北京铁路地下直径线盾构选型
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适用的颗粒级 配范 围 ；左边的黄色
根据德 、法等 国的盾构施工经 区域为砾石粗砂区 ，为泥水盾构适
验， 当地层 的渗透系数小于 １ ／ 用的颗粒级 配范 围； 中间的绿色 区 ０７ ｓ ｍ
图１ 盾构区间各地层所 占比例
建苑 札拭 ２０ ． 上半月刊） ０ ７０ ６（
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．往， 】 工程报道 Ｌ 垦
ＳＩ ＴＥ ＲＥＰＯ ＲＴ
北京铁路地下
陈
（ 中铁 隧道 集 团有限 公司 ， 南 河 洛阳
馈
４ １０ ） ７０ ９
１ 工程概 况
北京 铁 路 枢 纽 北 京 站 至 北京
２ 工程地质 与水文地质
直径线盾构 选型
域为细砂 区域 ， 两类盾构都能适用。 成 至关重要 。在砂 卵石地 层 中使用 压力平衡 ， 渗流停止 ， 形成渗透泥膜。 北 京地 下直径线 的地层 主要 为砂 泥水盾构 的风险就是泥膜形成困难 。 对于渗透泥膜 而言 ，应 控制泥水 的 ｐ 石地层 ， ｐ 砂 石含量 占９ ． １ 根 在砂 石地层 中， ５ ２ ％。 口 地层孔 隙较大 ， 参数及掘进参 数 ，使 其成膜 时间短 当 据直径线地层随机取样 筛分试验所 有效 孔隙 Ｌ Ｄ （ ＞３ … 泥水最 大粒 径 ） 于刀盘对应 的掘削时间。 作 的级配 曲线 （ ３中左边 两条 曲 图 时，全部泥水可经过地层 的孔 隙流 （ ） 刀具 的布 置与 砂 石 的 ４ ｐ 线 ） 以看出 ， 京直径线 的地质颗 走 ， 法形 成 泥 膜 。 可 北 无 由于 易 出现 溢 泥 破 碎 。 粒级 配不 适宜采 用土压 平衡 盾构 ， 现象 ， 泥水压 力管理较 困难 ， 易造成 件 ２的曲线局部超出了泥水盾构 的 用泥水盾构也存在一定 的风险。 在砂 卵石地层 ，砂 卵石属松散
向西掘进 ３ ２ｍ到达宣武 门站 ；２ ．ｋ
图２ 地层随机取样 筛分试验粒径 比例图
（ ） 盾 构 类型 与颗 粒级 配 的 ２ ８ｍ 且不能 标段盾构 在天宁寺桥北侧设置盾构 卵石粒径 达到 ２０ ｍ左右 ， 关 系。 始发井 ， 向东掘进 ２ ５ ｍ到 达宣武 排除有大直径孤 石的可能 。 ．ｋ
ｍ以上的含量大于６ ％ ， ０ ０ 最大砂 盾构 施 工 是 可 行 的 。 为５７ｍ。 ．ｋ 北京铁路地下直径线工程 １ｍ 是 国内第一条采用盾构法施工的铁
路地 下隧道 ，也是 目前城市最大直 径的双线铁路隧道工程 。
盾构 区间采用钢筋混凝土管片 衬砌 ， 外径 矽 １６ １ ．ｍ，内径 ０ ０ ５ １ ．ｍ， 环 宽 １８ ．ｍ，管片分块 采用 ８ 形 ＋１ 式 。盾构 法隧道分 为 ２ 个标段 ，共 采用 ２台 痧 ． ７ １ ９ ｍ大直 径盾 构施 １
７ ． ３ｋ ２ ｍ
盾构 区间地层 随机取样筛分试 泥水盾构 。北京铁路地下直径线盾
全 长 ９ １ ６ ｍ，其 中地 下 隧道 长 验粒径 比例见图２ 地层细颗粒含量 构 穿越地层的渗透 系数为 １ ４ ｘ ．５ ｋ 。 ７
，
００ ４ ．％ ０ ｍ ｓ ０ ／ ，采用 泥 水 地下隧道 中盾构施工长度 极 少 ， ．７ｍｍ以下的约 占２ ４ ， １～ ／ ，大 于 １ ｍ ｓ
或加人聚丙烯酰胺或其它聚合物等 进行有效破碎 。在刀盘上应配置撕
（）开挖面稳定与泥膜的形成。 泥 浆改 良剂。 ３ 当加人泥浆改 良剂后 ， 裂刀 、 切刀 、 周边刮刀等 刀具 ， 撕裂 泥 水盾构 利用泥 浆作 为支护材 泥水在向地层孔隙中渗透的同时 ， 刀 为先行刀 ， 自 超前切刀布置 ， 先行切 料 ，开挖面的稳定是通过 泥浆渗透 身形成体积增大的团粒与地层土颗粒 削地层 ，先对砂 石进行冲击和撕 日
时，可选用土压平衡盾构 ；当渗透
∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ０
系数在 １ ～１ ｍ ｓ ０ ０４ ／ 之间时 ， 既可
盾构穿越的地层 ９ １ 为砂 选用泥水盾构 ，也可在碴土改 良的 ５ ２％
的渗 透 系数 大 于 １ － ｓ ， ０４ 时 宜采 用 ｍ／
西 站 地 下直 径 线 工程 ， 白北 京 站 卵石地层 ，盾构 区间各地层所 占比 情况 下选用土压平衡盾构 ；当地层 起 ，沿 崇文 门西 大街 、宣武 门大 例 见 图 １ 。 街 ， 花池东 路至北 京西站 ， 路 莲 线
门站 。
盾构 区间覆土厚度为 １ ～２ｍ。 ９ １
一
般来说 ， 细颗粒含量 多， 土 碴
含水层主要为砂 卵石层 、 圆砾层及砂 易形成不透 水的流 塑体 ，容易充满 层， 最大渗透系数为１７ － ／ ， 土仓的每个部位 ，在土仓 中可以建 ．４ １ ３ ｓ ｘ０ｍ
最 大 水 土 压 力 为０ ３ Ｐ 。 ．Ｍ ａ
永
＼
屡 丑 器
世 摆 上 口
８ ６ ５ ４ ３ ． ２ ２ １ ｌ ５ ２ ５ １．５ｏ．３ｏ ３ ．６ｏ ０ ０ ３ ｏ Ｏ １５ ５ ０ ６ Ｏ ２ ６ ． １ｏ １ ８筛 底
筛孔直径／ ｍｍ
工 ， 中１ 段盾构 在前 门站 始发 ， 其 标
立压力来平衡开挖面的土体 。粗 颗
３ 盾构 类型 的选择
３ １ 泥水盾构方案 ．
关系 。
口 卵石土 一 粉土 ■ 中砂 ■ 粉砂
粒含量多的碴土塑流性差 ，实现 土
压平衡困难。盾构类型与颗粒级 配 的关系见 图３ 图中右边蓝色区域 为 ，
淤泥质土区 ， 为土压平衡盾构 （ ）盾构 类型与地层渗透性的 粘土 、 １
∞ ∞ ∞
较适于采用泥水盾构 。 但样件 １ 与样 掌子面坍塌或地面沉 降的危 险。砂 体 ， 地层对砂 石缺 少约束力 ， 由 ｐ 且
ｐ 地 层 泥 膜 形 成 的方 法 除在 泥 水 于砂 卵石的抗压强度较高 ，滚刀只 石
适用范围 ， 因此 ， 北京地下直径线使 中加人膨润土外 ，还应加人增粘剂 能部分破碎砂 石 ，不能对砂 石 ｐ 口
根据德 、法等 国的盾构施工经 区域为砾石粗砂区 ，为泥水盾构适
验， 当地层 的渗透系数小于 １ ／ 用的颗粒级 配范 围； 中间的绿色 区 ０７ ｓ ｍ
图１ 盾构区间各地层所 占比例
建苑 札拭 ２０ ． 上半月刊） ０ ７０ ６（
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北京铁路地下
陈
（ 中铁 隧道 集 团有限 公司 ， 南 河 洛阳
馈
４ １０ ） ７０ ９
１ 工程概 况
北京 铁 路 枢 纽 北 京 站 至 北京
２ 工程地质 与水文地质
直径线盾构 选型
域为细砂 区域 ， 两类盾构都能适用。 成 至关重要 。在砂 卵石地 层 中使用 压力平衡 ， 渗流停止 ， 形成渗透泥膜。 北 京地 下直径线 的地层 主要 为砂 泥水盾构 的风险就是泥膜形成困难 。 对于渗透泥膜 而言 ，应 控制泥水 的 ｐ 石地层 ， ｐ 砂 石含量 占９ ． １ 根 在砂 石地层 中， ５ ２ ％。 口 地层孔 隙较大 ， 参数及掘进参 数 ，使 其成膜 时间短 当 据直径线地层随机取样 筛分试验所 有效 孔隙 Ｌ Ｄ （ ＞３ … 泥水最 大粒 径 ） 于刀盘对应 的掘削时间。 作 的级配 曲线 （ ３中左边 两条 曲 图 时，全部泥水可经过地层 的孔 隙流 （ ） 刀具 的布 置与 砂 石 的 ４ ｐ 线 ） 以看出 ， 京直径线 的地质颗 走 ， 法形 成 泥 膜 。 可 北 无 由于 易 出现 溢 泥 破 碎 。 粒级 配不 适宜采 用土压 平衡 盾构 ， 现象 ， 泥水压 力管理较 困难 ， 易造成 件 ２的曲线局部超出了泥水盾构 的 用泥水盾构也存在一定 的风险。 在砂 卵石地层 ，砂 卵石属松散
向西掘进 ３ ２ｍ到达宣武 门站 ；２ ．ｋ
图２ 地层随机取样 筛分试验粒径 比例图
（ ） 盾 构 类型 与颗 粒级 配 的 ２ ８ｍ 且不能 标段盾构 在天宁寺桥北侧设置盾构 卵石粒径 达到 ２０ ｍ左右 ， 关 系。 始发井 ， 向东掘进 ２ ５ ｍ到 达宣武 排除有大直径孤 石的可能 。 ．ｋ
ｍ以上的含量大于６ ％ ， ０ ０ 最大砂 盾构 施 工 是 可 行 的 。 为５７ｍ。 ．ｋ 北京铁路地下直径线工程 １ｍ 是 国内第一条采用盾构法施工的铁
路地 下隧道 ，也是 目前城市最大直 径的双线铁路隧道工程 。
盾构 区间采用钢筋混凝土管片 衬砌 ， 外径 矽 １６ １ ．ｍ，内径 ０ ０ ５ １ ．ｍ， 环 宽 １８ ．ｍ，管片分块 采用 ８ 形 ＋１ 式 。盾构 法隧道分 为 ２ 个标段 ，共 采用 ２台 痧 ． ７ １ ９ ｍ大直 径盾 构施 １
７ ． ３ｋ ２ ｍ
盾构 区间地层 随机取样筛分试 泥水盾构 。北京铁路地下直径线盾
全 长 ９ １ ６ ｍ，其 中地 下 隧道 长 验粒径 比例见图２ 地层细颗粒含量 构 穿越地层的渗透 系数为 １ ４ ｘ ．５ ｋ 。 ７
，
００ ４ ．％ ０ ｍ ｓ ０ ／ ，采用 泥 水 地下隧道 中盾构施工长度 极 少 ， ．７ｍｍ以下的约 占２ ４ ， １～ ／ ，大 于 １ ｍ ｓ
或加人聚丙烯酰胺或其它聚合物等 进行有效破碎 。在刀盘上应配置撕
（）开挖面稳定与泥膜的形成。 泥 浆改 良剂。 ３ 当加人泥浆改 良剂后 ， 裂刀 、 切刀 、 周边刮刀等 刀具 ， 撕裂 泥 水盾构 利用泥 浆作 为支护材 泥水在向地层孔隙中渗透的同时 ， 刀 为先行刀 ， 自 超前切刀布置 ， 先行切 料 ，开挖面的稳定是通过 泥浆渗透 身形成体积增大的团粒与地层土颗粒 削地层 ，先对砂 石进行冲击和撕 日
时，可选用土压平衡盾构 ；当渗透
∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ０
系数在 １ ～１ ｍ ｓ ０ ０４ ／ 之间时 ， 既可
盾构穿越的地层 ９ １ 为砂 选用泥水盾构 ，也可在碴土改 良的 ５ ２％
的渗 透 系数 大 于 １ － ｓ ， ０４ 时 宜采 用 ｍ／
西 站 地 下直 径 线 工程 ， 白北 京 站 卵石地层 ，盾构 区间各地层所 占比 情况 下选用土压平衡盾构 ；当地层 起 ，沿 崇文 门西 大街 、宣武 门大 例 见 图 １ 。 街 ， 花池东 路至北 京西站 ， 路 莲 线
门站 。
盾构 区间覆土厚度为 １ ～２ｍ。 ９ １
一
般来说 ， 细颗粒含量 多， 土 碴
含水层主要为砂 卵石层 、 圆砾层及砂 易形成不透 水的流 塑体 ，容易充满 层， 最大渗透系数为１７ － ／ ， 土仓的每个部位 ，在土仓 中可以建 ．４ １ ３ ｓ ｘ０ｍ
最 大 水 土 压 力 为０ ３ Ｐ 。 ．Ｍ ａ
永
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屡 丑 器
世 摆 上 口
８ ６ ５ ４ ３ ． ２ ２ １ ｌ ５ ２ ５ １．５ｏ．３ｏ ３ ．６ｏ ０ ０ ３ ｏ Ｏ １５ ５ ０ ６ Ｏ ２ ６ ． １ｏ １ ８筛 底
筛孔直径／ ｍｍ
工 ， 中１ 段盾构 在前 门站 始发 ， 其 标
立压力来平衡开挖面的土体 。粗 颗
３ 盾构 类型 的选择
３ １ 泥水盾构方案 ．
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口 卵石土 一 粉土 ■ 中砂 ■ 粉砂
粒含量多的碴土塑流性差 ，实现 土
压平衡困难。盾构类型与颗粒级 配 的关系见 图３ 图中右边蓝色区域 为 ，
淤泥质土区 ， 为土压平衡盾构 （ ）盾构 类型与地层渗透性的 粘土 、 １
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较适于采用泥水盾构 。 但样件 １ 与样 掌子面坍塌或地面沉 降的危 险。砂 体 ， 地层对砂 石缺 少约束力 ， 由 ｐ 且
ｐ 地 层 泥 膜 形 成 的方 法 除在 泥 水 于砂 卵石的抗压强度较高 ，滚刀只 石
适用范围 ， 因此 ， 北京地下直径线使 中加人膨润土外 ，还应加人增粘剂 能部分破碎砂 石 ，不能对砂 石 ｐ 口