试论泥水平衡盾构机盾尾渗漏原因及预防措施

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1、1、工程概况22、盾尾发生渗漏的不良影响及安全防患措施22.1盾尾发生渗漏的不良影响22.2盾尾发生渗漏的安全防患措施33盾尾渗漏原因分析及预防措施33.1管片拼装不当导致盾尾渗漏33.1.1管片变形33.1.2管片错台43.1.3管片碎裂43.1.4防治措施43.2同步注浆导致盾尾渗漏43.2.1同步注浆浆液指标选择不当53.2.2同步注浆注浆量和注浆压力选择不当53.2.3防止措施53.3泥水压力过大导致盾尾漏浆63.3.1泥水压力的正确设定63.3.2泥水系统堵塞导致压力波动及防止措施63.4盾尾油脂的注入不当导致盾尾渗漏63.4.1盾尾油脂舱压力设定63.4.2

2、盾尾油脂的选择及注脂量的控制73.5盾尾密封损坏导致盾尾漏浆84结束语98试论泥水平衡盾构机盾尾渗漏原因及预防措施中铁十二局广深港狮子洋隧道安宏斌摘要:在盾构法隧道施工中，若地下水、泥浆、注入管片壁后的同步注浆、盾尾油脂等通过盾尾与其内安装的管片之间的缝隙渗入盾构机体内，就会给盾构掘进施工带来不便，尤其是在大直径盾构、大埋深盾构工法施工中会带来更大风险，文中根据狮子洋大直径泥水盾构隧道施工实践对盾构机尾部渗漏原因及预防措施进行讨论，总结出针对于盾尾发生漏浆进行处理的施工经验，为以后的盾构施工提供借鉴。关键词:泥水平衡盾构机；盾尾渗漏；施工1、工程概况狮子洋隧道是我国第一

3、座采用盾构法施工的高速铁路隧道，由2条长10.8Km的圆隧道组成，衬砌后内径达9.8m，内净空有效面积达65m2，采用4台复合泥水加压平衡盾构机在地中进行对接，隧道最大坡度2％，最小坡度0.3％。大直径泥水盾构隧道穿越水体下复合地层，最大土体埋深65米，如此大的地下水压对盾尾密封有着严峻的考验。2、盾尾发生渗漏的不良影响及安全防患措施2.1盾尾发生渗漏的不良影响若盾尾发生渗漏，就会破坏掌子面的泥水平衡和注浆质量，并污染盾构管片安装的工作面，给管片安装造成不便，严重影响盾构的正常掘进，更有甚者盾尾发生渗漏不能及时封堵和排水，将会面临盾构机和隧道被水淹的巨大风险；长时间的盾

4、尾渗漏将对盾构机自身的设备有很大的损害，尤其是千斤顶油缸和管片拼装机。当盾尾发生大量渗漏时，会造成外侧土体流失,使隧道外侧应力释放；同时,土体松弛造成地面沉降剧增,而隧道的上浮量将剧减,有可能产生负值,会造成隧道管片变形、损坏及出现裂缝。本工程盾构隧道掘进中就曾多次发生渗漏、窜浆现象，严重影响到施工进度，经仔细认真的分析和查找原因，制定切实可行的办法，有效解决和预防盾尾渗漏问题，保证了工程的顺利进行。2.2盾尾发生渗漏的安全防患措施8针对于盾尾发生渗漏产生的不良影响和巨大风险，盾构掘进中发生渗漏应急方案必须完善，应急物资充足，抢险人员随时到位，对盾尾渗漏的风险进行有效控

5、制。隧道内必须贮备充足的堵漏材料，例如聚氨脂、水玻璃、水泥、棉被以及海绵等；隧道内设置独立的排污系统，而且排污系统能力必须强大可靠，以备不时之需。3盾尾渗漏原因分析及预防措施3.1管片拼装不当导致盾尾渗漏3.1.1管片变形管片按照标准拼装后要求在盾尾内部要形成一个标准的圆，盾尾与管片构造示意图见图二。管片之间采用错缝拼装，但由于拼装操作不熟练而往往拼装成椭圆形，实际施工中由于自重等因素影响，横向椭圆较为多见，这就增大了管片之间止水条外缘纵缝的宽度(理论设计值为6mm)，实际在管片拼装过程中将出现两腰的管环之间的外缘纵缝开口度d>6mm，上下部纵缝d<6mm。在盾构机掘进

6、一环至1.4m左右时，尾刷末端正好到达上一环管片，此时尾刷就正处在该环管片上，由于注浆压力和泥水压力都较大，而纵缝开口度d>6mm，纵缝处的油脂无法承受浆液和泥水的压力，就形成一个渗漏通道，造成盾尾渗漏。盾尾与椭圆管片的关系如图一a所示。图二管片变形与错台大样图图二盾尾与管片构造示意图3.1.2管片错台8由于管片拼装操作不熟练，造成管片错台严重，特别是在纵缝错台产生后，使得盾尾刷无法紧密包裹整环管片，很易形成渗水通道，虽然盾构推进时盾尾仓内有盾尾油脂填充纵缝，但在较高的注浆压力和泥水压力等作用下，极有可能将油脂冲脱而击穿盾尾刷，造成管片渗漏。盾尾与纵缝错台的管片关系如图

7、一b所示。3.1.3管片碎裂在轴心线未产生较大偏差的状态下，组装工艺不合理或野蛮施工，K块管片安装时没有足够的空间，采用盾构千斤顶强行顶进，造成相邻管片外壁处(尤其螺栓孔、角根部)在千斤顶高压状态下顶裂或破碎，而带进盾尾舱，损坏盾尾刷，形成渗水通道而造成漏浆。3.1.4防治措施 ①加强拼装施工培训，提高拼装人员的技术水平，要求管片不拼成椭圆形，且安装每一环管片时要安装定位销来定位，使整环管片箍紧成圆，以减少椭圆和纵缝、环缝错台的现象。 ②在每次管片安装前，应清除盾体内的渣土，避免安装管片时难以对位，造成错台现象。 ③封顶K块拼装前，必须调