郑州轨道交通4号线工程土建施工01标盾构机选型方案1210（DOC40页）

I目录第1章工程概况.................................................11.1工程简介...................................................11.2区间概况...................................................11.2.1关陈车辆段出入段线区间概况...............................11.2.2安顺路站～长兴路站区间概况...............................21.3自然条件...................................................31.3.1地质情况.................................................31.3.2水文地质概况.............................................51.3.3场地地震效应.............................................61.4本区间施工重难点...........................................6第2章盾构机选型...............................................7第3章拟采用盾构机设计优势及特点...............................73.1盾构机整体概况.............................................73.2铰接设计...................................................83.3刀盘设计...................................................83.4主驱动设计................................................123.5螺旋输送机设计............................................133.6小角度皮带机设计..........................................143.7管片拼装机设计............................................153.8气体保压系统及人舱设计....................................153.9控制柜采用分布式I/O控制..................................163.10现场及远程监控系统.......................................163.11数据智能管理系统.........................................173.12导向系统.................................................173.13整机设计主要参数表.......................................18II3.14盾尾刷选型...............................................18第4章郑州地区施工案例........................................194.1郑州地铁1号线施工........................................194.2郑州地铁2号线施工........................................204.3郑州地铁5号线............................................214.4结论......................................................22第5章区间重大风险源..........................................225.1贾鲁河....................................................225.2贾鲁河污水管..............................................235.3京广快速二期高架桥........................................245.4信基调味品城冻品市场2层门面房............................255.5下穿铁路北道线............................................255.6京广铁路下行线概况........................................265.7下穿郑焦铁路..............................................275.8京广铁路上行线概况........................................295.9西北环线概况..............................................305.10天然气护管涵.............................................31第6章过风险源针对性设计......................................326.1同步注浆系统设计..........................................326.2二次补强注浆系统..........................................336.3泡沫系统设计..............................................346.4膨润土系统设计............................................356.5渣土改良设计..............................................366.6施工方面下穿风险源保护措施................................381一、工程概况1.1工程简介郑州市轨道交通4号线工程土建施工01标段，北起江山路以西的关陈车辆段，沿三全路呈东西走行，到长兴路与三全路交叉口的长兴路站、新柳路站止，共包括3个地下车站、2个地下盾构区间（含部分出入段线明挖区间），分别为安顺路站、长兴路站、新柳路站（3号线与4号线换乘站）、关陈车辆段出入段线区间、安顺路站至长兴路站区间。图1.14号线01标段盾构施工卫星平面示意图1.2区间概况1.2.1关陈车辆段出入段线区间概况关陈车辆段出入段线区间左右线均由安顺路站引出，沿规划三全路路北向西敷设，下穿贾鲁河，然后继续向西，侧穿京广快速通道桩基，下穿信基调味品市场两层门面房，然后以300m的小半径转入向南，分别下穿铁路北到线、京广铁路、郑焦城际铁路、京广-陇海铁路联络线等，到达盾构吊出井。关陈车辆段出入段线区间右线盾构段长1221.448m，里程为CR-K0+090.568～CR-K1+312.016；左线盾构段长1189.480m，里程为CR-K0+090.520～CR-K1+280.000。盾构段左、右线各设置2处平曲线，曲线半长兴路站安顺路站接收井安顺路站～长兴路站区间关陈车辆段出入段线区间2径分别为800m.300m，线间距8.67m～28m，线路坡度设计为“V”字坡，左线线路坡度依次为2‰、18‰的下坡，7‰、33.764‰的上坡，右线线路坡度依次为2‰、18‰的下坡，7‰、32.932‰的上坡，左、右线覆土厚度5.1～12.2m，穿越主要地层有黏质粉土、粉质黏土、粉砂等地层，地下水位埋深10.0～12.0m。盾构采用外径6.2m、内径5.5m、管片厚度35cm、环宽1.5m管片，本出入段线部分区段为300m小半径，需采用1.2m环宽管片，区间不设置联络通道兼泵房。图1.2区间概况图1.2.2安顺路站～长兴路站区间概况安顺路站～长兴路站区间线路出安顺路站后，主要沿三全路路中向东敷设，线路两侧主要为已拆迁待建地块、住宅楼等，两侧建构筑物距离区间隧道较远。区间起点里程为右（左）DK0+533.900，终点里程为右（左）DK1+074.419。左线长度542.953m（含长链2.434m），右线长度540.519m。左、右线各设置1处平曲线，曲线半径为1000m，线间距14m～17m。线路纵坡设计为单向坡，坡向长兴路，坡度为20.502‰，盾构隧道为单洞、单线圆形断面，线间距14～17m，管片外径6.2m、内径5.5m、管片厚度35cm、环宽1.5m，左、右线覆土厚度9.1～18.1m，主要穿过黏质粉土、粉质黏土、粉砂等地层。地下水位埋深10.0～12.0m。由于区间较短不设置联络通道兼泵房。31.3自然条件1.3.1地质情况根据岩土的时代成因、地层岩性及工程特性，本场地勘探揭露58m深度范围内地层主要为人工填土及第四系全新统（Q4）粉质黏土、黏质粉土、细砂，第四系上更新统（Q3）粉质黏土、黏质粉土，第四系中更统冲积层（Q2）粉质黏土等土层，现将勘察深度内的土层按其不同的成因、时代及物理力学性质差异自上而下分为17个工程地质单元层。本区间下穿地层主要为粉质黏土层、黏质粉土层、粉砂层。各层土的岩性特征及埋藏条件分述如下：①1杂填土（Q4ml）：城市道路上表层主要为柏油路面，厚约20cm下部主要为灰土垫层、人工堆填粉土；道路两侧空地多为新近回填粉土、粉质黏土，含大量砖块、砼、灰渣等建筑垃圾，成分杂乱，结构松散。本层土力学性质不均匀。本层层底埋深0.4-5.3m，层厚0.4-5.3m，层底高程91.00-97.659m。②31黏质粉土（Q4al）：褐黄色，稍湿，稍密-中密。含锈斑，有砂感，干强度低，韧性低。本层层底埋深1.8-4.0m，层厚1.0-3.5m，层底高程93.60-96.25m。②32黏质粉土（Q4al）：褐黄色，稍湿，中密。含锈斑，有砂感，无光泽反应，干强度低，韧性低。本层层底埋深3.0-8.0m，层厚1.0-5.8m，层底高程87.30-93.30m。②21粉质黏土（Q4al）：黄褐色，软塑-可塑，切面有光泽。干强度及韧性高，无摇震反应。见蜗牛壳碎片。本层层底埋深3.0-7.6m，层厚1.1-3.5m，层底高程89.20-94.85m。②33黏质粉土（Q4al）：褐黄色，稍湿，稍密-中密。含白色钙质条纹，锈色斑点，有砂感。无光泽反应，干强度低，韧性低。本层层底埋深8.1-13.0m，层厚1.5-7.5m，层底高程82.29-88.40m。②33D细砂（Q4al）：褐黄色，湿-饱和，中密-密实。主要矿物成分以长石、4石英，含少量云母。本层层底埋深12.4-13.2m，层厚1.7-5.1m，层底高程81.65-84.25m。②22粉质黏土（Q4al）：灰褐色，软塑-可塑，切面有光泽。干强度及韧性高，无摇震反应。见蜗牛壳碎片。本层层底埋深6.4-12.6m，层厚0.6-5.6m，层底高程84.10-91.51m。②34黏质粉土（Q4al）：灰褐色，湿，中密。无光泽反应，干强度及韧性低，摇震反应中。见蜗牛壳碎片。局部夹薄层粉质黏土。本层层底埋深13.3-21.8m，层厚0.6-10.0m，层底高程75.5-84.05m。②41粉砂（Q4al）：灰褐色、褐黄色，饱和，中密-密实。级配一般，主要矿物成分以长石、石英，含少量云母。局部含少量砾石。本层层底埋深16.5-23.0m，层厚0.7-7.7m，层底高程73.08-81.10m。②41A黏质粉土（Q4al）：褐黄色，湿