粉砂层地质中更换盾尾刷施工工法

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1、粉砂层地质中更换盾尾刷施工工法1.前言城市在修建地铁过程中，在砂性不良地质条件下进行盾构施工，经常会发生盾尾密封刷损坏造成密封不良的情况，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，带来不良影响。以前在广州、深圳等其他地铁施工过程中曾有过更换一道盾尾刷来解决盾尾密封损坏的案例，然而粉砂层这种不良的地质条件下，一次性更换两道盾尾刷的应用实践目前国内未见先例，缺少相关经验及参数。天

2、津城建隧道股份有限公司在南京地铁一号线南延线D1S-TA08标，胜太路站~百家湖站盾构区间施工过程中，为了解决盾尾渗漏问题，使盾构施工能够安全顺利完工，在地下粉砂层地质条件下成功更换了2道盾尾刷。取得了“在粉砂层地质中更换盾尾刷技术研究与应用”这一国内领先的学术成果，同时，形成了粉砂层地质中更换盾尾刷施工工法。由于在地下水封堵隔离、盾尾刷更换施工等方面技术先进、操作简单、投入相对较少，故有较高的的社会效益和经济效益。2.工法特点2.1采用在研究地质报告的基础上，分析盾构施工所出渣土的方法确定更换盾尾刷的位置，用相对简单直观的方法满足了施工要求。2.2通过对拼装机、管片尺寸

3、等的计算，确定出更换盾尾刷时千斤顶的推进行程，在满足了拼装、拆卸管片施工要求的同时，也确保了施工的安全、质量及施工进度。2.3在隧道内主要采用注浆止水的方法并配合土仓注膨润土浆，盾构机壳体、盾尾附近注聚氨酯等方法进行地下水封堵隔离及盾构机周围土层的加固改良，满足了盾尾刷更换施工时的止水效果和施工安全的要求，节约了成本。2.4利用盾尾刷更换施工技术能快速有效地完成盾尾刷更换，很好的解决了盾尾渗漏问题，起到保护道路、管线以及沿线既有建筑物的作用，减少了盾构施工对环境的影响。103.适用范围隧道区间较长、沿线建（构）筑物较多、砂性地层构造、富水条件下的盾构施工。4.工艺原理更换

4、盾尾刷施工采用地下盾构机内直接更换的施工方法，施工经过：尾刷更换施工位置选择的确定；更换施工过程中千斤顶推进行程确定及管片拼装机臂的加长；盾构机周围地下水封堵隔离施工；更换盾尾刷施工4个步骤。其中：1)通过现场对盾构机所出渣土及地质报告的研究，确定盾尾刷更换施工位置，充分研究此位置需要水文地质情况，制定有针对性的技术措施，尽可能的满足盾尾刷更换施工的安全要求。2)为了满足盾尾刷更换施工的要求，通过精心计算与研究盾构机设计图纸后，确定千斤顶的推进行程。更换盾尾刷施工时，利用自制的拼装机加长臂拆卸管片，这样既可以暴露2道需要更换的盾尾刷，同时也不会将第3道盾尾刷暴露。3)根据

5、粉砂层的地质情况，有针对性的采取注浆法（水泥-水玻璃双液浆）进行地下水的封堵隔离，并配合土仓注膨润土浆、盾构机机壳及盾尾附件注聚氨酯等方法，为盾尾刷的更换施工创造良好的施工条件，同时也为盾尾刷更换施工后盾构机的再次启动掘进做好了准备工作。4)在确认注浆止水封堵效果后，开始进行盾尾刷的更换施工。首先，利用拼装机加长臂拆卸掉需要盾尾刷位置的管片。其次，清除此位置盾尾刷之间密封槽内的废油脂与浆液。对盾尾刷进行检查，对磨损严重的盾尾刷分段割除并更换；对磨损较轻只是被浆液固结的盾尾刷进行清理。然后，对盾尾刷和盾尾刷之间的密封槽重新涂抹盾尾密封油脂。最后，利用加长臂拼装管片，当所有管

6、片拼装到位时，20个千斤顶同时加力,反复紧固整环所有螺栓。5.施工工艺流程及操作要点5.1盾尾刷更换位置的选择根据工程实际地质及工程条件，更换盾尾刷施工前需要重点分析盾构施工所出渣土，确定盾尾刷更换位置，主要包括以下两个方面内容：1）盾尾密封更换尽量避免在软土地层更换，因为在盾构机自重的作用下，容易发生低头，一旦发生盾构机低头就较难处理。2）盾尾刷更换位置尽量避开地下水丰富的区域。5.2盾尾刷更换时的千斤顶行程的确定及管片拼装机臂的加长5.2.1盾尾刷更换时千斤顶行程的确定10本工法通过研究盾构机的尺寸，千斤顶的长度，3道盾尾刷的尺寸、位置，管片拼装机的作业距离及范围，来

7、确定千斤顶推进行程及管片拆除拼装的方法。针对不同厂家型号的盾构机，其千斤顶推进行程的计算结果将不同。图5.2.1千斤顶推进位置示意图5.2.2管片拼装机臂的加长如果管片拼装机不能满足要求时，需要自制管片临时加长臂。加长臂根据设备的结构和空间尺寸的具体情况进行有针对性的设计，充分考虑加长臂受力情况、刚度、尺寸等，不但要求其能保证轻巧方便拆、装管片，还要求其能满足做够的强度要求。5.2.2拼装机加长臂示意图5.3地下水封堵隔离施工5.3.1土仓注澎润土为了防止加固的浆液流入刀盘及土仓将刀盘包裹住，从而影响盾构机的再次启动掘进施工，