王伟伟

摘 要：随着中国隧道技术的不断发展，盾构隧道开挖技术日益普及，盾构隧道尾油防水密封技术尤为重要，因为防水密封技术不在现场，将直接影响盾隧道工程的质量，不仅会怀疑中国隧道工程的发展水平，而且会严重威胁行人的人身安全和人身安全，这表明对隧道工程的分析和研究盾构隧道尾部防水密封和盾尾密封对提高盾构隧道工程质量具有重要意义。本文主要分析大直径泥水盾构盾尾密封失效原因及应对措施。

关键词：泥水盾构;盾尾刷;盾尾间隙

引言

针对导致盾尾密封失效的因素，应从盾构生产到进场拼装，从掘进参数到油脂质量把控等多个方面采取具体的控制措施，以保证盾尾密封安全。为以后大直径泥水盾构隧道项目施工提供参考和借鉴。

1、盾尾密封技术概述

盾构隧道主要通过盾构机械开挖，拼装并预定混凝土隧道管片，通过不断的挖掘与拼装形成隧道，在隧道盾构道具中，适当的管道位于盾构机械外，在此过程中，护罩结构在管板上起到了一定的保护作用，因此护罩与管板之间存在一定的间隙，密封设备必须安装在管板的外墙和护罩末端之间。土地防止密封渗透时间隙填补，从而促进盾构的正常挖掘。护罩尾部密封技术主要包括盾构尾部密封装置和护罩尾部密封脂肪密封原理两部分。初盾尾密封主要采用橡胶材质的密封件，利用盾尾盾壳钢板断面将橡胶件进行压密止水，密封压密需要橡胶件具有较强的耐磨性，，这种密封工艺效果不好，顺序要加强密封效果，目前，大部分护罩尾部密封技术采用弹簧钢皮，并使用钢丝刷填充脂肪来密封护罩尾部。护罩尾部脂肪在密封技术中可起到良好的密封和润滑作用，不仅能够保护盾尾密封材料弹簧钢片和钢丝刷，而且能有效避免覆盖层浆料流动，让底部隧道畅通。护罩尾部密封润滑剂的密封原理主要是指在屏蔽挖掘前对施陶尔克瓦清洗润滑剂，润滑剂粘度大，可附在纱井上，具有良好的密封效果。

2、盾尾密封影响因素分析

2.1设计与制造

盾构机设计制造期间，盾尾的间隙设计不满足隧道施工，尤其是在小转弯隧道施工盾尾左右间隙难以控制，极易出现单侧间隙过小，盾尾刷前部保护板出现磨损或者挤压断裂等;盾尾制造期间由于需要同时预埋注浆管路，可能会造成盾尾油脂[8]注入孔分布不均匀，后期在掘进施工过程中，部分位置油脂注入量过小，将会出现盾尾刷磨损;盾尾钢结构薄弱，夹层位置未增加肋板进行加固，掘进施工过程中一旦遭遇基岩突起极易出现盾尾变形，将导致盾尾泄露。

2.2现场组装

1）始发时盾尾的圆度。新造盾构机一般会经过陆运、水运至隧道施工场地，到组装完成，盾尾一般经过3次以上倒运吊装，组装完成后会发生不同程度的形变（盾尾圆度误差允许3cm以内），导致盾尾间隙不均匀，变形点会形成盾尾密封薄弱点。2）盾尾刷的质量及安装工艺。盾尾刷主要由保护板、钢丝刷、压紧板、基座板四部分组成，如图1所示，由于盾构施工环境复杂，所以对盾尾刷各部分的设计尺寸、基础材质、制作工艺等都会有严格的要求，当其中一项或几项达不到要求时，盾尾密封效果将直接受到影响。3）钢板束及止浆板的选择。钢板束及止浆板主要为螺栓式连接，安装时的搭接顺序，接头个数及位置是否达到标准，若钢板束的厚度及选型过于薄弱，在盾构同步注浆、二次注浆时浆液会流窜到最后一道密封油脂腔内，造成盾尾刷的损坏。

2.3盾构掘进施工期间

1）管片拼装质量。管片拼装时，会不可避免的产生一些错台，导致成环管片的外弧面不平整，将会加剧盾尾刷磨损、变形，也同时消耗更多油脂，极易出现盾尾渗透现象。2）姿态控制。隧道设计轴线中含有小曲率转弯段，大坡度段等，并且地层中含砂率较高，固结效果差。在该线路掘进时，盾构姿态较难控制，对应盾尾间隙也较差[12]。若盾尾间隙过小，就会对盾构刷造成永久性损坏。3）油脂注入量。盾尾油脂的注入量是盾尾密封的保证，在正常掘进过程中，要保证油脂注入量足够，并且保证均匀，饱满。掘进速度较快，但油脂注入量较少，就会导致砂浆及外部的泥沙进入油脂腔，影响密封效果，也会对盾尾刷造成磨损。一旦盾尾油脂注入量不足，极易发生大面积的水及泥沙进入盾尾，对盾尾刷造成永久性的损伤。4）盾尾清理。在管片拼装过程中，下部的盾尾一般会有一些泥沙等垃圾，在清理不到位的时候，会使盾尾的部分泥沙随着推进进入油脂腔，对盾尾刷造成损坏。

3、盾尾密封渗漏控制措施

3.1管片选择和安装

1）为避免管件安装错误，在选择管件时应遵循“小偏差修正”的基本原则。2）管件的选取和安装应根据管道打开前的标识进行，模型和质量应符合设计要求。3）安装套管时，应严格按照规范进行安装。

3.2管片上浮预防及治理措施

1）选择适当的同步肥比，及时在管板背面进行二级地板处理。2）控制盾构机姿态盾构机的过度蛇行运动，必然会引起偏差的频繁修正，这是管表面功率不均的过程。因此，应控制屏蔽挖掘器的比例，使其沿着隧道中心移动一点。盾构隧道水平位置和通道轴线标高的允许偏差为50mm。发现偏差时，应逐步纠正，不应迅速或大幅纠正偏差，以避免管子环形表面人为出现严重的力不平衡现象。3）根据统计，控制护罩的通过率，适当控制护罩的步速，确保隔板尾部形成时的空间容量与纸浆量之间的平衡，尝试为了避免地下水雾气稀释，降低糞肥性能。同时，同时，每天的掘进进尺应控制在6～8环，使雾气可以完全凝固和稳定。4）为避免限制管限，对护罩机、管板姿态进行调整，根据管上的浮积，及时调整管板装配位置或调整护罩机姿态。

3.3保证盾尾密封油脂的质量

密封润滑脂的填充量多充分填充钢丝倾斜刷间隙，防止泥浆和沙渗透到钢丝倾斜刷间隙并显示填充，因为大量钢丝刷在管板压缩下，造成弹性变形，使钢丝表面倾斜刷靠近管板。在推进过程中，钢丝倾斜刷的尾部与管片相比推进，导致磨损，直到损坏失败。增加机油量，选择高质量的密封润滑脂，以减少尾部倾斜刷与管板之间的摩擦，延长尾部倾斜刷的使用寿命。

3.4盾尾密封保护措施

1）在水压高、成形渗透性高的情况下，盾尾压力高于深埋在隧道中的泥浆和水压。2）在盾构机端部设置3道密封刷，将钢板弹簧和钢丝刷集成在一起，并将钢弹簧和线刷调节为氟化树脂锈阻抑制剂。3）选择高品质的润滑剂，并不断用板的末端刷油。4）避免同步灌浆，继发性脊柱填充损伤史陶尔克瓦。5）为保证盾构机密封性，管片拼装过程中应注意控制盾尾间隙。

3.5盾尾发生泄漏的控制措施

1）护盾施工工作面配有灌浆织物、木材、棉纱、麻绳等应急材料，对盾构尾部的漏点进行密封。浆体发生泄漏后，连续泵送盾尾油脂封堵，同时现场工作人员用海绵握住泥浆泄漏进行密封，防止雾与泥浆之间的粪肥进一步从地面存在。2）在施工过程中应不断倒出尾部密封脂肪。在溶液泄漏的情况下，隧道必须停止并泵入护罩尾部密封，直到拍摄完成，隧道仍在建造。管片出盘端后，用快速凝固的双液体浆料填充管板的外层。3）应加强管道质量，防止支气管，确保隧道横断面无严重渗漏。

结束语

在施工阶段和隧道工程使用前阶段，往往存在漏水、雾漏、渗泥等设计风险，一方面影响隧道工程质量，另一方面，触及以后正常使用隧道。目前隧道施工中使用的总机避免了以往隧道施工中的缺陷，但该方法在施工阶段存在诸多风险源，因此应特别注意所有环节的质量控制，特别是控制护罩尾部防水密封和护罩尾部密封脂肪。

参考文献：

[1]严振林，郭京波.盾尾密封油脂性能评价方法研究[J].石家庄铁道大学学报（自然科学版），2018（04）.

[2]李胜新，刘广仁，张平.盾构法隧道掘进中盾尾密封涌水涌砂防治技术[J].石油工程建设，2018（02）.

[3]杜建华，彭彦彬，杜立峰，屈彦玲.盾构掘进施工中盾构机盾尾密封更换关键技术研究[J].铁道建筑，2018（03）