盾构机适应性评审报告

广州市轨道交通七号线二期工程四项目经理部盾构机适应性分析报告目录1 编制范围、依据及原则 (1)1.1编制范围 (1)1.2编制依据 (1)1.3编制原则 (2)2工程概况 (2)2.1 线路概况 (2)2.2工程地质概况 (3)2.2.1广州市地质情况概况 (3)2.2.2大沙东站～中间风井段区间工程地质概况 (5)2.3 水文地质概况 (5)2.3.1广州市水文地质情况概况 (5)2.3.2区间线路水文地质情况概况 (6)2.4 不良工程地质与特殊性岩土 (6)2.5场地和地基的地震效应 (7)2.6周边环境及沿线建（构）筑物、管线情况 (8)2.6.1大沙东站～中间风井段区间工程环境 (8)3施工重难点及风险分析 (8)3.1控制沉降变形是本工程的重难点 (8)3.2提高渣土流动性，减小结“泥饼”风险是本工程的重点 (9)3.3 减小刀盘、刀具磨损是本工程的重点 (9)3.4孤石处理是本工程的重点 (10)3.5盾构穿越软硬不均地层是本工程的重点 (10)3.6防突涌是本工程的重点 (11)4 盾构机主要参数 (11)4.1 拟选盾构机主要参数 (11)4.2 盾构机简图 (12)5 盾构机适应性评价 (12)5.1 选型概述 (12)5.2 刀盘形式和刀具布置与地层的适应性评价 (13)广州市轨道交通七号线二期工程四项目经理部盾构机适应性分析报告5.3 同步注浆及二次补浆设备与盾构主体设备和地层适应性评价 (15)5.3.1注浆要求 (15)5.3.2同步注浆系统 (15)5.3.3 二次补浆泵 (16)5.4泡沫、膨润土等土体改良设备的性能及其适应性评价 (16)5.5螺旋输送机的地层适应性评价 (16)5.6皮带输送机的相关特性及其适应性评价 (17)5.7润滑及密封系统的适应性评价 (18)5.7.1密封系统-主驱动密封 (18)5.7.2密封系统-铰接密封 (19)5.7.3密封系统-盾尾密封刷 (19)5.7.4润滑系统-主驱动润滑 (20)5.8推力和刀盘扭矩的地层适应性评价 (20)5.8.1 主推进系统推力计算 (20)5.8.2扭矩计算 (22)6 结论 (23)附件 (24)1 编制范围、依据及原则1.1编制范围本方案适用于广州市轨道交通七号线二期工程大沙东站～中间风井段区间盾构机适应性选型。

1.2编制依据1）《广州市轨道交通第三期建设规划（2017-2023年）线路设计等前期研究七号线二期工程（含交通衔接工程）大学城南（不含）～姬堂（不含）勘察（勘察1标）大沙东站～姬堂站区间（不含中间风井）详细勘察阶段岩土工程勘察报告》；2）《广州市轨道交通七号线二期工程技术要求》；3）招标文件中对盾构机的履约要求；4）中铁工程装备集团公司盾构机设计制造规范标准；5）拟投入盾构机的性能参数；6）城市轨道交通现行有关施工及验收规范、规则、质量技术标准，详见表1.2-1；7）广东省、广州市现行有关轨道交通工程、地铁工程的施工技术、安全生产、行业管理的规范、规则、标准、文件；8）已施工的类似地铁盾构隧道工程盾构设计、配置及施工案例数据。

表1.2-1规范、规则、质量技术标准序号文件名称标准号1 《城市轨道交通技术规范》GB50490-20092 《地下防水工程质量验收规范》GB50208-20113 《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-20174 《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-20125 《盾构法隧道施工与验收规范》GB50446-20176 《地铁设计规范》GB50157-20131.3编制原则1）在充分理解设计文件的基础上，以设计图纸为依据，采用先进、合理、经济、可行的施工方案；2）应对工程地质、水文地质有较强的适应性，首先要满足施工安全的要求；3）安全适应性、技术先进性、经济性相统一，在安全可靠的情况下，考虑技术先进性和经济合理性；4）满足隧道外径、长度、埋深、施工场地、周围环境等条件；5）满足安全、质量、工期、造价及环保要求；6）后配套设备的能力与主机配套，满足生产能力与主机掘进速度相匹配，同时具有施工安全、结构简单、布置合理和易于维护保养的特点；7）盾构制造商的知名度、业绩、信誉和技术服务。

根据以上原则，对盾构机的型式及主要参数进行研究分析，以确保盾构法施工的安全、可靠，选择最佳的盾构施工方法和选择最适宜的盾构机。

2工程概况2.1 线路概况大沙东站～中间风井段区间，区间左线起讫里程ZCK31+502.00～ZCK32+987.426，长1485.4m；区间右线起讫里程YCK31+502.00～YCK32+999.659，长1497.59m。

区间采用外径6.28m土压平衡盾构，隧道埋深12.7～28.6m，正线设置1座中间风井和2个联络通道。

1号联络通道右线中心里程YCK31+900.00，采用暗挖法施工；2号联络通道右线中心里程YCK32+430.00，采用暗挖法施工；中间风井：位于现状农田范围，基坑尺寸：长80.0m×宽28.5m×深29.39m；采用地下连续墙+内支撑进行支护。

大沙东站~中间风井段区间图2-1 大沙东站～姬堂站区间位置示意图2.2工程地质概况2.2.1广州市地质情况概况广州市轨道交通第三期建设规划（2017-2023年）线路设计等前期研究七号线二期工程（含交通衔接工程）大学城南（不含）～姬堂（不含）勘察（勘察1标）裕丰围站位于广州市东部，隶属广州市市黄埔区。

广州地处中国南部、广东省中南部、珠江三角洲中北缘，是西江、北江、东江三江汇合处，濒临中国南海，东连博罗、龙门两县，西邻三水、南海和顺德，北靠清远市区和佛冈县及新丰县，南接东莞市和中山市，隔海与香港、澳门相望。

根据1：5万广州基岩地质图，本标段沿线穿越的地层有：新生界第四系（Q）、白垩系（K）、震旦系混合岩（Pz1）及燕山期侵入岩（γ）。

从区域地质角度，由新到老分述如下：1）第四系（Q）第四系包括全新统（Q4）和上更新统（Q3），其下缺失中更新统和下更新统。

第四系由人工填土层（Q4ml）、海陆交互相沉积层（Q4mc）、冲洪积层（Q3+4al+pl）和残积层（Q el）组成，覆盖于基岩之上。

2）白垩系（K）上统三水组康乐段(K2s1)：属内陆湖泊相为主的粗砂～细砂碎屑碳酸盐建造，为棕红、紫红、暗紫色砂岩、含砾粗砂岩、砾岩，并一般在颗粒组成上表现为下粗上细，泥质胶结为主，粉细粒结构，中厚层状构造。

下统白鹤洞组猴岗段（K1b1）：浅紫红，暗紫红、紫棕色，局部灰白色岩屑长石石英砂质砾岩、含砾长石石英砂岩夹石英砂岩、粉细砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，以砂质结构为主，泥质胶结，中厚层状构造。

白垩系地层主要分布长洲至大沙东以北（广九铁路）一带。

本次勘察揭露本套地层岩性主要为泥质粉砂岩及含砾粗砂岩，主要分布于线路YCK26+600～YCK32+500。

3）震旦系混合岩（Pz1）为一套变质程度深浅不一的变质岩系，主要为青灰色、灰白色、灰黑色混合花岗岩、花岗片麻岩、片麻岩等。

主要分布于化龙-南沙断裂西侧区域大学城南（线路起点）至长洲一带。

本次揭露本层岩芯呈灰白色、青灰色、灰绿色，花岗变余结构，眼球状、块状构造，主要矿物成分为石英、长石，次为云母，长石大部分风化成小黄斑点。

裂隙发育，岩芯呈短柱状，碎块状，少量扁柱状，锤击声较清脆。

4）侵入岩（γ）为中生代燕山期侵入岩，属燕山晚期第一阶段的萝岗岩体，呈近东西向展布的岩基，西邻为元岗岩体所侵入，北及东南缘侵入于下古生界变质岩，南界与白垩系地层呈断层接触，以细、中、粗粒斑状黑云母二长花岗岩为主体岩石结构，岩相变化复杂，岩相以中粒斑状结构为主，相变界线渐变过渡。

钾长石30～35%，斜长石30%左右，石英20～25%，黑云母8～15%。

本层主要分布于大沙东站以北（广九铁路）至线路终点一带，主要分布于YCK32+500～线路终点（水西北）。

2.2.2大沙东站～中间风井段区间工程地质概况根据地质纵剖面图可知，隧道上方地层主要为人工填土、中风化含砾粗砂岩、强风化含砾粗砂岩、全风化含砾粗砂岩、淤泥质中粗砂层、砂质黏性土。

隧道穿越地层主要为微风化含砾粗砂岩、中风化含砾粗砂岩、全风化花岗岩、强风化含砾粗砂岩、砂质黏性土、岩块状碎裂岩，其中穿越地层中风化含砾粗砂岩和微风化含砾粗砂岩的连续长度最长可达968.4m，隧道下方地层主要为微风化含砾粗砂岩、砂质黏性土（硬塑）、全风化花岗岩。

本线盾构区间穿越的土层为微风化含砾粗砂岩、中风化含砾粗砂岩、全风化花岗岩、强风化含砾粗砂岩、砂质黏性土、岩块状碎裂岩。

2.3 水文地质概况2.3.1广州市水文地质情况概况广州市位于中国大陆南方、广东省中部偏南，北接南岭余脉，南临南海，西江、北江、东江在此汇流入海。

广州市受季风环流所控制，冬季处于极地大陆高压的东南缘，常吹偏北风，且恰在冷暖气团交绥地带，气象要素变化大。

七号线二期工程起点由大学城南往北在长洲岛分别下穿江乐海、长洲四号涌，出长洲岛后往北下穿珠江前航道。

线路主要由南往北穿越长洲岛，长洲岛四周均为珠江水系，北为珠江前航道，西为官洲水道，东及南侧为珠江后航道。

（1）珠江水道：珠江水道包括西航道、前航道、后航道、黄埔水道等。

西航道北起老鸦岗，南至白鹅潭，长16.24km，河面最宽为600m，最窄为150m。

珠江广州河道属感潮河道，汛期既受来自流溪河、北江及西江的洪水影响和东江洪水的顶托，又受到来自伶仃洋的潮汐作用，洪潮混杂，水流流态复杂。

（2）乌涌：七号线二期工程勘察1标段珠江以北段YCK30+148～YCK30+165、YCK32+490～YCK32+514及YCK32+592～YCK32+606段穿乌涌干流及左支流，穿越段乌涌宽度分别约为13.0m、24.0m和14m。

乌涌发源于广州市白云区南木村。

流经天河区、黄埔区，在黄埔港附近流入珠江前航道。

乌涌（干流）全长24.13km，流域面积56.74km2。

在广深铁路以北，乌涌分为左、右两支，右支为干流(习惯上广深铁路以北称左、右支流，铁路以南称干流)。

左支流流域面积为14.6km2，右支流流域面积为38.36km2。

2.3.2区间线路水文地质情况概况七号线二期工程线路在YCK28+660.000～YCK29+700.000下穿珠江（前航道），在珠江前航道以南线路沿线水系发育，在大学城及长洲岛下穿多处珠江支流水系，在珠江以北线路下穿的内陆水系主要为乌涌和下沙涌。

地表水主要接受大气降水及上游补给，向下游排泄，水位和水量除受降雨影响外，受潮汐作用影响明显。

此外，线路沿线零星分布有小水渠、人工鱼塘，主要接收大气降水补给。

根据地貌和含水层分布及地下水特性，该标段沿线初步划分为3个水文地质单元，与工程地质分区一致。