2.1拟投入本标段的盾构机等主要施工设备情况 2.1.1主要施工机械来源
2.1.1.1拟投入的主要施工机械及进场时间
设备配置表见附表一：拟投入本标段的主要施工设备表。
为确保工期，降低施工成本，本工程主要施工机械均根据施工进度安排实行动态管理，各主要机械均在工序开工前10天进场，进场后进行组装调试、检测，以确保设备的完好率。
（1）盾构机进场时间见2.1.1.2盾构机来源及落实情况。 （2）盾构机配套设备与盾构机同时进场。 （3）车站机械设备进场时间
1）、围护结构地下连续墙施工机械计划2013年1月下旬进场； 2）、地基加固、降水井等施工机械计划2013年3月中旬进场； 3）、土方开挖及支撑架设施工机械计划2013年9月下旬进场； 4）、主体结构施工机械计划2013年12月下旬进场； 5）、土方回填施工机械计划2014年4月上旬进场；
6）、三轴搅拌桩施工机械计划2014年3月下旬进场； 7）、测量、试验及检测等设备在中标进场后立即组织进场。 2.1.1.2盾构机的来源及落实情况
xx站～xx路站～xx路站区间隧道拟采用新购置的2台日本川崎TY6440-mm加泥式土压平衡盾构机进行上、下行线的施工。 2.1.2盾构机等主要施工机械性能 2.1.2.1设备选型
（1）盾构机的选型原则
盾构机选型是优质、安全、快速建成盾构隧道的关键工作之一。盾构机主要遵照以下原则进行选型： 1）、选择的盾构机机型和功能必须满足本标段线路条件、工期、施工条件和环境等要求。
2）、选用的盾构机按本标段的地质条件，进行有针对性的设计与制造，要求其性能与本标段内的工程地质、水文地质条件相适应。
3）、选用的盾构机应具有良好的性能和可靠性。
4）、类似地质、施工条件下盾构选型、施工实例及其效果。 5）、盾构机制造商的知名度、良好的业绩、信誉与技术服务。 （2）拟选盾构机应具备的功能
此标段施工采用的泥土加压式土压平衡盾构机，其应具备功能如下： 1）、基本功能
具备开挖、出碴、碴土改良、管片安装、注浆、动力、控制、测量导向、异常自动报警等基本功能。 2）、满足粉土、淤泥质土、粘土条件下掘进条件 ①具备土压平衡模式掘进功能。 ②足够的刀盘驱动扭矩和盾构推力。
③合理的、高耐磨性的刀盘及刀具设计，足够的刀盘开口率，开口形状及合理位置，刀盘刀具可靠，尽可能减小故障率。 ④能承受大偏心力矩的主轴承设计，具有高的主轴承设计寿命，有效的主轴承密封及刀盘减震设计。 ⑤应具备优良的碴土改良系统。
3）、盾构机应配置适于地层压力的气闸及系统，可安全进行换刀作业。 4）、应具备高水压下防螺旋输送机喷涌技术。
5）、应具备在硬塑粘土地层中掘进的刀具减磨、减粘技术，防止刀盘扭矩过大发生刀盘被卡的现象。 6）、精确的方向控制
盾构机必须具有高精度的导向系统，确保线路方向的正确性，盾构方向的控制包括两个方面：一是盾构机本身能够进行纠偏；二是采用先进的激光导向技术保证盾构掘进方向的正确。
7）、环境保护
盾构法施工的环境保护包括两个方面：首先是盾构施工时对周围自然环境的保护，即地面沉降满足设计要求，无大的噪声、震动等；其次要求盾构施工时使用的辅助材料如油脂、泡沫及添加材料等不能对环境造成污染。
8）、掘进速度满足计划工期要求
根据计划工期安排，整个标段计划工程平均月进度最快为288m，要求盾构机具备300m/月的掘进能力。 9）、设备可靠性、技术先进性与经济性的统一
盾构选型及设计应该按照可靠性第一，技术先进性第二，经济性第三的原则进行。 （3）选定型号
根据地质及工期要求决定采用2台日本川崎TY6440-mm型加泥式土压平衡盾构，该盾构可以满足区间穿越的粉土、淤泥质土、粘土土层施工，该型盾构设计覆土条件为5m～40m完全可以满足本工程的埋深要求。
该盾构装备适应高水压可防止挖削土体的喷涌；在皮带输送机处测定土量，监控进入的土体量，在盾构机上方设置3 处土体沉降探测装置，监控上方的空隙量，在操作界面中显示空隙状态，在挖削同时进行同步注浆，在机器后方防止沉降。从而保持开挖面稳定、减少周边土体扰动、保护环境安全。
根据本隧道的工程特点，盾构机配备泡沫和澎润土注入系统，进行掘进中的碴土改良，实现盾构的土压平衡掘进和止水固结掌子面能进入土仓进行各种作业的目的。
施工操作的性能：该型盾构机施工的安全和可操作性较高。最大设计坡度为44‰满足本工程最大坡度27‰的要求。最小转弯半径200m，完全满足本工程300m的最小曲线半径。
技术先进及经济合理性：该型盾构性能卓越，已在上海、xx、宁波等地广泛应用，其总体性能已得到大量工程的实绩证明。 2.1.2.2 盾构机特点与主要参数
（1）TY6440-mm盾构机特点
1）、可以适应多种土层，如粉土、粉砂、淤泥质土、粘土。
2）、刀盘结构为辐条，便于刀具的布置及受力，并且结构坚固、强度高、刚性大、耐磨程度高，刀盘开口率40％。 3）、刀盘的设计及刀具的配置选择及布局要求合理，具有较长的寿命。
4）、盾构机采用8台75kW变频电动机驱动，具有较大的扭矩和多档转速，可适应不同土层的掘进需要。 5）、具有良好可靠的加泥、泡沫注入系统，用于开挖面、土仓及螺旋机中土体改良。
6）、螺旋输送机采用有轴式螺旋输送机，后部尾部处排土，具有二道闸门，且螺旋输送机前端叶片及前筒体堆有耐磨材料，抗磨性能优越。
7）、螺旋输送机配置防喷的保压泵装置。
8）、具有良好可靠的同步注浆注入系统，注浆泵采用德国SCHWING泵设置两台，能及时充填管片与地层的间隙，减小沉降。同步注浆注入系统即可以采用单液浆，也可以采用双液浆。
9）、管片拼装机通过辅助措施可以在盾尾密封刷位置进行管片安装，便于在隧道内实现盾尾密封刷的更换。
10）、具有双仓式气压人行闸设计，设置土仓自动调压装置，保证更换刀具的便利及人员的安全，以适应河底或建、构筑物下的换刀及处理障碍物要求。
11）、盾构机主机的密封装置（刀盘驱动密封及盾尾密封等）在较高水土压力状态下具有良好的密封功能。 12）、电气和液压元件质量可靠、响应迅捷，防水性能好，适应隧道内的高温、高湿工作环境。
13）、具有应对紧急突发事件的能力，设置有遇到异常情况发生时能自动报警，且设置急停按钮。如紧急停电时螺旋机出土闸门可以通过操作台边上的开关关闭，并且在主机内及操作室内的操作台上各有1个紧急停止开关。
14）、控制系统的自动化程度高且具有连锁功能，减少了劳动强度和错误操作的发生。
15）、盾构机具有故障自诊断及故障内容显示功能，方便维修人员的检修。 16）、具备高精度的盾构机导向测量系统，确保盾构施工的精度。 （2）盾构机主要参数
主要技术参数见表2.1.2-1所示。
2.1.2-1主要技术参数表
序号 位置 项目名称 机体总长 盾壳厚度 盾尾间隙 装备总功率 最大掘进速度 盾尾密封 2 刀盘 开挖、超挖直径 出厂参数 8700mm 70mm（40+30mm） 30mm 1053.35kW 80mm/min 3排钢丝刷 6440mm 1 盾构 整体 驱动型式 开挖范围 最大转速 最高扭矩 扭矩系数 型式 3 仿形刀 最大超挖量 数量 土压传感器 4 传感器 液压传感器 电动变频驱动 全断面盾构机 2.25 rpm 额定5040kNm，最高6048 kNm，脱困7560kNm 23.07 液压式 120mm 1 4个 4个（推进系统）、1个（螺旋输送系统） 序号 位置 项目名称 出厂参数 各阀件性能 双重管线润滑系统（自动 / 自动 ） 中心回转接头 驱动部密封 供脂距离 供脂流量 油脂泵 供脂压力 盾尾油脂 管 片 拼 装 类型 转速 1个用来传输液压油×2系统+泥浆×6系统 4层密封×3（4）排 盾构及台车 1170cm³/h 可调 200kg桶油脂泵 圆筒型 高1.5转/min、低0。4转/min 5 润 滑 系 统 6 器 提升能力 径向行程 轴向行程 顶力（kN） 行程（mm） 数量（台） 工作压力（MPa） 最高压力（MPa） 顶力（kN） 管片拼装器 提升油缸 行程（mm） 117.7KN 670mm 750mm 1750 2200 20 34.3 推进油缸 7 液 压 油 缸 34.3 117.7 670 数量（台） 工作压力（MPa） 最高压力（MPa） 顶力（kN） 行程（mm） 管片拼装器 平移油缸 数量（台） 工作压力（MPa） 最高压力（MPa） 管片拼装器 保持油缸 顶力（kN） 行程（mm） 2 13.7 21 53 750 2 13.7 21 53 70 数量（台） 工作压力（MPa） 最高压力（MPa） 仿形刀油缸 顶力（kN） 2 13.7 21 196 序号 位置 项目名称 出厂参数 正常压力（MPa） 13.7 管片拼装器回转 8 液压马达 扭矩（kN·m） 112 数量（台） 2 螺旋机 正常压力（MPa） 13.7 扭矩（kN-m） 最高104 数量（台） 1 工作压力（MPa） 13.7 最高压力（MPa） 21 额定5040 扭矩（kN-m） 最高6048 脱困7560 电机数量（台） 8 *电驱动电机* 工作电源 380V 输出功率 75kW 序号 位置 项目名称 排量 工作压力 掘进 转速 出厂参数 95L/min 34.3MPa 1450转/分 9 液压泵 数量（台） 排量 管片拼装器装的回转 工作压力 转速 1 82L/min 13.7MPa 1450转/分
（3）盾构机相关设计图纸
川崎土压平衡盾构机形象图2.1.2-1、2.1.2-2，盾构刀盘见下节。 （4）相关设计
由于土压平衡盾构在国内，尤其是在华东地区使用较多，本标书中对土压平衡盾构共有的、常规的设备及性能不做赘述，仅就针对本标段的工程特点与水文地质情况该盾构的相关设计及特点进行介绍，如表2.1.2-2所示。
表2.1.2-2 盾构的相关设计
设计部分 刀盘刀具 盾尾密封 螺旋输送机 添加剂注入口 注浆系统 有害气体监测 （5）刀盘和刀具
设计及意图 刮刀、切削刀切削粉砂、加固土、淤泥质粘土 考虑地下水环境对盾构施工的风险，盾尾密封采用三道钢丝刷 考虑盾构施工的可能发生的喷涌事故，设置2道液压控制闸门，两个加泥加水口，且在出口部预留应急法兰与球阀 刀盘正面及土仓内分别设置4个加泥加水口 除配置两套同步注浆系统外，在切口环和支承环后部设置2道应急注浆孔 根据本标段可能遇到的沼气的情况，在盾构机内设置有害气体监测装置 本区间盾构主要穿越粉砂、淤泥质粉质粘土，对于此类地层，仅配置刮刀和切削刀也可满足掘进要求，但带来的问题则是刀盘扭矩较大，掘进速度减缓，且需采用向刀盘前方注水、注泡沫等措施降低机器消耗。
结合本单位在类似地层的工程经验，确定盾构刀盘采用辐条式，刀具在软土地层中正常配置的刮刀。盾构刀盘设计图见图2.1.2-3。
图2.1.2—3 盾构刀盘设计图
1）、刀盘
刀盘开口率约为40%，其中刀盘正面的开口尺寸可满足各种粒径的土体进入土仓经由螺旋机排出； 刀盘内侧（土仓侧）设计有搅拌棒，随刀盘一起转动，可加速土体流动；
刀盘的转动为双速电机驱动，采用多级减速传动，使刀盘能承受较大冲击力，适应在软土层掘进；
图2.1.2-1 盾构机形象图
NO。3 NO。4 NO。5
装配一把仿形刀，伸长范围12cm，主要用于软土层曲线段或轴线纠偏时超挖。 2）、刀具
基本结构为辐条式，在辐条内配置刮刀，辐条端部配备切削刀具。切削刀具可以方便地从刀盘土舱内更换。 （6）盾尾密封
盾构穿河施工与正常区段最大的区别是盾构掘进土层上方一定范围内为河水，无论盾构穿越的土层渗透系数如何，均有可能在盾构施工中的不确定因素作用下，使河水与掘进面或盾尾贯通，因此穿河隧道必须对盾尾密封进行充分的考虑。
图2.1.2-2 盾构机形象图
盾尾密封层数的多少，主要从盾尾密封的使用时间及高水压作用下的止水性能来考虑，盾尾层数越多盾尾密封防水性能越好。采用最多的是三层密封（三道钢丝刷）。
影响盾尾密封防水性能主要可分为盾尾密封的设计和施工技术两个方面的因素。其中施工技术水平可以在施工的过程中不断提高。而盾尾设计一旦完成就很难改变，若设计时没有充分高水压对盾尾密封的影响，在后期施工中很难对其进行修改，容易引起盾尾漏奖、漏水，给盾构施工带来风险。所以盾尾设计（盾尾刷层数）必须合理。
根据以往盾构施工经验，为应付盾尾密封可能发生大量漏水的险情，有时也在盾尾刷之间 安装紧急止水装置，图2.1.2-4 为加有紧急止水装置的三层盾尾密封。
图2.1.2-4 三层盾尾密封图
本工程土压平衡盾构在穿越东河，在选择盾构防水措施时需考虑到最不利情况。同时因隧道沿线可能存在浅层沼气，压力未知，这也给盾尾密封提出很高要求。这种水压和气压同时存在情况下，对盾尾密封的作用机理尚不明确。为防止盾尾发生渗漏，必须保证其具有优良的密封性能。结合表上述几方面的分析结果，本穿河土压平衡盾构采用3道盾尾刷（3道钢丝刷，可耐0.4MPa 以上的水压），以保障盾构顺利穿越河流。
（7）螺旋输送机
螺旋输送机主要用于输送刀盘切削下来的渣土。通过改变螺旋机的转速，调节出土量，控制掘进面土压。螺旋输送机采用低速大扭矩液压马达直接驱动螺杆旋转，径向出土形式，在螺旋机出土口安装滑动闸板门，为了防止供电系统故障等紧急情况下的泥水倒灌，系统设有应急储能器，作为紧急关闭闸门的动力源。
在隧道的施工中，螺旋机也是控制可能在掘进面出现的高压水和沼气喷涌这两风险控制的关键所在，根据本工程的水文地质情况，本工程螺旋机针对性设计如下：
1）、螺旋机的壳体上设有2个加泥加水口，用来改善土体流动性。必要时可通过两加泥加水孔进行纳基膨润土或高分子聚合物等的加注，充填、密实螺旋机，使其快速起到土塞效应，防止和控制水气土结合，从螺旋机处发生喷涌现象；
2）、设置2道液压控制闸门，一旦发生喷涌，可立即关闭螺旋机，截断水气土等喷涌通道；
3）、在螺旋机上部预留应急孔法兰与螺旋机间增设球阀，若出现喷涌现象持续，无法按正常恢复施工时，通过关闭球阀，法兰盘上外接保压泵，进行恢复施工。
螺旋输送机及机筒加泥口如图2.1.2-5和2.1.2-6所示。
图2.1.2-5 螺旋输送机图 图2.1.2-6 螺旋机上加泥加水口图
（8）添加剂注入口
除了上述在螺旋机上设置2个加泥加水口外，在刀盘正面设置了4个以及在土舱设置4个加泥加水口，以改良刀盘正面渣土和土仓内的渣土。刀盘正面加纳基膨润土及泡沫注入口等，除改良渣土外，还能起到一定的保护刀盘、刀具作用。
（9）注浆系统 1）、同步注浆系统
注浆系统为自带液压控制系统的注浆系统，它由双杆泥浆泵、浆液储浆桶，注浆的流量可通过泵的流量的大小来进行控制和调节，在回路中带有4套装置。为保证盾构在施工中的安全，配置两套同步注浆系统，如图2.1.2-7所示。
图2.1.2-7 同步注浆系统示意图
2）、应急注浆系统
在切口环和支承环后部设置2道应急注浆孔。第一道6个，第二道8个，如图3.2-8所示。在发生施工风险，需盾构前端紧急注浆时（盾尾渗漏严重、气压换刀时气从盾构外向后漏气、盾构机姿态不好时等），均可进行应急注浆。
预留注浆孔位置示意见图2.1.2-8。
预留应急注浆孔
图2.1.2-8 预留注浆孔位置示意图
（10）有毒有害气体监测装置
本工程施工时，在盾构机的螺旋输送机出口、盾尾和第一节车架处设置固定式自动报警有毒有害其他监测装置。另外，在隧道施工面及成形隧道内再配置1台手持式有害气体监测仪器（可监测沼气、一氧化碳、硫化氢和氧气的浓度），3台手持式沼气监测仪器。
手持式监测仪器在有毒有害气体段施工时，进行人工24小时的监测。所有监测设备在施工前必须到位，并经检验合格后投入使用。另考虑到第一、第二、第三节车架电器设备较多，且较接近沼气涌出源，故除第一节车架已放置了固定式自动监测报警装置外，在第二和第三节车架间固定放置一把移动式手持有害气体监测仪器，作为该区域特定的检测设备。
沼气固定监测仪如图2.1.2-9所示。
图2.1.2-10为盾构驾驶舱内的沼气报警装置。 表2.1.2-3沼气固定监测仪安放位置。
图2.1.2-11为TN4 手持式多气体检测报警仪。
图2.1.2-9 沼气固定监测仪图 图2.1.2-10 盾构驾驶舱内的沼气报警图
表2.1.2-3 沼气固定监测仪安放位置
仪器编号 1号 3号 5号 位置 螺旋输送机出土口前上方 螺旋输送机出土口上方 2#车架右侧上部 仪器编号 2号 4号 6号 位置 1#车架右侧头部 盾构机里面H钢右上侧 1#车架左侧前面 备注 7号 3#车架左侧前面 8号 3#车架左侧尾部
图2.1.2-11 TN4手持式多气体检测报警仪
2.1.2.3盾构机部件性能描述
盾构是一种集多种功能于一体的综合性设备，它集合了盾构施工过程中的开挖、出土、支护、注浆、导向等全部的功能。不同形式的盾构其主机结构特点及配套设施也是不同的，对盾构来说，盾构施工的过程也就是这些功能合理运用的过程。
加泥式盾构即以膨润土、粘土等矿物为主添加材料，改良盾构切削下来土体的施工方法。
在结构上包括刀盘、盾体、人舱、螺旋输送机、管片安装机、整圆器、管片小车、皮带机和后配套拖车等；
在功能上包括开挖系统、主驱动系统、推进系统、出碴系统、注浆系统、油脂系统、液压系统、电气控制系统、激光导向系统及通风、供水、供电系统等。
下面根据这些部件或系统在盾构施工中的不同功能特点来分别进行说明。
（1）盾体
盾体是用钢板焊接而成的圆型筒体，在内部焊有筋板、环板等一些加强板，具有足够的耐土压、水压的强度和刚度，抵挡周围土体压力。盾体由前体、中体和盾尾三大部分组成，盾构机前体前部安装有刀盘，盾构机本体内安装有刀盘驱动装置、推进油缸、螺旋输送机、拼装机、气压人行闸、工作平台、电气系统、液压、同步注浆、加泥及添加剂管路等装置。并可保护在盾构机内工作的人员和设备的安全，盾构机壳体的基本参数见表2.1.2-4。
表2.1.2-4 盾构机壳体参数表
直 径 长 度 盾尾密封 掘进速度 总推力 （2）刀盘驱动系统
刀盘驱动形式采用变频电机驱动方式，该部分是盾构机的最关键部件，特别是刀盘密封、大轴承的可靠性、安全性、寿命是至关重要的。刀盘驱动部（包括密封、大轴承、小齿轮、减速机变频电动机组）作为一个整体组装调试后再用螺栓固接在盾构机壳体上，这样更能保证刀盘密封与传动的可靠性与安全性，并且转场、拆卸、安装方便。
盾构机刀盘驱动装置见图2.1.2-12。
开挖直径6440mm；本体的外径，后胴为Φ6400mm，前胴为Φ6410mm。 8700mm 钢丝刷三道 0～8cm/min （20个油缸同时伸） 35000KN
图2.1.2-12刀盘驱动装置
（3）管片拼装系统
管片通过单轨梁的电动葫芦将管片从管片运输车上吊起，将管片放在存放区，在拼装的时候再用双轨梁将管片吊起放置到管片拼装机下方，通过拼装机完成管片的拼装。
（4）管片运输机
从第一节车架到拼装机下部设置管片运输单轨和双轨梁，配置行走小车、单轨梁3.2t电动环链葫芦一只，双轨梁3.2t2只，都采用链轮链条行走，设置限位装置防止小车滑落。
管片拼装机整体外形为一圆环状，旋转角度范围为±210°。除旋转外，其余动力和油箱等装置均安装在拼装机悬伸臂上，主要用于管片的拼装。管片拼装机具有6个自由度，包括前后移动、旋转运动、伸举运动和绕管片自身的三轴旋转运动，盾尾间距30mm。
管片拼装系统见图2.1.2-13，管片拼装机参数见图2.1.2-5。
表2.1.2-5 管片拼装机参数表
形式 回转角度 速度 提升行程 平移行程 推力 提升力 盘式环型 油马达驱动 210° 左 右 0.4/ 1.5rpm 0～670 mm 0～750 mm 53kN 117.7kN
图2.1.2-13 拼装系统示意图
（5）螺旋输送机
在本工程中，考虑到在河底掘进施工，所以采用对止水性更为有利的轴式螺旋输送机，出土口在螺旋机尾部设置了二道闸门。 螺旋径800mm，螺旋间距650mm，螺旋机扭矩最大104kN·m，螺旋机排土容量最大370m³/h，螺旋机配备动力75kw×2 台，共计150kw。螺旋机结构如图2.1.2-14所示。
图2.1.2-14 螺旋机结构示意图
（6）皮带输送机
宽800mm，速度最大100m/min，排出容量最大400m³/h。 （7）盾尾密封和油脂注入系统
盾尾密封设在盾构机壳体最尾部，能防止粉土、水及同步注浆材的侵入。采用耐久性好的3层钢丝刷。
设置气动油脂注入系统，在盾构机推进过程中根据需要向盾尾钢丝刷中注入油脂。在水压较高的情况下，盾构机在推进过程中需不间断地向盾尾钢丝刷中注入具有一定压力的油脂，防止盾尾钢丝刷反转。由于油脂的不断充填，可以获得充足的止水效果。盾尾油脂的注入，通过泵的间歇运转和注入阀的开关来实现。
盾尾油脂注入系统操作界面见图2.1.2-15。 （8）同步注浆系统
川崎公司为了满足国内各施工单位对壁后注浆的不同要求以及由于各工程地质条件的不同需要采取单液或双液注浆的情况，在设计盾构机壁后注浆系统时，采用了既能单液注浆也能双液注浆的设计，开发了同步注浆系统。同步注浆速度可以满足工程要求。
注浆系统为自带液压控制系统的注浆系统，注浆的流量可通过调节泵的流量的大小来进行控制和调节，在回路中带有清洗装置。
注浆系统示意图2.1.2-16所示。
图2.1.2-15 盾尾油脂注入系统操作界面
图2.1.2-16 注浆系统示意图
（9）添加剂、聚合物、泡沫注入系统
为了能更好地改善土质，可通过加泥系统向开挖面注入添加剂或发泡剂。由于添加泡沫剂对淤泥质粘土层地层具有很好的效果，可以有效地提高施工效率，需要根据不同的地质情况和使用效果来决定添加哪种添加材料，川崎公司在盾构机中引入了添加剂、聚合物、泡沫注入系统。在刀盘面板及土仓内面板上各设有4个注入口。
盾构施工添加剂、聚合物、泡沫注入系统工作原理图见图2.1.2-17。
刀盘土压力 Po 盾构机推进速度 JS 实时反馈 螺旋式传送机转数 SC 气泡混合率 BU 自动控制 掘进 JS下降 or SC上升 P>P0 土压P P 盾构采用PLC集成控制、监测；操作室可于地面进行远程连接，工作人员能通过远程机对盾构机提供远程维护、监控掘进并保留掘进工程的数据。 导向系统如下图2.1.2-18所示。 图2.1.2-18 导向系统概念图 （11）双仓人行闸土仓自动压力调整装置 为了防备意外事态发生，在密封隔仓的胸板中央部位安装了双仓式气压人行闸装置，分主仓和副仓，通过法兰连接在前体的结构上，人员可以通过人行闸出入土仓。人行闸额定使用压力为0.3Mpa，最大压力为0.45MPa以上。主仓长度为1.65m，直径为φ1.0m，能保证二人的空间，副仓950mm×1300mm×1500。舱内设有4个土压力传感器。 盾构人行闸及土仓自动压力调整装置图见图2.1.2-19。 图2.1.2-19 人行闸及土仓自动压力调整装置图 2.1.2.4 泡沫添加剂和盾尾油脂品牌 本标段盾构穿越凤起路、东河、凤起桥等，盾构对地层的扰动控制要求严格，为保证盾构顺利掘进，必须优选盾构机使用的土仓泡沫添加剂、盾尾刷、盾尾油脂的品牌，严格控制产品质量。 （1）盾构机土仓泡沫添加剂的作用 1）、减少盾构机机械的磨损。土压平衡盾构在摩擦性较大土体中掘进时，与土体发生作用的刀具极易磨损，通过在刀盘上注入泡沫材料，可以降低土体的摩擦性，减小刀具的磨损； 2）、调整土仓内土体塑性流动性，维持正面土压平衡。土压平衡盾构法掘进过程中，土仓内土体性质如何，将直接影响盾构的顺利掘进，切削后的渣土具有良好的塑性流动性，不但可以能够使开挖面维持较好的支护压力，而且保证排土顺利进行。在盾构掘进中，由于地层的变化，未经处理进入土仓的土体通常难以获得希望的流动性，使土仓内容易发生“泥饼”、“堵塞”等问题，严重影响掘进效率。泡沫的注入可以有效解决上述问题； 3）、降低渣土的透水性。土压平衡式盾构机在强透水层施工时，开挖面过高的水压力会导致盾构机螺旋输送机出口发生地下水大量流失，严重时会发生喷涌。影响掘进顺利进行，注入泡沫可以有效降低渣土的渗透性，有效防止掘进中喷涌的发生； 4）、降低切削渣土的内摩擦力。良好的泡沫剂改良土体后减少刀盘、螺旋输送机的磨损，降低刀盘扭矩，防止机器能耗过高发热而发生故障。 （2）盾尾油脂的作用 当选用金属刷的盾尾密封时，必须用盾尾油脂来堵塞刷子线材之间的间隙及金属刷中的网式薄板中的网眼。盾尾油脂是盾尾密封钢丝刷达到封闭地下水、泥土和压浆材料最为关键的填充剂。盾尾油脂由特殊油脂、长纤维、矿粉填充料以及抗离析外掺剂等混合而成．外观上呈油膏状，手触摸之有部分黏滞感觉。 目前已有的盾尾的密封油脂的技术指标对比见表2.1.2-6。 表2.1.2-6 盾尾的密封油脂的技术指标对比表 技术要求 上隧牌 CONDAT 三菱商事 宁政远321 JP9-20894FIX TSG6 CONDAT R89 3 稠度kgf/cm² 挥发性,％ 下垂值,mm 水冲损失量 可泵性 抗渗性,MPa 比重 生物降解 （3）选定采用的品牌范围 结合产品性能及本单位在已有盾构工程中的使用效果，经综合比选，确定土仓泡沫添加剂和盾尾油脂的品牌。土仓泡沫添加剂、盾尾油脂品牌范围见表2.1.2-7。 表2.1.2-7 品牌范围 产品名称 土仓泡沫添加剂 品牌 型号 厂家或产地 康达特（上海）化学制品有限公司（法国产） ≥240 ≤2.5 0 无 打出油脂 － － － 322 1.0 3 少量 可 － － － 260 <2 0 － － 0.8 1.33 － 230～255 － － ≤5％ － － － － 250 － － 2.0～3.0* <2.0* － 100％ 250±10 － － 0 － － 1.62～1.68 － 255～265 ≤3 ≤7％ 40～45g/m CONDAT（康达特） CLBF4/AD_1000L ELCO（埃尔科） CONDAT（康达特） 盾尾油脂 ELCO（埃尔科） 2.1.2.6盾构施工配套设备 （1）轨道运输设备 ELCO SF-301B WR89-250 泵送型 广州澳润合成材料厂（新西兰） 康达特（上海）化学制品有限公司（法国产） 广州澳润合成材料厂（新西兰） 盾构掘进时所需要运输的主要为碴土、管片、浆料及其它辅助材料，每循环掘进出碴材料运输由2列列车完成。 选取电机150kw满足实际要求。 掘进循环出碴量：Q=πr2Lη=π×3.172×1.2×1.2=45.5m3 其中：r－刀盘开挖半径：3.17m； L－管片宽度：1.2m； η－松散系数：1.2。 最大每节碴车要求容量为：V碴车= Q/4=11.38m3 选用12.0m3碴车。 每循环注浆量为：Q注浆＝ ＝3.0m3 取砂浆罐车容量为：Q罐车＝6.0 m3≥Q注浆 管片运输车能力为：根据招标文件的要求，管片堆高不超过3块，则取管片运输车的能力为3块/车； 由于列车在向隧道内运输管片和材料时，出碴车是空的，而列车在出碴时管片车或砂浆车是空的，故当4节碴车充满时机车载重 量最大。 最大载重量为： = 4×（W碴+W碴车）＝4×28＝112t。 列车在隧道内最大坡度为7‰，故上坡时最大阻力，则阻力系数为： 坡道阻力系数： = 0.025 kN/t，滚动阻力系数 =0.008kN/t。 列车平均加速度。按从0～50HZ（机车速度跟频率成正比）的加速时间45秒；50HZ时速8km/h计算，为0.05m/s2 ；重力加速度:为9.8m/s2。 许用粘着系数： ＝0.24。 得：计算粘重 故：机车的实际粘重25t＞计算粘重21.1t，满足施工需要。 阻力：F阻力=（112+21.1）×（0.025+0.008）≈4.39t 机车功率计算： 根据使用经验，取列车的速度为：V=8Km/h P =FV=4.39×9.8×1000×8/3600=95.6KW 拟采用的35t交直流变频机车主要技术参数见表2.1.2-8。 表2.1.2-8 35t电瓶车主要技术参数表 技术参数 项 目 技术参数 JXK-35 持续牵引力 60 kN 项 目 机车型号 粘着重量 变频器额定容量 传动方式 电池容量 额定功率 起动牵引力 （2）充电机 35t 250kVA 交流传动 440 AH 150 kw 78 kN 持续速度 最高速度 轨距 最小曲线半径 外型尺寸 电瓶连续工作时间 8.2 km/h 25 km/h 762 mm 25 m 7.02×1.4×2.32 m 10h 充电机的选择应根据机车电瓶容量确定，每台机车有2组电瓶，本标段隧道工程共配置3台机车共有6组电瓶，电瓶充电时间为8小时，充电电流最大100A，因此需要充电机的数量为8台，充电机规格型号为：KCA100A-380V。 （3）砂浆搅拌设备 砂浆搅拌设备采用JS500双卧轴搅拌机及PLD1000配料机组成搅拌站，为盾构机施工提供砂浆。配用一座搅拌站，在施工现场分别用2个容量为50t粉煤灰存放库，粉煤灰经配料机配料后通过提升料斗上料，使原材料进入搅拌机搅拌舱内，控制方式为自动计量控制，膨润土直接加进搅拌舱内，生产能力为25～30m3/h。每循环最大需要砂浆量为3.0m3，则生产3.0m3砂浆所需时间为T=3.0m3÷25m3/h×60min＝7.2min，故在碴车卸碴的同时进行砂浆的生产，就能保证盾构掘进所需的砂浆量。 （4）碴土二次运输设备 碴土外置运输采用挖掘机和自卸汽车进行装运。根据车站提供的场地条件，合理科学的在门吊侧设集土坑储碴，为不影响交通，夜间再把碴土经自卸汽车外运到弃碴场。挖掘机采用320挖机；自卸汽车15辆（汽车数量根据施工进度及运输距离及时调节），每辆载重15t。根据环境保护和文明施工的要求，碴车采用全封闭结构以避免碴土沿线外漏。 （5）其它主要设备 盾构施工还需要配置其它设备，如地层处理设备、盾构组装及调头设备、供水及排水设备、运输设备、注浆设备、维修保养设备等，具体设备配置见附表一 拟投入本标段的主要施工设备表。 2.1.2.7车站施工机械设备配置情况 （1）围护结构施工设备配置情况 1）、地下连续墙设备配置情况 本标段车站主体围护结构地下连续墙施工，配2台成槽机、1台250T履带式主吊机和1台100T履带式副吊机，并配置独立的泥浆拌制系统和钢筋加工配套机械，以确保施工进度满足总的工期目标要求。 2）、三轴搅拌桩设备配置情况 本标段附属入口处及盾构进出洞加固设计均采用三轴搅拌桩桩。配置两套PAS-120VAR三轴搅拌桩机，以及与之相配套的拌浆和注浆系统。 （2）地基加固设备配置情况 本标段车站地基加固设计采用旋喷桩进行基坑地基加固，其中车站主体旋喷加固拟投入4套XP-30型旋喷桩机同时施工，出入口及风亭地基加固每期拟分别投入2套XP-30型旋喷桩机进行施工。车站主体旋喷加固完后保留1台旋喷装机暂不退场，以防基坑开挖后围护结构漏水时旋喷止水。 （3）基坑降水设备配置情况 本标段车站降水井施工拟采用1台GPS-15型钻机成孔，每口降水井备用1台400WQ1800型深井潜水泵，每三口井配1台真空泵。 （4）土方开挖及支撑安装设备配置情况 根据本标段实际场地情况，车站主体土方开挖机械拟选用： 第一层土方采用2台PC220挖掘机进行施工； 第二、三、四层土方采用2台长臂挖掘机+4台小型挖掘机下坑翻土配合挖土；开挖组织单边施工，开2个开挖工作面，每个工作面基坑配1台长臂挖掘机在地面上垂直挖土，2台小挖掘机进行水平倒土。 第五层土方开挖采用1套冲抓斗+2台小型挖掘机下坑翻土配合挖土；基坑底面以上30cm厚土方采用人工开挖。 支撑安装拟采用50T履带吊进行拼装作业，配两套轴力施加设备。另外基坑开挖过程中，在基坑附近放置SYB-60/c双液变量注浆泵和相应配套的钻机，以防基坑开挖后围护结构漏水时进行注浆止水。 （5）主体结构施工设备配备情况 本标段车站主体结构施工分别设两个作业面，每个作业面拟配三套模板、支架及其混凝土浇注设备。 （6）动力设备配置情况 本标段车站施工用电从业主提供的两座400KVA的变压器接出，为了保证施工正常和连续，在车站拟配备2台400KW的内燃发电机作为备用。 （7）本标段施工主要设备配置情况 施工主要设备配置情况见附表一。 2.2拟投入本标段的主要试验和检测仪器情况 本标段的主要试验和检测仪器配置情况详见附表二：《拟配备本标段的试验和检测仪器设备表》。 2.3劳动力及材料计划 2.3.1劳动力配置计划 2.3.1.1劳动力配置原则 根据本工程特点、施工进度计划及实际情况安排有类似工程施工经验的管理和作业人员进入现场。配置原则： （1）确保工程施工对各项工种、专业技术种类的需求。 （2）确保各项工种、专业对人力资源数量的需求。 （3）确保各工种、专业之间的合理搭配，协调配合充分发挥人的主观能动性和创造性。 2.3.1.2劳动力配置计划 高峰期劳动力配置344人，劳动力配置计划详见：附表三。 2.3.1.3劳动力资源保障的管理组织措施 （1）现场生产所需的劳动力组成：一是承包人从内部调配，二是不足部分从社会上临时招聘； （2）所有进场的作业人员都必须持有国家或xx市关于建筑从业人员的各类资格证书。包括上岗证、特殊工种操作证或农民工外出务工证等有效证件； （3）所有进场人员必须经过严格核对证件和培训考核合格后才允许上岗； （4）在施工过程中定期或不定期分批对所有作业人员组织学习培训和业务技能考核，加强和提高作业人员的素质和技能水平； （5）不定期开展劳动竞赛活动，提高作业人员工作积极性； （6）经常性组织工地健康娱乐活动，增进管理人员与作业人员之间以及作业人员之间的相互认知和彼此了解，增强团队精神和团队协作配合能力； （7）按照国家和xx市的有关规定建立健全作业人员的个人档案资料，关心、爱护和体贴所有现场施工作业人员辛勤劳动。特别是农民工，按时、足额发放农民工的工资，确保农民工兄弟在工地上工作放心、生活舒心。 2.3.2 材料进场计划 根据施工组织设计和生产计划制定每月的材料采购计划，主要材料通过招标选择合格的供应商就近购买，砼使用商品砼。所用于本工程的材料进场以前，先向监理工程师提交生产厂商出具的质量合格证书和我方检验合格证书，证明材料，设备质量符合本合同技术规范的规定，监理工程师批准后方可进场，设备动员周期为整个施工期。 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容