土壓盾構(gòu)盾尾滲漏原因及處理措施

李陶朦/LI Tao-meng

（中鐵隧道集團(tuán)有限公司 專用設(shè)備中心，河南 洛陽(yáng) 471009）

1 工程概況

施工區(qū)間所屬地貌單元西段以長(zhǎng)江階地區(qū)為主，地形稍有起伏，海拔多在10～15m；K5+650以東為長(zhǎng)江漫灘平原區(qū)，地勢(shì)平坦，海拔多在5～10m。區(qū)間穿越地層主要為②-2b4淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、②-2c2-3粉土、②-3b3-4軟-流塑狀粉質(zhì)粘土、②-4b3軟塑狀粉質(zhì)粘土、③-1b2可塑狀粉質(zhì)粘土、④-1b1-2硬塑-可塑狀粉質(zhì)粘土、K2p-1層強(qiáng)風(fēng)化巖、K2p-2層中風(fēng)化巖。區(qū)間地質(zhì)縱斷面見(jiàn)圖1。

2 盾尾漏沙、漏漿現(xiàn)象原因分析

盾構(gòu)掘進(jìn)開(kāi)始出現(xiàn)漏沙、漏漿現(xiàn)象是在132環(huán)，在全部軟土段約540環(huán)的范圍內(nèi)有約60環(huán)存在漏漿情況，漏漿點(diǎn)位主要集中在底部（7#、8#、9#）和上部（1#、15#、16#）。漏沙、漏漿情況如圖2所示，漏沙、漏漿原因如下。

1）盾尾刷安裝問(wèn)題 盾構(gòu)裝機(jī)前為了保證盾尾刷在安裝焊接過(guò)程中塊與塊之間的間隙和焊接質(zhì)量，對(duì)前兩道盾尾刷的尺寸進(jìn)行了調(diào)整，如圖3所示。盾尾刷存在后護(hù)板兩塊鋼板交疊方向不統(tǒng)一的情況。

由于本身尾刷后護(hù)板交疊方式不統(tǒng)一，造成在焊接過(guò)程中存在后護(hù)板沒(méi)有被相鄰護(hù)板壓住的情況，這種現(xiàn)象可能導(dǎo)致在盾構(gòu)掘進(jìn)中盾尾漏漿。

圖1 泰馮路站-京新村站區(qū)間地質(zhì)縱斷面圖

圖2 盾尾漏沙、漏漿情況

圖3 原裝和調(diào)整尺寸后盾尾刷

2）盾尾油脂涂抹方面 ①在涂抹過(guò)程中存在先用水或油浸沾盾尾油脂，用手將盾尾油脂搓成卷來(lái)填充，造成尾刷根部填充不夠密實(shí)，與鋼絲的黏著性降低，造成在拼裝負(fù)環(huán)時(shí)油脂被擠出；②部分位置只涂抹了盾尾刷下部，盾尾刷上部涂抹容易掉落，故其余部位在拼裝一環(huán)負(fù)環(huán)后用油脂泵填注，可能存在不密實(shí)部位。

3）盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)控制方面 本區(qū)間盾構(gòu)掘進(jìn)水平曲線大部分為直線段，臨出洞約200m為轉(zhuǎn)彎半徑為2000m的大曲線段，在姿態(tài)控制方面?zhèn)€別環(huán)高程和水平上已經(jīng)超出±50mm。另外由于盾尾本身在14點(diǎn)位置（全員分為16個(gè)點(diǎn)位，與油缸組數(shù)對(duì)應(yīng)）變形嚴(yán)重，向內(nèi)鼓包，在掘進(jìn)過(guò)程中右下側(cè)盾尾間隙在正常情況下較小，左上側(cè)較大，造成尾刷磨損和封堵不均勻。

4）掘進(jìn)參數(shù)方面 盾構(gòu)在掘進(jìn)過(guò)程中，在完成始發(fā)后，在36～292環(huán)掘進(jìn)速度基本在50mm/min以上，在這個(gè)過(guò)程中，盾尾油脂的用量和壓力較正常情況下相對(duì)減少，造成尾刷磨損，密封效果較差。

5）尾油脂使用方面 軟土階段油脂用量平均約為23kg/環(huán)，使用的盾尾油脂為北京合東雙盾尾油脂（盾構(gòu)在右線掘進(jìn)和195盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)也采用河?xùn)|雙盾尾油脂）。在掘進(jìn)過(guò)程中，油脂壓力大部分保持在10～30bar，停機(jī)安裝管片時(shí)壓力降低，密封效果較差。

6）注漿方面 在掘進(jìn)過(guò)程中注漿壓力控制在2.5～2.7bar，注漿點(diǎn)位初始為1#和4#，在掘進(jìn)過(guò)程中不斷進(jìn)行調(diào)整在1#和3#，1#和2#注漿，不均勻注漿可能造成局部盾尾刷的異常磨損。

3 應(yīng)對(duì)措施

1）掘進(jìn)姿態(tài)控制 嚴(yán)格控制盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)，保證盾構(gòu)的姿態(tài)在高程和水平上在±50mm以內(nèi)[1]。盡量使管片四周的間隙保持一致，減輕管片對(duì)盾尾刷的擠壓程度。

2）掘進(jìn)速度控制 適當(dāng)降低掘進(jìn)速度，控制掘進(jìn)速度在30mm/min左右[2]，保證注漿量和油脂注入量。

3）盾尾油脂加大注入 盾構(gòu)在粉土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土地層掘進(jìn)時(shí)，根據(jù)土壓、注漿壓力、掘進(jìn)速度來(lái)調(diào)整盾尾油脂的注入點(diǎn)位，并手動(dòng)加大加注盾尾油脂漏沙、漏漿點(diǎn)位的油脂注入量和注入壓力（同時(shí)要求注脂壓力大于20bar）；在推進(jìn)結(jié)束后，采用自動(dòng)注脂的方式繼續(xù)進(jìn)行盾尾油脂注入，保證盾尾油脂壓力在15bar以上。

4）填塞海綿條 加大盾尾油脂、漿液注入量的基礎(chǔ)上，在整環(huán)管片背部加裝10cm厚的海綿條，如圖4。

圖4 管片背部加海綿條

5）滯后注漿 在掘進(jìn)過(guò)程中，在拖出盾尾3～5環(huán)的位置利用管片吊裝孔進(jìn)行打孔注漿，減少盾尾刷承受的注漿壓力，避免漏漿。

6）提高現(xiàn)場(chǎng)人員技術(shù)水平 加強(qiáng)培訓(xùn)，提高管片安裝人員的技術(shù)水平，保證管片的拼裝質(zhì)量，避免錯(cuò)臺(tái)，降低盾尾刷的磨損。

4 結(jié) 語(yǔ)

盾構(gòu)盾尾漏沙、漏漿涉及到盾構(gòu)施工的注漿壓力、注入量、盾構(gòu)的掘進(jìn)姿態(tài)、地質(zhì)狀況、盾尾油脂、管片拼裝等多種因素。因此，在實(shí)際施工中必須仔細(xì)分析漏沙、漏漿原因，采取切實(shí)可行的措施，才能少走彎路，減少損失，保證工程的施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。

[1]竺維彬，鞠世健.復(fù)合地層中的盾構(gòu)施工技術(shù)[M].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2006.

[2]程 驍.盾構(gòu)施工技術(shù)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1990.