北京地铁4号线砂卵石地层盾构机选型
砂卵石探讨
5、控制好盾构机的姿态
在此段地层中是上砂卵石下岩石的地 层，特别要注意盾构机的姿态管理，在此 地段中盾构机可能上飘或左右的偏离轴线。 尽量保持盾构机沿轴线掘进，可减少对盾 构机刀盘上的刀具受力均衡，减少刀具可 能产生的偏磨机率。
b、保证添加剂能顺利添加到掌子面。特别对泡 沫系统、澎润土系统能良好的工作，关键点是一定 要喷射到掌子面，才能真正起到土壤改良和对刀具 冷却及润滑。 c 、后配套设备良好。砂卵石地段掘进要连续快速， 不能停留，停留时间太长掌子面容易坍塌。
2、采用土压平衡模式掘进
盾构机通过砂卵石地段时，由于砂卵石具有 渗水性大，受到长时间扰动和震动容易发生液化 的特点，需采用土压平衡模式掘进，以确保密封 土舱压力而稳定开挖面，控制地表沉降，防止地 层出现坍塌。要保持土压有两种办法：一是保持 速度减少出土量；二是增加推力提高速度。
6、做好渣土管理 盾构机掘进过程中有两个时段要对渣土进 行管理，一是在掘进过程中对渣土的改良，改
良好掌子面及土舱渣土是盾构掘进的关键，可
成功掘进的必要充分条件。二是要每环查看渣
土出来的情况，以便了解地质情况和刀具情况
及改良情况，还要每环对渣土温度测量和方量
统计管理。可以准确判断地质情况和刀具磨损
情况。
各位领导、各位专家， 你们好！
砂卵石地层掘进探讨
目
录
一、地质情况介绍 二、盾构机掘进情况 三、盾构机过砂卵石的技术措施
一、地质情况介绍
北京地铁四号线20标北宫门站～龙 背村盾构接收井区间长度494m，最小 线间距为12m，最小曲线半径为350m， 区间隧道平均覆土厚度10m。在北龙区 间在里程K27+078后掌子面砂卵石逐渐 增加到里程K27+089为全段面砂卵石。
复杂条件下盾构施工技术(1)-选型及砂卵石地层
盾构选型中的地质因素： 广州地铁沿线的工程地质、水文地质条件比较复杂,其中最重要的特点是工程范围内的岩土均一性差,物理力学特性差异大。地铁围岩既有十分松软富水的淤泥质土、中细沙层,又有较坚硬的砂砾岩、花岗片麻岩、混合岩,以及介于上述两类岩土之间具不同风化程度的软塑～ 硬塑状粘性土层。软硬相间的红色砂泥岩是地铁隧道施工的主要地层。因此选择用于广州地铁施工的盾构时,要求它必须有与上述地质条件相匹配的性能。
7
转速控制 （微调性）
好
差
好
A:由于变频，可控制转速和进行微调 B:由于采用离合器，不能实现无级调速 C:控制液压泵排量，可控制转速和进行微调
8
噪音
小
小
大
C:液压系统的噪音一般大于电动机系统
9
盾构内 温度
低
较低
较高
C:液压系统功耗大，故温度较高
10
维护保养
易
易
较困难
B:维护保养工作较少 C:液压系统的维护和保养一般较复杂，要求较高。
3．盾构机选型的其它条件 除了地质条件以外的盾构机选型的制约条件还很多，如工期、造价、环境因素、基地条件等。 工期制约条件 因为手掘式与半机械式盾构机使用人工较多，机械化程度低，所以施工进度慢。其余各类型盾构机因为都是机械化掘进和运输，平均掘进速度比前者快。 造价制约因素 一般敞口式盾构机的造价比密闭式盾构机低，主要原因是敞口式盾构机个象密闭式盾构机那样有复杂的后配套系统，在地质条件允许的情况下，从降低造价考虑，宜优先选用敞口式盾构机。 环境因素的制约 敞口型的盾构机引起的地表沉降大于网格式盾构，更大于密闭式的掘进机。
盾构类型与颗粒级配的关系
一般来说，细颗粒含量多，碴土易形成不透水的塑流体，容易充满土仓，在土仓中可以建立压力，平衡开挖面的土体。粗颗粒含量高的碴土塑流性差，实现土压平衡困难。 盾构类型与颗粒级配的关系详见下图，图中蓝色区域为淤泥粘土区，为土压平衡盾构适应范围，绿色区域为粗砂、细砂区，即可使用泥水盾构，也可经土质改良后使用土压平衡盾构，黄色区域为卵石砾石粗砂区，为泥水盾构适用的颗粒级配范围。
北京典型地层盾构施工关键技术概要
3.泥土压式盾构重要系统配置选择 ⑵刀具配置： 砂卵石地层盾构刀具配置一例：
3.泥土压式盾构重要系统配置选择 ⑵刀具配置： 含砂漂石地层盾构刀具配置一例：
3.泥土压式盾构重要系统配置选择 ⑶塑流化改良系统： 包括：加泥系统、加泡沫系统、搅拌系统。
北京地区典型地层条件条件下应配置双系统，且注 入口设置合理。
100 80 60 40 20 0
0.001
塑流化好的区域
塑流化差的区域
0.01
0.1
1
10
土颗粒粒径(mm)
图 土颗粒分布与塑流化状态
100
1.开挖管理
⑵塑流化改良管理
细颗粒（75μm以下的粉土与粘土）含量30%以上的土 砂，塑性流动性满足要求。
细颗粒低于30%或砂卵石地层，必须加泥或加泡沫等， 以提高塑性流动性和止水性。
1.开挖管理
土压平衡盾构工法，其基本原理是：具有塑性流 动性和不透水性的被开挖土砂充满土压仓，利用螺旋 输送机控制土压仓内的压力，以使开挖面稳定。开挖 管理，以开挖面土压管理和加泥管理（塑性流动性管 理）为主，辅以排土量管理、盾构参数管理。
1.开挖管理 ⑴土压管理
根据地质条件和环境条件设定土压管理值，并根据 监测数据进行调整，确保掘进过程中开挖面稳定。
1.开挖管理 ⑵塑流化改良管理
塑性流动化管理是土压式盾构施工的最重要要素。 要随时把握土压仓内土砂的塑性流动性，以对盾构进 行反馈控制。
管理方法：1）按排土性状管理；2）按土砂输送效率管 理 ；3）按盾构机械负荷管理 。
排土性状：坍落度应为5－12cm，砂质地层10－15cm。
土砂输送效率：螺旋机实际出土量与计算出土量之比。
影响盾构刀盘与刀具选择的主要性能参数：天然单轴抗 压强度。
北京地铁四号线14标段盾构机选型
北京地铁四号线14标段盾构机选型
李祥兵
【期刊名称】《市政技术》
【年(卷),期】2004(022)005
【摘要】针对北京地铁四号线14标段工程地质围岩的特点,研究了此工程地质条件下的土压平衡式盾构机和其开挖系统的选型,重点研究了刀盘形式、刀盘驱动参数、刀盘驱动方式、刀盘支撑方式及螺旋输送机的选型依据,并简单介绍了其他附属系统.
【总页数】4页(P313-316)
【作者】李祥兵
【作者单位】北京市市政工程总公司,北京,100043
【正文语种】中文
【中图分类】TU621
【相关文献】
1.北京地铁4号线14标段盾构隧道防水工程质量控制 [J], 王亮;薛彦
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北京地铁4号线某盾构区间基岩及砂卵石混合特殊地层施工技术
北京地铁4号线某盾构区间基岩及砂卵石混合特殊地层施工技术张耘获;乐贵平;苏艺【期刊名称】《现代隧道技术》【年(卷),期】2008(0)S1【摘要】北京地铁4号线某盾构区间不良地质段附近基岩埋深较浅,强风化基岩面起伏较大,隧道洞径影响范围内岩土软硬不均,这种地层条件在北京地铁施工中尚属首次。
施工过程中遇到诸多技术难关,主要包括刀具磨损大、开舱换刀频繁、土舱内集水、塌方等技术难题。
文章结合相关掘进参数和采取的相关措施,主要介绍刀具的磨损和更换情况、刀盘磨损和修复、土舱内水量大的对策以及对沉降和塌方部位的处理,并提出此类问题的解决对策,积累了在这种特殊混合不良地层中的盾构法施工和管理经验,以便日后其他类似工程借鉴。
【总页数】5页(P447-451)【关键词】盾构;混合不良地层;刀具磨损;沉降;施工管理【作者】张耘获;乐贵平;苏艺【作者单位】北京交通大学土建学院;北京轨道交通建设管理有限公司【正文语种】中文【中图分类】U455.4【相关文献】1.北京地铁无水砂卵石地层盾构施工技术难点及施工对策研究 [J], 王岩;钱新;李旸;薛建领;闫雷2.北京地铁10号线砂卵石地层盾构法隧道施工关键技术 [J], 丛恩伟3.砂卵石地层大直径盾构始发下穿管线群施工技术——以成都轨道交通17号线温明区间盾构工程为例 [J], 王德勇;赵东平;艾小杨;王卢伟4.砂卵石地层大直径盾构始发下穿管线群施工技术——以成都轨道交通17号线温明区间盾构工程为例 [J], 王德勇;赵东平;艾小杨;王卢伟5.富水砂卵石地层大直径盾构渣土改良试验研究——以成都地铁17号线明九区间2^(#)风井—九江北站盾构工程为例 [J], 葸振东;胡林浩;张书香;张波因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
北京砂卵石地层盾构机刀具选型
砂卵石地层盾构刀具选型盾构机刀具的配置，是盾构机刀具设计中是非常重要的内容，其配置是否适合应用工程的地质条件，直接影响盾构机刀盘的使用寿命、切削效果、出土状况和掘进速度。
一、刀具分类及工作原理目前使用的刀具一般分为两大类:刮削刀具、滚动刀具1.1.1刮削刀具是指只随刀盘转动而没有自转的破岩刀具.1.1.2刮削类刀具的工作原理在推力的作用下，刮刀嵌如岩渣或岩层中，刀盘带动刀具转动时刮削岩层，在掌子面形成一环环犁沟，特点是效率高，刀盘转动阻力大。
在软土地层或滚刀破碎后的渣土通过刮刀进行开挖，渣土随刮刀正面进入渣槽。
1.2.1滚动刀具是指不仅随刀盘转动，还同时作自转运动的破岩刀具。
1.2.2滚刀工作原理滚刀在推力和滚动力（转矩）的作用下，推力使刀圈压入岩体，滚动力使刀圈滚压岩体。
通过滚刀对岩体的挤压和剪切使岩体发生破碎，在岩面上切出一系列的同心圆（见图）。
二、根据九号线地层进行刀具的选型2.1 北京地铁九号线04标丰六区间地质概况根据北京城建勘察设计院2008年10月提供的《北京地铁九号线工程（丰台北路站～六里桥西站区间）岩土工程勘察报告》，本工程的工程地质与水文地质概况分为9层，盾构施工地层主要为卵石⑤层和卵石⑦层，为砂卵石复合地层：卵石⑤层：杂色，密实，湿，低压缩性，最大粒径不小于420mm，一般粒径20~80mm，粒径大于20mm颗粒含量约为总质量55~75%，亚圆形，中粗砂充填，局部大于200mm的漂石含量约为15-45%。
卵石⑦层：杂色，密实，湿饱和，低压缩性，最大粒径不小于600mm，一般粒径30-120mm，粒径大于20mm颗粒含量约为总质量的60-85%。
亚圆形，中粗砂充填，局部大于200mm的漂石含量约为25-45%。
实际掌子面照片2.2 根据地层情况和刀盘刀具的位置，以刮刀、滚刀和中心刀重点分析。
2.2.1 刮刀（齿刀）刮刀是软土刀具，布置在刀盘开口槽的两侧，盾构机向前推进的同时，刮刀随刀盘旋转对开挖面土体产生轴向（沿隧道前进方向）剪切力和径向（刀盘旋转切线方向）切削力，在刀盘的转动下，刀刃和刀头部分插入到地层内部，不断将开挖面前方土体切削下来。
北京地铁盾构机招标选型
北京地铁盾构机招标选型一、前言随着北京城市地铁建设的不断推进，盾构机在地铁隧道施工中发挥着重要作用。
盾构机是一种专门用于地下隧道建设的设备，其在地铁工程中的应用已经非常普遍。
在北京地铁建设中，盾构机的选择和引进对于工程的顺利进行和质量的保障具有非常重要的意义。
本文将对北京地铁盾构机的招标选型进行详细分析和探讨。
二、北京地铁盾构机的需求北京地铁建设的快速发展，对盾构机的需求也在不断增加。
地铁项目是城市基础设施建设的重点项目，因此盾构机必须满足一系列的要求才能够顺利完成工程。
盾构机需要具备良好的隧道掘进能力，能够在复杂的地质条件下顺利进行工作。
盾构机需要具有较高的稳定性和可靠性，能够保证工程的安全进行。
盾构机还需要具备较高的适应性和灵活性，能够适应不同的隧道环境和工程要求。
基于这些需求，北京地铁盾构机的招标选型工作将在技术、性能、质量、价格等方面进行综合考虑和评估。
三、北京地铁盾构机招标选型的技术要求在北京地铁盾构机的招标选型中，首先需要对技术要求进行详细的规定和界定。
盾构机的技术要求主要包括隧道掘进能力、机械性能、控制系统、自动化程度等方面。
盾构机需要具备较高的掘进速度和挖掘能力，能够在限定的时间内完成相应的工程任务。
盾构机需要具备良好的机械性能，包括动力系统、传动系统、液压系统、冷却系统等方面，以保证设备的稳定运行和持续工作。
盾构机需要具备先进的控制系统和自动化程度，能够实现对设备的智能化管理和控制，提高工程效率和质量。
五、北京地铁盾构机招标选型的质量要求在北京地铁盾构机的招标选型中，质量要求是非常重要的一个方面。
盾构机作为地铁隧道施工的重要设备，其质量直接影响着工程的质量和工期。
盾构机的质量要求主要包括设备结构安全性、材料质量、工艺水平、加工精度等方面。
盾构机的结构需要符合相关标准和规范，能够承受较大的工程压力和扭矩，保证设备的结构安全性和稳定性。
盾构机的材料需要具有良好的品质和性能，能够在复杂的地质条件下保持良好的使用性能和耐久性。
北京地铁盾构机招标选型
北京地铁盾构机招标选型盾构机是地下隧道掘进的主要设备之一，其精度、稳定性和效率对于隧道施工的顺利进行有着至关重要的作用。
在北京地铁的建设过程中，盾构机的招标选型也是其中的关键环节。
本篇文章将就北京地铁盾构机的招标选型进行详细的分析。
首先，在盾构机招标选型的过程中，首要需要考虑的是盾构机的技术指标。
北京地铁隧道的掘进需要满足一些特殊的要求，如地质条件较差、隧道环境限制等，因此盾构机的适应性和稳定性显得尤为重要。
针对这些特殊要求，北京地铁盾构机的选型需满足如下技术指标：1）经济效益要好，2）具有较高的扭矩和切削力，3）控制系统精密且稳定，4）机身抗压性能优越，并且5）具有满足环保要求的排放系统。
其次，在盾构机招标选型的过程中，还需要考虑政府和市场环境的因素。
政府和市场环境的不确定性，会对盾构机的选择产生较大的影响。
比如，政府可能会在施工过程中设置一些环保限制或者产业政策，这就需要盾构机的选型能够配合政府政策来进行操作。
而市场环境的变化，如经济环境、政治环境等，可能会对盾构机的选型产生较大的影响。
随着技术的不断发展，市场和政府的环境也在不断变化，因此，盾构机的选型应该适应市场和政府环境逐渐变化的趋势，对盾构机的功能和性能有着更加深入的了解和考虑。
最后，在盾构机招标选型中，需要考虑成本效益的问题。
隧道施工是一个耗时、耗力、耗资的工作。
因此，在盾构机的选型中，不仅要考虑到盾构机的性能和适应性，还要充分考虑盾构机的价格和运营成本。
要综合考虑这些因素来进行盾构机的选型，以得到最佳的效益，实现投资最小但效益最大的盾构机选型。
总之，在北京地铁盾构机的招标选型中，需要综合考虑技术指标、政府和市场环境、成本效益等多个因素。
只有在综合考虑各种因素的情况下，才能做出最优的选择。
通过这些因素的考虑和权衡，才能得到高效、环保、安全、经济的盾构机，为地铁隧道建设提供全面的保障。
北京地铁盾构机招标选型
北京地铁盾构机招标选型
北京是中国地铁发展最快的城市之一，地铁建设已成为城市发展的重要组成部分。
北京地铁的建设需要大量的盾构机设备，需要进行招标选型，以保证施工质量和效率。
一、技术指标
盾构机的技术指标是选型的重要因素之一，包括掘进直径、机身长度、功率大小、掘进速度等。
在选择盾构机时，应根据施工的具体情况，如地质条件、隧道长度、交通流量等，综合考虑以上技术指标，选择最适合的盾构机型号。
二、供应商能力
选型的另一个重要因素是供应商的能力，包括供应商的技术实力、设备质量，以及供应商的生产能力和服务保障能力等。
应了解供应商的市场声誉和业绩，在与供应商签订合同之前，应对供应商进行必要的尽职调查。
三、质量控制
在选型之后，应对盾构机的质量进行严格的控制。
应对设备进行严格的验收，以确保设备符合技术要求和合同要求。
同时，应对设备及其配件的安装、调试、运输等进行全程管控，以确保设备施工期间的良好运行状态。
四、售后服务
盾构机的售后服务是选型的重要因素之一，应确保供应商提供完备的售后服务，包括设备维修、保养、更新等服务。
应要求供应商对设备进行定期检验和维护，确保在施工过程中能够很好地运作。
总的来说，北京地铁盾构机的招标选型需要综合考虑技术指标、供应商能力、质量控制以及售后服务等多个方面，以保证选型的合理性，为地铁建设提供有效的保障。
同时，应对选型后的设备进行严格的保养和管理，确保设备在施工过程中的稳定运行。
砂卵石地层盾构
盾构所经地层的砂卵石
北京地区砂卵石地层盾构掘进
如何解决砂卵石地层盾构掘进问题
是北京盾构选型的关键问题
粒径超过200mm
切削刀工作原理图
粉质粘土及重粉质粘土
圆砾层
中粗砂
粉细砂层
粘质粉土砂质粉土粘质粉土素填土
刀盘
粉细砂层地面,45.55
41.0539.35
36.35
34.45
33.95
31.15
26.95
22.05
粉质粘土及粘质粉土盾构机所在位置地质横断面 (k9+124.52)
盾构刀盘所在位置断面图
★刀盘大部分位 于圆砾层中 可预见其磨损 将相当严重
219min
88 min
外周边刀已完全磨损
刀具磨损状况
（1）B-C 辐条间边刀（3）先行刀C1（4）先行刀B2（5）先行刀F4（6）切削刀DL1
件等因素，确定合理的可能换刀位置。
北京地层地铁盾构选型
文章编号:100926825(2007)0620281202北京地层地铁盾构选型赵红军摘 要:对泥水盾构与土压盾构的优缺点进行了分析比较,根据北京地区的地质特点指出了适合北京各种地层的盾构类型及盾构选型的注意事项,以促进北京的地铁建设。
关键词:地铁,盾构,选型,地层中图分类号:U231.3文献标识码:A1 概述近年来,北京地铁建设异军突起。
由于大部分地铁线路都要求在2008年奥运会举行前通车,使得北京地铁的施工方法由以前的明挖法、浅埋暗挖法向盾构法转变。
盾构工法属暗挖法,其主要优点有:对环境影响小、地表占地面积少,施工进度快、安全性高,适用地层范围宽等。
根据工程需求(隧道尺寸、长度、覆盖土厚度、地层状况、环境条件需求等)选定盾构机类型(具体构造、稳定掘削面的方式、施工方式等等)的工作,简称盾构选型[1]。
地铁隧道施工前要根据本地区地层的具体特点选择相应的盾构类型,使之在施工中能绝对保证掘削面稳定,确保施工进度与施工安全。
2 泥水盾构与土压盾构的优缺点比较[2]2.1 泥水盾构的优缺点2.1.1 泥水盾构的优点1)对地层的扰动小、沉降小。
由于泥水盾构利用泥水压对抗掘削地层的地下水压、土压,同时泥水渗入地层形成不透水泥膜,所以掘削土体对地层的扰动小,故地表沉降小。
另需要化学注浆加固的部位的注入量小,故利于成本降低及减少环境污染。
2)适于高地下水压,江底、河底、海底隧道施工。
上述场合下,泥水盾构可选用面板型刀盘,所以增加了掘削的稳定性,加上泥水压对抗地下水压的作用,故掘削面的稳定性最可靠。
3)适于大直径化。
由于泥水渗入地层的浸泡作用,致使掘削地层不同程度有些松软,故盾构的刀盘掘削扭矩小,所以同样扭矩驱动设备的情况下,泥水盾构的直径可以做得大。
目前最大直径的盾构(直径为14m～15m)均为泥水盾构,已有直径14.18m的泥水盾构通过市中心的施工实例问世。
4)适于高速化施工。
除组装管片期间停止掘进外,其他工序均可连续施工。
三论北京地区地铁施工用盾构机选型
都市快轨交通・第21卷第2期2008年4月土建技术 URBAN RAP ID RA I L TRANSI T 三论北京地区地铁施工用盾构机选型乐贵平 苏 艺(北京市轨道交通建设管理有限公司 北京 100037)摘 要 北京地区的地质条件、地面环境以及社会关注度等特点,使地铁隧道施工时所采用的盾构机类型和盾构施工技术必然带来其典型的地区特色。
通过分析地铁线路隧道穿越地层的工程地质及水文地质条件和各种盾构机在北京不同土层地质条件的适应性,及时总结盾构施工的技术经验,同时引入新的机型,使地铁施工盾构机更符合北京地区的工程地质实际,不断提高盾构施工与管理水平。
关键词 北京地区 地铁施工 盾构机选型笔者几年前曾在《现代隧道技术》、《市政技术》上对北京市地铁施工用盾构机的选型进行过讨论,并提出过一些初浅的看法。
随着北京地铁4、5、10号线、奥运支线及机场线盾构工程即将全部结束,北京采用盾构技术先后穿越了北京市区四环以内所有地层和四环以外的部分特殊地层(见图1)。
在地铁盾构隧道施工中,北京地铁工程盾构技术人员既创造了地铁盾构工程月进度为727m 的全国最高记录,也碰到盾构连续掘进不到10m 刀具就严重破损的困难。
经过地铁参建各方几年的工程实践,积累了北京地铁盾构施工的经验,逐步形成和建立了北京地区盾构成套综合技术的基本理念,已具备对北京地区盾构技术全面总结的条件。
根据北京市轨道交通的规划以及建设时序的安排,北京市2007年地铁建设目标为:在上述已开工建设的5条地铁线路的基础上,确保再新开工建设4条线,并争取新开工建设线路达到6条线。
从计划开工的地铁线路看(见图2),地铁所涉及范围更广,隧道所穿越的地层更复杂,施工难度更大,计划采用盾构法施工的区间隧道更多。
及时总结已有盾构施工的经验,指导盾构隧道工程的规划、设计、施工,对于保证地铁收稿日期:20070822 修回日期:20071206作者简介:乐贵平,男,硕士,教授级高工,总经理助理。
盾构隧道作业
一、北京地铁盾构的选型北京地区特殊的地质条件决定了在盾构选型方面的特殊性，北京地区的地层以：砂卵石、粉质粘土、粉土、中粗砂、中细砂、粉细砂、圆砾、砾岩等为主要地质特征，根据统计，目前北京地铁四、五及十号线共采用l7台盾构机，全部为土压平衡盾构机，其中德国海瑞克占8台，日本石川岛播磨重工、三菱重工及日立造船占9台。
对于改良切削土体，德国海瑞克盾构机以加泡沫为主，日本盾构机可根据需要，加泥、加泡沫或同时加泥与加泡沫；德国海瑞克的盾构机全部采用面板式刀盘，日本则以辐条式刀盘为主，少量采用开口率超过40％的面板式刀盘；刀头一般以刮刀为主，根据各制造商的设计理念不同刮刀有所变化；对于局部有砾岩地层，为满足破岩要求，在刮刀基础上辅以少量滚刀。
盾构隧道穿越的地层主要为粉质粘土、粉土、砂层(粗砂)、卵石圆砾和砾岩(微风化和中～强风化)。
对于粉质粘土、粉土地层，土压平衡盾构机适应性较好，特别是辐条式刀盘土压平衡盾构机，无论是保持土压平衡，控制地表沉降，还是盾构机推进的技术参数指标，均与设计符合较好；但对于砂层(粗砂)、砂卵石层(圆砾)，适应性还有待于进一步确认，而面板式刀盘土压平衡盾构机，则已证明其对砂层(粗砂)、砂卵石层(圆砾)的适应性较差。
根据目前北京市地铁盾构标段各施工单位选定的盾构机，以及地铁沿线建构筑物现况，在盾构掘进时有以下技术特点必须给予高度重视和关注：(1)如何解决刀盘刀头、密封舱及螺旋输送机内壁磨损(五号线某标段刀头磨损)，实现盾构机正常掘进；(2)如何在盾构机密封舱内建立与开挖面土体平衡(砂卵石及圆砾层都存在此问题)，保证地表不出现有害沉降和塌方；(3)如何在隧道内进行降水及加固地层，此项技术综合性很强，要求施工单位有较强的技术实力和经验(盾构法施工地铁沿线地表普遍是房屋，缺乏施工用地的地段比比皆是)；(4)安全可靠的开舱与排障技术(如四号线白石桥站～动物园站区间，不仅砂卵石含量达67％，而且可能存在大量的桩基和锚杆等施工遗弃物，盾构掘进遇障概率和施工风险极大)，国内施工单位一般实战经验缺乏，特别急需加强和学习；(5)本标段与相关标段工程的总体筹划与组织(如某标段盾构意外停机，从问题出现到处理结束以及恢复掘进用时长达52 d)，体现施工单位盾构施工所积累的经验和对盾构工程全局的把握能力；针对上述问题及结合北京地区的实际，从而对盾构机的选型时必须考虑以下功能：(1)盾构机的刀头易于更换，特别是刀盘外周布置的刀头应采用螺栓连接，且每次开舱更换刀头时间宜控制在8h之内，此外，在岩石区域，滚刀和刮刀还应可以互换；(2)盾构机应设计和配备机内超前注浆加固地层的专用设备系统；(3)盾构机应设计和配备气压舱，其空间和工艺技术必须满足人员进入密封舱内检修刀盘和刀头的需要，同时对于有关舱内作业时的送风和排风必须专门设计和配备相应设备；(4)盾构机应设计有加泥、加泡沫两个独立的系统，如还能实现同时添加泥和泡沫混合液则更好，另外要求泥或泡沫都能添加到刀盘上(不仅是密封舱内隔板上)，螺旋输送机还应配有加泥或泡沫的系统，特别是螺旋输送机的前段(进土口方向)；(5)盾构机应设计有铰接系统(满足小半径曲线掘进的需要，如十号线麦子店西路站～亮马河站区间s型小半径曲线等)；(6)若有可能，盾构机盾体分割设计应采用螺栓连接，尽可能减少工地现场焊接量，既降低盾构机多次组装的损坏率，又加快盾构机组装调试速度，每次组装时间最好能控制在20 d(如五号线和平里站～雍和宫站单一区间盾构机两次从和平里站始发)；（7）盾构机装备总推力与脱困扭矩应取较大值，如总推力宜大于计算阻力的2 倍，刀盘扭矩系数宜大于23。
北京地铁盾构机招标选型
北京地铁盾构机招标选型北京是中国首都，也是中国经济、政治、文化中心，随着城市的发展和人口的增加，地铁交通成为北京市重要的交通方式。
建设一个高质量、高效率的地铁系统对于保障北京的可持续发展至关重要。
在地铁工程中，盾构机被广泛应用于地下隧道的建设。
盾构机能够有效地减少对周围环境的干扰，同时也可以大大缩短工期。
因此，在地铁建设中，盾构机的选择非常重要。
北京地铁建设的一个重要项目是北京地铁线路6的建设，目前正在进行盾构机的招标选型。
为了选择最适合的盾构机，必须考虑多个因素，包括但不限于地层状况、隧道直径和长度、盾构机性能、可靠性和运营成本等等。
地层状况是选择盾构机的重要因素之一。
北京的地层主要由软黏土和砂质岩石构成，而且存在着一些地下水问题。
因此，对于地铁隧道的建设，需要选择具有良好适应这些地层特征的盾构机。
对于柔软岩层，应该选择可以实现液压平衡或土压平衡的盾构机，以便在施工过程中保持隧道周围的稳定性。
而对于砂质岩石层则应选择硬岩盾构机。
隧道直径和长度是选择盾构机的另一个重要因素。
隧道直径越大，越需要选用更大型号的盾构机。
一般情况下，如果隧道的长度较短，则可以选择传统隧道掘进机进行施工，但对于较长的隧道，建议选用盾构机。
对于北京地铁6号线，该隧道的直径约为6米，长度约为30公里。
因此，需要一种大型的盾构机来完成这项工程。
盾构机的性能、可靠性和运营成本也需要考虑。
性能指的是盾构机在施工过程中的质量和效率。
一个好的盾构机应该具有高效的推进力、灵活的转向性能，以及稳定的前端工具。
可靠性则指的是盾构机在施工过程中的安全性和可靠性，需要选择生产厂家有良好的声誉，并具有完善的售后服务。
运营成本包括设备的购置和维护费用、劳动力成本和能源成本等因素，这些都是影响盾构机的选择和使用的重要因素。
北京地铁盾构机招标选型
北京地铁盾构机招标选型随着城市化的快速推进，人口的增加和交通流量的增大，城市地铁已成为现代城市重要的交通工具。
而地铁盾构机作为地铁建设中的重要设备，其选型和使用对地铁工程的进展和质量起着重要作用。
北京作为中国的首都和国际大都市，地铁建设一直处于快速发展的状态。
为了满足日益增长的交通需求，北京地铁公司需要科学选型盾构机来保障地铁建设的顺利进行。
而选型过程中需要考虑多种因素，如穿越建筑物的能力、土层情况、盾构机的尺寸、造价和性能等。
在北京地铁工程中，盾构机的选型主要考虑以下几个因素：1. 土层情况：北京地下的土层主要有软弱地层、黄土、砂土和岩石等。
不同类型的土层对盾构机的选择有不同的要求。
软弱地层主要需要选择土压平衡盾构机，而黄土和砂土可以选择土压平衡盾构机或开挖式盾构机。
岩石地层则需要选择岩石盾构机。
2. 穿越建筑物的能力：北京地铁建设需要穿越许多地下通道、地下商业区和地下停车场等建筑物。
盾构机选型需考虑其尺寸和形状，以确保能够穿越狭窄和复杂的空间。
3. 盾构机的性能：盾构机的性能直接影响工程的质量和进展。
性能好的盾构机能够提高施工效率，减少对周围环境的影响。
在选型过程中，需考虑盾构机的动力、转向能力、排土方式等因素。
4. 盾构机的造价：盾构机的造价直接影响到地铁工程的投资成本。
在选型过程中，需综合考虑盾构机的价格和性能，以选择性价比最高的设备。
在北京地铁公司进行盾构机招标选型时，一般会发布招标文件，明确要求供应商提供符合北京地铁建设要求的盾构机。
供应商需要提交相关的技术资料、性能参数和价格等信息，以便北京地铁公司评估和比较不同供应商的产品。
评估过程中，除了考虑上述所提到的因素，还会考虑供应商的信誉度、售后服务和技术支持等方面。
最终，北京地铁公司会选择性价比最高、适应北京地铁建设要求的盾构机供应商，以确保地铁工程的顺利进行。
北京地铁公司还会和供应商签订合同，约定盾构机的交付时间、保修期限、培训等详细事宜，以确保各项工作的顺利进行。
(建筑工程管理)浅谈北京地区地铁隧道施工用盾构机选型
（建筑工程管理）浅谈北京地区地铁隧道施工用盾构机选型浅谈北京地区地铁隧道施工用盾构机选型作者：北京市政集团：乐贵平摘要：根据北京地区工程地质和水文条件，以及北京市地铁施工的特点，提出适用于北京地区地铁隧道施工用的盾构机型和盾构机基本配置的技术要求，同时仍就盾构机扭矩、刀具形状和布置及作用等技术关键点进行了讨论。
此外仍提出，施工企业、国内重工业企业及科研单位三见联合起来共同攻关，能够设计和制造出满足北京地区地铁隧道施工用的盾构机。
关键词：北京地铁盾构机造型砂卵石磨损1前言为承接北京地铁隧道施工任务，我集团X公司于2002年10月参加了北京市地铁五号线盾构法施工标段的投标，由笔者执笔编写投标书中盾构机选型部分内容。
在完成此任务的过程中，笔者对北京地区地质特征、盾构机机型及适应工程地质的特点等进行了思考，感到国内大型重工业企业如果深刻认识到北京地区地质的特点，在设计方面针对关键问题有正确的解决办法，再加上精心制造，完全有能力设计和制造出满足北京地区地铁隧道施工用的盾构机。
为此，笔者将北京地区地铁隧道施工用盾构机选型的有关资料进行整理，同时结合我集团X公司购买北京市地铁五号线施工用盾构机(外径Φ6.14m)时的壹些基本考虑，勉凑壹文，供国内同行参考，为促进我国盾构技术的发展贡献壹点微薄之力。
2北京地区地质情况简介及地铁隧道结构形式2.1工程地质及水文条件北京市地处永定河洪冲积扇的中上部，第四系松散土层及砂卵石层遍布全区，其地质沉积层的"相变"十分明显，如西部单壹的砂卵石层向东很快渐变成粘性土和粉细砂互层的多层状态。
在北京市采用盾构法进行隧道施工时，将碰到以下几类极具北京地质特征的地层：(1)粘性土及粉土层(粉质粘土、粘质粉土)。
(1)砂性土层(粉细砂、中细砂、中砂、中粗砂，部分石英含量大)。
(3)砂卵石地层(壹般粒径3～5mm，西部5～15mm，最大层厚超过40m之上)。
(4)粘质粉土、砂质粉土、中细砂互层，中砂、粉质粘土、砂卵石互层。
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最小平面 半径/m
350 350
纵坡 /‰ 18 18
地下水
含水层
盾构隧道所处地层
盾构隧道位于 圆砾层、粗砂层、 卵石层、圆砾层、中粗砂、 地下水位以下 细砂层、卵石层 粉细砂夹杂少许粘土和粉土
赵惊华：北京东直门机场快速轨道有限公司，工程师，北京 100027
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抵抗水压
靠土仓压力及泥土的不透水
靠泥水在开挖面的泥膜和
良
优
性能抵抗水压
泥水压抵抗水压
保持土仓压力、控制推进速
控制泥浆质量、压力及推
控制地表沉降 度，维持切削量与螺旋输送 优 进速度，保持进、排泥量 优
机出土量
的动态平衡
碴土处理 直接外运
简单 进行泥水分离处理及外运 复杂
施工场地 占用施工场地小
优 要有较大的泥水处理场地 差
2003.
收稿日期 2012-04-11
责任编辑 朱开明
Shield Machine Selection for Sand and Gravel Strata of Beijing Metro Line 4
Zhao Jinghua, Deng Meilong
Abstract: Shield machine selection is one of the priorities in a shield project. Correct selection of shield model is a key to the success of the shield tunnel construction. Taking fourth tender lot for shield project of Beijing Metro Line 4 as an example, the paper introduces the principle and the basis for selection of shield machine model, and the characteristics of the sand and gravel strata in the tender lot section of Line 4 are analyzed. It systematically described the technical route for shield selection for sand and gravel strata and process of the shield machine selection. Keywords: metro, sand and gravel strata, shield, selection
工程实践
北京地铁4号线 砂卵石地层盾构机选型
赵惊华 邓美龙
摘 要：在盾构工程中盾构机选型是重点工作之一，盾构机型选择的 正确与否是盾构隧道工程施工成败的关键。文章以北京地铁4号线四标 段盾构工程为例，介绍了盾构机选型原则与依据，针对4号线四标段所 处砂卵石地层特点，系统阐述了北京砂卵石地层盾构机选型的技术路 线和过程。 关键词：地铁；砂卵石地层；盾构；选型
于掘进过程中刀盘与刀具会 图1 地层渗透性与泥水式、土压式盾构适用关系图 产生磨损，所以刀盘直径应
刀盘外径计算公式： D刀盘=D前盾+2k 式中，D刀盘为刀盘外径，m m； k为刀盘直径较前盾直径的扩大值， 一般取10 mm。
大于前盾直径，前盾直径应
在满足本工程使用要求的前
结合以往盾构工程施工及设计 实例，考虑砂卵石地层掘进时对最 大推力、最大扭矩、螺旋机旋转及 闸门关闭、同步注浆及二次注浆系 统、加泥及加泡系统、拼装机旋转 及拼装等方面的要求，最终确定所 需的动力装置。
4 结束语
根据北京地铁4号线四标段的
工程地质、水文地质、工程对盾构
机的要求以及以往盾构工程实例，
(5）适用性、可靠性、技术先 进性和经济合理性相统一。 2.2 盾构机选型依据
(1）盾构机投用工程的工程地 质和水文地质勘察报告中关于盾构 掘进所处地层的工程地质和水文地
质情况。 (2）工程招标文件和设计图纸
中关于盾构隧道一次性掘进长度、 最小平面半径、最大纵坡、管片设 计尺寸及分块角度、周边环境安全 需要等要求。
工程实践
北京地铁4号线砂卵石地层盾构机选型 赵惊华等
其刀盘型式。若考虑到盾构机的适 用性，可设置成可调开口率刀盘， 根据需要改变开口率大小，但这种 仅是一个设想，有待实践。
盾构机刀具型式包括中心刀、 刮刀、齿刀、滚刀等多种刀具，刀 盘上宜设置适用几种典型地层的刀 具类型和布置形式，刀具与刀盘间 尽量采用栓接，便于刀具更换。
国内外盾构机一次注浆方式包 括同步注浆、即时注浆和后方注浆 3种，地铁盾构一般采用同步注浆 方式，同步注浆又包括单液同步注 浆和双液同步注浆2种，目前，盾 构机一般选用其中一种作为其同 步注浆系统。若考虑盾构机的适 用性，可同时配置2种同步注浆系 统，根据不同需要选用不同的注浆 系统，但这种仅是一个设想，有待 实践。
结合本工程实际情况，考虑砂 卵石地层同步注浆量较大，成本较 高，推荐采用单液同步注浆系统。 3.7 盾构机加泥、加泡系统配置的 确定
目前，盾构机碴土改良系统包 括加泥系统和加泡系统2种，各有各
自的适用地层条件。 结合本工程实际情况，考虑
盾构机的地层适用性和远期经济 效益，推荐同时配置加泥、加泡 系统。 3.8 盾构机推进千斤顶行程的确定
北京地铁4号线砂卵石地层盾构机选型 赵惊华等
工程实践
种，这2种盾构是目前世界上最常
表2 泥水式盾构与土压式盾构性能对比表
用、最先进的，但在适用地质、范 围及性能等方面有一定差异。地层 渗透性与泥水式、土压式盾构适用 关系见图1，各种松散地层颗粒筛分 曲线与泥水及土压盾构适用关系见 图2，泥水式盾构与土压式盾构性能 对比表见表2。 3.1.2 本工程盾构机基本型式确定
(2）可靠性。盾构机的可靠性 表现在：①整体设计的可靠性，即
地质适应性；②设备本身的性能、 质量、使用寿命等的可靠性。
(3）技术先进性。盾构机的技 术先进性：①可以更好地适应建设 单位当前及今后的工程施工要求， 市场竞争力强；②在其合理使用寿 命周期内，设备本身及制造技术先 进性持久。
(4）经济合理性。所选择的盾 构机，在满足工程项目施工安全、 质量、环境、工期要求的前提下， 综合施工成本合理。
[2] 施仲衡, 张弥, 宋敏华，等. 地下
铁道设计与施工[M]. 西安: 陕西
科学技术出版社, 1997.
[3] 张凤祥，朱合华, 傅得明. 盾构
隧道[M]. 北京: 人民交通出版社, 2004. [4] 周文波. 盾构法隧道施工技术及
应用[M]. 北京: 中国建筑工业出
版社, 2004.
[5] GB50517-2003 地铁设计规范[S].
目前，国内地铁盾构管片长度 包括1.2 m和1.5 m 2种，工程所选用 的管片长度具有地域性。
结合本工程实际情况，考虑盾 构机的地域适应性，推荐盾构机推 进千斤顶行程同时满足2种不同管片 的拼装需要。 3.9 盾构机动力系统的确定
盾构机所配置的动力系统包括 刀盘、螺旋输送机、管片安装机、 推进千斤顶、铰接千斤顶、皮带 输送机、同步注浆系统、加泥系 统、加泡系统、油润滑、脂润滑、 仿形刀、控制系统等设备的动力 装置。
D盾尾=d+2(x+g+t) 式中，D 盾尾为盾尾外 径，m m；d 为隧道(衬砌或 管片)外径，m m；x 为盾
3.4 盾构机刀盘及刀具的确定 盾构机刀盘型式主要包括辐条
式、面板式和辐条面板式3种，目 前，盾构机一般选用其中一种作为
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用土压式盾构机。
机市场适应性和经济性，即参考地 尾空隙(盾尾钢丝刷张开时尺寸)，
铁设计规范对地铁隧道线路 m m；g为同步注浆管直径，m m；t
最 小 平 面 曲 线 半 径 的 要 求 为盾尾钢板厚度，mm。
(表3)，确定盾构机设计所能
前盾外径计算公式：
渗透系数 /cm.s-1
泥水式 盾构机
大于盾尾直径。刀盘直径、 提 下 ， 考 虑 节 约 同 步 注 浆 和 碴 土
土压平衡
泥水平衡
前盾直径、盾尾直径计算公 运 输 成 本 ， 盾 构 机 直 径 宜 尽 量 选
筛分残留率/%
筛分通过率/%
式如下：
取较小值，推荐刀盘直径选取
盾尾外径计算公式：
6 160 mm。
粒径/mm关系图
综合考虑工程地质、水文地 质以及施工中的各种因素，砂卵石 地层可采用泥水式盾构和土压式盾 构，但泥水式盾构要求场地较大、
项目
土压式盾构 简要说明
评价
泥水式盾构 简要说明
评价
保持切削土仓压力、开挖面
有压泥水使开挖面地层保
稳定开挖面
优
优
稳定
持稳定
在砂性土等透水性地层中要
地质条件适应性
良 适应性较强
优
有特殊的措施
考虑到远期的市场适应性和经济
效益，本工程采用了2台日本三菱
φ 6 160 m m土压式盾构机。盾构机
经过近2年的工程应用，顺利完成了
工程施工。实践证明，本工程盾构
机选型是成功的，对以后类似工程
具有一定的借鉴意义。
参考文献
[1] 全国一级建造师执业资格委员会. 市政公用工程管理与实务[M]. 北
京: 中国建筑工业出版社, 2011.
3.2 盾构机最小转弯平面半径 的确定
在盾构机选型时，除要 考虑本工程线路最小平面半径 外，还应综合考虑到日后盾构