盾构机尾刷更换技术

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1、盾构机尾刷更换技术杨磊（中铁十一局集团城市轨道工程有限公司）摘要盾构法施工以质量好、施工安全、掘进快速、对环境影响小等优点，在我国地下铁道工程中得到广泛应用。而盾构尾刷的容易损坏且较难更换的缺点，影响了盾构法施工的掘进质量。如何在盾构施工中途进行盾构尾刷更换，是本文探讨的课题。关键词盾构隧道；尾刷更换 1引言  盾构法施工是修建隧道的一种先进方法。最近十多年来，随着我国隧道和地下工程的快速发展，盾构法施工也得到了快速发展，尤其在城市地铁、水利水电隧洞中越来越多应用盾构法修建。盾构法施工以其质量好、施工安全、掘进快速、对环境影响小等优点，迅速在地铁隧道施工中得到广泛应用

2、，广州是目前我国应用盾构技术修建地铁隧道发展最快的城市之一。广州地区地层多样、地质复杂，隧道穿越高楼、高架桥、重要建筑物等频繁，这给控制地面沉降带来了许多难题，也提出了更高的技术要求。然而，作为控制地面沉降主要手段的同步注浆，却常常因为尾刷的损坏难以达到控制地面沉降的目的。本文结合广州地铁六号线盾构二标工程实例，探讨如何在盾构施工中途进行盾构尾刷更换，以更好的控制地面沉降问题及加快施工进度。2工程实例2.1工程概况广州地铁六号线盾构二标由【大坦沙站～如意坊站】和【如意坊站～黄沙站】两个区间的盾构隧道以及【大坦沙站～如意坊站】区间明挖段、盾构井(轨排井)构成。明挖段(含

3、盾构井)长116.103m；盾构隧道全长5115.5单线延米，为双孔圆形隧道。线路经过江心洲并穿越珠江，地面标高5.16～8.50m，地势较为复杂。2.2掘进情况广州市轨道交通六号线【大～黄区间】盾构工程左线盾构机自ZDK5＋198.382始发已掘进通过了283m全断面砂层及上软下硬地层和228.6m全断面岩层。在掘进上软下硬地层及全断面岩层中发现隧道中下部有强度很高的<9C－2>岩层。我部曾经分别于2008年1月26日ZDK5+538、2008年2月25日ZDK5＋588、2008年3月22日ZDK5+715开仓检查刀具，ZDK5＋715时掌子面为全断面<9>地层，

4、少量渗水。前期掘进顺利，到后期出现了比较严重的漏水漏浆现象。经分析确认为尾刷在掘进过程中严重损坏，必须更换。项目部选择ZDK5＋725（拼装完第348环后掘进120cm）作为换盾尾刷点，该处地质情况如下：<1>厚4.5m；<2-2>厚11.6m；<7>厚3.26m；(夹1.5m厚<8>)<8>厚0.75m；隧道顶部<9>厚6m；隧道范围<9>隧道底部该换盾尾刷处位于红楼路下，刀盘前方为超市、盾尾后方为海角红楼围墙。2.3尾刷更换方案2.3.1人员及材料准备工作更换盾尾刷属于风险较大的工作，在施工前必须准备齐全各种所需材料、设备。序号材料、设备名称型号数量备注1盾尾刷2

5、00个2气刨500KW2台采用500KW直流电焊机3盾尾油脂R906桶用于手工涂抹盾尾刷4CO2保护电焊机2台用于焊接盾尾刷5铲刀4把用于清理油脂仓杂物6棉花条用于填塞第三道盾尾刷漏水点7聚氨酯、铝管、软管、球阀、泵500Kg用于盾尾止水8彩钢瓦3张用于遮盖拼装机9灭火器ABC4个用于救火抢险材料、设备表序号工种人数职责备注1管片拼装工6负责管片拼装、拆除3人/班2电焊工8负责切除损坏盾尾刷，焊接新盾尾刷2人/组，2h/组3注浆工8负责盾尾二次注浆4人/班4抽水工2负责土仓、盾尾抽排水1人/班5杂工6清理油脂仓杂物、涂抹盾尾油脂3人/班6土木工程师2判断掌子面围岩、检

6、查油缸行程、检查盾尾刷焊接质量、盾尾刷油脂涂抹质量1人/班7盾构操作手2控制盾构机各项参数，配合其他操作1人/班8值班经理2协调地面、井下、物资1人/班人员准备及职责2.3.2难点分析（1）由于地层在掘进过程中受扰动后，地层稳定性急剧下降，在已成环的盾构管片外形成透水通道，而盾构更换尾刷时，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。（2）盾构掘进时，地层经扰动后，掌子面很不稳定，随着停机时间越长，地下水进入土仓，土仓压力逐渐增大。由于更换尾刷时，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

7、作进入进退两难境地。（3）盾构掘进时，上一环管片在千斤顶的作用力下已经挤压密贴，很难将管片拆除漏出2道尾刷。（4）长时间的停机，盾构机尾部在不均匀压力作用下，易产生偏移，造成盾构间隙过大或过小，给管片安装带来困难。2.3.3技术措施根据技术难点，在施工前必须准备好应对的技术措施，如：（1）为防止尾刷更换过程中盾尾部位喷泥涌水等塌方事故，应对停机地层进行分析，宜选择相对稳定的地层进行尾刷更换，尽量避免在不稳定地层如砂层、淤泥层进行尾刷更换，在有可能的情况下，可以在预计停机更换盾尾刷的里程提前开仓检查地层是否与分析的情况一致，如果检查可以换尾刷，则继续掘