富水砂性土洞內(nèi)更換盾尾刷施工工法

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1、富水砂性土洞內(nèi)更換盾尾刷施工工法中鐵XX局集團(tuán)有限公司1、前言在富水砂性不良地質(zhì)條件下進(jìn)行盾構(gòu)施工，特別是在長(zhǎng)距離小半徑曲線掘進(jìn)時(shí)，盾尾間隙單側(cè)較小，盾尾刷長(zhǎng)期受管片外弧面磨損，對(duì)盾尾刷鋼絲磨損極其嚴(yán)重，直接影響盾尾密封效果?；蛘呤怯捎诙芪裁芊庥椭幼⒘坎蛔?、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)調(diào)整過(guò)猛等原因，致使盾尾密封刷損壞，影響到盾尾密封效果，產(chǎn)生同步注漿泄露，從而造成到整個(gè)盾構(gòu)推進(jìn)施工地面沉降加大。國(guó)內(nèi)針對(duì)盾尾密封損壞的情況主要采取管片間隙填塞海綿條等填充物、增加盾尾密封油脂注入量及管片額外加貼防水材料等方法進(jìn)行臨時(shí)處理，此方法并不能從根本上較好的解決盾尾滲漏問(wèn)題，給施工安全以及施工質(zhì)量埋下隱患，帶來(lái)不良影

2、響。為了不影響盾構(gòu)機(jī)的正常掘進(jìn)，確保同步注漿量及注漿壓力，控制地表沉降，盾構(gòu)機(jī)洞內(nèi)更換盾尾刷技術(shù)就有了很大的作用。2、工法特點(diǎn)2.0.1根據(jù)盾尾密封失效時(shí)盾尾滲漏水、漿的位置和滲漏量的大小來(lái)確定盾尾刷的損壞部位和損壞情況，從而確定所需更換盾尾刷的數(shù)量及需要的時(shí)間，進(jìn)行合理安排。2.0.2通過(guò)對(duì)拼裝機(jī)、管片尺寸等的計(jì)算，確定出更換盾尾刷時(shí)千斤頂?shù)耐七M(jìn)行程，在滿足了拼裝、拆卸管片施工要求的同時(shí)，也確保了施工的安全、質(zhì)量及施工進(jìn)度。2.0.3在隧道內(nèi)主要采用加大同步注漿量及盾尾3～4環(huán)二次注漿，盾構(gòu)機(jī)殼體、盾尾附近注聚氨酯等方法進(jìn)行地下水封堵隔離及盾構(gòu)機(jī)周圍土層的加固改良，滿足了盾尾刷更換施工時(shí)

3、的止水效果和施工安全的要求。2.0.4利用盾尾刷更換施工技術(shù)能快速有效地完成盾尾刷更換，很好的解決了盾尾滲漏問(wèn)題，起到保護(hù)道路、管線以及沿線既有構(gòu)建筑物的作用，減少了盾構(gòu)施工對(duì)環(huán)境的影響。3、適用范圍富水、砂性土、粘性土軟土地層盾構(gòu)法施工。4、工藝原理更換盾尾刷施工采用洞內(nèi)直接更換的施工方法，施工經(jīng)過(guò)：盾尾刷更換施工位置選擇的確定；盾構(gòu)機(jī)周圍地下水封堵隔離施工；推進(jìn)及部分管片安裝；更換盾尾刷施工4個(gè)步驟。其中：4.0.1根據(jù)盾尾密封失效時(shí)盾尾滲漏水、漿的位置和滲漏量的大小來(lái)確定盾尾刷的損壞部位和損壞情況，從而確定所需更換盾尾刷的數(shù)量及需要的時(shí)間，充分研究此位置需要水文地質(zhì)情況，制定有針對(duì)性

4、的技術(shù)措施，盡可能的滿足盾尾刷更換施工的安全要求。4.0.2為了滿足盾尾刷更換施工的要求，通過(guò)精心計(jì)算與研究盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)圖紙后，在千斤頂行程達(dá)到拼裝下一環(huán)管片時(shí)，利用下一環(huán)整環(huán)管片的不完全拼裝所提供的施工操作面，對(duì)盾尾刷逐步的進(jìn)行割除更換。4.0.3根據(jù)粉砂層的地質(zhì)情況，有針對(duì)性的采取注漿法（水泥-水玻璃雙液漿）進(jìn)行地下水的封堵隔離，并配合盾構(gòu)機(jī)機(jī)殼及盾尾附件注聚氨酯等方法，為盾尾刷的更換施工創(chuàng)造良好的施工條件，同時(shí)也為盾尾刷更換施工后盾構(gòu)機(jī)的再次啟動(dòng)掘進(jìn)做好了準(zhǔn)備工作。4.0.4在確認(rèn)注漿止水封堵效果后，開(kāi)始進(jìn)行盾尾刷的更換施工。5、施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1盾尾刷破損位置及程度檢查6根

5、據(jù)盾尾密封失效時(shí)盾尾滲漏水、漿的位置和滲漏量的大小來(lái)確定盾尾刷的損壞部位和損壞情況，從而確定所需更換盾尾刷的數(shù)量及需要的時(shí)間，進(jìn)行合理安排。由于檢修、更換盾尾密封刷存在一定的施工風(fēng)險(xiǎn)，所以施工前務(wù)必掌握盾構(gòu)機(jī)所處的位置，結(jié)合地質(zhì)條件，必要時(shí)提前進(jìn)行地面加固后再籌劃?rùn)z查、更換盾尾刷；盾尾一共有三道密封刷，第三道(最后一道)密封刷在推進(jìn)施工中是無(wú)法檢修的，中間那道密封刷的檢修風(fēng)險(xiǎn)較高，一般情況下，檢修盾尾密封刷只檢修第一道。5.2盾尾刷更換前施工措施5.2.1糾偏在更換盾尾鋼絲刷前，需要保證盾構(gòu)機(jī)與管片有一個(gè)較好的姿態(tài)，保證盾尾與管片四周的間隙均勻。通過(guò)4～5環(huán)左右盾構(gòu)調(diào)整姿態(tài)，管片糾偏使之得

6、以實(shí)現(xiàn)。5.2.2盾尾注漿由于盾構(gòu)機(jī)在更換鋼絲刷階段位于軟土層，停機(jī)更換盾尾刷階段盾尾密封處于薄弱階段。為了防止露出尾刷后，地下水從盾尾直接進(jìn)人隧道，影響作業(yè)，所以要進(jìn)行管片背后注漿，從在停止推進(jìn)前3-4環(huán)中即加強(qiáng)二次注漿，從每塊管片的注漿孔內(nèi)進(jìn)行二次注漿，停止推進(jìn)后對(duì)后5-6環(huán)再次進(jìn)行二次注漿，注漿配比水:水泥=1:1.2。待水泥注漿6小時(shí)后，再注入水溶性聚氨酯止水，注入壓力為0.5Mpa，保證其理想狀態(tài)下的整環(huán)密封，可采取跳環(huán)注漿，穿插進(jìn)行。為防止盾構(gòu)機(jī)涌水的風(fēng)險(xiǎn)，在停止掘進(jìn)前采用注發(fā)泡聚氨酯，在盾尾后的一環(huán)管片壓注聚氨酯，形成一道擋水環(huán)箍。表5.2.2水溶性聚氨酯注漿材料物理性能序號(hào)

7、性能單位指標(biāo)1比重g/cm31.067-1.0882黏度25度,No2/60rpm50-1503與水混合比g/cm31/1-1/124硬化泡沫密度g/cm30.5-15膨脹率倍數(shù)1-126混合時(shí)間與80%水混合，秒10-307硬化時(shí)間與80%水混合，秒100-1208操作溫度攝氏度10-409PH值5.0-5.5圖5.2.2盾尾注漿示意圖5.3更換過(guò)程施工6小松盾構(gòu)機(jī)有三排尾刷，三排尾刷之間形成了2個(gè)腔，腔內(nèi)注滿密封油脂