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盾构机适应性评估报告

目录第一章工程概况 (2)1.1工程概况 (2)1.2地质概况 (3)1.2.1古福区间地质概括 (3)1.2.2福城区间地质概括 (4)1.2.3盾构区间主要穿越地层描述 (5)1.3 盾构区间水文情况 (7)1.4 周边建(构)筑物情况 (9)1.4.1古福区间穿越主要建(构)筑物情况 (9)1.4.2 福城区间穿主要越建(构)筑物情况 (10)1.5 工期要求 (11)第二章工程重难点分析及针对性设计 (12)2.1本工程施工的重点、难点 (12)2.2 针对工程重难点设备的针对性设计 (12)第三章盾构机技术要求及主要参数 (15)3.1 本工程对盾构机的技术要求 (15)3.2 拟选盾构机情况 (15)3.3 盾构机参数 (16)3.4 盾构机及后配套简图 (27)第四章盾构机适应性分析 (30)4.1 盾构机组成 (30)4.2 刀盘和刀具 (30)4.3驱动系统 (33)4.4推进系统 (34)4.5螺旋输送机系统 (35)4.6 渣土改良系统 (36)4.7 耐磨措施 (37)4.8 双舱人闸系统 (37)4.9皮带输送机系统 (39)4.10 管片吊运系统 (40)4.11 拼装系统 (40)4.12 土压控制系统 (41)4.13 注浆系统 (42)4.14密封系统 (43)4.15 数据采集系统 (44)4.16盾构机适应性分析 (46)第五章风险源及应对措施 (47)5.1风险源基本情况描述 (47)5.2风险源应对措施 (48)第六章结论 (50)第七章附件 (51)第一章工程概况1.1工程概况南京地铁七号线D7-TA03标土建一工区盾构区间共两个,即古福区间、福城区间。

古平岗站~福建路站区间设计范围为起讫里程右DK17+369.262~右DK18+335.055,右线总长965.793m(双延米)。

其中里程右DK17+369.262~右DK17+474.019为明挖段,长104.757m,含一座盾构井;里程右DK17+474.019~右DK18+335.055为盾构段,长861.036m,含一座联络通道及泵房。

福城区间隧道起讫里程为右CK18+542.257~右CK20+111.108,长1568.851m (双延米),含1座联络通道和1座联络通道及泵房区间隧道采用盾构施工法。

盾构管片外径6200mm,管片内径5500mm,管片厚度350mm,环宽1200mm。

隧道相关参数表古福区间线路出古平岗站后向西北前行,下穿十四所地块、房管所住宅楼、干休所、南师大附中宿舍,向东北偏转至察哈尔路,下穿南师大附中地下通道、过街天桥、沿察哈尔路前行到达福建路站。

福城区间线路出福建路站后沿福建路向东北前行,侧穿福建路两侧住宅楼及门店房、行政院长官邸(市级文物)、下穿福建路西桥、福建路桥、房屋、明城墙遗址、爱民桥到达城河村站,具体平面图见下图。

古福区间平面图福城区间平面图1.2地质概况1.2.1古福区间地质概括古福区间隧道穿越地层主要以粉质黏土、中等风化泥岩、含砾粉质黏土、中等风化砂岩、粉砂、粉土为主,隧道上层覆土依次为杂填土、素填土、粉砂、粉土、粉质黏土、砂岩。

沿线下伏基岩为侏罗系象山群泥岩、泥质粉砂岩、砂岩、含砾砂岩。

岩面起伏较大,岩石强度较高。

区间地质属上软下硬复合地层。

隧道区间地质概况见下图:古福区间地质剖面图1.2.2福城区间地质概括福城区间隧道穿越地层主要以②-2d2-3粉砂、③-1b2粉质黏土为主,隧道上层覆土依次为杂填土、素填土、粉质黏土、粉砂、粉土。

沿线下伏基岩为三叠系范家塘组碎裂泥岩。

岩面起伏较大,一般埋深在13.8~32.1m左右。

隧道区间地质概况见下图:福城区间地质剖面图1.2.3盾构区间主要穿越地层描述古福区间隧道穿越地层主要以粉质黏土、中等风化泥岩、J1-2x-2b强风化砂岩、含砾粉质黏土、中等风化砂岩、粉砂、粉土为主。

福城区间隧道主要穿越地层主要以②-2d2-3粉砂、③-1b2粉质黏土为主。

(1)古福区间区间隧道底板以下土层主要为③层粉质黏土,强风化、中风化岩。

隧道左线:古平岗站~左CK17+546区段,隧道底板地层为J1-2x-2b层强风化砂岩,隧道穿越地层主要为J1-2x-2b层强风化砂岩、③-2b2-3粉质黏土,强风化岩饱和抗压强度7.74MPa,属上软下硬复合地层;左CK17+546~CK17+777.5区段,隧道底板地层为③-2b2-3粉质黏土,隧道穿越地层主要为③-1b2粉质黏土、③-2b2-3粉质黏土,为黏性土;左CK17+777.5~CK18+197.8区段,隧道底板地层为J1-2x-3a、J1-2x-3b中风化岩,隧道穿越地层主要为③-3b1-2粉质黏土、J1-2x-3a、J1-2x-3b中风化岩,中风化岩最高抗压强度达到53.2 MPa;左CK18+197.8~福建路站区段,隧道底板地层为主要为②-2d2-3粉砂层。

隧道右线:古平岗站~右CK17+620区段,隧道底板地层为J1-2x-2a、J1-2x-2b层强风化岩,隧道穿越地层主要为J1-2x-2a、J1-2x-2b层强风化岩、③-2b2-3粉质黏土,强风化岩饱和抗压强度53.2 MPa,属上软下硬复合地层;右CK17+620~CK18+45.9区段,隧道底板地层为J1-2x-3a中等风化泥岩,隧道穿越地层主要为J1-2x-2a强风化泥岩、J1-2x-3a中等风化泥岩;右CK18+45.9~CK18+276.5区段,隧道底板地层为③-3b1-2粉质黏土、②-2b3-4粉质黏土,隧道穿越地层主要为③-3b1-2粉质黏土、③-4e2-3含砾粉质黏土、②-2b3-4粉质黏土;右CK18+276.5~福建路站区段,隧道底板地层为主要为②-2c2-3粉土层。

由于黏性土层及强风化岩、中风化岩的工程特性差异明显,因此拟建地基为不均匀地基。

拟建隧道底板位于风化基岩层时,工程地质条件较好,一般隧道结构变形不大。

隧道底板位于粉质粘土、粉砂层时,呈中压缩性,工程地质条件一般。

(2)福城区间福城区间隧道主要穿越地层主要以②-2d2-3粉砂、③-1b2粉质黏土为主,沿线隧道底板位于为②-2d2-3粉砂、②-3d1-2粉砂、②-2b3-4粉质黏土、②-3b2-3粉质黏土、③-1b2粉质黏土、③-2b2-3粉质黏土中,整体稳定性一般,综合评价地基的稳定性一般。

古福区间穿越地层特征见下表:古福区间主要穿越地层特征一览表福城区间主要穿越地层特征一览表1.3 盾构区间水文情况根据地下水赋存条件,场区地下水类型主要为松散岩类孔隙水及基岩裂隙水。

松散岩类孔隙水根据其埋藏条件和水力性质,主要为孔隙潜水。

(1)孔隙潜水近地表分布,主要赋存于浅部①层人工填土中及福建路站附近②层粉土、粉砂中。

①层填土成份复杂,极不均匀,其透水性较好、赋水性较差。

该含水层水位埋深主要受大气降水及地形控制。

②层粉土、粉砂透水性,赋水性均较好。

(2)基岩裂隙水基岩裂隙水主要赋存于基岩全、强风化带中,中风化带岩芯较完整,裂隙发育,多闭合或充填,赋水性较差;其强风化带岩芯较破碎~破碎,呈碎块状、块状,存在一定的赋水空间,但由于裂隙方向不一,且裂隙间多被岩石剧烈风化后的泥状残留物充填,并未形成统一的渗流路径,本次勘察揭示其赋水性较差。

各岩土层渗透系数及透水性评价1.4 周边建(构)筑物情况1.4.1古福区间穿越主要建(构)筑物情况古平岗站~福建路站区间起始自古平岗站(近古平岗立交)起,下穿中国电子科技集团公司第十四研究所拆迁区,并下穿回龙桥、沿线镇江路和南师附中学校后向东拐入察哈尔路,沿线途经居民住宅楼、南师附中、南师附中过街天桥、南师大附中地下通道、南京政治学院,至福建路站(现状为福建路与察哈尔路交叉路口)与地铁5号线换乘。

区间周边地下管线较多,主要沿察哈尔路、福建路两侧分布。

详见下表:古福区间穿越主要建(构)筑物一览表1.4.2 福城区间穿主要越建(构)筑物情况福城区间线路出福建路站后沿福建路向东北前行,侧穿福建路两侧住宅楼及门店房、行政院长官邸(市级文物)、下穿福建路西桥、福建路桥、房屋、明城墙遗址、爱民桥到达城河村站,详见下表:福城区间穿越主要建(构)筑物一览表φ10004 爱民桥天然基础单孔单跨结构下穿5 住宅楼6 下穿6 住宅楼条形基础砖混结构 3 下穿7 明城墙遗址下穿1.5 工期要求1#盾构机在古福区间右线于2018.12月下井始发,掘进至福建路站小里程端接收井后于吊出转场至左线于2019.8月进行二次拼装始发,于2020.1月在福建路站小里程端接收吊出。

右线到达时间2019年06月30日与左线到达2020年1月31日。

1#盾构机在福建路站左线于2020.10.31日下井拼装始发,然后向城河村站进行掘进,于2021.7.31完成掘进接收吊出;2#盾构机在福建路站右线于2020.10.30日下井拼装始发,然后向城河村站进行掘进,于2021.7.31完成掘进接收吊出第二章工程重难点分析及针对性设计2.1本工程施工的重点、难点1、隧道区间在复合地层中,软土到达硬岩地层,极易造成刀盘结饼及地表沉降;2、古平岗站~左DK17+546区段隧道穿越地层主要为J1-2x-2b层强风化砂岩、③-2b2-3粉质黏土,强风化岩饱和抗压强度7.74MPa,属上软下硬复合地层,盾构盾构姿态不易控制,易引起超挖,从而引起地表沉降;古福区间左DK17+777.5~DK18+197.8区段,存在全断面岩层,中风化岩最高抗压强度达到53.2 MPa,岩层硬,掘进难度大,容易造成刀具磨损,推力增大。

3、古福区间左DK18+197.8~福建路站区段(右DK18+276.5~福建路站)分布有粉土、粉砂层,建路站附近分布有②-2b3-4层流塑~软塑粉质黏土,漏水漏浆,姿态难以控制,掘进施工时极易产生坍塌,出现涌水、流砂现象,极易造成地表沉降。

4、区间下穿众多建(构)筑物。

盾构施工不当极易引起建(构)筑物下沉、开裂及倾斜等情况5、区间线路平面最小转弯半径为300m,纵断面采用“V”型坡,最大纵坡28.0‰,盾构姿态及地表沉降控制难度较大。

2.2 针对工程重难点设备的针对性设计1、隧道区间在复合地层中,软土到达硬岩地层,极易造成刀盘结饼及地表沉降的情况,盾构机进行的针对性技术要求设计。

1)采用两台注浆泵,四路主入口,并配备二次注浆泵。

2)优化刀盘设计,采用合理的开口率。

3)土壤改良系统配置有6个泡沫管路,采用的是单管单泵设计,防止管路堵塞,确保渣土改良效果。

2、古平岗站~左DK17+546区段隧道穿越地层主要为J1-2x-2b层强风化砂岩、③-2b2-3粉质黏土,强风化岩饱和抗压强度7.74MPa,属上软下硬复合地层,盾构盾构姿态不易控制,易引起超挖,从而引起地表沉降;古福区间左DK17+777.5~DK18+197.8区段,存在全断面岩层,中风化岩最高抗压强度达到53.2 MPa,岩层硬,掘进难度大,容易造成刀具磨损,推力增大的情况,盾构机进行的针对性技术要求设计。

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