深埋盾构机施工盾尾漏水治理方法的探讨

《深埋盾构机施工盾尾漏水治理方法的探讨》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、深埋盾构机施工盾尾漏水治理方法的探讨 【摘 要】结合天津地铁金狮桥站～天津站区间隧道盾构施工工程，分析了盾构施工过程中盾尾失效引起漏水漏砂的原因，并提出了有针对性的应对措施，确保了盾构施工的安全进行，有一定的盾构施工借鉴价值。【关键词】承压水层；盾尾失效；原因分析；应对措施 0.引言     盾构在深层地下掘进施工中，盾尾密封很关键，从本施工案例来讲，盾尾密封失效风险，发生的概率较低，但一旦发生，处理不及时可能造成较为严重的后果，出现漏水漏沙现象，严重的话，引起地面塌陷，危及周边环境，造成巨大损失。本文将结合天津地铁天津站～金狮桥站的隧道施工情况，简要介绍有效应对盾尾密封

2、失效治理方案，以期对今后隧道工程施工提供参考借鉴。 1.工程概况     天津站～金狮桥站区间为单线单洞圆形区间隧道，线路全长1211.496m，最大纵坡为30‰，隧道最大埋深为22.5m。盾构机从金狮桥站始发，下穿狮子林大街、北岸华庭小区、胜利路、德丰花园小区、万春花园小区、河东区危改广场、华龙道、老龙头菜市场等，最终到达天津站接收。盾构机选用的是日本川崎土压平衡盾构机，盾构管片结构形式为准5.5m，厚度0.35m，环宽1.2m。每环管片共分6片：3个标准块、2个邻接块、1个封顶块。 2.地质、水文情况     盾构机穿越地层为全断面⑦4粉砂层，为微承压水层，水土压力为

3、0.2Mpa。 3.现场漏水情况     右线盾构在推进772环（共计1009环）时，在盾尾左侧7点钟位置（按时钟点位置）出现漏水情况，现场采取注浆等措施封住后暂时停机。两天后恢复掘进，开始推进773环，盾尾左侧7点钟位置再次出现漏水、漏砂现象，采取同步注浆及二次双液注浆控制住漏水、漏砂。研究处理方案，五天后在采取加注盾尾油脂措施后，试推进约5cm，盾尾左侧7点位置再次出现漏水、漏砂。三次盾尾漏水事故中水压都较大，约为0.2Mpa，且水中含砂量较多，共计漏水50方，漏砂30方。该位置盾构埋深为25.6m，地面上有2层钢棚架结构的菜市场，菜市场结构基础为独立基础，整体受力较

4、差。盾构机下穿该建筑物，推进影响范围为758环(刀盘切口进入菜市场)至824环（盾尾脱出菜市场），总计66环，穿越长度79.2米。盾尾出现漏水事故后菜市场的沉降较明显，其中最大的一点累计沉降已达21.27mm，接近报警值24mm，墙体出现明显裂缝。 4.盾尾漏水原因分析     引起盾尾泄漏的原因有很多，根据现场情况分析，有以下几种原因：4.1 盾构机姿态欠佳     盾构机在掘进时总会偏离设计轴线，必须不断的采取纠偏措施，让盾构掘进轴线回到正确的设计轴线上来，切记出现偏差就猛纠猛调，一般前进1m纠偏量为5mm,猛纠猛调容易造成隧道出现蛇形摆动,还有可能造成盾尾间隙不均，

5、间隙大的一边容易漏浆。实际盾构推进过程中由于盾构纠偏过猛，再加上管片拼装不好的原因，造成了盾尾与管片之间的间隙不均匀，经实测，773环管片与盾尾上部间隙为16mm，下部为91mm，左边为22mm，右边为20mm，管片呈椭圆形。4.2 盾尾油脂量和压力不足     在盾构推进过程中,盾尾刷与管片的摩擦消耗的油脂与掘进速度成正比关系,如推进速度过快而注入盾尾的油脂量和注入压力不足，难以满足其消耗量要求，则会减弱密封效果，形成盾尾漏浆。该盾构机前期推进过程中有一根盾尾油脂泵管路堵塞，造成密封刷内油脂压力过低和密封油脂压入量不足。4.3 盾尾密封局部损坏     盾构机盾尾密封是

6、盾构机用于防止地下泥水、土砂和注浆浆液从盾尾侵入盾构机的重要部分，由盾尾钢丝刷和盾尾油脂组成，盾尾钢丝刷在盾尾壳内共布置三道（见图1），随着盾构推进，盾尾油脂持续地打进三道盾尾钢丝刷和管片外周边所形成的两个腔内，始终保持管片外周边与盾壳之间的间隙密封良好。金狮桥—天津站区间盾构施工中，一方面由于盾尾密封性能不好，使部分浆液（水泥砂浆）流入密封刷内部及空腔内，浆液凝固变形，在盾构推进时与管片外周不断的发生摩擦，使得密封钢丝刷折断损坏；另一方面油脂注入量不足，使盾尾密封与管片之间形成空隙，密封失效，形成漏水通道。5.具体解决方案     由于本段隧道埋深大、位于微承压水层中，

7、且盾构下穿建筑物，若采取更换盾尾刷方式风险很大，无法确保成功，经充分分析论证，决定采取封堵后继续掘进的方式，采取措施如下：5.1 封堵地下水5.1.1 对已拼装完管片处的堵水措施     ①在脱出盾尾后4环位置进行二次注浆（5环内注双液浆，容易损坏盾尾刷），浆液为双液浆，形成后部封闭止水墙。双液浆浆液配比为：水泥浆（水灰比为1:1）、水玻璃（35波美度），水泥浆：水玻璃=3:1~2:1；注浆压力不大于0.5Mpa。防止压力过大双液浆进入盾尾刷对其造成进一步破坏。     ②在脱出盾尾后第3环注入上海隧道公司生产的油容性聚氨酯（