海瑞克盾构机盾尾密封漏浆的原因分析及对策

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1、海瑞克盾构机盾尾密封漏浆的原因分析及对策 盾构网shield.stec.net(2009-10-13)        新闻来源：盾构网     摘　要：结合深圳地铁罗宝线土建六标区间隧道的施工，详细介绍海瑞克盾构机盾尾密封漏浆的常见原因和处理方法，盾构机盾尾漏浆涉及到盾构施工的注浆压力、注浆量、盾构机的掘进姿态、地质状况、盾尾油脂、管片拼装等多种因素，该工程中盾构机盾尾漏浆的主要原因是由于管片拼装变形和错台而在管片纵缝处形成了漏浆通道，采用在每块管片两头止水条下部粘贴海绵条封堵漏浆管道，取得了较好效果。    一、工

2、程概况    深圳地铁罗宝线土建六标有2个区间，即新安站—宝安中心站和宝安中心站—宝体公园站，单线总长1315.188m。区间最大埋深15.91m，最小埋深10.86m。隧道主要穿过砂层、粉质黏土、砂质黏土、砾质黏土层。隧道顶多在砂层范围，基础底主要落在黏性土上，部分在全风化花岗岩上。盾构区间圆形隧道外径6m，内径5.4m，管片宽1.5m，厚300mm。管片分割数是“3+2+1”，即每环3个标准块A1、A2、A3，2个邻接块分别为B、C型， 1个封顶块为K块。采用2台海瑞克公司生产的EPB 6250mm盾构机在左右线

3、分别进行隧道掘进施工。在施工中右线盾构机掘进到4环时开始同步注浆，发现盾尾多处漏浆，掘进到20环时漏浆严重，注浆压力很低，注浆量也很少。后利用海绵堵塞盾尾漏浆处，掘进到36环时停机检查更换2道盾尾刷中的部分损坏的盾尾刷后，仍然漏浆严重。由于盾尾的漏浆使注浆量不足，注浆压力偏低，地表沉降超限，影响了施工进度和施工质量。经过认真分析和查找原因，采取了切实可行的措施，有效地解决了盾尾漏浆的问题，保证了工程顺利进行。    二、盾构机盾尾注浆系统和盾尾密封系统的结构盾构机盾尾密封及注浆结构示意如图1所示。从图1可以看出，盾尾

4、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。如果盾尾刷损坏，导致盾尾漏浆，地表下沉严重，同时地下水流入隧道，后果将不堪设想。图1　盾构密封及注浆结构示意    三、盾尾注浆的目的及分类    1、注浆目的    1.1控制地层变形    由于盾构机刀盘的开挖直径大于管片外径，管片拼装完毕并脱出盾尾后，与土体间形成一个环形间隙，简称盾尾间隙(图2)。盾尾间隙如果不及时得到填充，势必造成地层变形，使相邻地表、建(构)

5、筑物沉降或隧道本身偏移。盾尾注浆的最重要目的就是及时填充盾尾间隙，防止因盾尾间隙的存在导致地层发生较大变形。盾尾脱离管片后，土体与管片存在着间隙，此时浆液迅速及时填充空隙，可大大减小土层的移动，从而减少地表的变形。    图2　管片和成洞洞体间隙示意(单位：mm )    1.2提高隧道的抗渗性    盾尾注浆液凝固后，一般都有一定抗渗性能，可作为隧道的第一道止水防线，从而提高隧道抗渗性能。    1.3确保隧道的稳定性    盾构法隧道是一种管片衬砌与围岩共同作用的结构稳定的构造物，管片背面空隙均匀密实地注入、填充

6、浆液是确保土压力均匀作用的前提条件。具备一定早期强度的浆液及时填充盾尾间隙，可确保管片衬砌的早期和后期稳定性。    2、注浆系统分类    2.1根据注浆与盾构掘进的关系，从时效性上可将盾尾注浆分为三大类    (1)同步注浆    盾尾间隙形成的同时，立即注浆，使浆液即时填充盾尾间隙。    (2)及时注浆    掘进1环或数环后，盾尾已存在大量间隙空间，才对盾尾间隙进行注浆。这种注浆方式由于不能迅速对盾尾间隙进行填充，增大了对土体的扰动性，不利于地面沉降控制，而且由于早期管片脱出盾尾后处于悬空状态，受力状态较差

7、，容易发生错台。因此，该方式仅在地质情况良好、对地表沉降要求较低时才能使用。    (3)二次注浆    一次注浆效果不理想时，需要通过二次注浆对前期注浆进行补充。一般在隧道发生偏移、地表沉降异常时或在一些特殊地段(盾构进出站、联络通道附近)使用。    2.2根据注浆的位置不同，可将盾构注浆方式分为两大类    (1)通过安装在盾构机盾尾上的注浆管注浆    如图1所示，这种注浆方式大多采用同步注浆。注浆管的埋设形式有2种，可分为内凹式和外凸式，如图3所示。2种不同形式主要是从盾构机设计上考虑的。外凸式注浆管减小了

8、盾尾内部的占用空间，可一定程度地减小盾构外径，从而减小盾尾间隙，有利于减小土体扰动和控制掘进过程的地面沉降。但由于盾壳的非圆性，不利于盾构进、出洞，且在较硬土层容易磨损，一旦磨损后无法修复。而内凹式注浆管则在一定程度上增大了盾构外径和盾尾间隙，相对而言，增加了盾构掘进过程对周围土体的扰动，但由于不易磨损，其地层适应性更为广泛。    (2)通过