wg / (DL)式中: g重力加速度,m/s2ka側壓系數,取0.4覆土平均容重,2.22t/m3=-1=1.22(土在水中的浮容重), t/m3Wg-盾構及附加物總重，取450 tD盾體外徑，6.41mL盾殼長度，7.98H盾構頂部埋深，10mHw地下水位至盾構頂部的高度，0.5mp-地表載荷，10kN/m2代入上述各式,得:P0=2.22(10-0.5)+1.220.59.8+10=222.66 kN/m2P1=222.660.4=89.06 kN/m2P2=2.22

61、(10-0.5)+1.22(0.5+6.41)9.8+100.4=119.72 kN/m2P0=222.66+4509.8/(6.417.98) =309 kN/m2 推力計算:依據公式: F=F1+F2+F3+F4+F5其中: F1外殼與泥土之間的摩擦阻力F2克服正面土壓所需的推力F3克服正面水壓所需的推力F4管片與盾尾間的摩擦阻力F5切土所需的推力F1=DL(P0+P1+ P2+ P0)/4=0.36.417.98(222.6+89.06+119.72+309)/4=8918.80kNF2=(D2/4)Pd=(6.412/4)35.61=1148.6 kNF3=(D2/4)Pw=(6.41

62、2/4)3.7=119.34kNF4=cWsgn=0.322.69.82=132.8 kNF5=2RcPsht10-4=23.143.22120001.010-4=2426.6 kN上述式中：盾構與泥土之間的摩擦系數，0.3Pd盾構中心的土壓，kN/m2Pd=（0.5+6.41/2）1.22+2.22（10-0.5）+10=35.61 kN/m2Pw盾構中心的水壓，kN/m2Pw=（0.5+6.41/2）1=3.7 kN/m2c管片和盾尾之間的摩擦系數，0.3Ws每環管片重量，22.6 tN管片在盾尾中的環數，2Rc刀盤外半徑，3.22mPsh巖性地層的單位切土抗力，取12000 kN/m2

63、（根據Mechanised Shield Tunnelling一書）t切入深度，取1.0cm故此，可求出 F =F1+F2+F3+F4+F5=(8918.80+1148.6+119.34+132.8+2426.6)=12746 kN考慮到要進行曲線開挖，推力約應增加50%，因此，盾構應提拱的總推力：Fn=1.5F=1.512746=19119 kN 推力的經驗計算: 按照Mechanised Shield Tunnelling一書（作者：Bernhard Maidl; Martin Herrenknecht；Lothar Anheuser等）介紹的經驗公式Fj=D2（kN）其中，經驗系數，按下圖取5001200 D盾構外徑計算出Fj=（5001200）6.412 =2054449305 kN本盾構配備的總推力是55474 kN，既大于理論計算值19119 kN，又大于經驗計算值，說明推力滿足要求。（3）盾構推進功率盾構最大推進功率PT可按 PT=FV式中 F-總推力（kN）V-最大推進速度（m/s）盾構的設計總推力為55474kN，最大推進速度為80mm/min，則PT=FV=554748010-3/60=73.9 kW盾構推進功率的設計取值為90kW，滿足上述計算要