成都地铁4号线3标段盾构机选型及适应性评估⽅案⽬录 第⼀章概述 (1)
1.1、概述 (1)
1.2、上标段使⽤情况 (1)
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第⼆章⼯程概况 (2)
2.1、⼯程位置 (2)
2.2、设计概况 (2)
2.3、⼯程地质及⽔⽂地质 (3)
2.3.1、地形地貌 (3)
2.3.2、地质构造 (3)
2.3.3、岩⼟层特征 (4)
2.3.5、⽔⽂情况 (6)
第三章盾构机特点 (7)
3.1、功能设计特点 (7)
3.2、海瑞克盾构机针对成都砂卵⽯地层的功能特点 (8)
3.2.2、⼑盘⼑具布置 (8)
3.2.3、盾体 (9)
3.2.4、盾尾 (9)
3.2.5、螺旋输送机 (9)
3.2.6、材料闸 (9)
3.2.7、压缩空⽓⽓源 (9)
3.2.8、后配套设计 (10)
3.3、四台盾构机的性能参数说明 (10)
3.3.1、S-394/S-395盾构机主要性能参数 (10)
3.3.2、S-526/S-527盾构机主要技术参数 (13)
第四章四台盾构机对该项⽬地质的适应性及可靠性描述 (17)
4.1、盾构机对⼯程的适应性 (17)
4.2、盾构机的可靠性 (18)
东南亚旅游最佳线路4.3、⼯程重难点及盾构机功能的适应性对照表 (19)
4.4、⼑盘⼑具特点及其对区间地质的适应性 (20) 4.4.1、⼑盘⼑具整体布置 (20)
4.4.2、⼑盘结构特点 (21)
4.4.3、⼑具的布置形式 (24)
4.4.4、⼑盘、⼑具对地质的适应性 (25)
4.4.5、⼑具选择对地层的适应性 (25)
4.4.6、⼑盘设计对地层的适应性 (26)
4.4.7、对⼤粒径卵⽯、漂⽯的处理⽅式 (26)
第五章盾构机的改造和维修 (27)
5.1、S-394/S-395盾构机的改造 (27)
5.1.1、推进油缸 (27)
5.1.2、浆液搅拌 (27)
5.1.3、加⽔系统 (27)
5.1.4、⼆次补浆装置 (27)
5.2、S-526/S-527盾构机的改造 (27)
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5.2.1、加⽔系统 (27)
贵州省中国青年旅行社5.2.2、⼆次补浆装置 (28)
5.3、盾构机的维修 (28)
5.3.1、海瑞克检测项⽬（S-394/S-395/S-526/S-527盾构机） (28)
5.3.2、⾃检维修项⽬ (28)
第六章盾构机维修评估总结 (37)
附录1 S-394/S-395整机图 ........................................................ 错误！未定义书签。附录2 S-526/S-527整机图........................................................ 错误！未定义书签。附录3 S-394/S-395⼑盘图 ........................................................ 错误！未定义书签。附录4 S-526/S-527⼑盘图 ........................................................ 错误！未定义书签。附录5 隧道断⾯图...........................................
.......................... 错误！未定义书签。附录6 西客站～苏坡⽴交站地⾯布置图................................. 错误！未定义书签。附录7 中坝站～西客站地⾯布置图......................................... 错误！未定义书签。
第⼀章概述
1.1、概述
我公司预计于2012年8⽉11⽇对成都地铁4号线⼟建3标段苏坡⽴交站⾄中坝站实施盾构施⼯掘进。本项⽬投⼊德国海瑞克⽣产的⼟压平衡盾构机（编号分别为为S-394、S-395、S-526、S-527）共计4台。⽬前，S-394、S-395盾构机陈放于成都地铁4-3标西苏盾构始发井场地进⾏维修，S-526、S-527盾构机陈放于成都龙泉驿中铁15局盾构堆场进⾏维修。根据施⼯组织及维修计划，S-394、S-395盾构机分别于2012年8⽉11⽇和8⽉25⽇依次进⼊中坝站场地并顺序下井，到8⽉31⽇和9⽉24⽇分别达到始发条件。S-526、S-527盾构机分别于2012年8⽉20⽇和9⽉10⽇依次进⼊西苏区盾构始发井场地并顺序下井，到9⽉19⽇和10⽉9⽇分别达到始发条件。
1.2、上标段使⽤情况
S-394、S-395在2012年4⽉份完成了成都地铁2号线西延伸线⼟建1标（始发井～外语学院站～中间风井）分别掘进约2823.4延⽶，掘进中各项主要参数均正常，每台机器⽉掘进345延⽶，速度基本保持
在35mm/min～45mm/min之间，每⽇的掘进进度保持稳定，掘进效率⾼，机器的整体故障率低。全程掘进过程中每台机器进⾏过5次⼑具的更换。
S-526、S-527在2011年6⽉份完成了成都地铁2号线⼟建9标（⽩果林站～中医学院站～通惠门站～将军衙门站）分别掘进约2398.9延⽶，掘进中各项主要参数均正常，每台机器⽉掘进约360延⽶，速度基本保持在40mm/min～50mm/min之间，盾构机整体的性能完好，机械⽅⾯没出现较⼤的故障，每⽇的掘进进度保持相对稳定，掘进效率⾼。整个标段施⼯掘进过程中每台机器进⾏过4次⼑具的更换。
第⼆章⼯程概况
2.1、⼯程位置
本标段盾构区间包括中坝站～西客站盾构区间、西客站～苏坡⽴交站盾构区间以及中间风井和盾构始发⼯作井⼯程。
线路出中坝站后沿规划线路向北穿过成温路，拐⼊国铁西客站，实现与国铁换乘。出西客站后拐⼊IT⼤道延线，沿IT⼤道延线东⾏，穿过三环路，进⼊青江西路，最后进⼊三环路东侧的苏坡⽴交站。
区间线路位置⽰意图
2.2、设计概况
中坝站～西客站盾构区间设计⾥程为：Z(Y)DK18+627.800～
Z(Y)DK20+360.000，左右线长均为1733.8m，线路最⼩平曲线半径R=400m，最⼤线间距15.0m，线路在该区间线间距由13m过渡到15m。线路最⼤轨⾯埋深24m，最⼩坡度5.000‰，最⼤坡度22.496‰，在YDK19+766.090～YDK19+786.845段设中间风井，区间在YDK19+186、YDK19+776、YDK20+234.5处设3个联络通道，其中YDK19+776处的联络通道与中间风井结构合建。
江西科技师范大学西客站～苏坡⽴交站盾构区间设计⾥程为：ZDK20+684.900～
ZDK22+716.200，YDK20+614.200～YDK22+716.200，左线长2031.3m，右线长
2102m，线路最⼩平曲线半径R=400m，最⼤线间距21.02m，线路在该区间线间距由15m过渡到13m。线路最⼤轨⾯埋深24.1m，最⼩坡度6.000‰，最⼤坡度21.948‰；在YDK21+237～YDK21+317段设盾构始发井兼中间风井，区间在密云云佛山滑雪场
YDK21+250、YDK21+850、YDK22+450处设3个联络通道，其中YDK21+250处的联络通道与中间风井结构合建。
中间风井和盾构始发井采⽤明挖法施⼯，⼀般段采⽤φ1200@2000的旋挖桩，盾构洞门范围内采⽤φ1500@1800的玻璃纤维筋桩。风井和盾构始发井端头采⽤钢管内⽀撑，标准段采⽤锚索⽀持体系，内衬结构采⽤现浇钢筋混凝⼟的形式。
区间隧道采⽤盾构法施⼯，内衬为钢筋混凝⼟管⽚，管⽚外径为6000mm，内径为5400mm，厚度为300mm，曲线半径400m 段管⽚幅宽为1.2m，其他地段采⽤1.5m的幅宽。采⽤六分块⽅案，三块标准块，两块邻接块，⼀块封顶块。管⽚组合⽅式为直线环+左右转弯环，拼接⽅式为错缝拼装，管⽚接头采⽤弯螺栓。
联络通道采⽤降⽔条件下的矿⼭法施⼯，⽀护体系由超前⽀护、初期⽀护和⼆次衬砌组成。
2.3、⼯程地质及⽔⽂地质
2.3.1、地形地貌
中坝站～西客站盾构区间隧道地处川西平原岷江⽔系I级阶地，为冲洪积地貌，地形平坦，地⾯⾼程515.26m～517.88m，最⼤⾼差为1.62m。
西客站～苏坡⽴交站盾构区间隧道地处川西平原岷江⽔系Ⅱ级阶地，为冲洪积地貌，地形平坦，地⾯⾼程513.25m～
516.34m，最⼤⾼差为3.09m。
2.3.2、地质构造
成都平原处于新华夏系第三沉降带之川西褶带的西南缘，界于龙门⼭隆褶带和龙泉⼭褶皱带之间，为⼀断陷盆地。
市区⼀带断裂构造和地震活动较微弱，历史上从未发⽣过强烈地震，从地壳的稳定性来看应属于稳定区。
⼯程位于龙门⼭东部边缘构造带。成都市区距龙泉⼭褶皱带20Km，距龙门⼭褶皱带50Km。历史上于2008年5⽉12⽇发⽣了汶川8.0级特⼤地震对场地
区域内建筑、成都平原及周边构造未造成破坏。
2.3.3、岩⼟层特征
（1）、区域内⼟层特征
1）第四系全新统⼈⼯填筑⼟（Q4ml）
〈1〉⼈⼯填筑⼟：褐黄、灰⿊等杂⾊，松散，稍湿。由碎⽯、砂⼟、砖⽡碎块等建筑垃圾组成，其间重填粘性⼟，分布于地表，层厚1.6m～11.0m。靠近中坝站隧道右线位置填⼟较厚，是由原来道路施⼯回填所致。该层在场地内分布普遍，⼟均匀性差，多为⽋压密⼟，结构疏松，强度较低，压缩性⾼，受压易变形。
2）第四系全新统冲积层（Q4al）
〈2-3〉粉质粘⼟：褐黄⾊，软塑～可塑，含少量铁锰质氧化物等。在场地内普遍分布，层厚0.50m～3.30m。
〈2-4〉粉⼟：褐黄⾊，松散，稍湿，含少量铁锰质氧化物、云母等。在场地内局部分布，层厚0.90m～2.20m。
〈2-5〉粉、细砂：青灰⾊，松散，稍湿，含少量铁锰质氧化物、云母、⽯英等，分布于卵⽯层顶⾯或以呈透镜体状分布于卵⽯⼟中，厚度0.50m～1.50m。
〈2-6〉中砂⼟：青灰⾊或褐黄⾊，松散，饱和，以透镜体形式分布于卵⽯⼟中。场地内局部存在，层厚0.70m～1.80m。
〈2-8〉卵⽯⼟：青灰⾊，褐黄⾊，湿～饱和。卵⽯成分主要以岩浆岩、变质岩类岩⽯组成。以亚圆形
为主，少量圆形，分选性差，卵⽯含量60%～85%，粒径以20mm～80mm为主，部分粒径⼤于100mm，最⼤粒径180mm，充填物为细砂，局部夹漂⽯，顶⾯埋深2.9m～11.0m。根据超重型动⼒触探试验成果及卵⽯含量，将卵⽯⼟分为松散卵⽯⼟〈2-8-1〉、稍密卵⽯⼟〈2-8-2〉、中密卵⽯⼟〈2-8-3〉和密实卵⽯⼟〈2-8-4〉，共4个亚层。
3）第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl）
〈3-8〉卵⽯⼟：褐黄⾊，稍湿～饱和。卵⽯成分主要以岩浆岩、变质岩类岩⽯组成。以亚圆形为主，少量圆形，分选性差，卵⽯含量50%～75%，粒径以20mm～80mm为主，个别粒径⼤于100mm，充填物为中砂，局部夹少量⾓砾或漂⽯，顶⾯埋深25.10m～34.90m。根据N120超重型动⼒触探试验成果及卵⽯含量分析，
该层卵⽯⼟均为密实卵⽯⼟〈3-8-4〉，共1个亚层。
（2）、隧道所穿越岩层
本标段隧道所穿越的岩层以中密卵⽯⼟〈2-8-3〉和密实卵⽯⼟〈2-8-4〉为主。
2.3.4、⼟层可挖性分级和隧道围岩分类
（1）、⼟⽯⼯程分级
Ⅰ级松⼟：包括砂层，即岩⼟分层代号〈2-5〉、〈2-6〉层。机械能全部直接铲挖满载。
Ⅱ级普通⼟：包括⼈⼯填筑⼟〈1〉、粉质粘⼟〈2-3〉、粉⼟〈2-4〉、松散卵⽯层〈2-8-1〉、稍密卵⽯层〈2-8-2〉。机械需局部刨松⽅能铲挖满载，或可直接铲挖但不能满载。
Ⅲ级硬⼟：包括冲洪积成的中密卵⽯层和密实卵⽯层，岩⼟分层代号分别为〈2-8-3〉、〈2-8-4〉和〈3-8-4〉层，机械普遍刨松⽅能铲挖满载。
（2）、隧道围岩分类
本标段隧道洞⾝通过的围岩岩⼟层代号为〈2-8〉。隧道围岩分类根据实测的围岩弹性纵波数据划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类。区间隧道围岩分级见下表：
区间隧道围岩分级表
层号岩⼟名称岩⼟特征围岩
类别
围岩
级别
<1> ⼈⼯填筑⼟松散，稍湿ⅡⅥ<2-3> 粉质粘⼟可塑ⅡⅤ<2-4> 粉⼟松散ⅡⅥ<2-5> 细砂松散，稍湿～饱和ⅠⅥ<2-6> 中砂松散，稍湿～饱和ⅠⅥ<2-8-1> 卵⽯⼟松散，稍湿～饱和ⅡⅤ<2-8-2> 卵⽯⼟稍密，稍湿～饱和ⅡⅤ
层号岩⼟名称岩⼟特征围岩
类别
围岩
级别
<2-8-3> 卵⽯⼟中密，饱和ⅢⅤ
<2-8-4> 卵⽯⼟密实，饱和ⅢⅤ
<3-8-4> 卵⽯⼟密实，饱和ⅢⅤ
2.3.5、⽔⽂情况
（1）、地表⽔
根据调查，清⽔河由北向南穿过本标段盾构区间，区间隧道下穿清⽔河。清⽔河属川西平原岷江⽔系，具丰富的地表径流，为本区段地下⽔形成提供了丰富的补给来源。该段清⽔河宽约35m，河床深约4.8m，河⾝为⼈⼯条⽯U型河堤，边坡较稳定。
（2）、地下⽔类型
本标段区间隧道地下⽔主要为赋存第四系砂卵⽯地层中的孔隙型潜⽔。
第四系孔隙⽔主要赋存于第四系卵⽯⼟中，卵⽯⼟层结构⽐较松散，含⽔丰富，含⽔层厚度⼤于30m。
（3）、⼟层的透⽔性和富⽔性
①〈1〉⼈⼯填筑⼟层：区间隧道内⼴泛分布于地表，渗透系数差异较⼤。
②〈2-3〉粉质粘⼟、〈2-4〉粉⼟层：为弱透⽔性，富⽔性较差，位于地下⽔位以上，渗透系数k=0.01m/d。
③〈2-5〉、〈2-6〉砂层：呈透镜状分布，渗透系数k=10.0m/d，为强透⽔层，富⽔性好。
④〈2-8〉、〈3-8〉卵⽯⼟层：⼴泛分布，渗透系数k=18.0～22.0m/d，为强透⽔层，富⽔性好。
（4）、地下⽔腐蚀性评价
区间范围内场地⼟和地下⽔对混凝⼟及钢筋混凝⼟结构中的钢筋具有微腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。
第三章盾构机特点
3.1、功能设计特点
（1）基本功能
四台盾构机均⼤量采⽤液压、控制、导向等领域的新技术。其控制系统的终端全部由PC可编程控制器直接控制，上端由上位机进⾏总体控制。盾构机还可以通过⽹络系统由洞外技术部门或盾构⼚家进⾏远程监控、调试及控制。盾构机的数据采集系统可以记录盾构操作过程的所有参数。由于⾃动化控制程度⾼，⼤⼤降低了盾构机操作控制的强度及难度，提⾼了掘进效率。 液压系统的主驱动系统、推进系统、螺旋输送机系统及管⽚安装系统⼤量采⽤⽐例控制、恒压控制、功率限⽌等先进的液压控制技术。同时，选⽤⾼质量的液压元件，保证了盾构机的可靠性，降低了盾构机故障率，有利的保证了施⼯⽣产的顺利进⾏。
盾构采⽤先进的激光导向系统来控制隧道的掘进⽅向，这在隧道的⽅向控制上也是⽐较前沿的技术。
（2）总体功能特点
盾构在卵⽯⼟、漂⽯地层施⼯时重点考虑以下功能：
①具备⼟压平衡掘进功能；
②具备⾜够的⼑盘驱动扭矩和盾构推⼒；
③具备⾜够的⼑盘开⼝率及合理的⼑盘形式。⼑具的形式及布置设计能最⼤限度满⾜不同粒径卵⽯的处理；
④具备渣⼟改良系统；
⑤盾构机有良好的出渣性能；
⑥盾构本体在⾼⽔压下的防⽔密封性能可靠；
⑦盾构具备防喷涌功能；
⑧⼈闸设计满⾜带压换⼑的需要；
⑨管⽚壁后同步注浆；
⑩盾构预留超前注浆接⼝，可对开挖⾯前端的不良地质进⾏超前加固；（3）盾构机总图（见附件1、附录2）
3.2、海瑞克盾构机针对成都砂卵⽯地层的功能特点
3.2.1、⼑盘驱动及主轴承密封系统
