盾构机尾刷保护及盾尾漏浆防止措施

孟鑑先

【摘 要】随着技术的发展，对于盾构法施工对环境影响较小、及施工效率较高，盾构法施工已普遍在各个大中城市应用。本文针对在盾构施工过程中，对盾尾刷的破损毁坏及盾尾漏浆的问题展开分析，从多个方面提出对于盾构机尾刷的保护，以及盾尾漏浆时的防止措施。

【关键词】盾构法；盾尾刷；盾尾漏浆；隧道施工

盾构法施工技术具有优良的施工质量、效率高、掘进的稳定性及速度快，以及对周边的环境影响小的一些优点，被普遍的运用在大中型城市的地下工程，比如地铁隧道的施工。而地形复杂是地下隧道的存在的普遍的问题，还有存在的问题是由于地质不稳定。在地下隧道的进一步发展中，长距离掘进、施工变得越来越广泛，盾构的推进过程中因各种原因会导致盾尾刷的漏浆。盾尾刷极易被损坏，而它作为盾构机非常重要的密封部位，需要采取科学、有效的优化保护措施，保证盾尾刷的使用时长。

一、盾尾刷构造简介

盾构盾尾刷主要由3道钢丝刷密封和6道弹簧钢板密封构成，它的作用主要是防止地层下面的泥水、沙土以及外围浆液，由盾构机盾尾缝隙渗漏至主体，保证地下水与砂浆浆液不会从管片和盾构机之间的间隙渗漏到盾构机内，使得盾构机得以正常运行。盾尾刷注脂设备也是不可缺少的，在盾构推进时，可以自动地在每两道密封间注入密封油脂，与盾尾刷组成盾尾漏浆防护系统。这样的防护系统会减少地层下沉、管片变形以及移位等现象发生，还可以减少隧道管片表层和钢丝刷密封之间的摩擦，进而延长盾尾刷密封件的使用周期。

二、某隧道施工区间盾尾刷的情况分析

该工程区间施工时运用的是日本三菱泥水平衡盾构机，根据盾构机出洞的情况分析， 在整体的施工过程中，盾尾刷并未取得较好的保护，尤其是在盾构机的后期施工中，涌现出泥沙，并发生了严重的盾尾漏浆的情况，涌沙后发生的地表大范围下沉，严重阻碍了该隧道施工的进度，与此同时也存在非常大的安全隐患。通过该工程对于盾尾刷损坏以及漏浆的原因分析有以下几点。

1.盾尾刷与盾尾油脂处于相对分离的状态，盾尾油脂没有起到润滑和保护盾尾刷的作用，导致盾尾刷损坏。

2.盾尾刷损坏的原因之一是，始发时手涂盾尾油脂的质量涂抹不能得到保障。手涂型油脂需要将盾尾刷钢丝均匀的涂抹，以至于每根丝上要涂抹和沾满。在涂抹过程中钢丝刷内油脂会存在一些不可避免的涂抹不均匀或者选用的油脂质量密封度不好，影响盾尾刷的密封效果。

3.负环管片的质量有损坏或未拼装好，施工技术人员的拼接技术水准较差也是造成盾尾刷损坏的原因。

4.进入小曲线半径推进时，盾尾间隙不可避免的会出现左右不均匀现象，过大的盾尾间隙导致盾尾刷挤压管片不密实，注浆压力过大，击穿盾尾刷，导致漏浆；间隙过小的盾尾刷受挤压后产生塑形变形，密封性能降低，浆液存留在盾尾刷里排斥盾尾油脂，造成盾尾漏浆。

三、盾尾刷保护和盾尾漏浆防止的措施

鉴于盾尾漏浆和盾尾刷损坏的现状，结合盾尾漏浆和盾尾刷损坏的原因，为更好地保护盾尾刷，防止盾尾漏浆，确保盾构顺利掘进，从以下多个方面采取措施。

1.选用进口盾尾油脂泵和高质量油脂

盾尾油脂的质量和注入压力在很大程度上决定了盾尾刷密封和保护效果，盾尾油脂质量好、注入压力较大，则油脂仓油脂充填饱满，注入的油脂不断往外挤出，所形成的盾尾刷一油脂密封环和盾尾油脂向外挤出的挤压力抵抗外界泥水压力和壁后注浆压力。要控制好盾尾刷的油脂质量，使用的油脂要具有优良的泵送性能，还要有一定的粘度。当油脂的泵送性能不好时，油脂就不能被完全送到盾尾刷内，造成盾尾刷出现缝隙。当油脂粘度不够时，泵送到盾尾刷的油脂就会自然留在盾尾底部，会在盾尾刷的顶部出现缝隙。

2.控制盾尾油脂注入量

盾尾下部区域易漏浆严重，在盾构掘进进过程中需要加强盾尾油脂注入量，对油脂注入方式改为人工注入，这样可以控制好注入量；同时确保油脂泵足够的注入压力，注意加强油脂泵的日常维保工作，提前备好油脂泵密封圈，以备不时之需。在盾构掘进中，掘进速度与盾尾刷和管片的摩擦消耗的油脂成正向对比。油脂注入过快是盾尾的油脂在单位时间内不能满足其消耗量的原因。若不及时调整油脂注入量，则盾尾刷内的油脂不能及时密封盾尾。必然会减弱密闭效果，会发生盾尾漏浆事件，遇拐小曲线半径掘进时，应适当调整各孔注入量。

3.保证盾尾刷管片的质量

如果拼装后管片发生变形或者是管片错位，都有可能使盾尾不能严密包住整个管片，容易造成浆液渗漏。同时，要保证管片的完整性，如果把有破损的管片使用，就会破坏盾尾刷，出现浆液渗漏到通道的现象。在隧道施工过程中，一定要强化对管片的选择，以及管片拼装管理，需要把掘进施工中的盾构形态控制好，还要依据计划路线和盾尾缝隙，以及具体的盾构形态等基础资料和信息准确选取合理的管片。另外，还要加强对施工技术人员的拼接培训，进一步提升管片拼接的技术水准，保证管片按照标准的圆形拼接。

4.控制好盾构机推进时的偏向量

控制好盾构机在掘进过程中的偏向量，尽可能的保证管片周围的盾尾缝隙保持均匀一致，进而降低管片对盾尾刷的挤压。在管片拼接过程中，将千斤顶伸缩量把控好，防止盾构机发生后退现象。

四、小结

为保护盾尾刷和防止盾尾漏浆，使用性能优良的盾尾刷在盾构法施工中起着很大的作用，能够保证隧道成型的质量，管片拼接的质量，工程施工工期和地层下沉控制，在实际施工中必须关注可能导致盾尾刷损坏和盾尾漏浆的各种因素，分析原因，严格按照隧道工程施工的标准规范和决策要求，优化和保护盾尾刷的性能，采取切实可行的措施，保护盾尾刷，防止盾尾漏浆，进而延长盾尾刷的使用寿命，保证工程的施工进度和施工质量。

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