盾構機尾刷保護及盾尾漏漿防止措施

孟鑑先

【摘 要】隨著技術的發展，對于盾構法施工對環境影響較小、及施工效率較高，盾構法施工已普遍在各個大中城市應用。本文針對在盾構施工過程中，對盾尾刷的破損毀壞及盾尾漏漿的問題展開分析，從多個方面提出對于盾構機尾刷的保護，以及盾尾漏漿時的防止措施。

【關鍵詞】盾構法；盾尾刷；盾尾漏漿；隧道施工

盾構法施工技術具有優良的施工質量、效率高、掘進的穩定性及速度快，以及對周邊的環境影響小的一些優點，被普遍的運用在大中型城市的地下工程，比如地鐵隧道的施工。而地形復雜是地下隧道的存在的普遍的問題，還有存在的問題是由于地質不穩定。在地下隧道的進一步發展中，長距離掘進、施工變得越來越廣泛，盾構的推進過程中因各種原因會導致盾尾刷的漏漿。盾尾刷極易被損壞，而它作為盾構機非常重要的密封部位，需要采取科學、有效的優化保護措施，保證盾尾刷的使用時長。

一、盾尾刷構造簡介

盾構盾尾刷主要由3道鋼絲刷密封和6道彈簧鋼板密封構成，它的作用主要是防止地層下面的泥水、沙土以及外圍漿液，由盾構機盾尾縫隙滲漏至主體，保證地下水與砂漿漿液不會從管片和盾構機之間的間隙滲漏到盾構機內，使得盾構機得以正常運行。盾尾刷注脂設備也是不可缺少的，在盾構推進時，可以自動地在每兩道密封間注入密封油脂，與盾尾刷組成盾尾漏漿防護系統。這樣的防護系統會減少地層下沉、管片變形以及移位等現象發生，還可以減少隧道管片表層和鋼絲刷密封之間的摩擦，進而延長盾尾刷密封件的使用周期。

二、某隧道施工區間盾尾刷的情況分析

該工程區間施工時運用的是日本三菱泥水平衡盾構機，根據盾構機出洞的情況分析， 在整體的施工過程中，盾尾刷并未取得較好的保護，尤其是在盾構機的后期施工中，涌現出泥沙，并發生了嚴重的盾尾漏漿的情況，涌沙后發生的地表大范圍下沉，嚴重阻礙了該隧道施工的進度，與此同時也存在非常大的安全隱患。通過該工程對于盾尾刷損壞以及漏漿的原因分析有以下幾點。

1.盾尾刷與盾尾油脂處于相對分離的狀態，盾尾油脂沒有起到潤滑和保護盾尾刷的作用，導致盾尾刷損壞。

2.盾尾刷損壞的原因之一是，始發時手涂盾尾油脂的質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。在涂抹過程中鋼絲刷內油脂會存在一些不可避免的涂抹不均勻或者選用的油脂質量密封度不好，影響盾尾刷的密封效果。

3.負環管片的質量有損壞或未拼裝好，施工技術人員的拼接技術水準較差也是造成盾尾刷損壞的原因。

4.進入小曲線半徑推進時，盾尾間隙不可避免的會出現左右不均勻現象，過大的盾尾間隙導致盾尾刷擠壓管片不密實，注漿壓力過大，擊穿盾尾刷，導致漏漿；間隙過小的盾尾刷受擠壓后產生塑形變形，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、盾尾刷保護和盾尾漏漿防止的措施

鑒于盾尾漏漿和盾尾刷損壞的現狀，結合盾尾漏漿和盾尾刷損壞的原因，為更好地保護盾尾刷，防止盾尾漏漿，確保盾構順利掘進，從以下多個方面采取措施。

1.選用進口盾尾油脂泵和高質量油脂

盾尾油脂的質量和注入壓力在很大程度上決定了盾尾刷密封和保護效果，盾尾油脂質量好、注入壓力較大，則油脂倉油脂充填飽滿，注入的油脂不斷往外擠出，所形成的盾尾刷一油脂密封環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量，使用的油脂要具有優良的泵送性能，還要有一定的粘度。當油脂的泵送性能不好時，油脂就不能被完全送到盾尾刷內，造成盾尾刷出現縫隙。當油脂粘度不夠時，泵送到盾尾刷的油脂就會自然留在盾尾底部，會在盾尾刷的頂部出現縫隙。

2.控制盾尾油脂注入量

盾尾下部區域易漏漿嚴重，在盾構掘進進過程中需要加強盾尾油脂注入量，對油脂注入方式改為人工注入，這樣可以控制好注入量；同時確保油脂泵足夠的注入壓力，注意加強油脂泵的日常維保工作，提前備好油脂泵密封圈，以備不時之需。在盾構掘進中，掘進速度與盾尾刷和管片的摩擦消耗的油脂成正向對比。油脂注入過快是盾尾的油脂在單位時間內不能滿足其消耗量的原因。若不及時調整油脂注入量，則盾尾刷內的油脂不能及時密封盾尾。必然會減弱密閉效果，會發生盾尾漏漿事件，遇拐小曲線半徑掘進時，應適當調整各孔注入量。

3.保證盾尾刷管片的質量

如果拼裝后管片發生變形或者是管片錯位，都有可能使盾尾不能嚴密包住整個管片，容易造成漿液滲漏。同時，要保證管片的完整性，如果把有破損的管片使用，就會破壞盾尾刷，出現漿液滲漏到通道的現象。在隧道施工過程中，一定要強化對管片的選擇，以及管片拼裝管理，需要把掘進施工中的盾構形態控制好，還要依據計劃路線和盾尾縫隙，以及具體的盾構形態等基礎資料和信息準確選取合理的管片。另外，還要加強對施工技術人員的拼接培訓，進一步提升管片拼接的技術水準，保證管片按照標準的圓形拼接。

4.控制好盾構機推進時的偏向量

控制好盾構機在掘進過程中的偏向量，盡可能的保證管片周圍的盾尾縫隙保持均勻一致，進而降低管片對盾尾刷的擠壓。在管片拼接過程中，將千斤頂伸縮量把控好，防止盾構機發生后退現象。

四、小結

為保護盾尾刷和防止盾尾漏漿，使用性能優良的盾尾刷在盾構法施工中起著很大的作用，能夠保證隧道成型的質量，管片拼接的質量，工程施工工期和地層下沉控制，在實際施工中必須關注可能導致盾尾刷損壞和盾尾漏漿的各種因素，分析原因，嚴格按照隧道工程施工的標準規范和決策要求，優化和保護盾尾刷的性能，采取切實可行的措施，保護盾尾刷，防止盾尾漏漿，進而延長盾尾刷的使用壽命，保證工程的施工進度和施工質量。

【參考文獻】

[1] 李子成 談盾構法隧道施工中盾尾刷的優化和保護[J]城市建筑，2016

[2] 鄭杰 盾構掘進過程中盾尾刷更換技術及保護措施[J]市政工程，2016

[3] 孫延盼，萬凱，王濤，朱立財，董曉龍 無錫地鐵土壓平衡盾構盾尾刷更換技術[J]江蘇建筑，2017（5）53-54

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

[5]項兆池，樓如岳，傅德明.最新泥水盾構技術[M].上海隧道股份有限公司施工技術研究所科技情報室，2012.1.

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

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

[8]朱偉.隧道標準規范（盾構篇）及解說[M]北京：中國建筑工業出版社，2008.