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，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17.5-22.7m，层厚1.2-6.0m，层底高程73.30-79.03m。
②51细砂（Q4al）：褐黄色，饱和，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18.0-35.0m，层厚1.5-14.0m，层底高程61.08-79.60m。
③24粉质黏土（Q3al）：黄褐色，可塑～硬塑，切面光滑，干强度及韧性高，无摇震反应。含黑色铁锰斑点，含较多钙质结核，粒径约5～30mm。本层层底埋深33.0-36.5m，层厚1.2-5.6m，层底高程58.70-62.30m。
③24A黏质粉土（Q3al）：褐黄色，湿，密实。含锈斑，稍有黏性，局部夹有钙质结核，一般粒径3～30mm，干强度低，韧性低。本层层底埋深34.5-37.0m，层厚2.0-3.8m，层底高程60.16-62.96m。
③25粉质黏土（Q3al）：黄褐色，可塑～硬塑，切面光滑，干强度及韧性高，无摇震反应。含较多钙质结核，粒径约5～40mm，局部富集。本层层底埋深39.0-43.0m，层厚3.5-8.2m，层底高程53.59-57.94m。
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③25A黏质粉土（Q3al）：褐黄色，湿，密实。含锈斑，稍有黏性，局部夹有钙质结核，一般粒径3～30mm，干强度低，韧性低。本层层底埋深41.0-44.0m，层厚2.6-7.0m，层底高程53.20-56.16m。
③26粉质黏土（Q3al）：黄褐色，可塑～硬塑，切面光滑，干强度及韧性高，无摇震反应。含较多钙质结核，粒径约5～40mm，局部富集。本层层底埋深44.0-53.0m，层厚2.8-14.0m，层底高程44.00-53.00m。
③26A黏质粉土（Q3al）：褐黄色，湿，密实。含锈斑，稍有黏性，局部夹有钙质结核，一般粒径3～30mm，干强度低，韧性低。本层层底埋深50.00-53.00m，层厚6.0-11.0m，层底高程44.11-46.53m。
④21粉质黏土（Q2al）：黄褐色，可塑～硬塑，切面光滑，干强度及韧性高，无摇震反应。含黑色铁锰斑点，含大量钙质结核，约30%～50%，粒径约5～40mm，局部富集，钻进困难。本层勘察深度内未揭穿，最大揭露厚度10.0m。 1.3.2水文地质概况
（1）地下水
本区间场地勘察期间，稳定地下潜水水位埋深介于9.5-13.0m（水位高程为84.05-87.50m），本场地地下水类型为第四纪松散岩类潜水。地下水主要赋存于约9.0m以下黏质粉土、粉砂、细砂、粉质黏土层中。
（2）地下水和土的腐蚀性
按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）附录G规定，场地环境类型为Ⅱ类。
根据本工程场地地下水水质分析结果，依据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009版），判定地下水对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。据根据本工程场地地基土腐蚀性分析结果，依据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009版），判定地基土对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
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（3）抗浮设计水位
本区间场地勘察期间，9.5-13.0m（水位高程为84.05-87.50m），据调查本区间场地近5年最高水位埋深4.0m左右（水位高程约91.50m），本区间历史最高水位埋深2.0m左右（水位高程约93.50m）。根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）地下结构进行抗浮验算时，本站区场地抗浮水位埋深可取2.0m（抗浮水位高程可取93.50m）。设计时应考虑夏、秋季罕见突发暴雨和特大暴雨造成城市内涝对地下车站设计的影响。 1.3.3场地地震效应
近场区大地构造上位于中朝准地台的黄淮海坳陷，地质构造总体上以宽缓的向背斜为特征，断裂活动强度和幅度不大，主要构造线走向呈北西、北西西-近东西向构造。工程线路位于黄淮海坳陷南部。近场区断裂构造比较发育，主要为北西向和北西-近东西向断裂。
（1）地震动参数
根据《郑州市轨道交通4号线一期工程场地地震安全性评价报告》，郑州市抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第二组，设计基本地震加速度值为0.15g。
（2）场地土类型及建筑场地类别
根据波速测试结果，场地20m范围内等效剪切波速νse分别为201m/s、207m/s、208m/s、208m/s，平均等效剪切波速值为206m/s。场地覆盖层厚度大于50m，依据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（2008年版）第4.1.6条，综合判定本场地建筑场地类别为Ⅲ类。设计特征周期0.55s。依据《建筑工程抗震设防分类标准》（GB 50223-2008），本工程抗震设防类别为重点设防类（乙类）。
1.4 本区间施工重难点
本标段两区间施工重难点如下：
（1）砂层掘进扭矩大，推力大，刀具磨损较严重。
（2）在粘性土地层掘进，且地层渗透系数小时，容易结泥饼。
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（3）含水砂层可能有喷涌现象，但现象不明显。
（4）穿越粉砂层掘进扭矩、推力大，土仓压力保持与地面沉降控制问题。 （5）关陈车辆段出入段线区间有一段半径为300m小曲线掘进。
二、盾构机选型
盾构机选型主要根据工程及水文地质、区间隧道设计及施工条件、施工规范、标准。根据本工程的地质及水文特点对盾构结构形式、驱动方式、主要技术参数、后配套的配臵要求等进行调查研究，借鉴国内外先进技术，从经济实用、安全可靠及技术的先进性进行综合考虑。郑州地铁4号线01标盾构机定型为土压平衡式泥土盾构机，刀盘为轮辐式。
三、拟采用盾构机设计优势及特点
3.1 盾构机整体概况
盾构机拟采用两台中铁装备盾构机，编号分别为为CERC-336、CERC-337。盾构整机长度82m，共配臵主机、设备桥及6节拖车，如下图：
图3.1-1盾构机整体图
郑州地铁4号线管片为外径6200mm,内径5500mm。
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刀盘开挖直径φ6460mm，前盾盾体直径φ6440mm，有效保径的同时，减少相对盾体的扩挖量。
图3.1-2 盾构机纵剖图
3.2 铰接设计
高低压切换的被动铰接设计，采用加大铰接油缸及液压系统高低压切换设计，防止盾尾被卡。铰接系统采用独立的高压定量泵作为油源，可实现高低压切换，具有较好的脱困功能，同时铰接可实现分组控制，更好的主动调节盾尾姿态。最小转弯半径为250m，满足本区间掘进最小转弯半径300m的需求。
图3.2-1 铰接图图3.2.2 高压定量泵
3.3 刀盘设计
（1）刀盘结构：6扭腿6辐条结构，采用圆管式主梁及圆管式扭腿，结构
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