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1、粉砂層地質(zhì)中更換盾尾刷施工工法1.前言城市在修建地鐵過程中，在砂性不良地質(zhì)條件下進行盾構施工，經(jīng)常會發(fā)生盾尾密封刷損壞造成密封不良的情況，由于盾尾密封損壞而引起的事故也時有發(fā)生。國內(nèi)針對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行臨時處理，此方法并不能從根本上較好的解決盾尾滲漏問題，給施工安全以及施工質(zhì)量埋下隱患，帶來不良影響。以前在廣州、深圳等其他地鐵施工過程中曾有過更換一道盾尾刷來解決盾尾密封損壞的案例，然而粉砂層這種不良的地質(zhì)條件
2、下，一次性更換兩道盾尾刷的應用實踐目前國內(nèi)未見先例，缺少相關經(jīng)驗及參數(shù)。天津城建隧道股份有限公司在南京地鐵一號線南延線D1S-TA08標，勝太路站~百家湖站盾構區(qū)間施工過程中，為了解決盾尾滲漏問題，使盾構施工能夠安全順利完工，在地下粉砂層地質(zhì)條件下成功更換了2道盾尾刷。取得了“在粉砂層地質(zhì)中更換盾尾刷技術研究與應用”這一國內(nèi)領先的學術成果，同時，形成了粉砂層地質(zhì)中更換盾尾刷施工工法。由于在地下水封堵隔離、盾尾刷更換施工等方面技術先進、操作簡單、投入相對較少，故有較高的的社會效益和經(jīng)濟效益。2.工法特
3、點2.1采用在研究地質(zhì)報告的基礎上，分析盾構施工所出渣土的方法確定更換盾尾刷的位置，用相對簡單直觀的方法滿足了施工要求。2.2通過對拼裝機、管片尺寸等的計算，確定出更換盾尾刷時千斤頂?shù)耐七M行程，在滿足了拼裝、拆卸管片施工要求的同時，也確保了施工的安全、質(zhì)量及施工進度。2.3在隧道內(nèi)主要采用注漿止水的方法并配合土倉注膨潤土漿，盾構機殼體、盾尾附近注聚氨酯等方法進行地下水封堵隔離及盾構機周圍土層的加固改良，滿足了盾尾刷更換施工時的止水效果和施工安全的要求，節(jié)約了成本。2.4利用盾尾刷更換施工技術能快速有
4、效地完成盾尾刷更換，很好的解決了盾尾滲漏問題，起到保護道路、管線以及沿線既有建筑物的作用，減少了盾構施工對環(huán)境的影響。103.適用范圍隧道區(qū)間較長、沿線建（構）筑物較多、砂性地層構造、富水條件下的盾構施工。4.工藝原理更換盾尾刷施工采用地下盾構機內(nèi)直接更換的施工方法，施工經(jīng)過：尾刷更換施工位置選擇的確定；更換施工過程中千斤頂推進行程確定及管片拼裝機臂的加長；盾構機周圍地下水封堵隔離施工；更換盾尾刷施工4個步驟。其中：1)通過現(xiàn)場對盾構機所出渣土及地質(zhì)報告的研究，確定盾尾刷更換施工位置，充分研究此位置
5、需要水文地質(zhì)情況，制定有針對性的技術措施，盡可能的滿足盾尾刷更換施工的安全要求。2)為了滿足盾尾刷更換施工的要求，通過精心計算與研究盾構機設計圖紙后，確定千斤頂?shù)耐七M行程。更換盾尾刷施工時，利用自制的拼裝機加長臂拆卸管片，這樣既可以暴露2道需要更換的盾尾刷，同時也不會將第3道盾尾刷暴露。3)根據(jù)粉砂層的地質(zhì)情況，有針對性的采取注漿法（水泥-水玻璃雙液漿）進行地下水的封堵隔離，并配合土倉注膨潤土漿、盾構機機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，同時也為盾尾刷更換施工后盾構機
6、的再次啟動掘進做好了準備工作。4)在確認注漿止水封堵效果后，開始進行盾尾刷的更換施工。首先，利用拼裝機加長臂拆卸掉需要盾尾刷位置的管片。其次，清除此位置盾尾刷之間密封槽內(nèi)的廢油脂與漿液。對盾尾刷進行檢查，對磨損嚴重的盾尾刷分段割除并更換；對磨損較輕只是被漿液固結的盾尾刷進行清理。然后，對盾尾刷和盾尾刷之間的密封槽重新涂抹盾尾密封油脂。最后，利用加長臂拼裝管片，當所有管片拼裝到位時，20個千斤頂同時加力,反復緊固整環(huán)所有螺栓。5.施工工藝流程及操作要點5.1盾尾刷更換位置的選擇根據(jù)工程實際地質(zhì)及工程條
7、件，更換盾尾刷施工前需要重點分析盾構施工所出渣土，確定盾尾刷更換位置，主要包括以下兩個方面內(nèi)容：1）盾尾密封更換盡量避免在軟土地層更換，因為在盾構機自重的作用下，容易發(fā)生低頭，一旦發(fā)生盾構機低頭就較難處理。2）盾尾刷更換位置盡量避開地下水豐富的區(qū)域。5.2盾尾刷更換時的千斤頂行程的確定及管片拼裝機臂的加長5.2.1盾尾刷更換時千斤頂行程的確定10本工法通過研究盾構機的尺寸，千斤頂?shù)拈L度，3道盾尾刷的尺寸、位置，管片拼裝機的作業(yè)距離及范圍，來確定千斤頂推進行程及管片拆除拼裝的方法。針對不同廠家型號的盾
8、構機，其千斤頂推進行程的計算結果將不同。圖5.2.1千斤頂推進位置示意圖5.2.2管片拼裝機臂的加長如果管片拼裝機不能滿足要求時，需要自制管片臨時加長臂。加長臂根據(jù)設備的結構和空間尺寸的具體情況進行有針對性的設計，充分考慮加長臂受力情況、剛度、尺寸等，不但要求其能保證輕巧方便拆、裝管片，還要求其能滿足做夠的強度要求。5.2.2拼裝機加長臂示意圖5.3地下水封堵隔離施工5.3.1土倉注澎潤土為了防止加固的漿液流入刀盤及土倉將刀盤包裹住，從而影響盾構機的再次啟動掘進施工，
