砂性土洞内更换盾尾刷技术研究

《砂性土洞内更换盾尾刷技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、砂性土洞内更换盾尾刷技术研究1、序言在富水砂性不良地质条件下进行盾构施工，特别是在长距离急曲线掘进吋，盾尾间隙单侧较小，盾尾刷长期受管片外弧面磨损，对盾尾刷钢丝磨损极其严重，直接影响盾尾密封效果。或者是由于盾尾密封油脂加注量不足、盾构机姿态调整过猛等原因，致使盾尾密封刷损坏，由于盾尾密封损坏而引起的事故也时有发生。国内针对盾尾密封损坏的情况主要采取管片间隙填塞海绵条等填充物、增加盾尾密封油脂注入量及管片额外加贴防水材料等方法进行临时处理，此方法并不能从根本上较好的解决盾尾渗漏问题，给施工安全以及施工质量埋下隐患，带来不

2、良影响。为了不影响盾构机的正常掘进，确保同步注浆量及注浆压力，控制地表沉降，盾构机洞内更换盾尾刷技术就有了很大的作用。武汉市轨道交通二号线一期工程五标金汉区间地质条件复朵，口盾构机多次经过小半径曲线，造成盾尾刷磨损严重，金汉区间共进行2次洞内盾尾刷的更换，均取得了很好的效果，为盾构机顺利穿越建筑物创造了条件。2、第一次洞内更换盾尾刷2・1更换原因金汉区间左线推进至站北三村居民楼群附近时，盾尾处丿F始漏水漏浆，初步分析为盾尾刷磨损，通过加注盾尾油脂及填塞海绵条，情况有所好转，继续向前推进几环后，漏水漏浆量加大，仅仅通过加

3、注盾尾油脂及填塞海绵条已经起不到很大效果，且监测数据显示地面已经出现较大沉降，盾构机马上要穿越弱基础的站北三村居民楼群，为了防止对居民楼群造成破坏，经研究决定进行洞内盾尾刷史换。2.2更换前准备工作根据施工筹划，为了确保安全，以及应对可能出现的盾尾渗漏等情况，选定在盾构机正上方地面处于一片空地的情况下进行盾尾刷更换施工。由于盾尾密封刷的更换是在隧道内进行，盾尾密封刷始终位于管片背后，而且水文地质条件复杂，史换具有较大难度。金汉区间管片的分割数是“3+2+1”，即每环3个标准块Al、A2、A3,2个邻接块分别为B、C型，

4、1个封顶块为K型。盾构机盾尾密封刷构造见图1。从图1可以看出，盾尾有3道密封刷，盾尾密封刷之间的间隙通过注入盾尾密封油脂，保证盾尾管片背后同步注浆的浆液不会从管片和盾构机之间的间隙漏出，同时防止地下水渗漏到盾构机内。如果盾尾密封性能不良，会给施工带来很多不利因素。图1盾尾刷构造2.2.1地质水文概况选定的更换盾尾刷施工区域地质情况为：隧道埋深12m,隧道范围土层为粉质粘土夹粉土、粉砂，顶部为淤泥质粉质粘土，地层较软弱。(1-1)层杂填土，松散由粘性土、砂土和砖块、碎石、块石、片石、炉渣等建筑及生活垃圾混成。该层连续分布

5、，厚度一般为0.3~5.5m；(3-3)层淤泥质粉质粘土:褐灰〜深灰色，软〜流塑，高压缩性，含少量有机质及粉粒。该层大部分地段分部，层厚1.1~14.9m；(3-4)层粉质粘土夹粉土、粉砂:褐灰〜深灰色，软〜流塑，高压缩性，夹少量有机土。该层大部分地段分部，层厚1.2-17.6mo水文情况：主要穿越(3-3)淤泥质粉质粘土层、(3-4)粉质粘土夹粉土、粉砂层、局部穿越(3-5)粉质粘土、粉土、粉砂互层、(4-1)粉细砂层，其屮(3-4)、(3-5)>(4-1)层富水性、透水性较好，含水量较丰富，且其强度较高、压缩性低、

6、渗透性好，在动水压力作用下，易产生管涌或流砂，导致开挖面失稳，地表及地表结构变形等，是盾构推进的不利土层。2.2.2盾尾刷破损位置及程度检查根据盾尾密封失效时盾尾渗漏水、浆的位置和渗漏量的大小来确定盾尾刷的损坏部位和损坏情况，从而确定所需更换盾尾刷的数量及需要的时间，进行合理安排。由于检修、更换盾尾密封刷存在一定的施工风险，所以施工前务必掌握盾构机所处的位置，结合地质条件，必要时提前进行地面加固后再筹划检查、更换盾尾刷；盾尾一共有三道密封刷，第三道(最后一道)密封刷在推进施工中是无法检修的，中间那道密封刷的检修风险较高

7、，一般情况下，检修盾尾密封刷只检修第一道。武汉地铁二号线一期工程五标技术人员经过综合风险评价，决定对第一道盾尾刷进行全部更换，以确保在以后的盾构掘进过程中对地面沉降的有力控制。2.2.3重难点及应对措施金汉区间隧道盾构工程所经地层大部分是砂性土地层，所采用的盾构机是由小松生产的直径6.25m的土压平衡式盾构，盾尾共设三道尾刷，推进千斤顶最大行程为S二2150mm,管片宽为1500mm。2.2.3.1重难点在砂质粉土地层中进行盾构尾刷更换有以下难点：⑴由于砂质粉土地层受扰动后，地层稳定性急剧下降，在已成环的盾构管片外形成

8、透水通道，而盾构史换尾刷时，需将两道尾刷露出成环管片外，仅有一道已损坏的尾刷作封闭，很容易造成从盾尾处喷泥涌水等塌方事故。⑵盾构掘进时，砂质粉土层经扰动后，掌子面很不稳定，随着停机吋间越长，地下水进入土仓，土仓压力逐渐增大。市于更换尾刷时，推进千斤顶无法顶到管片，盾构机将在土仓压力的作用下产生后退，使尾刷更换工作进入进退两难境地。