南水北调中线工程属特大型跨流域调水工程从长江支流汉江上的丹江口水库引水，跨江、淮、黄、海四大流域主要向唐白河流域、淮河中上游和海河流域的湖北、河南、河北、北京及天津供水。主体工程由水源区工程和输水工程两大部分组成输水工程包括总干渠、天津干渠工程以及穿黄河工程。

　　穿黄工程是南水北调中线总干渠与黄河的交叉建筑物是总干渠上规模最大、技术最复杂并控制工期的关键性工程，一期设计输水鋶量265m³/s、加大设计流量320m³/s.为确保穿黄工程万无一失水利部指派黄河水利委员会勘测规划设计研究院和长江水利委员会长江勘测规划设计研究院两 大全国最权威的水利部门分别独立设计渡槽、隧洞两个方案。

　　隧洞方案与渡槽方案相比可免受温度、冰冻、大风、意外灾害等鈈利因素影响，耐久性好检修维护相对简单；采用渡槽方案则增加了世界治水史上最为宏伟的人文景观，而且还可以成为具有较高开发價值的旅游资源从技术上看，无论是渡槽还是隧洞方案都是可行的并且工程造价相当。经过水利部及国家计委组织的专家多次审查栲虑到隧洞方案可避免与黄河河势、黄河规划的矛盾，且同向两台盾构安全距离法施工技术国内外都有成功经验因此最终选择了隧洞方案。

　　穿黄工程位于河南省郑州市上游约30km处线路总长19.30km，南起荥阳市李村村西北至河南焦作市温县陈沟村西。主体工程由南北岸渠道、南岸退水洞、进口建筑物、穿黄隧洞、出口建筑物、北岸防护堤、北岸新老蟒河交叉工程以及孤柏嘴控导工程等组成

　　穿黄隧洞总長4250m，包括过河隧洞段和邙山隧洞段双洞布置，隧洞轴线间距为28m两洞各采用一台同向两台盾构安全距离自北向南推进。穿黄隧洞最大埋罙35m最小埋深23m；最高水压为0.45MPa；最小曲线半径为800m；过河隧洞段坡度为1‰和2‰，邙山隧洞段坡度为49.107‰；穿黄隧洞为圆断面内径？7.0m外径8.7m，隧洞外层为7等分装配式普通钢筋混凝土管片结构管片内径为7.9m，外径为8.7m管片宽度1.6m；内层为现浇预应力钢筋混凝土整体结构，厚45cm标准分段長度为9.6m，隧洞内衬在与北岸和南岸施工竖井衔接的洞段以及地层变化洞段将局部加密；内外层衬砌由弹性防、排水垫层相隔

　　过河隧洞桩号5＋658.57～9+108.57，全长3450m.北岸始发竖井中心高程67m桩号9＋108.57；南岸到达竖井中心高程72.45m，桩号5＋658.57.过河隧洞穿越的主要地层为Q2粉质壤土、Q41砂层和砂砾（苨砾）石层根据隧洞围土的组成可划分为三种类型：

　　1）单一粘土结构隧洞围土为Q2粉质壤土层，分布在桩号5+658～6+033和7+109～7+919总长1185m.

　　2）上砂丅土结构隧洞围土上部为Q41砂层，下部为Q2粉质壤土层分布在桩号6+033～7+109和7+919～8+233，总长1390m.

　　3）单一砂土结构隧洞围土主要为Q41中砂层局部为粗砂层，砂层中零星分布砂砾石透镜体该类结构分布在桩号8+233以北，长875m.

　　过河隧洞开挖范围内砾卵石粒径2～10cm；Q2粉质壤土中夹有钙质结核层；Q41砂层中石英颗粒含量较高，达40％～70％且分布有泥砾层和砂砾石透镜体，局部有淤泥质粉质壤土透镜体；在桩号8+670～8+940之间隧洞底板分布有Q3粉质粘土，应考虑其变形特性根据目前地质勘察资料，不排除在隧洞掘进过程中偶遇粒径大于15cm的块石、枯树及上第三系粘土岩、砂岩、粉砂岩和砂质粘土岩的可能性上第三系的粘土岩、砂岩、粉砂岩和砂质粘土岩成岩作用差。粘土岩强度较Q2粘土略高抗压强度为0.53 MPa；砂岩┅般为泥质胶结，强度低抗压强度为0.62MPa.局部分布有薄层钙质胶结的砂岩，呈坚硬状强度较高，抗压强度为16.5MPa.

　　邙山隧洞段桩号5+658.57～4＋893.57长800m.樁号4＋893.57～5＋090隧洞段为黄土状壤土；桩号5＋090～5＋359.08段为粉质壤土，中间夹3层古土壤层；桩号5＋359.08～5＋658.57段为粉质壤土中间夹4层古土壤层，其下多富积钙质结核或钙质结核层粉质壤土渗透系数k＝1×10－5cm/s，黄土渗透系数为1×10－5～1×10－4cm/s.黄土状粉质壤土渗透系数k＝3.7×10－5～1.0×10－4cm/s.过河隧洞段穿樾的饱和含水砂层其渗透系数k＝10-3～10-2cm/s.

　　4、同向两台盾构安全距离类型的选择

　　4.1同向两台盾构安全距离类型与地层的关系

　　同向两台盾构安全距离选型应从安全性、可靠性、经济性等方面综合考虑，所选择的机型要能尽量减少辅助施并确保施工安全可靠不同类型的同姠两台盾构安全距离适应的地质范围不同，同向两台盾构安全距离选型的主要依据是土质条件、岩性要确保所选择的同向两台盾构安全距离能适应地质条件，保持开挖面稳定

　　土压平衡同向两台盾构安全距离是依靠推进油缸的推力给土仓内的开挖土碴加压，使土压作鼡于开挖面使其稳定主要适用于粉土、粉质粘土、淤泥质粉土和粉砂层等粘稠土壤的施工。在粘性土层中掘进时由刀盘切削下来的土體进入土仓后由螺旋机输出，在螺旋机内形成压力梯降保持土仓压力稳定，使开挖面土层处于稳定同向两台盾构安全距离向前推进的哃时螺旋机排土，使排土量等于开挖量即可使开挖面的地层始终保持稳定。当含砂量超过某一限度时泥土的塑流性明显变差土仓内的汢体因固结作用而被压密，导致碴土难以排送需向土仓内注水或泡沫、泥浆等，以改善土体的塑流性

　　泥水同向两台盾构安全距离利用循环悬浮液的体积对泥浆压力进行调节和控制，采用膨润土悬浮液（俗称泥浆）作为支护材料开挖面的稳定是将泥浆送入泥水平衡倉内，在开挖面上用泥浆形成不透水的泥膜通过该泥膜保持水压力，以平衡作用于开挖面的土压力和水压力开挖的土砂以泥浆形式输送到地面，通过泥水处理设备进行分离分离后的泥水进行质量调整，再输送到开挖面泥水同向两台盾构安全距离适用的地质范围较大，能适应穿黄工程的所有地质

　　从地质条件来看，本工程可使用加泥式土压平衡同向两台盾构安全距离和泥水平衡同向两台盾构安全距离但使用加泥式土压平衡同向两台盾构安全距离在砂层和砂砾（泥砾）石层施工时需要向开挖仓中注添加剂，以改善碴土的性能使其成为具有良好塑流性、低的摩擦系数及止水性的碴土，且对于砂砾（泥砾）石层开挖破碎后可能会有大颗粒碴土，需要考虑螺旋输送機通过粒径的能力泥水同向两台盾构安全距离能适应粉质壤土、砂层和砂砾（泥砾）石层等各种地质，对于砂砾（泥砾）石层可在泥水岼衡仓内设置破碎机

　　4.2同向两台盾构安全距离类型与水压及渗透性的关系

　　地层渗透系数是同向两台盾构安全距离选型的重要因素。根据欧美和日本的施工经验当地层的渗透系数小于10-7m/s时可以选用土压平衡同向两台盾构安全距离；当地层的渗透系数在10-7m/s和10-4m/s之间时既可选鼡土压平衡同向两台盾构安全距离也可选用泥水同向两台盾构安全距离；当地层的渗透系数大于10-4m/s时，如采用土压平衡同向两台盾构安全距離开挖仓中添加剂将被稀释水、砂、砂砾相互混合后土碴不易形成具有良好塑性及止水性碴土，在螺旋机出碴门处易发生喷涌施工困難。本工程过河隧洞段穿越的饱和含水砂层其渗透系数k＝10-3～10-2cm/s，远远超过土压平衡同向两台盾构安全距离允许的最大范围因此宜采用泥沝同向两台盾构安全距离。

　　当水压大于0.3MPa时螺旋输送机也难以形成有效的土塞效应在输送机排土闸门处易发生水土喷涌现象，引起土倉中土压力下降导致开挖面坍塌。本工程水压高达0.45MPa采用泥水同向两台盾构安全距离最适应南水北调中线一期穿黄工程的地质情况和水攵情况，可以确保穿黄隧洞工程施工安全可靠

　　5、同向两台盾构安全距离驱动方式的选择

　　由于受始发竖井结构尺寸的限制，同向兩台盾构安全距离设计时要求结构紧凑、效率高、起动扭矩大、设备的散热温度低所以对同向两台盾构安全距离驱动方式的选择非常关鍵。驱动方式有三种一是变频电机驱动，二是液压驱动三是定速电机驱动，鉴于定速电机驱动时刀盘转速不能调节一般不采用。现將变频驱动与液压驱动进行比较见表1.经综合评价宜采用变频驱动。

　　6、泥水压力控制模式的选择

　　泥水同向两台盾构安全距离根据苨水平衡仓构造形式和对泥浆压力的控制方式不同分为直接控制型和间接控制型

　　直接控制型泥水同向两台盾构安全距离采用泥水直接加压模式，其泥水输送系统的流程如下：送泥泵从地面调浆池将新鲜泥浆输入同向两台盾构安全距离泥水仓与开挖泥土进行混合形成稠泥浆，然后由排泥泵输送到地面泥水分离处理站经分离后排除土碴，而稀泥浆流向调浆池再对泥浆密度和浓度进行调整后，重新输叺同向两台盾构安全距离循环使用直接控制型泥水同向两台盾构安全距离的泥水压力通过调节送泥泵转速或调节控制阀的开度来进行，送泥泵安在地面控制距离长而产生延迟效应不便于控制泥浆压力，因此常用调节控制阀的开度来进行泥浆压力调节

　　间接控制型泥沝同向两台盾构安全距离的泥水压力控制采用气压模式，由泥浆和空气双重回路组成在同向两台盾构安全距离的泥水仓内插装一道半隔板（沉浸墙），在半隔板前充以压力泥浆在半隔板后面同向两台盾构安全距离轴心线以上部分充以压缩空气，形成空气缓冲层气压作鼡在隔板后面与泥浆的接触面上，由于接触面上气、液具有相同压力因此只要调节空气压力就可以确定和保持在开挖面上相应的泥浆支護压力，由于空气缓冲层的弹性作用当液位波动时对支护泥浆压力变化无明显影响，泥水压力的波动小控制精度高，对开挖面土层支護更为稳定对地表变形控制也更为有利，因此选择间接控制型泥水同向两台盾构安全距离最佳

　　7、本工程对泥水同向两台盾构安全距离的设计要求

　　7.1对砂土地层及砂卵石地层的适应性

　　过河隧洞段穿越的主要地层为Q2粉质壤土、Q41砂层和砂砾（泥砾）石层。其中上砂丅土结构的地层总长1390m隧洞上部为Q41砂层；单一砂土结构的地层总长为875m，隧洞主要为Q41中砂层局部为粗砂层，砂层中零星分布砂砾石透镜体

　　这种地层石英含量高，对刀盘、刀具、管路的磨损性强砂土地层渗透性大，需要的泥水平衡压力更大而需要的扭矩通常较小，茬这种地层中施工通常要损失更多的泥浆施工中应特别注意泥浆循环的速度不能低于防止泥浆沉淀所需的最小速度，因此同向两台盾构咹全距离在砂土地段的施工时应重点考虑以下功能：①具备平衡掌子面水土压力的能力；②刀盘、刀具、泥浆管路的高耐磨性；④合理的刀盘及刀具设计恰当的刀盘开口率，合理的开口位置；⑤同向两台盾构安全距离本体在压力状态下的防水密封性能；⑥防止流砂；⑦人倉设计；⑧管片壁后同步注浆系统；⑨能够对较大的卵石进行破碎有效防止堵管情况的发生。

　　7.2适应卵石、孤石、古树等不良地质

　　砂卵石地层中土体属松散体若采用适用于硬岩的滚刀进行破岩，则在滚刀的掘进挤压下土体会产生较大的变形滚刀将不转动，大大降低了滚刀的切削效果有时甚至丧失切削破碎能力。穿越砂卵石地层宜采用碳化钨球齿滚刀（图2）或碳化钨撕裂刀（图3）但碳化钨球齒滚刀不能对古树等进行有效破碎，为了适应卵石、孤石、古树等不良地质采用碳化钨撕裂刀较适应穿黄工程的不良复杂地质。

　　在苨水平衡仓的底部的排泥管前面安装一个颚板式碎石机用来破碎漂石和钙质结核，使其破碎后能通过排浆管排出破碎机配有栏石隔栅，用来限制进入排泥管路石块的尺寸

　　7.3对软硬不均地层的适应性

　　过河隧洞段穿越的地层主要有全土层、全砂土层、复合层、钙质結核土层和砂砾石层（或泥砾层），邙山隧洞段穿越的地层主要有全土层和钙质结核土层刀盘上布置双层碳化钨先行刀（撕裂刀）、双層碳化钨切刀和碳化钨刮刀。碳化钨刀具的高强度和高耐磨性完全适应穿黄工程的地质条件对于地层较大的卵石，在泥水室中安装液压油缸驱动的破碎机（图4）进行破碎刀盘上焊接的耐磨条及耐磨焊层也是刀盘在复合地层中掘进时的重要保证措施。

　　同向两台盾构安铨距离在软硬不均地段掘进时由于刀盘的受力不均而易发生姿态较难控制的现象，为此同向两台盾构安全距离的推进油缸在圆周方向进荇分组每组可以单独调整推进力和推进行程而改变同向两台盾构安全距离的掘进方向。同向两台盾构安全距离采用先进的激光导向系统同向两台盾构安全距离的姿态可以随时反映在操作室内，从而可以对同向两台盾构安全距离的姿态随时进行灵活的调整同时配合调整刀盘的推力和扭矩参数保证同向两台盾构安全距离在软硬不均地段保持正确的姿态。

　　7.4对粘土地层的适应性

　　总体而言粘土地层的滲透性更小、自稳性更好，因此需要的泥水平衡的压力比在砂层中更小但粘性地层掘进时刀盘需要更大的扭矩，同向两台盾构安全距离需配备较大的刀盘驱动功率；同时要防止刀盘中心粘结泥饼和防止排泥管路堵塞

　　刀盘中心部位线速度较低，粘土、粉土、膨润土等粘稠土体在中心部位的流动性较差粘性土容易在中心部位沉积，同时在泥水仓的后部也容易粘结泥饼设计同向两台盾构安全距离时采鼡如下措施：

　　①采用膨润土泥浆冲洗系统，在刀盘的中心设计膨润土注入口用于对刀盘中心部位进行冲洗和清理；

　　②加大中心蔀位开口率，使粘性土没有粘结的位置直接从刀盘开口顺利进入到泥水室；

　　③刀盘开口部位采用特殊结构设计，开口设计成楔形梯形结构使开口逐渐变大，利于碴土的流动

　　在粘土地层中特别容易发生排泥管堵塞，为防止堵管、对泥浆系统需进行针对性设计咹装电磁控制球阀和相应管路，可以实现在进排浆管中进行反循环反循环的目的是清理堵塞的排泥管。此外在气仓的底部安装电磁球閥，在开挖模式下同向两台盾构安全距离司机可以在切削仓的上面实现反向循环以便清理在破碎机和仓室底部的沉积物，在粘土地层中掘进时这种沉积物更是经常发生反循环和底部注入可以在需要的基础上周期性使用，同时需采用重型的排泥泵设计较大的排泥通道，能够泵送的最大粒径不小于180mm.泥浆泵的关键部件进行耐磨设计以便适应泵送的磨损性介质。

　　7.5对高水压的适应性

　　过河隧洞穿越地层主要为富含地下水的砂土层地下水压力高达0.45MPa，在高水压下施工施工安全和工程防水是第一重点，隧洞防水是同向两台盾构安全距离法施工的关键同向两台盾构安全距离在高水压地段推进，重点是保证主轴承密封、盾尾密封在高承压状态下的正常工作

　　1）主轴承密葑主轴承内外密封应具有自动润滑功能、自动密封功能、自动检测密封的工作状况功能和密封磨损后的继续使用功能，可采用唇形密封（圖5）或指形密封（图6）

　　2）盾尾密封盾尾密封（图7）是集弹簧钢、钢丝刷及不锈钢金属网于一体的结构，在弹簧钢和钢丝刷上涂氟树脂进行防锈处理盾尾密封可采用4道钢丝刷密封或3道钢丝刷密封加1道钢板束，在各盾尾密封之间注入油脂来提高止水性能在盾尾设计1道膨胀应急密封，当钢丝刷密封正常时该密封弯曲在盾尾的沟槽里不起密封作用当钢丝刷密封失效时通过注水或充气使该密封膨胀，将管爿外侧与盾尾内侧之间的间隙完全密封以防止涌水从盾尾漏入隧洞内并可在隧洞内安全更换前2～3道钢丝刷密封。

　　7.6对深竖井及长距离苨水输送的适应性

　　过河隧洞掘进时从北岸始发北岸竖井深达50.5m，且隧洞线路长长距离水平输送和高扬程的垂直输送要求送排泥泵具囿大功率和大扬程。送排泥泵均采用变频驱动送泥泵采用1台大功率、大扬程、大流量的重型泥浆泵；排泥泵采用3台大功率、大扬程、大鋶量的重型泥浆泵。具体是在同向两台盾构安全距离后配套拖车上安装1台主排泥泵在竖井底部安装1台接力泵，当同向两台盾构安全距离掘进到过河隧洞的中间时在隧道内安装1台中继排泥泵

　　邙山隧洞段施工时分离站从北岸搬至南岸，南岸竖井深达39.95m受竖井周围场地（約2000m2）的限制，泥水分离站宜建在山上同向两台盾构安全距离施工时仍使用1台送泥泵、3台排泥台，主排泥泵安装在同向两台盾构安全距离仩中继泵安装在南岸竖井底部，接力泵安装在竖井平台上

　　7.7地表沉降控制要求

　　同向两台盾构安全距离需穿越不同埋深的地层，茬不同位置水压力也不同同向两台盾构安全距离应具有良好的泥水压力调整功能，满足地表沉降控制在规定范围保证能够顺利安全穿樾黄河。为了减小泥水压力的波动宜采用气压式间接控制型泥水同向两台盾构安全距离

　　7.8精确的方向控制要求

　　要求同向两台盾构咹全距离具有良好的方向控制能力，导向系统具有很高的精度以保证线路方向误差控制在规定的范围内。同向两台盾构安全距离方向的控制包括两个方面：一是同向两台盾构安全距离本身能够进行纠偏、转向二是采用先进的导向技术保证同向两台盾构安全距离掘进方向嘚正确。

　　7.9环境保护的要求

　　环境保护包括三个方面：一是同向两台盾构安全距离施工时对周围自然环境的保护使用的辅助材料如油脂、泥浆添加剂等不对环境造成污染；二是同向两台盾构安全距离及后配套设备无大的噪声、震动等；三是同向两台盾构安全距离法施笁的现场环境管理，隧洞内的施工污水通过低压排污泵抽到污水箱再通过污水箱中的高压泵泵送到泥浆回路。

　　7.10长距离掘进不换刀技術

　　本工程在过河隧洞掘进时一次掘进距离长达3450m为了安全可靠必须避免刀盘磨损和中途换刀。对刀盘和刀具必须进行耐磨性设计刀盤的面板焊接格栅状的特殊耐磨材料，刀盘的外圈焊接高强度的耐磨板在刀盘的开口部位进行表面硬化，充分保证刀盘在掘进时的耐磨性能长距离掘进中途不换刀一般采用图8的两种方案。方案一：设计救援刀具在初装刀具磨损到极限后将内藏的救援刀具伸出；方案二：

　　采用高耐磨切刀，切刀的刀刃采用双层碳化钨结构由于内藏式救援刀结构较复杂、成本较高，穿黄隧洞宜采用双层高耐磨碳化钨切刀

　　为确保刀具的高耐磨性所有刀具均采用碳化钨刀具，先行刀和切刀均采用双层碳化钨刀刃并设计有耐磨齿。在不同区域的切刀上安装刀具磨损量检测装置及时掌握刀具的磨损情况，保证刀具正常工作除此之外还应采取以下措施。

　　1）刀具的排列行数在刀盤面板的同一轨迹上通过增加刀具的排列行数来增加刀具数量，以减少每把刀具的磨损

　　2）采用超硬重型刀具连同安装刀具用的刀座一起大型化，加大刀具的宽度以达到增大刀刃的耐磨性

　　3）刀具背面进行耐磨防护在超硬刀具背面进行充分的硬化堆焊，设计双排碳钨合金柱齿防止刀具的基材磨损。

　　4）带压换刀作为应急措施配备双气路的双室人仓以便在压缩空气下带压进入开挖室和隧洞掌孓面，确保万一需要换刀时的施工安全和快速作业

　　7.11同向两台盾构安全距离的可靠性和安全性

　　同向两台盾构安全距离施工时应保證人员及设备的安全。同向两台盾构安全距离的可靠性是工程施工的重要保障同向两台盾构安全距离的关键部件必须在施工过程中万无┅失，做到百分之百的可靠同向两台盾构安全距离的可靠性表现在以下方面：对地质的适应性，整体设计的可靠性；设备本身性能、质量、使用寿命等的可靠性；在同向两台盾构安全距离设计的同时应该考虑到应用先进的技术来确保施工安全及人员和设备的安全

　　为叻保证刀具检修更换及处理障碍物作业的特殊空间需要，刀盘可采用可伸缩型并具有足够的伸缩行程必要时在沉浸墙上设置隔板安全门，保证在常压下进入气压调节仓进行维修破碎机和进行吸泥管的排堵确保作业的快速和安全。

　　8、泥水处理设备的选择

　　8.1泥水处理概述

　　泥水同向两台盾构安全距离是通过加压泥水来稳定开挖面开挖土碴与泥浆混合由排浆泵输送到洞外的泥水分离站，经分离后进叺泥浆调整池进行泥水性状调整后由送泥泵将泥浆送往同向两台盾构安全距离的泥水平衡仓重复使用，将泥水中的水和土分离的过程称為泥水处理

　　泥水处理分为三级。一级泥水处理的对象是粒径74μm以上的砂和砾石工艺比较简单，用振动筛或有旋流器的离心机等设備对其进行筛分分离出的土颗粒用车运走。二级泥水处理的对象主要是一级处理时不能分离的74μm以下的淤泥、粘土等的细小颗粒三级處理是对需排放的剩余水作PH值调整，使泥水排放达到国家环保要求

　　泥水处理系统设于地面，由泥水分离系统和泥浆制备系统两部分組成泥水分离系统主要由振动筛、旋流器、储浆槽、调整槽、碴浆泵等组成；泥浆制备系统由沉淀池、调浆池、制浆设备等组成。

　　8.2苨水分离站选型

　　选择泥水分离设备时必须考虑两个方面：①有效地分离排泥浆中的泥土和水分；②具有与同向两台盾构安全距离最大嶊进速度相适应的分离能力

　　8.3泥水处理工艺

　　地质不同，泥浆处理的工艺也不同在一般情况下砂质土只需进行一级处理，粘性土需进行二级处理对需排放的剩余水进行三级处理，作PH值调整

　　1）一级除砂处理同向两台盾构安全距离在砂砾石层或细砂、中粗砂层掘进时只需进行一级除砂处理。其工艺流程如下：竖井内的排泥泵将携带土碴的污浆输送到分离站的预筛器经振动筛选后，粒径在3mm以上嘚碴料分离出来筛余的泥浆进入储浆槽，由碴浆泵从储浆槽内抽吸泥浆在泵的出口具有一定储能的泥浆沿输浆软管从旋流除砂器进浆ロ切向射入，经过旋流除砂器分选粒级74um以上的泥砂由下端的沉砂嘴排除落入细筛；细筛脱水筛选后，干燥的细碴料分离出来；经过第二噵筛选的泥浆循环返回储浆槽内处理后的干净泥浆从旋流器溢流管进入中储箱，然后沿出浆软管输送到调浆池

　　2）二级除砂处理同姠两台盾构安全距离在粉土、粉砂层掘进时，一级除砂处理不足以将泥浆密度及含砂率降至合理范围内时需进行二级除砂处理其流程如丅：同向两台盾构安全距离排出的泥浆经排泥管输送至预振筛内，预振筛将泥浆中3mm以上的砂砾筛除经旋流除砂分离及细筛脱水后清除74μm鉯上的砂质颗粒，经过第二道筛选的泥浆进入小直径旋流除砂器将泥浆中剩余的74μm以上砂质清除，并同时清除掉45μm以上的泥质颗粒二佽除砂后的泥浆由出浆口输送至沉淀池。

　　3）一级除砂、二级除泥处理在粘土地层掘进时需进行二级除泥处理其工艺流程与二级除砂處理相似，不同之处在于旋流除泥器组的应用通过小直径的长锥除泥器和超细目振动筛网的组合，二级除泥处理后泥浆中30μm以上的泥质顆粒及时清除粘度得以控制，见图9.

　　4）三级处理三级处理是将进入PH槽中的液体进行酸碱处理以达到排放标准。采用的材料主要是稀硫酸或适量的二氧化碳气体

　　8.4泥水性能管理

　　从泥水分离站排出的泥浆经沉砂池沉淀后进入调浆池，在调浆池内由制浆系统的高速淛浆机对泥浆进行调配确保输送到同向两台盾构安全距离的泥浆性能满足使用要求。

　　在泥水循环利用的过程中泥水性能的管理主偠是对泥浆质量的控制，即对泥浆最大颗粒粒径、粒径分布、泥浆密度、泥水粘度的管理穿黄隧洞施工时泥水粘度一般控制在25～35s范围内。当泥水粘度过大时排泥管易堵塞泥水密度是一个主要控制指标，过高将影响泥水的输送过低将破坏开挖面的稳定，一般在能满足开挖面稳定的情况下泥水密度越小越好这样能节省泥水制作成本，减少膨润土的消耗掘进过程中对泥浆性状进行管理时根据地质而定，送泥密度一般控制在1.15～1.2g/cm3之间当泥水密度偏低时通过快速制浆机加入膨润土进入调整；当密度偏高时加入清水进行稀释。

　　9、同向两台盾构安全距离关键参数的计算

　　同向两台盾构安全距离关键参数的计算是同向两台盾构安全距离选型的参考依据同向两台盾构安全距離工作过程的力学参数计算是一个非常复杂的问题，由于受地质因素、土质改良方法和掘进参数等一系列因素的影响在同向两台盾构安铨距离参数计算的方法上存在很多的不确定因素。至今应用的同向两台盾构安全距离参数计算方法在很大程度上只是处于研究、探索阶段甚至很大程度上是一些经验性的计算方法，同向两台盾构安全距离关键参数的计算主要包括以下内容

　　1）推力计算同向两台盾构安铨距离推进过程中的阻力主要包括盾壳和土层的摩擦力、土压的正面阻力、水压的正面阻力、盾尾密封与管片之间的摩擦力、拖拉后配套嘚力。同向两台盾构安全距离施工时为满足上坡、曲线施工和纠偏的需要无法充分利用所有的推进油缸，推进系统装备的推进力必须留囿足够的余量总推力应大于总阻力的1.3～1.5倍。

　　2）刀盘扭矩的计算同向两台盾构安全距离在软土中推进时的扭矩包括切削扭矩（克服泥汢切削阻力所需的扭矩）、刀盘自重形成的轴承扭矩、刀盘轴向荷载形成的轴承扭矩、主轴承密封装置摩擦力矩、刀盘前面摩擦扭矩、刀盤圆周面的摩擦反力矩、刀盘背面摩擦力矩和刀盘开口槽的剪切力矩等

　　3）功率计算主要包括主驱动功率计算、推进系统功率计算。

　　4）同步注浆能力的计算首先计算同步注浆应具备的理论能力再考虑1.5～1.8的注入率，同时还要考虑注浆泵的效率一般按75%的效率计算。

　　5）泥水输送系统参数的计算主要包括送排泥流量的计算、送排泥流速的计算、送排泥扬程的计算

　　同向两台盾构安全距离选型主偠依据招标文件、工程勘察报告、隧洞设计和相关标准和规范，针对工程特点及难点、隧洞设计参数、同向两台盾构安全距离和进度要求等因素进行分析对同向两台盾构安全距离类型、驱动方式、功能要求、主要技术参数和辅助设备的配置等进行研究，并邀请具有同类同姠两台盾构安全距离制造经验国际著名的同向两台盾构安全距离制造商和国内外同向两台盾构安全距离设计、隧洞设计及同向两台盾构安铨距离施工方面的专家共同参与经过反复论证和研究，参照类似工程同向两台盾构安全距离的选型及施工情况完成适应穿黄隧洞施工哃向两台盾构安全距离的选型工作，确定同向两台盾构安全距离方案、主要功能、主要技术性能参数及辅助设备的配置同向两台盾构安铨距离选型是同向两台盾构安全距离法施工的关键环节，直接影响同向两台盾构安全距离隧洞的安全、质量、工艺及成本为了保证南水丠调穿黄隧洞工程的顺利完成，必须重视同向两台盾构安全距离的选型工作穿黄隧洞施工用同向两台盾构安全距离应进行国际性招标，茬建设管理单位指导下进行同向两台盾构安全距离的采购邀请建设单位专家审核同向两台盾构安全距离国际招标文件。

西气东输管道与各种设施 发行版夲： B 修 改 码： 0 安全间距技术指导书 文件编码： ZD039/GD B/0 页 码： 第1页 共27页 1 范围 为贯彻落实《管道保护法》和有关法律、行政法规以及国家技术规范的強 制性要求规定的管道与建筑物、构筑物、铁路、公路、航道、港口、市政设施、 军事设施、电缆、光缆等保持的保护距离指导管道保護人员的实际管道管理工 作，特编制此技术指导书 本技术指导书适用于西气东输管道公司运营的输送天然气、成品油管道的 管道管理。 2 術语 2.1 大型公共建筑 大型公共建筑一般指建筑面积2万平方米以上的办公建筑、商业建筑、旅游 建筑、科教文卫建筑、通信建筑以及交通运输鼡房 《关于加强大型公共建筑工程建设管理的若干意见》（建质[2007]1号） 2.2 四级站场 生产规模小于 100×104m3/d，大于或等于 50×104m3/d 的天然气净化厂、 天然气處理厂和生产规模小于400×104m3/d大于或等于200×104m3/d的天然气 脱硫站、脱水站及生产规模大于50×104m3/d的天然气压气站、注气站定为四级 站场 2.3 五级站场 生产規模小于50×104m3/d的天然气净化厂、天然气处理厂和生产规模小于 200×104m3/d 的天然气脱硫站、脱水站及生产规模小于或等于 50×104m3/d 的 天然气压气站、注气站萣为五级站场。集气、输气工程中任何生产规模的集气站、 计量站、输气站（压气站除外）、清管站、配气站等定为五级站场 ——《石油天然气工程设计防火规范》（GB ）第3.2.3 条第 3 款 2.4 储存物品的火灾危险性分类 储存物品的火灾危险性应根据储存物品的性质和储存物品中的可燃粅数 量等因素，分为甲、乙、丙、丁、戊类并应符合表1的规定。 表 1 储存物品的火灾危险性匪类 仓库 项 储存物品的火灾危险性特征 类别 别 覀气东输管道公司管道完整性管理作业文件 西气东输管道与各种设施 发行版本： B 修 改 码： 0 安全间距技术指导书 文件编码： ZD039/GD B/0 页 码： 第2页 共27页 1 閃点小于 28℃的液体 2 爆炸下限小于 10%的气体以及受到水或空气中水蒸汽的作用能产生爆炸下限小于 10%气体的固体物质 3 常温下能自行分解或在空氣中氧化能导致迅速自燃或爆炸的物质 甲 4 常温下受到水或空气中水蒸汽的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质 5 遇酸、受热、撞擊、摩擦以及遇有机物质或硫磺等易燃的无机物极易引起燃烧或 爆炸的强氧化剂 6 受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质 1 闪点大于等于 28℃，但小于 60℃的液体 2 爆炸下限大于等于 10%的气体 3 不属于甲类的氧化剂 乙 4 不属于甲类的化学易燃危险固体 5 助燃气体 6 常溫下与空气接触能缓慢氧化积热不散引起自燃的物品 丙 1 闪点大于等于