土壓平衡盾構機主要技術引數的選擇；摘要：簡要介紹盾構裝置的基本組成，同時說明在裝置；關鍵詞：盾構；土壓平衡；後配套；技術引數；盾構法施工將掘進裝置通過豎井送到地下一定深度後可；土壓平衡(epb)盾構機具有封閉的土倉，其基本工；土壓平衡盾構適合的岩土條件在粘土到砂、中礫石的範；1epb盾構基本構成；epb盾構機由主體和後配套系統組成盾構機的主體結；表1列舉了在
摘要：簡要介紹盾構裝置的基本組成，。
關鍵詞：盾構；土壓平衡；後配套；技術引數
盾構法施工將掘進裝置通過豎井送到地下一定深度後可做長距離水平掘進，具有機械化施工、隧道形狀準確、質量高、襯砌經濟、對地面建築物影響可能最小、對環境無不良影響、保持水位、雜訊小，對工作人員較安全等特點，近lo餘年在國內城市的地下鐵路建設中廣泛採用，它的優點得到了廣泛的認可。
土壓平衡(epb)盾構機具有封閉的土倉，其基本工作過程是通過旋轉的刀盤切削前方的土體，油缸推進刀盤實現掘進，同時使土體從刀盤開口處進入並充滿土倉，，然後在基本保持土壓平衡的條件下從螺旋輸送機排出土體。成洞後由盾構殼體支撐圍岩，在盾構的尾部進行結構襯砌組裝施工，同時對結構與圍岩問的縫隙注漿填充，最後實現設計的線路及其結構尺寸要求。
土壓平衡盾構適合的岩土條件在粘土到砂、中礫石的範圍之間，當壓力最大為2bar時，水滲透係數不應超過10-5m／s[3] 。水滲透係數過太時加處理劑會在工作面前面流掉，故不可能建立起支撐土壓。大的卵石會卡住螺旋輸送機，地層條件變化時施工風險大，所以epb盾構裝置一般需要根據施工區段的地質情況及施工組織進行專項設計製作。
根據北京地區的地質特點及地鐵穿越的地層主要為粘土、砂、礫石等現狀，我們確定選用土壓平衡式盾構，以下就盾構裝置選購涉及到的主要技術引數的確定談幾點體會。
1 epb盾構基本構成
epb盾構機由主體和後配套系統組成盾構機的主體結構由切削刀盤、切口環和支撐環(前體和中體)、盾尾構成，切削刀盤與切口環之間的空間為土倉。後配套系統包括測量、同步注漿、泡沫泥漿注入、液壓、盾構機控制系統以及壓縮空氣、強弱電控制輸配、洞內通風等系統。
表1列舉了在選購epb盾構裝置時需考慮的各系統主要技術引數。 2 切削刀盤
2.1 刀盤基本型別的選擇
土壓平衡式盾構採用的刀盤形式主要有胸板式和輻條式兩種。胸板式是保持刀盤的面板，在刀頭切削位置留洞進土．對前方土體有一定的支撐作用，防止大塊土塌方。但開口率小的胸板式刀盤在粘土層容易產生土粘在板上的問題．進土效率較低，所以在粘土層常選用輻條式刀盤或開口率大的胸板式刀盤。
輻條式刀盤將刀具沿徑向布置在
4～6根輻條上，開口率較大，切削下來的土料很容易進人土倉，在攪拌中也不易粘到輻條背面。在卵石層中施工時+這種刀盤形式有利於卵石、礫石與土體的剝離，減少摩擦但由於刀盤的剛度降低，增加了沉降的風險。
施工條件對刀盤設計有很大影響，不同圍岩條件對刀頭及盾構各部分磨損、破壞有很大區別。施工總長度較長時要考慮刀盤和刀頭的耐久性。更換刀頭、修復刀盤的方式宜在中間豎井處進行，或考慮將刀頭設計成易於更換結構，如轉動式、移動式，或輻條設計成轉動式，將刀頭退到土倉內更換刀具，比進入刀盤前面要減少危險。
切削刀頭的磨損量應進行**，北京地區的施工經驗表明刀具在不均勻卵石層
中磨損的同時容易發生崩角的現象，所以要精心設計刀頭的形狀並合理控制推進速度。
2.2 刀盤的支撐方式
軸承與盾構機前體連線，其支撐方式一般有3種：中心支撐、中間支撐、周邊支撐。中心支撐是在軸線位置布置軸承。
其優點是軸承結構小，密封面積小，容易保證密封質量，但盾構殼體周邊的剛度較差，故適合用於小直徑盾構機。周邊支撐是將刀盤支撐在盾構周邊殼體結構上，支撐剛度好，但軸承尺寸大，密封結構複雜，適合用於大直徑盾構。中間支撐介於前兩者之間。
製造商根據機構布置等因素綜合考慮這個問題。我們採購的盾構機直徑為6.25m，屬於中等直徑尺寸，採用中間支撐方式，主軸承外徑2.
6m。2.3盾構推力的確定
盾構的推力主要由盾構與地層之間的摩擦阻力f1、刀盤正面土壓力f2、盾尾密封與管片之間的摩擦阻力3部分組成，其它還有變向阻力、切口環前端的貫人阻力、後方台車的牽引阻力等。
f1=πdlc
f2=πd2pd/4
f3=πdμc
式中：d為盾構機外徑，l為盾構機長度，c為鬆弛土的粘著力，pd為刀盤中心處側向土壓力，μc。為每公尺管片長度摩擦阻力(經驗值)。
盾構在施工中經常需要糾偏、轉向，因此盾構的推力實際上要比計算出來的大，盾構實際配備的推力約為計算值的1．5倍。還有一種
計算總推力的經驗公式
f =απ/4d2
式中：α為推力係數，取110。
3 新增劑注入和攪拌裝置
新增劑注入裝置由幫浦、注入孔、控制機構和管路等組成。新增劑的作用是極大地改善土體流動性，減少刀具磨損，降低土體滲透性，降低刀盤扭矩，同時可以延長刀具壽命。攪拌裝置由刀盤、盤背攪拌翼、中隔壁上的固定翼或驅動翼組成。
攪拌裝置使土體產生相對運動，防止發生共轉、附著、沉澱等現象，使土與新增劑能攪拌較均勻，處於流動狀態從而用螺旋輸送機輸出。
新增劑注入位置、口徑、口數量需要根據工程地質條件和不同的目的設定，一般在盾構機正前方或外周部分(為進行超挖部分的填充)向土體內注入新增劑，有時在螺旋輸送機上也要布置1~2處新增劑注漿孔提高螺旋輸送機對壓力水的密封性。
新增劑有4種型別，即礦物類材料、介面活性材料、高吸水性材料、水溶性高分子材料。施工前要通過技術分析確定使用的新增劑型別，然後才能配備相應的裝置，向裝置製造商提出注漿方式、漿液型別。 在盾構推進的同時進行注漿為同步注漿，推進後迅速注漿為即時注漿。
注漿材料有雙液漿和單液漿兩種，施工單位需要根據圍岩的穩定性確定注漿時間和漿液型別。然後在盾構機訂貨中明確注漿要求，以便配備注漿管道和清洗系統。
4 其它因素
4.1頂進油缸及鉸接油缸；頂進油缸行程一般為管片寬度加操作富裕量100mm；當線路轉彎半徑小於250m時，一般要配鉸接油缸，；4．2排土系統；排土系統包括螺旋輸送機和皮帶輸送機；螺旋輸送機分為有軸和無軸兩種，外殼和螺桿也可根據；乎對土體出現湧水等異常現象的控制力較差，當土質透；皮帶輸送機將渣土從螺旋機出料口傳送到運渣車中，它；4.3後配套系統；盾構機的後配套
4.1頂進油缸及鉸接油缸
頂進油缸行程一般為管片寬度加操作富裕量100mm~150mm。對於每環管片，最後閉合塊的安裝從徑向或軸向插入，如果採用軸向插入，要求油缸有較長的行程。對於標準型管片，其最後的封閉塊都可以固定在乙個位置(例如頂部)，此處需要較長油缸，以滿足插入行程。
而通用型管片，其管片位置沿圓周總是在變化，所以全部頂進油缸都要做成長油缸，具體長度與封閉塊厚度、楔型角度有關。
當線路轉彎半徑小於250m時，一般要配鉸接油缸，將盾構的前體與盾尾實現鉸接，便於轉向。
4．2 排土系統
排土系統包括螺旋輸送機和皮帶輸送機。螺旋輸送機的扭矩、出土量、盾構機推進速度及地質狀況等因素有關，必須具備保持土倉土壓力、地下水壓力平衡並按照盾構推進量調節排土量的能力。土倉上安裝土壓力感測器，隨時將資料傳輸到計算機中。
操作人員通過螺旋輸送機控制土倉壓力，螺旋輸送機可實現無級調速，我們採購的裝置其調速範圍在0~19rpm。需要時採用調整出土速度的手段調整壓力，通過形成土栓防止地下水湧出，直至關閉出土閘門。
螺旋輸送機分為有軸和無軸兩種，外殼和螺桿也可根據安裝、更換需要設計成幾段。選型時必須確切了解目標地層的土質、卵石層的最大顆粒尺寸、地下水等條件，同時考慮盾構直徑及隧道內外的條件。有時採用無軸型，便於大直徑的粒料通過，其粒料的最大通過尺寸為d=d-b (d為螺旋殼體內徑，b為螺旋葉片寬度)。
由於中間是空的，似
乎對土體出現湧水等異常現象的控制力較差，當土質透水性好時不宜採用。現多數採用有軸型，其粒料的最大通過尺寸為b。
皮帶輸送機將渣土從螺旋機出料口傳送到運渣車中，它的排放能力要大於螺旋機的出土能力。
4.3後配套系統
盾構機的後配套系統安裝在幾組台車鋼架上，通過各種管道將各系統的動力部分和執行部分連線起來。主要包括冷卻系統、頂進及鉸接油缸的液壓幫浦站系統、新增劑幫浦站系統、壁後注漿幫浦站系統、主驅動裝置的潤滑幫浦、盾尾油脂幫浦、空氣壓縮機、高低壓配電系統、控制台等。還應配備管片吊車及其軌道、管片儲送架。
還有測系統，在後部一定距離布置全站儀，對盾構機的行進隨時監控。
以上是對盾構裝置採購中需要進行選擇的技術引數進行一些分析，由於每個工程情況不同，裝置廠家設計思路不同，在確定裝置加工要求時可能出現更多需要協調的問題，需要根據廠家資料和工程資料具體計算分析，有些引數由廠家計算後提供。
參考文獻
一般土壓平衡盾構機工作原理
1.4 土壓平衡盾構 土壓平衡盾構是在機械式盾構的前部設定隔板，在刀盤的旋轉作用下，刀具切削開挖面的泥土，破碎的泥土通過刀盤開口進入土倉，使土倉和排土用的螺旋輸送機內充滿切削下來的泥土，依靠盾構千斤頂的推力通過隔板給土倉內的土碴加壓，使土壓作用於開挖面以平衡開挖面的水土壓力。土壓平衡工作原理 刀盤旋...
土壓平衡盾構施工中常見問題及措施
接觸盾構機半年多了，對盾構機常見的問題有了一定的認識和體會，總結下以供參考學習！1 盾構機身滾動問題 盾構機身滾動是由於刀盤切削開挖面土體產生的扭矩大於盾構機殼體與隧道洞壁之間的摩擦力矩而產生的。在兩地層分介面掘進時，由於岩性差別太大且岩層穩定性較好，此時扭矩很大，而盾構機殼體與洞壁之間只有部分產生...
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