（福州市城市地铁有限责任公司，福建，福州，350000）
【摘 要】近年来，随着国内轨道交通工程的蓬勃发展，盾构法施工越来越频繁地出现在人们的视野中，作为开发繁华城市地下空间的一种施工工法，其安全性、可靠性影响着在城市中生活的大多数人，其中城市地下特殊的地质情况及地上特殊的构筑物情况与所选用盾构机技术参数等能力的匹配程度，是决定能否顺利、安全施工的重要重要因素，在此，以福州地铁二号线过闽江段为例，浅要论述盾构设备的选型，以供在其他城市的盾构法施工过程中得到借鉴。
【关键词】福州地铁；过闽江；盾构；选型
一、工程概况
福州市轨道交通2号线金祥站～祥坂站区间位于福州市仓山区和台江区，线路出金祥站后沿金祥路向东下穿闽江，接闽江北岸的祥坂站（金祥站～祥坂站区间工程地理位置见下图）。金祥站～祥坂站区间总长度约1579m，区间线间距11.08～13.70m，线路平曲线最小半径为450m，主体隧道采用盾构法施工。
二、盾构类型的选择
2.1盾构机概述
盾构机按开挖面与工作室之间隔墙构造可分为全开敞式、半开敞式及密封式三种。在软土隧道和有水压的情况下，一般采用密封式盾构机，其按开挖面稳定和密封方式又分为泥水式和土压式两种。
2.2盾构类型的选择
盾构选型既包括整机类型的确定问题，又包括所确定类型的盾构设备配置问题，其中盾构整机类型的选择核心在于保证开挖面的稳定，而土的塑性流动性、土的渗透系数等对开挖面的稳定非常重要，其次地下水的含量及水压往往要与土的塑性流动性及透水性结合考虑，高水压、高渗透性的情况是非常不利的。
在通常情况下，富水地段盾构类型选择与地层渗透系数之间的关系如下：
按照上述2个表可以看出<2-5>（含泥）中粗砂层为渗透系数远大于10-4 cm/s的强透水层，且区间隧道下穿闽江，易发生涌水等危害，此外下穿融侨水乡别墅区时，地面沉降控制要求高，综合考虑各种风险因素认为对于本工程泥水盾构较土压盾构更具有优势，故选定泥水平衡盾构。
三、泥水盾构选型
3.1工作环境水土压力确定
根据地勘资料，金祥站～祥坂站区间隧道局部穿越饱和中粗砂层，其最大静水压力约为0.33MPa,在高水压地段进行盾构施工时，重点是保证开挖仓隔板、主轴承密封、盾尾密封在高压力状态下的正常工作。为确保过江施工的安全,盾构刀盘开挖仓隔板可承受压力、主轴承及盾尾密封的防水性能按照承压≮ 0.4MPa设计。
3.2刀盘选型及刀具配置
刀盘装置由切削机构、超挖机构及刀盘驱动装置构成。超挖机构安装在刀盘内，利用安装在刀盘背部中心的旋转接头，将刀盘内的超挖机构、磨损检测和注水管与盾构机内部相连。刀盘及刀具作为盾构机前进的牙齿，关系着盾构法施工成败的关键，虽然本区间段主要为软弱土地层，但是作为过江段，不排除有卵石及古河道沉船、铁锚等异物，同时盾构穿越部分砂层，对刀盘刀具磨损较大，为此考虑刀盘进行高配置。
为了刀盘能够满足在大开口率的条件下布置更多的刀具刃数，拟采用下述面板式结构的刀盘，刀盘开口率为27.8%，刀盘由6根辐条和面板构成，并装备有通过刀盘旋转来挖掘土体的各种刀具。刀盘分为挖掘岩层、砾石用的岩层挖掘型和挖掘砂土、粘土用的土砂挖掘型两种，可根据挖掘土体的状况更换使用，此两种刀具是完全可以互换的，采用背装方式。不配置滚刀，以撕裂刀、刮刀为主，考虑实际地质情况，加大了撕裂刀、刮刀的合金长度及厚度，配备了磨损检测刀、超挖刀，同时对刀盘整体做了耐磨处理，以确保顺利地完成本区间的施工任务。
3.3盾尾密封系统
盾构法施工整体来讲是一项安全性较高的隧道施工工法，但在长距离及富水和渗透性强的地质情况下，随着盾尾钢丝刷的磨损，极易出现盾尾喷泥涌水等事故，盾构选型中对于盾尾钢刷的设计及更换方案极其重要。本次选用盾构拟采用三道盾尾钢刷一道钢板刷一道止浆板的设计，其中前两排盾尾刷均设计为螺栓连接方式。盾尾钢丝刷可以提高对管片高低差的适应性，通过填充材料的堵塞，形成防水层，提高止水性能；内侧保护板可以防止钢丝刷的磨损、倒转；外侧保护板有一定的恢复能力，防止最尾端粘附壁后注浆材料；钢丝刷压销起到固定固定钢丝刷的作用；钢丝刷压板用以和盾构机主体的连接。
3.4主轴承密封系统
主轴承作为盾构机的核心部件，其使用寿命及完好率直接关系整个工程的成功与失败，拟采用盾构机主轴承密封分内、外周密封，各采用三道，每道密封有8个注脂口，共用16道，每道密封圈又有4个密封腔，动压力可以达到1.0MPa,可以有效地隔离土砂进入主轴承密封圈。
四、结语
盾构机作为盾构法施工的专用设备，只有在施工之前根据实际地质情况及地表、地下构筑物来对其主要系统的功能进行选择性配置，同时考虑施工风险，才能在后续的施工过程中减小事故发生率，提高施工整体效益。
参考文献：
[1]李鹏程.上海地铁M8盾构选型风险分析 [西部探矿工程]．2008(11)
[2]张松杰.浅谈盾构的选型与关键参数的选择[期刊论文]-山西建筑 2009(10)
论文作者:王智远
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年1月供稿
论文发表时间:2016/4/21
标签：盾构论文; 闽江论文; 水压论文; 刀具论文; 主轴论文; 磨损论文; 泥水论文; 《工程建设标准化》2016年1月供稿论文;