1、成果 登 记 号登记 批准日期科学技术成果鉴定证书鉴字 第 号成果名称 ： 混合地层小半径连续正反向曲线（延长 S 型）段土压平衡盾构综合施工技术研究完成单位 ： 北京住总集团有限责任公司中国矿业大学（北京）北京住总市政工程有限责任公司北京市轨道交通建设管理有限公司中国科学院力学研究所鉴定形式 ： 会议鉴定组织鉴定单位 ： （盖章）鉴定日期 ：鉴定批准日期 ：国 家 科 学 技 术 委 员 会一 九 九 四 年 制简 要 技 术 说 明 及 主 要 技 术 性 能 指 标本课题属于北京市科技计划课题复杂钢结构施工关键技术攻关（课题编号：Z00055184041131）大课题的第五子课题。本项研
2、究，采用物理模拟和数值模拟相结合的先进模拟技术，首先从理论上解决混合地层高水压条件下盾构工法施工中的混合地层变形力学行为，土体损伤机理及其控制理论；同时根据北京地铁十号线十一合同段盾构工程的实际进程，在已有（上述）理论研究的基础上，对工程实践中的一个个具体技术难题，逐一攻关，最后做到全面解决的目的。因此本项研究是理论与实践的高度结合，既有一定理论研究水平，又具有重大工程背景与应用价值的工程技术应用研究项目。关键技术：理论研究中的技术关键在于根据北京地铁十号线十一合同段的具体混合地层有水条件选择合理的物理模型，进行相关的理论研究，为后续的具体技术措施提供依据。具体技术研究的关键在于根据各个问题不
3、同的地层条件，如何应用理论研究的成果，做好技术方案，并在实践中适当调整和具体落实。根据课题任务书的要求并充分考虑工程建设过程中实际情况的变化，本次研究主要涵盖了以下七个方面：1 土压平衡盾构开挖面与舱内压力理论研究报告；2 数值模拟分析研究报告；3 盾构/TBM 施工实时管理系统研究报告；4 地面沉降实时监测系统研究报告；5 超近长距离平行盾构隧道施工关键技术研究报告；6 长距离盾构曲线施工测量控制技术研究报告；7 左线隧道监控量测研究报告；三课题变化情况1 刀具磨损与换刀问题由于盾构施工过程中，实际遇到的复合地层引起的刀具磨损很少，两次盾构到达时的测量结果，刀具磨损量均少于 10 毫米、实际
4、也没有进行换刀。因此刀具磨损规律、换刀技术、刀具材料等项内容，没有进行研究。2 盾构穿越桥区与桥桩保护问题工程原设计盾构隧道穿越三元桥桥区时，盾构隧道与桥桩的最小距离为 0.2-0.9 米不等，实际工程中，由于隧道的调线，使得盾构隧道与桥桩的距离大大增加，因此盾构穿越桥区和桥桩保护的内容，没有进行研究。3 盾构施工实时管理系统以项目为依托，本项研究成功推出了盾构/TBM 施工实时管理系统。该系统克服了传统系统的缺点，开辟了盾构施工远距离实时监控的新领域。4 地面沉降实时监测系统作为本项研究的重要副产品 地面沉降和楼体倾斜实时监测系统显示了其在地铁工程中的广阔应用前景。该系统真正实现了地层移动和
5、地表沉降的实时监测，满足了盾构施工快速的最大特点，克服了传统监测方法的不足，为地下工程施工危险性预测和预报，打下了坚实基础。5 超近长距离平行盾构隧道施工隧道调线引起的长距离盾构平行隧道施工关键技术，也是本项研究的重要内容，原计划中的施工关键技术，全部转化为本项研究中，为国内外类似工程的施工，提供了经验积累和需遵循的要点。推 广 应 用 前 景 与 措 施1 盾构/TBM 施工信息管理系统的应用情况1.1 系统在北京地铁十号线（含奥运支线）11 标的应用情况盾构/TBM 施工信息管理系统已经在北京地铁十号线 11 标盾构生产中得到初步应用并取得了良好的效果，本系统对 十号线 11 标右线盾构
6、顺利穿越 301 所楼群、京顺路、机场高速路、三元桥、两次穿越东三环主辅路、南北小街 8 号楼群区域等起到了重要作用。其参数显示功能不仅形象地显示了盾构/TBM 施工过程，也对盾构施工过程起到了很好的监控作用；数据分析功能对盾构数据进行分析，对盾构施工参数的合理选择和调整起到有效指导作用。盾构穿越南北小街 8 号楼群 时，左右 线隧道相距最近仅 1.69m，在既要保证楼群的安全的同时也要保证左线隧道的安全，因此对盾构施工过程参数的控制要求非常严格。盾构/TBM 施工信息管理系统对盾构穿越上述楼区的施工过程起到了很好的监控作用，保证了施工参数的及时调整和处于有效的控制范围内，为右线盾构隧道顺利穿
7、越楼群区域起到了关键作用。尤其是“材料消耗” 界面统计每一环的同步注浆量对控制地面沉降是至关重要的，保证了楼群的变形在可控范围内。就系统在北京地铁十号线 11 标段盾构区间隧道生 产中的运行情况来看，盾构/TBM 施工信息管理系统完全能够实现信息反馈和盾构施工的实时监控，便于用户对盾构施工进行有效的信息分析、合理的施工组织和管理。1.2 系统在沈阳地铁一号线 4标的应用情况盾构/TBM 施工信息管理系统在沈阳地铁一号线 4 标段得到全面应用并取得了良好的效果，本系统对盾构下穿重工立交桥，穿越沈大路 8 号七层住宅楼和下穿沈山铁路起到了关键作用。参数显示界面很好的 监控了盾构施工全过程，数据分析
8、界面不仅全面的分析盾构施工全过程，而且对盾构施工参数的设定和调整也起到了良好的指导作用。系统在沈阳地铁一号线 4 标段的运行过程中， 时间统计界面对施工单位提高盾构施工效率起到了巨大的作用。通过总时间统计界面和详细时间统计界面，施工单位不断压缩停止时间和管片拼装时间，从而提高工作效率，沈阳地铁 一号线 4 标段创造了盾构日掘进 34 环（341.240.8m）的全国 记录。1.3 系统在天津地铁二号线 10标和深圳地铁三号线 2202标的应用盾构/TBM 施工信息管理系统在北京地铁十号线 11 标和沈阳地铁一号线四标得到全面应用后，又被应用与天津地铁二号线 10 标和深圳地 铁三号线 2202
9、 标，目前系统正在这两个标段运行，运行效果良好。以上应用说明盾构/TBM 施工信息管理系统完全能够对盾构施工全过程进行实时监控，对盾构施工进行有效的信息分析、合理的施工组织和管理。2 地面沉降监控系统的 应用情况地面沉降监控系统在北京地铁十号线 11 标盾构近距离旁穿南北小街八号楼 时用来监测楼和地面的相对沉降量，地面沉降监控系统首次在地铁沉降监测中实现了地面沉降监测的实时无线遥测，并取得非常 满意的结果。地面沉降监控系统在北京地铁十号线 11 标应用以后，又被应用到沈阳地铁 一号线 4 标段盾构近距离的旁穿沈大路 8 号七层住宅楼的监测项目中，在盾构穿越楼房的施工过程中对楼房的沉降进行了实时
10、的监测，确保了楼房的安全。2主 要 技 术 文 件 目 录 及 来 源总目录1 课题任务书由北京市科学技术委员会下达2 工作报告3 研究报告 1） 研究报告（一）：土压平衡盾构开挖面与舱内压力理论研究2）研究报告（二）：数值模拟分析研究报告3）研究报告（三）：盾构/TBM 施工实时管理系 统研究报告（含系统使用说明）4）研究报告（四）：地面沉降实时监测系统研究报告5）研究报告（五）：超近长距离平行盾构隧道施工关键技术研究报告6） 研究报告（六）：长距离盾构曲线施工测量控制技术研究报告7） 研究报告（七1）：左线隧道监控量测研究报告研究报告（七2）：左线 隧道监控量测研究报告以上报告由课题组编写
11、完成。4 附件附件 1：社会 经济效益分析 报告附件 2：关键 技术应用情况分析附件 3：版权 申请附件 4：著作与 论文发 表情况以上附件由课题组编写完成。附件 5：查新 报告附件 5 由中国科学技术信息研究所提供。3鉴 定 委 员 会 专 家 测 试 报 告测试组长： 签字 成员： 、 年 月 日4鉴 定 意 见2008 年 6 月 20 日，由北京市建设委员会主持召开了“混合地层小半径连续正反向曲线（延长 S 型）段土压平衡盾构综合施工技术研究”科技成果鉴定会，鉴定委员会听取了课题组的汇报，经质询、答疑讨论后，形成鉴定意见如下：1、提供的鉴定资料齐全，数据可靠，符合鉴定要求。2、课题组采
12、用物理模拟和数值模拟相结合的先进模拟技术，首先从理论上解决混合地层高水压条件下盾构工法施工中的混合地层变形力学行为、土体损伤机理及其控制理论，技术关键在于根据北京地铁十号线 11 合同段的具体混合地层有水条件选择合理的物理模型，进行相关的理论研究，形成了下列报告 1 土压平衡盾构开挖面与舱内压力理论研究报告；2 数值模拟分析研究报告；3 盾构/TBM 施工实时管理系统研究报告；4 地面沉降实时监测系统研究报告；5 超近长距离平行盾构隧道施工关键技术研究报告；6 长距离盾构曲线施工测量控制技术研究报告；7 左线隧道监控量测研究报告；3、根据北京地铁十号线 11 合同段盾构工程的实际进程，在已有理
13、论研究的基础上，对工程实践中的各具体技术难题，逐一攻关，最后做到全面解决。在实践中应用理论研究的成果，做好技术方案，并在实践中适当调整和具体落实。4、相关技术对提高混合地层土压平衡盾构（EPB）施工质量、施工速度，规避盾构施工安全风险，充分发挥盾构施工的自动化程度，提高盾构设备的施工效率，控制工程成本有着积极的作用和意义，适合在土压平衡盾构隧道工程中普遍推广应用。该项目经中国科学技术信息研究所查新，结论为：未见与本项目查新点相同且可对比的公开文献报道。该研究成果填补了国内空白，达到了国际先进水平。鉴定委员会主任 副主任 年 月 日5主 持 鉴 定 单 位 意 见主管领导签字： （盖章）年 月
14、日组 织 鉴 定 单 位 意 见主管领导签字： （盖章）年 月 日6科技成果完成单位情况序号完 成 单 位 名 称 邮政编码 所在省市代码 详 细 通 信 地 址 隶属省部 单位属性1北京住总集团有限责任公司100101 北京市朝阳区慧中里 320 号 32 中国矿业大学（北京） 23北京住总市政工程有限责任公司100029 北京市朝阳区太阳宫路芍药居甲 2 号 34北京市轨道交通建设管理有限公司35 中国科学院力学研究所 1注 ： 1、 完 成 单 位 序 号 超 过 8 个 可 加 附 页 ， 其 顺 序 必 须 与 鉴 定 证 书 封 面 上 的 完 全 一 致 。2、 完 成 单 位
15、名 称 必 须 填 写 全 称 ， 不 得 简 化 ， 与 单 位 公 章 完 全 一 致 ， 并 填 入 完 成 和 名 称 的 第 一 栏 中 ， 其 下 属 机 构 名 称 则 填 入 第 二 栏 中 。3、 所 在 省 市 代 码 由 组 织 鉴 定 单 位 按 省 、 自 治 区 、 直 辖 市 和 国 务 院 各 部 门 及 其 他 机 构 名 称 代 码 填 写 。4、 详 细 通 信 地 址 要 写 明 省 （ 自 治 区 、 直 辖 市 ） 、 市 （ 地 区 ） 、 县 （ 区 ） 、 街 道 和 门 牌 号 码 。5、 隶 属 省 部 是 指 本 单 位 和 行 政 关
16、系 隶 属 哪 一 个 省 、 自 治 区 、 直 辖 市 或 国 务 院 部 门 主 管 ， 并 将 其 名 称 填 入 表 中 ， 如 果 本 单 位 有 地 方 /部 门双 重 隶 属 关 系 ， 请 按 主 要 的 隶 属 关 系 填 写 。6、 单 位 属 性 是 指 本 单 位 在 1、 独 立 科 研 机 构 2、 大 专 院 校 3、 工 矿 企 业 4、 集 体 或 个 体 企 业 5、 其 他 五 类 性 质 中 属 于 哪 一 类 ， 并 在 栏中 选 填 1、 2、 3、 4、 5、 即 可 。7主 要 研 制 人 员 名 单序号姓 名 性 别 出 生 年 月技 术 职
17、称文 化 程 度（ 学 位 ）工 作 单 位 对 成 果 创 造 性 贡 献1 杨健康 男 1962 年 教授级高工 本科北京住总集团有限责任公司负责总体方案的设计，项目的组织与协调。2 江玉生 男 1964 年 副教授 博士 中国矿业大学（北京）负责总体方案的设计，项目的组织与协调， 项目理论研究，具体实施方案的编制，数据 处理与信息反馈的方案，指导物理与数值模拟试验方案的确定和实施。3 罗富荣 男 1968 年 高级工程师 本科北京市轨道交通建设管理有限公司指导项目实施，参与总体方案的设计。4 乐贵平 男 1956 年 教授级高工 研究生北京市轨道交通建设管理有限公司指导盾构项目实施，参与
18、盾构总体方案的设计和信息反馈等工作。5 施国强 男 1950 年 高级工程师 大专北京住总集团有限责任公司参与总体方案的设计、监督整个项目的实施。6 高杰 男 1953 年 集团部长 本科 住总集团科技质量部 参与总体方案的设计，总体研究计划的分工和组高级工程师 织协调，地层移动规律与预警机制的研究。7蔡永立 男 1971 年 高级工程师 研究生北京住总市政工程有限责任公司参与总体方案的设计，协调组织各参与单位的工作，负责各主要施工技术对策的研究和实施。8 陈英盈 女 1963 年 高级工程师 本科北京住总市政工程有限责任公司参与总体方案的设计，协调整个研究工作在工程现场的工作。9 张智宏 男
19、 1969 年 高级工程师 本科北京住总市政工程有限责任公司参与总体方案的设计，具体负责各主要施工技术对策的研究和实施。10 钱新 男 1974 年 工程师 本科北京住总市政工程有限责任公司项目研究中各种数据的采集与处理工作，部分相关软件的编制。11 安栋 男 1977 年 工程师 本科北京住总市政工程有限责任公司参与盾构项目实施，参与盾构技术方案的设计和信息反馈等工作。12 颜治国 男 1978 年 工程师 研究生北京住总市政工程有限责任公司参与盾构实施，参与盾构技术方案的设计和信息反馈等工作。13 吴亮 男 1974 年 助理工程师 本科北京住总市政工程有限责任公司参与盾构项目的实施，参与盾构技术方案的设计和信息反馈等工作。并负责盾构施工中的具体技术对策研究。8
