盾構(gòu)機(jī)尾刷保護(hù)及盾尾漏漿防止措施

孟鑑先

【摘 要】隨著技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于盾構(gòu)法施工對(duì)環(huán)境影響較小、及施工效率較高，盾構(gòu)法施工已普遍在各個(gè)大中城市應(yīng)用。本文針對(duì)在盾構(gòu)施工過(guò)程中，對(duì)盾尾刷的破損毀壞及盾尾漏漿的問(wèn)題展開(kāi)分析，從多個(gè)方面提出對(duì)于盾構(gòu)機(jī)尾刷的保護(hù)，以及盾尾漏漿時(shí)的防止措施。

【關(guān)鍵詞】盾構(gòu)法；盾尾刷；盾尾漏漿；隧道施工

盾構(gòu)法施工技術(shù)具有優(yōu)良的施工質(zhì)量、效率高、掘進(jìn)的穩(wěn)定性及速度快，以及對(duì)周邊的環(huán)境影響小的一些優(yōu)點(diǎn)，被普遍的運(yùn)用在大中型城市的地下工程，比如地鐵隧道的施工。而地形復(fù)雜是地下隧道的存在的普遍的問(wèn)題，還有存在的問(wèn)題是由于地質(zhì)不穩(wěn)定。在地下隧道的進(jìn)一步發(fā)展中，長(zhǎng)距離掘進(jìn)、施工變得越來(lái)越廣泛，盾構(gòu)的推進(jìn)過(guò)程中因各種原因會(huì)導(dǎo)致盾尾刷的漏漿。盾尾刷極易被損壞，而它作為盾構(gòu)機(jī)非常重要的密封部位，需要采取科學(xué)、有效的優(yōu)化保護(hù)措施，保證盾尾刷的使用時(shí)長(zhǎng)。

一、盾尾刷構(gòu)造簡(jiǎn)介

盾構(gòu)盾尾刷主要由3道鋼絲刷密封和6道彈簧鋼板密封構(gòu)成，它的作用主要是防止地層下面的泥水、沙土以及外圍漿液，由盾構(gòu)機(jī)盾尾縫隙滲漏至主體，保證地下水與砂漿漿液不會(huì)從管片和盾構(gòu)機(jī)之間的間隙滲漏到盾構(gòu)機(jī)內(nèi)，使得盾構(gòu)機(jī)得以正常運(yùn)行。盾尾刷注脂設(shè)備也是不可缺少的，在盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，可以自動(dòng)地在每?jī)傻烂芊忾g注入密封油脂，與盾尾刷組成盾尾漏漿防護(hù)系統(tǒng)。這樣的防護(hù)系統(tǒng)會(huì)減少地層下沉、管片變形以及移位等現(xiàn)象發(fā)生，還可以減少隧道管片表層和鋼絲刷密封之間的摩擦，進(jìn)而延長(zhǎng)盾尾刷密封件的使用周期。

二、某隧道施工區(qū)間盾尾刷的情況分析

該工程區(qū)間施工時(shí)運(yùn)用的是日本三菱泥水平衡盾構(gòu)機(jī)，根據(jù)盾構(gòu)機(jī)出洞的情況分析， 在整體的施工過(guò)程中，盾尾刷并未取得較好的保護(hù)，尤其是在盾構(gòu)機(jī)的后期施工中，涌現(xiàn)出泥沙，并發(fā)生了嚴(yán)重的盾尾漏漿的情況，涌沙后發(fā)生的地表大范圍下沉，嚴(yán)重阻礙了該隧道施工的進(jìn)度，與此同時(shí)也存在非常大的安全隱患。通過(guò)該工程對(duì)于盾尾刷損壞以及漏漿的原因分析有以下幾點(diǎn)。

1.盾尾刷與盾尾油脂處于相對(duì)分離的狀態(tài)，盾尾油脂沒(méi)有起到潤(rùn)滑和保護(hù)盾尾刷的作用，導(dǎo)致盾尾刷損壞。

2.盾尾刷損壞的原因之一是，始發(fā)時(shí)手涂盾尾油脂的質(zhì)量涂抹不能得到保障。手涂型油脂需要將盾尾刷鋼絲均勻的涂抹，以至于每根絲上要涂抹和沾滿(mǎn)。在涂抹過(guò)程中鋼絲刷內(nèi)油脂會(huì)存在一些不可避免的涂抹不均勻或者選用的油脂質(zhì)量密封度不好，影響盾尾刷的密封效果。

3.負(fù)環(huán)管片的質(zhì)量有損壞或未拼裝好，施工技術(shù)人員的拼接技術(shù)水準(zhǔn)較差也是造成盾尾刷損壞的原因。

4.進(jìn)入小曲線(xiàn)半徑推進(jìn)時(shí)，盾尾間隙不可避免的會(huì)出現(xiàn)左右不均勻現(xiàn)象，過(guò)大的盾尾間隙導(dǎo)致盾尾刷擠壓管片不密實(shí)，注漿壓力過(guò)大，擊穿盾尾刷，導(dǎo)致漏漿；間隙過(guò)小的盾尾刷受擠壓后產(chǎn)生塑形變形，密封性能降低，漿液存留在盾尾刷里排斥盾尾油脂，造成盾尾漏漿。

三、盾尾刷保護(hù)和盾尾漏漿防止的措施

鑒于盾尾漏漿和盾尾刷損壞的現(xiàn)狀，結(jié)合盾尾漏漿和盾尾刷損壞的原因，為更好地保護(hù)盾尾刷，防止盾尾漏漿，確保盾構(gòu)順利掘進(jìn)，從以下多個(gè)方面采取措施。

1.選用進(jìn)口盾尾油脂泵和高質(zhì)量油脂

盾尾油脂的質(zhì)量和注入壓力在很大程度上決定了盾尾刷密封和保護(hù)效果，盾尾油脂質(zhì)量好、注入壓力較大，則油脂倉(cāng)油脂充填飽滿(mǎn)，注入的油脂不斷往外擠出，所形成的盾尾刷一油脂密封環(huán)和盾尾油脂向外擠出的擠壓力抵抗外界泥水壓力和壁后注漿壓力。要控制好盾尾刷的油脂質(zhì)量，使用的油脂要具有優(yōu)良的泵送性能，還要有一定的粘度。當(dāng)油脂的泵送性能不好時(shí)，油脂就不能被完全送到盾尾刷內(nèi)，造成盾尾刷出現(xiàn)縫隙。當(dāng)油脂粘度不夠時(shí)，泵送到盾尾刷的油脂就會(huì)自然留在盾尾底部，會(huì)在盾尾刷的頂部出現(xiàn)縫隙。

2.控制盾尾油脂注入量

盾尾下部區(qū)域易漏漿嚴(yán)重，在盾構(gòu)掘進(jìn)進(jìn)過(guò)程中需要加強(qiáng)盾尾油脂注入量，對(duì)油脂注入方式改為人工注入，這樣可以控制好注入量；同時(shí)確保油脂泵足夠的注入壓力，注意加強(qiáng)油脂泵的日常維保工作，提前備好油脂泵密封圈，以備不時(shí)之需。在盾構(gòu)掘進(jìn)中，掘進(jìn)速度與盾尾刷和管片的摩擦消耗的油脂成正向?qū)Ρ?。油脂注入過(guò)快是盾尾的油脂在單位時(shí)間內(nèi)不能滿(mǎn)足其消耗量的原因。若不及時(shí)調(diào)整油脂注入量，則盾尾刷內(nèi)的油脂不能及時(shí)密封盾尾。必然會(huì)減弱密閉效果，會(huì)發(fā)生盾尾漏漿事件，遇拐小曲線(xiàn)半徑掘進(jìn)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整各孔注入量。

3.保證盾尾刷管片的質(zhì)量

如果拼裝后管片發(fā)生變形或者是管片錯(cuò)位，都有可能使盾尾不能?chē)?yán)密包住整個(gè)管片，容易造成漿液滲漏。同時(shí)，要保證管片的完整性，如果把有破損的管片使用，就會(huì)破壞盾尾刷，出現(xiàn)漿液滲漏到通道的現(xiàn)象。在隧道施工過(guò)程中，一定要強(qiáng)化對(duì)管片的選擇，以及管片拼裝管理，需要把掘進(jìn)施工中的盾構(gòu)形態(tài)控制好，還要依據(jù)計(jì)劃路線(xiàn)和盾尾縫隙，以及具體的盾構(gòu)形態(tài)等基礎(chǔ)資料和信息準(zhǔn)確選取合理的管片。另外，還要加強(qiáng)對(duì)施工技術(shù)人員的拼接培訓(xùn)，進(jìn)一步提升管片拼接的技術(shù)水準(zhǔn)，保證管片按照標(biāo)準(zhǔn)的圓形拼接。

4.控制好盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)時(shí)的偏向量

控制好盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過(guò)程中的偏向量，盡可能的保證管片周?chē)亩芪部p隙保持均勻一致，進(jìn)而降低管片對(duì)盾尾刷的擠壓。在管片拼接過(guò)程中，將千斤頂伸縮量把控好，防止盾構(gòu)機(jī)發(fā)生后退現(xiàn)象。

四、小結(jié)

為保護(hù)盾尾刷和防止盾尾漏漿，使用性能優(yōu)良的盾尾刷在盾構(gòu)法施工中起著很大的作用，能夠保證隧道成型的質(zhì)量，管片拼接的質(zhì)量，工程施工工期和地層下沉控制，在實(shí)際施工中必須關(guān)注可能導(dǎo)致盾尾刷損壞和盾尾漏漿的各種因素，分析原因，嚴(yán)格按照隧道工程施工的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和決策要求，優(yōu)化和保護(hù)盾尾刷的性能，采取切實(shí)可行的措施，保護(hù)盾尾刷，防止盾尾漏漿，進(jìn)而延長(zhǎng)盾尾刷的使用壽命，保證工程的施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 李子成 談盾構(gòu)法隧道施工中盾尾刷的優(yōu)化和保護(hù)[J]城市建筑，2016

[2] 鄭杰 盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中盾尾刷更換技術(shù)及保護(hù)措施[J]市政工程，2016

[3] 孫延盼，萬(wàn)凱，王濤，朱立財(cái)，董曉龍 無(wú)錫地鐵土壓平衡盾構(gòu)盾尾刷更換技術(shù)[J]江蘇建筑，2017（5）53-54

[4] 吳祥紅，童智能.地鐵盾構(gòu)法隧道襯砌接縫防水施工技術(shù)[J].廣東土木與建筑，2008（12）.

[5]項(xiàng)兆池，樓如岳，傅德明.最新泥水盾構(gòu)技術(shù)[M].上海隧道股份有限公司施工技術(shù)研究所科技情報(bào)室，2012.1.

[6]陳勇，朱繼文.上海地鐵區(qū)間隧道滲漏水發(fā)生的機(jī)理與防治[J].地下空間，2011，21（1）.

[7]吳祥祖，張慶賀，李大勇，等.南京地鐵試驗(yàn)段盾構(gòu)法隧道防水技術(shù)及滲漏分析[J].中國(guó)建筑防水，2008（4）.

[8]朱偉.隧道標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（盾構(gòu)篇）及解說(shuō)[M]北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.