浅谈盾构施工中盾尾密封装置受损的原因分析及防治措施

《浅谈盾构施工中盾尾密封装置受损的原因分析及防治措施》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浅谈盾构施工中盾尾密封装置受损的原因分析及防治措施刘涛广州轨道交通建设监理有限公司广东广州510000摘要：盾构施工法中，盾尾密封系统是实现盾构正常掘进的一个关键系统,木文结合实际施工情况，介绍盾构机盾尾密封装置受损的常见原因及防治措施。关键词：盾构施工；盾尾刷；防沿措施1盾尾刷构造盾尾刷一般由三道钢丝刷密封和六道弹簧钢板密封组成，用以防止地层中的泥水、地下水和衬砌外围注浆材料从盾尾间隙漏人盾构机。配备有盾尾刷注脂装置，推进时在每两道密封之间自动注入密封用油脂，以提高密封效果，并减少钢丝刷密封件与隧道管片外表面之间的磨擦，延长密封件的寿命。2、木

2、IX间盾尾刷使用情况木区间釆用的是H木三菱土压平衡盾构机，隧道总长460.539延米，从施工过程中以及盾构机出洞情况来看，盾尾刷在使用过程中未达到理想结果，盾构掘进至第40〜50环时出现盾尾漏浆，掘进至100环左右时出现严重漏浆，地面沉降速率、累计沉降值超限，严重影响了工程质量、进度、安全，同时也存在很大的施工风险。盾构机出洞后，盾尾刷钢丝刷己脆断脱落。2.1工程概况广州市轨道交通十三号线首期工程［施工九标】土建工程新塘站〜官湖站区间位于增城市新塘镇北广深铁路旁。木工程一站两IX间，中间风井兼盾构始发井，左右线隧道总长5089.526延米。2.2

3、地质概况隧道主要穿越地层<5Z-l>可塑状砂质粘土层、<5Z-2>硬塑状砂质粘土层、<6Z>全风化层、<7Z>强风化层、<8Z>中风化层，部分地段分布有〈2-1B〉淤泥质土、〈2-4〉粉质粘土等软土层、〈3-1〉粉细砂和〈3-2〉中粗砂层。3盾构机盾尾密封装置受损的原因分析3.1盾尾刷制造加工存在缺陷本区间使用的盾尾刷被内外两侧折行弹簧钢板密封，设计构想折行弹簧钢板为止浆板、节省盾尾汕脂，因制造短边（内侧）弹簧钢板稍长，影响了注入的盾尾油脂与钢丝刷接触，加人了钢丝刷密封件与隧道管片外表面

4、之间的磨檫，从而导致盾构机出洞，盾尾钢丝刷脆断脱落现象。如图1、2所示。3.2盾构机始发前盾尾刷的汕脂涂抹不足本区间盾构始发前盾尾油脂涂抹不到位，部分尾刷未涂抹到，涂抹处仅在表面未涂抹滲入到钢丝刷里面，后经始发前条件验收，要求进行补涂，第二次补涂效果稍好。3.3盾尾密封油脂质量影响盾尾密封汕脂的质量不好，对盾尾钢丝刷起不到保护的作用，或因汕脂中含有杂质堵塞泵，使汕脂压注量达不到要求。本区间因盾尾漏浆更换了盾尾油脂。3.4盾尾油脂量和压力不足影响本区间前期盾尾汕脂注入5〜6环/桶，后期2环/桶，因盾尾密封效果较差，承包商壁后注浆采用由原单液浆改为双

5、液浆，盾尾漏浆得到了改善。3.5盾构机姿态影响本区间盾构机始发“栽头”，第13环导向系统显示垂直姿态（前/中/后）：-213/-260/-227、水平姿态：-73/-105/-99,负3环至25环，盾构机姿态己纠偏至±50mm；II盾构掘进过程姿态控制较差，姿态超限率约31%,因此盾构机频繁的纠偏，使隧道姿态呈蛇形趋势，造成盾尾刷受损。3.6管片拼装质量影响3.6.1盾构姿态控制较差、管片拼装手操作不熟练及野蛮施工，造成管片拼装错台、破损，形成浆液滲漏通道，损坏盾尾刷。3.6.2盾尾刷密封装置受偏心管片过度挤压后产生塑性变形而失去弹

6、性，密封性能下降，在压力作用下导致浆液渗漏。3.6.3管片拼装，千斤顶伸缩导致盾构机后退，造成盾尾刷与管片间发生刷毛方向相反的运动，使刷毛反卷，盾尾刷变形，密封性能下降而造成滲漏。3.7土压、注浆压力及注浆方式本区间盾构掘进下穿荔新桥，为更好的控制盾构机下穿时桥面的沉降，调整土压为不低于2bar;盾构掘进至明挖区间吋覆土较浅，因土压设定较高（1.6〜1.8bar）导致地面冒浆；盾尾刷的最大承载压力为0.4MPa,本区间注浆压力为0.3〜0.48Mpa，本区间采用及吋注浆，从倒数第3环管片开始注浆，较盾壳内预埋注浆管同步注浆滞后，泥浆漏入损坏盾尾刷

7、，影响盾尾密封。4预防措施及治理方法4.1改进盾尾刷质量根据隧道施工的特点，改进盾尾刷样式，加强盾尾刷的承压能力，根据盾尾间隙和管片外轮廓形状，调整保护板、压紧板和钢丝长度，本工程对下个区间盾尾刷进行了改造，切除了内侧弹簧保护钢板，加密加长了钢丝刷。经推测分析，改进后的盾尾刷内侧弹簧保护钢板切除较短,弹簧保护钢板弹性减小，刚性加大，使盾尾刷接触管片面积减小，部分钢丝刷未能较好的接触盾尾油脂，造成部分盾尾刷未起到密封作用，从而将会造成盾尾漏浆，损坏盾尾密封性能，后续施工得以验证此改进后的盾尾刷密封效果不理想。4.2保证盾构始发前第一次油脂的涂抹质量

8、盾构始发前第一次汕脂涂抹必须充分涂抹到尾刷的钢丝中间，确保尾刷每根钢丝上要沾满汕脂，而且要对尾刷逐块逐层进行检查，涂抹均匀，不留死角。一