大直径泥水平衡盾构适应性改造技术研究

第３期（总２３２０１８年３月　４）　铁道工程学报　Ｍａｒ　２０１８　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＲＡＩＬＷＡＹ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　ＳＯＣＩＥＴＹ　ＮＯ．３（Ｓｅｒ．２３４）　文章编号：１００６—２１０６（２０１８）０３—００９２—０５　大直径泥水平衡盾构适应性改造技术研究　杨志勇　程学武２　孙正阳　江玉生　郭焕娣２　（１．中国矿业大学（北京），　北京１０００８３；　２．北京铁路局地下直径线工程建设指挥部，　北京　１０００５５）　摘要：研究目的：盾构完成一个工程项目后转移到另一个项目应用时，由于工程地质条件发生变化，为增强适　应性，应进行相应的改造。为提高盾构设备使用率、降低工程成本、保证施工顺利进行，结合天津地下直径线　工程，本文对黏性土层中大直径泥水平衡盾构适应性改造技术进行研究，并结合工程应用情况对改造效果进　行分析。　研究结论：（１）泥水平衡盾构适应性改造应结合工程地质情况和工程条件来进行，重点考虑刀盘及刀具、　主驱动配置、泥水循环系统、冲刷系统的适应性；（２）在刀盘中心区域增加泥水冲刷系统，可有效防止泥饼的　形成；（３）根据天津地下直径线工程经验，黏性土层中应保证盾构进泥泵可泵送泥浆密度不低于１．３　ｔ／ｍ　，排　泥泵可泵送泥浆密度不低于１．４　ｔ／ｍ　；（４）该研究成果可为大直径泥水平衡盾构在黏性土层盾构选型及改造　提供工程借鉴。　关键词：泥水平衡盾构；适应性改造；泥水冲刷系统；泥浆密度　中图分类号：Ｕ４５５．４３　文献标识码：Ａ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｍｏｄｉｉｆｃａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　Ｌａｒｇｅ　Ｄｉａｍｅｔｅｒ　Ｓｌｕｒｒｙ　Ｂａｌａｎｃｅ　Ｓｈｉｅｌｄ　ＹＡＮＧ　Ｚｈｉ—ｙｏｎｇ　，ＣＨＥＮＧ　Ｘｕｅ—ＷＵ　，ＳＵＮ　Ｚｈｅｎｇ—ｙａｎｇ　，ＪＩＡＮＧ　Ｙｕ—ｓｈｅｎｇ　，ＧＵＯ　Ｈｕａｎ—ｄ　（１．Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｍｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉｎａ；２．Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　Ｄｉａｍｅｔｅｒ　Ｌｉｎｅ　Ｐｒｏｊｅｃｔ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｈｅａｄｑｕａｒｔｅｒｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００５５，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｐｕｒｐｏｓｅｓ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｉｎｇ　ｏｆ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｅｎｈａｎｃｅ　ｔｈｅ　ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｈｉｅｌｄ，ｔｈｅ　ａｄａｐｔｉｖｅ　ｍｏｄｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｓｈｉｅｌｄ　ｉｓ　ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ　ｆｒｏｍ　ｏｎｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｔｏ　ａｎｏｔｈｅｒ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｔｈｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｓｈｉｅｌｄ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｃｏｓｔ　ａｎｄ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｓｍｏｏｔｈ　ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｗｉｔｈ　Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｄｉａｍｅｔｅｒ　Ｌｉｎｅ　Ｐｒｏｊｅｃｔ，ｔｈｅ　ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ　ｍｏｄｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｓｌｕｒｒｙ　ｂａｌａｎｃｅ　ｓｈｉｅｌｄｓ　ｉｎ　ｃｌａｙｅｙ　ｓｔｒａｔｕｍ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｂｙ　ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ａｎａｌｙｚｅｄ．　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ：（１）Ｔｈｅ　ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ　ｍｏｄｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｌｕｒｒｙ　ｂａｌａｎｃｅ　ｓｈｉｅｌｄｓ　ｓｈｏｕｌｄ　ｃｏｍｂｉｎｅ　ｗｉｔｈ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｇｅｏｌｏｇｉｅｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｄ　ｍａｉｎｌｙ　ｎｅｅｄ　ｔｏ　ｃｏｎｓｉｄｅｒ　ｔｈｅ　ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｃｕｔｔｅｒｈｅａｄ，ｔｏｏｌｓ，ｍａｉｎ　ｄｒｉｖｅ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ，　ｓｌｕｒｒｙ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ａｎｄ　ｓｌｕｒｒｙ　ｆｌｕｓｈｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍｓ．（２）Ｆｏｒｍｉｎｇ　ｏｆ　ｍｕｄ　ｃａｋｅｓ　ｃａｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｂｅ　ａｖｏｉｄｅｄ　ｂｙ　ａｄｄｉｎｇ　ｓｌｕｒｒｙ　ｆｌｕｓｈｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆ　ｃｕｔｔｅｒｈｅａｄ．（３）Ｂａｓｉｎｇ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ　ｏｆ　Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｄｉａｍｅｔｅｒ　Ｌｉｎｅ　Ｐｒｏｊｅｃｔ．ｔｈｅ　ｓｌｕｒｒｙ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｏｆ　ｓｈｉｅｌｄ　ｆｅｅｄ　ｐｕｍｐｓ　ｉｎ　ｃｌａｙｅｙ　ｓｔｒａｔｕｍ　ｓｈｏｕｌｄ　ｎｏｔ　ｂｅ　ｌｅｓｓ　ｔｈａｎ　１．３　ｔ／ｍ　，ａｎｄ　ｏｆ　ｓｈｉｅｌｄ　ｄｒｅｄｇｅ　ｐｕｍｐｓ　ｓｈｏｕｌｄ　ｎｏｔ　ｂｅ　ｌｅｓｓ　ｔｈａｎ　１．４　ｔ／ｍ　．（４）Ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｃａｎ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｗｈｅｎ　ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ　收稿日期：２０１７—１１—１３　基金项目：国家科技支撑计划子课题（２０１３ＢＡＢ１０Ｂ０２—４）；铁道部科技研究开发计划项目（２０１０Ｇ０１６一Ｊ）　作者简介：杨志勇，１９８０年出生，男，讲师。　第３期　杨志勇　程学武孙正阳等：大直径泥水平衡盾构适应性改造技术研究　９３　ａｎｄ　ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ　ｓｈｉｅｌｄｓ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｓｌｕｒｒｙ　ｂａｌａｎｃｅ　ｉｎ　ｃｌａｙｅｄ　ｓｔｒａｔｕｍ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｌｕｒｒｙ　ｂａｌａｎｃｅ　ｓｈｉｅｌｄ；ａｄａｐｔｉｖｅ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｓｌｕｒｒｙ　ｆｌｕｓｈｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ；ｓｌｕｒｒｙ　ｄｅｎｓｉｔｙ　盾构法隧道工程中，盾构设备成本在总工程成本　中占有一定比例，因此提高盾构设备的使用率，对于降　低工程成本有着重要的作用。这也就决定着盾构设备　必将在地质条件存在差异的多个工程中进行施工。设　备原始参数均只考虑其最初应用的工程，其再次应用　到其他工程时，必须针对工程地质情况进行相应的适　应性改造。因此，针对盾构适应性改造的研究对于提　高盾构设备使用率、降低工程成本、保证施工顺利进行　有着重要的意义。　国内外对盾构适用性改造技术研究相对较少，部　分学者结合具体实际工程对盾构选型技术进行了大量　的研究工作　。　，泥水平衡盾构方面比较有代表ｆ生的有：　刘金祥等（２００７）以武汉长江隧道（直径１１　ｍ）为　基础，对大直径过江隧道盾构选型进行了研究，通过对　资料调研（日本一条隧道、荷兰两条隧道）及理论分析　得出了泥水平衡盾构更加适应武汉长江隧道工程的结　论　］。刘继国等（２００９）结合某直径为１４．９６　ｍ的海　底隧道工程，对大直径海底隧道的盾构选型问题进行　了研究，针对海底隧道的特点，提出了盾构选型的基本　原则，并对土压平衡盾构和泥水盾构进行了比较，得出　了大直径泥水盾构适应该工程的结论　。陈健等　（２ｏ１５）通过研究南京长江隧道、扬州瘦西湖隧道、武　汉地铁８号线越江隧道工程，总结了超大直径泥水盾　构隧道施工的关键技术　。　本文以天津地下直径线工程为基础，对黏性土层　大直径泥水平衡盾构改造技术进行研究，并对改造后　盾构设备应用效果进行分析，以期为今后类似工程盾　构选型及设备改造提供工程借鉴。　ｌ　天津地下直径线工程概况　天津地下直径线工程连接天津西站与天津站，是　津秦客运专线与京沪高速铁路的连接线，全长５　００５　ｍ，　其中盾构隧道长２　１４６　ｍ，单洞双线，最小平面曲线半　径６００　ｍ，最大纵坡２３％ｅ，隧道埋深９—３２　ｍ，采用一　台直径１　１．９７　ｍ的泥水平衡盾构施工。盾构隧道结构　形式为圆形断面，衬砌采用通用楔形环管片，管片外径　ｌ１．６　ｍ，环宽１．８　ｍ，厚５００　ｍｍ。　盾构隧道穿越地层主要为粉土和粉质黏土层，局　部夹粉细砂。隧道范围内受潜水和承压水影响，潜水　地下水位埋藏较浅，埋深为０．３—３．９６　ｍ，承压水水位　埋深为３．７３～７．８５　ｍ，含水层为粉细砂层和粉土层。　２改造背景　２．１工程背景　天津地下直径线采用的泥水盾构，曾计划用于修　建北京地下直径线，其设备参数均根据北京地下直径　线工程条件进行设计　Ｊ。后由于工程计划发生改变，　该盾构调至天津地下直径线工程使用。天津地下直径　线工程与北京地下直径线工程在各个方面均存在较大　差异，主要工程差异如表１所示。　表１北京和天津地下直径线工程差异情况　项目　北京地下直径线　天津地下直径线　卵石层占盾构穿越　粉质黏土与粉土的混合　地层的９５％。最大　地层占盾构穿越地层的　地质　覆土厚度３５／ｉ１＂，最大　５８．４％，粉质黏土、粉土、粉　情况　渗透系数１．７４×　细砂混合地层占４１．６％。　１０～ｍ／ｓ，最大水土　隧道最大覆土厚度３１　ｍ。　压力为３　ｂ隧道受潜水和微承压水　ａｒ　的影响　隧道最小转弯半径　隧道最小转弯半径６００　ｍ隧道　情况　８管片内径１５０　ｎ３，管片外径１０１．６　Ｉｎ，　管片外径１１，　．．厚０５　Ｉｎ，管片　径１０６　ｍ，管片内　．５５　Ｉｎ　．６　ｍ，管片厚０．５　ｍ　２．２改造前盾构设备主要参数　改造前该泥水平衡盾构设备根据北京地下直径线工　程基本隋况进行选型，盾构设备主要参数如表２所示。　表２改造前盾构设备主要参数列表　参数名称　技术参数　主机长　盾体含刀盘约１１　Ｉｎ　最小转弯半径　纠偏７００　ｍ　刀盘型式　８根辐条＋面板　开挖直径　１１．９７　ｍ　开口率　３０％　先行撕裂刀　３Ｏ把　切刀（含面切刀和　中心切刀）　２８４把重型刮刀，１０把重型中心刀　周边刮刀　１６把　仿形刀数量　１把　仿形刀行程　７５　ｍｍ　转速　０—２．３　ｒ／ｍｉｎ（双向无级调速）　主驱动功率　９台×１８０　ｋＷ＝１　６２０　ｋＷ　额定扭矩　１５　７００　ｋＮ·Ｉｎ＠０．８５　ｒ／ｍｉｎ　最大转速下扭矩　５　８０２　ｋＮ·ｉｎ＠２．３　ｒ／ｍｉｎ　脱困扭矩　２０　４１０　ｋＮ·Ｉｎ　最大总推力　１４０　７００　ｋＮ　９４　铁道工程学报　２ｏ１８年３月　３盾构适应性改造　３．１刀盘及刀具改造　充分考虑天津地下直径线盾构穿越的软土、细颗　粒地层的特点和隧道曲线等方面的特点，对刀盘、刀具　进行如下改造：　第一，将原重型刀具改为单层软土刀具，为保护刀　盘正面周边刮刀，在刀盘边缘辐板上增加４个刀箱，配　置重型撕裂刀。　第二，增加一把仿形刀及必要的液压部件，增加的　仿形刀行程为１００　ｍｍ，增加仿形刀后可确保盾构最小　转弯半径达到６００　ｍ。　第三，刀盘中心处，渣土流动速度低，为增加渣土　流动速度，将刀盘中心刀具增加至１２把。　第四，为加强刀盘整体刚度和耐磨性，刀盘辐条与　幅板间增加加强筋，刀盘周边增加堆焊耐磨层。　改造后的刀盘配备有２９６把刮刀，３８把先行撕裂　刀，１２把中心刀，１６把周边刮刀，２把仿形刀。　３．２刀盘主驱动　由于盾构在软土地层中贯入度较砂卵石地层要　大，刀具受到阻力大，而且天津地下直径线工程盾构泥　水舱压力设定值较北京地下直径线工程要高，因此刀　盘扭矩会增加　Ｊ。实际工程经验也证明了这一点，北　京地下直径线盾构在卵石层中掘进刀盘扭矩为３　０００～　７　０００　ｋＮ·ｍ，最大不超过１０　０００　ｋＮ·ｍ。而天津地　下直径线盾构在软土地层中掘进刀盘扭矩为４　０００—　８　０００　ｋＮ·ｍ，最大达到１２　０００　ｋＮ·ｍ。　另外，盾构在始发和到达过程中要切割混凝土咬　合桩，需要盾构配备较大的刀盘扭矩。综合以上因素，　增加１台变频电机和减速机，相应增加变频器、变频柜　等，刀盘主驱动总计１０个电机，功率共１　８００　ｋＷ，刀　盘额定扭矩增加至１７　４２０　ｋＮ·ｍ。　３．３冲刷系统　盾构刀盘中心区域开口率小，渣土移动速度低，极　易在刀盘中心处和主驱动轴承上形成泥饼，北京地下　直径线工程盾构掘进过程中出现过刀盘中心区域结泥　饼的现象。　天津地下直径线泥水平衡盾构穿越的地层主要为　粉质黏土、粉土、粉砂，地层中黏土矿物含量较高，盾构　掘进过程中极容易形成泥饼。泥饼的形成对于盾构施　工的进度有着重要的影响，在刀盘开口率难以改变的　情况下，增加冲刷系统是防止泥饼形成的重要技术手　段。因此在刀盘中心区域增加泥水冲刷系统，系统详　细参数如下：　第一，刀盘背后增加６个冲刷口（ＥＷ１０～　ＥＷ１５），其中４个冲刷口（ＥＷ１２～ＥＷ１５）置于刀盘中　心主驱动位置附近，２个冲刷口（ＥＷ１０、ＥＷ１１）位于边　缘区域，冲刷口的位置如图１所示。　第二，增加１个增压冲刷泵（Ｗａｒｍａｎ，２００　ｒｎ　／ｈ，　７５　ｋＷ，７．５　ｂａｒ），包括相应的阀、传感器和配电柜；冲　刷系统具有手动和自动两种控制模式。　注：ｏ原有冲刷口；Ｏ新增冲刷口　图１　刀盘背后新增冲刷口位置示意图　３．４泥水输入和排出系统　天津地下直径线盾构穿越地层主要为粉质黏土、　粉土及粉砂，细微颗粒较多，泥水分离困难。土体中的　细颗粒增加了排出泥浆的密度，因此要求排泥泵的功　率更大。为确保排泥正常，盾构能够正常掘进，对泥水　泵和管路进行了如下改造：　第一，增大排泥泵Ｐ２．１、Ｐ２．２、Ｐ３的功率，由原设　计的３５０　ｋＷ增大到５００　ｋＷ，且对泵的叶片和壳体进　行耐磨处理。　第二，进泥泵可泵送泥水最大密度由原来的１．１０　ｔ／ｍ３　改造到１．１５　ｔ／ｍ。，排泥泵可泵送泥水最大密度由原来　的１．３０　ｔ／ｍ　改造到１．４０　ｔ／ｍ　。　３．５其他改造　除了３．１～３．４的改造外，还对ＰＬＣ系统、泥水小　车等方面进行了改造，改造内容如表３　所示。　第３期　杨志勇　程学武孙正阳等：大直径泥水平衡盾构适应性改造技术研究　９５　表３盾构设备其他改造项目列表　改造项目　改造原因　，．一　一０Ｓ口ｌ２ｂＲ蛐鼹　ｌｏ蛙嚣瑚　０Ｒ６Ｓ口《　ｏｏＤ口８口ｏｌｏ口　８ｏ口鳆ｏ辣醯熙　ｉＯ８８　８８ｇ　　§　ｏ口８口　§　。ｎ口ｏ８ｏ２ｇ２　Ｂ８　　５《　　§　Ｑｏ口００Ｒｇ　ｏ　ｏ２２６ｇ§　　§　口强醒　。Ｄ§　ｏＲ５８８　　ｏＤ口§　８　ｏ０§ｏＲ§　０口§　口　§　§　口８　ｏ０　§　∞　§　ｇ　ｏ§　　　ｏ　。　ｏ　　。　０　豫对油缸撑靴的内侧做了切削的改造，油缸中心轴线偏向管片的内侧　原北京地下直径线管片厚度５５０　ｍｌｎ隧道内径为１０．５　ｎ１２ｑ，　５　ｍｍ　天津地下直径线管片厚度５００　ｍｍ隧道内径为１０．６　ｍ，　．，管片拼装机真空吸盘、管片吊机吸盘，根据新的管片图纸进行更改　在Ｒ０、Ｒ１和Ｒ２的泥水小车结构上增加衬垫　加Ｒｌ和Ｒ２拖车上中心泥水小车的车轮　改造原ＰＬＣ程序　需要对推进油缸、管片拼装真空吸盘、管片吊机真空吸　盘、后配套台车（确保台车中心轴线和盾体轴线一致）进　行改造　由于增加了主驱动电机和泥水冲刷泵，需要对ＰＬＣ及电　气控制部分进行改造　４工程应用效果　天津地下直径线工程盾构隧道自２０１０年１１月　２４日开工建设，２０１２年３月２４日竣工，历时４９０　ｄ，日　均掘进４．４　ｍ。盾构施工Ｊｌ￣，Ｎ，一次性掘进２　１４６　ｍ，　中途未换刀。增加的冲刷系统效果良好，有效防止了　刀盘中心区域及主驱动轴承上结泥饼，盾构掘进过程　中多次开舱检查未发现刀具严重磨损及结泥饼现象。　盾构施工过程较为稳定，参数有代表性；盾构隧道坡度　较小，基本处于水平掘进的状态；盾构穿越土层为直径　线工程典型的粉质黏土和粉土复合地层。　口　ｏｉ　ｇ　０　醯琵§　ｌｇ　　ｏ口口５Ｒ　　ｏ０§　驺秘聃　ｏ　ｏ　主要分析参数数据包括：盾构推力、刀盘扭矩、供　人泥水密度、排出泥水密度等。盾构ＰＬＣ记录原始数　据为一分钟一次，在施工过程中各个参数变化频率　较大，因此在绘制图形时采用散点图的形式。对于　同一环的数据，某个值的数据点越多，对应该点的颜　选取５５７环～６０７环作为主要分析段，选取原因　如下：分析段位于盾构区间中段，经过前半段的掘进，　色越深，反之亦然。盾构主要施工参数分布情况如　图２所示。　１２　ｏｏＯ　６　５　４　３　２　１）Ｏ　Ｚ　７　ｏ【６　０ｏＯ　ｇ　１０　Ｏ００　Ｚ　８　ｏｏｏ　瞽　５　Ｏｏｏ　４　０００　３　Ｏｏ０　５　量６　ｏｏｏ　４　０００　２　０ｏｏ　环号　环号　（ａ）盾构推力　（ｂ）刀盘扭矩　１－３　呷　吕　１．２　　稚　１．１二　糖　赠　弓｜　廷　１．０　．＜　１　５７６　５８１　５８６　５‘　环号　环号　（ｅ）供人泥水密度　（ｄ）排出泥水密度　图２　天津地下直径线工程５５７—６０７环盾构主要施工参数分布散点图　由图２可知：盾构施工过程中总推力变化范围　为５　０００—７　０００　ｋＮ；刀盘扭矩变化范围为４　０００—　供人泥水密度均超过预期，供入泥水密度１．１～　１．３　ｔ／ｍ。超过预估值１．１５　ｔ／ｍ。。说明盾构适应性改　造过程中对于该参数的预估偏小，对黏土地层泥水　分离困难预估不足，这也是导致盾构掘进速度偏低　（４．４　ｍ／ｄ）的主要原因。　６　０００　ｋＮ·ｍ，最高达到１２　０００　ｋＮ·ｍ；供人泥水压力　２～６　ｂａｒ；供入泥水密度１．１～１．３　ｔ／ｍ　；排出泥水密度　１．２—１．３　ｔ／ｍ　左右。　铁道工程学报　２０１８年３月　Ｌｉａｎｇ　Ｂｏ．Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　Ｓｈｉｅｌｄ　Ｌｅｃｔｏｔｙｐｅ　５　结论　本文以天津地下直径线工程为基础，对黏性土层　大直径泥水盾构的适应性改造技术进行了研究，最后　Ｄｅｓｉｇｎ　ｆｏｒ　Ｋｕｎｍｉｎｇ　Ｍｅｔｒｏ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｉ　ｏｆ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｏｃｉｅｔｙ，２０１１（５）：９２—９７．　［４］　刘金祥，赵运臣．武汉长江隧道工程盾构机选型［Ｊ］．隧　道建设，２００７（４）：９１—９４．　Ｌｉｕ　Ｊｉｎｘｉａｎｇ，Ｚｈａｏ　Ｙｕｎｃｈｅｎ．Ｔｙｐｅ　Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｈｉｅｌｄ　Ｍａｃｈｉｎｅｓ　ｆｏｒ　Ｗｕｈａｎ　Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｒｉｖｅｒ　Ｃｒｏｓｓｉｎｇ　Ｔｕｎｎｅｌ　结合天津地下直径线盾构施工参数，对改造后设备的　适应性进行了分析，得出了以下结论：　（１）泥水平衡盾构适应性改造应结合工程地质情　况和工程条件来进行，重点考虑刀盘及刀具、主驱动配　置、泥水循环系统、冲刷系统的适应性。　（２）刀盘中心区域开口率小，渣土移动速度低，极　Ｐｒｏｊｅｃｔ［Ｊ］．Ｔｕｎｎｅｌ　Ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ，２００７（４）：９１—９４．　［５］　刘继国，郭小红．超大直径海底隧道盾构选型研究［Ｊ］．　现代隧道技术，２００９（１）：５１—５６．　Ｌｉｕ　Ｊｉｇｕｏ，Ｇｕｏ　Ｘｉａｏｈｏｎｇ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　易在刀盘中心处和主驱动轴承上形成泥饼，在刀盘中　Ｓｕｐｅｒ－－ｌａｒｇｅ—－ｄｉａｍｅｔｅｒ　Ｓｈｉｅｌｄ　ｆｏｒ　ａｎ　Ｕｎｄｅｒｓｅａ　Ｔｕｎｎｅｌ　心区域增加泥水冲刷系统，可有效防止泥饼的形成。　［Ｊ］．Ｍｏｄｅｒｎ　Ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００９（１）：５１—５６．　（３）泥水平衡盾构在黏性土层中掘进，泥水分离　［６］　陈健，黄永亮．超大直径泥水盾构施工难点与关键技术　困难，为确保盾构能够正常掘进，根据天津地下直径　总结［Ｊ］．地下空问与工程学报，２０１５（ｓ２）：６３７—６４４．　线工程经验，应保证进泥泵可泵送泥浆密度不低于　Ｃｈｅｎ　Ｊｉｎａ，Ｈｕａｎｇ　Ｙｏｎｇｆｉａｎｇ．　Ｓｕｍｍａｒｙ　ｏｆ　Ｋｅｙ　１．３　ｔ／ｍ　，排泥泵可泵送泥浆密度不低于１．４　ｔ／ｍ。。　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ａｎｄ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｄｉｉｆｃｕｌｔｉｅｓ　ｉｎ　Ｌａｒｇｅ　Ｄｉａｍｅｔｅｒ　Ｓｌｕｒｒｙ　Ｓｈｉｅｌｄ　Ｔｕｎｎｅｌ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　参考文献：　Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　Ｓｐａｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１５（ｓ２）：６３７—　［１］　叶康慨．北京铁路直径线大断面地下隧道盾构机选型研　６４４．　究［Ｊ］．隧道建设，２００６（６）：２０—２３．　［７］　张双亚，陈馈．北京铁路地下直径线盾构选型［Ｊ］．铁道　Ｙｅ　Ｋａｎｇｋａｉ．Ｔｙｐｅ　Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｈｉｅｌｄ　Ｍａｃｈｉｎｅｓ　ｆｏｒ　工程学报，２００７（３）：７０—７３．　Ｌａｔｇｅ　Ｃｒｏｓｓ—－ｓｅｃｔｉｏｎ　Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｔｕｎｎｅｌ　ｏｎ　Ｚｈａｎｇ　Ｓｈｕａｎｇｙａ．Ｃｈｅｎ　Ｋｌｌｉ．Ｓｈｉｅｌｄ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｔｙｐｅ　Ｓｔｒａｉｇｈｔ　Ｒａｉｌ　Ｔｒａｎｓｉｔ　Ｌｉｎｅ　ｉｎ　ＢｅＵｉｎｇ［Ｊ］．Ｔｕｎｎｅｌ　Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｒａｉｌ　Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　Ｔｒａｎｓｉｔ　Ｌｉｎｅ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，２００６（６）：２０—２３．　［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｏｃｉｅｔｙ，２００７（３）：　［２］　龚旭东．西安地铁２号线试验段区间盾构机选型及施工　７Ｏ一７３．　经验［Ｊ］．铁道工程学报，２００８（１２）：９１—９４．　［８］　杨志勇，程学武，江玉生．泥水平衡盾构刀盘扭矩计算　Ｇｏｎｇ　Ｘｕｄｏｎｇ．ＴＢＭ　Ｔｙｐｅ　Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　及其影响因素分析［Ｊ］．铁道工程学报，２０１６（５）：５９—　Ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｌｉｎｅ　２　ｏｆ　Ｘｉ　ａｎ　Ｍｅｔｒｏ　ａｎｄ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　６３．　Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ［Ｊ］．　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｙａｎｇ　Ｚｈｉｙｏｎｇ，Ｃｈｅｎｇ　Ｘｕｅｗｕ，Ｊｉａｎｇ　Ｙｕｓｈｅｎｇ．Ａｎａｌｙｓｉｓ　Ｓｏｃｉｅｔｙ，２００８（１２）：９１—９４．　ｏｆ　Ｃｕｔｔｅｒｈｅａｄ　Ｔｏｒｑｕｅ　Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｉｔｓ　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　［３］梁波．昆明地铁盾构选型设计分析与探讨［Ｊ］．铁道工　Ｆａｃｔｏｒｓ　ｆｏｒ　Ｓｌｕｒｒｙ　Ｂａｌａｎｃｅ　Ｓｈｉｅｌｄ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　程学报。２０１１（５）：９２—９７．　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｏｃｉｅｔｙ，２０１６（５）：５９—６３．　，＇ｌ＇ｌ，＇＇ｌ，ｌ　，’ｌｌｌｌｌｌ＇＇＇＇ｌ＇ｌ＇＇ｌ，ｌ＇ｌｌ，＇ｌｌｌ，，ｌ，ｌ，ｌ，＇ｌ，，，，ｌ，，ｌ，＇，，，ｌ，ｌ，，，＇＇ｌｌ　＇　，’＇，，　，，，＇’’，＇，’＇＇，　（上接第９１页Ｆｒｏｍ　Ｐ．９１）　Ｓｍａｌｌ　Ｓｔｒａｉｎｓ【Ｊ　１．Ｃａｎａｄｉａｎ　Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ，１９８９　［５］刘继强，李元海，林志斌，等．考虑蠕变的邻近地铁隧道　（４）：４９９—５１６．　深基坑开挖工序优化［Ｊ］．铁道工程学报，２０１４（９）：１０８—　［７］　Ｔｈｏｍａｓ　Ｂｅｎｚ．Ｓｍａｌｌ—ｓｔｒａｉｎ　Ｓｔｉｆｎｅｓｓ　ｏｆ　Ｓｏｉｌｓ　ａｎｄ　Ｉｔｓ　１１４．　Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅｓ［Ｄ］．Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ：Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｌｉｕ　Ｊｉｑｉａｎｇ，Ｌｉ　Ｙｕａｎｈａｉ，Ｌｉｎ　Ｚｈｉｂｉｎ，ｅｔｃ．Ｄｅｅｐ　Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ，２００７．　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　Ｐｉｔ　Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ　Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　［８］　尹骥．小应变硬化土模型在上海地区深基坑工程中的应　Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ　Ｃｒｅｅｐ　Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｎ　Ｎｅａｒｂｙ　Ｍｅｔｒｏ　用［Ｊ］．岩土工程学报，２０１０（ｓ１）：１６６—１７２．　Ｔｕｎｎｅｌ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｏｃｉｅｔｙ，　Ｙｉｎ　ｊｉ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｈａｒｄｅｎｉｎｇ　Ｓｏｉｌ　Ｍｏｄｅｌ　ｗｉｔｈ　Ｓｍａｌｌ　２０１４（９）：１０８—１１４．　Ｓｔｒａｉｎ　Ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ　ｉｎ　Ｄｅｅｐ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　Ｐｉｔｓ　ｉｎ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　［６］　Ｊ．　Ｂ．　Ｂｕｒｌａｎｄ．Ｎｉｎｔｈ　Ｌａｕｒｉｓｔ　Ｂｊｅｒｒｕｍ　Ｍｅｍｏｒｉａｌ　［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，　Ｌｅｃｔｕｒｅ：“Ｓｍａｌｌ　Ｉｓ　Ｂｅａｕｔｉｆｕｌ”一ｔｈｅ　Ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ　ｏｆ　Ｓｏｉｌｓ　ａｔ　２０１０（Ｓ１）：１６６—１７２．