盾构机更换盾尾刷施工作业指导书
特大盾构盾尾刷更换
①2
人工填土 江底淤泥
①3
②3
③1
④
灰黄色 灰色 灰色淤泥质 灰色淤泥质 砂质粉土 砂质粉土 粉质粘土 粘土
江中泵房 （共2处）
加固区 （共2处）
⑤1
⑤2
⑤3
⑤3t ⑦1-1 ⑦1-2
灰色 粘土
灰色
灰色
灰色
灰色
灰色
粘质粉土 粉质粘土 粘质粉土 粘质粉土 砂质粉土
⑦2f
灰色 粉细砂
盾尾设备一览
盾尾钢板刷
脂冻胀力作用下的安全状态。
冻结施工——检测内容、传感器布置及监测数据的作用
管片温度 在特殊环管片中工作冻结管的前后（在盾构前进方向上）一定距离位置
布置环向测温电缆，以监测管片外表面和管片厚度方向上的温度分布。测 温电缆布置在特殊环管片中预埋的Φ32测温管、第一环预埋冻结管（在更 换2道钢丝刷的情况下）或第三环冻结管（在更换3道钢丝刷的情况下）中， 测点沿管片外表圆周方向和厚度方向分别布置。
冻土帷幕发展厚度（m）
路径1-1方向
路径2-2方向
0.7
1.05
0.85
1.3
1.05
1.5
1.25
1.7
1.5
1.9
按最低－30℃的盐水冻结，5天盐水温度降至－20℃，20天降至－30℃， 冻结10天和16天时关键断面（路径1－1方向）冻土帷幕厚度分别达到 0.7m和0.85m，盾壳上冻土轴向覆盖范围分别为1.05m和1.3m，平均温度 分别约－8℃和－12℃。若继续冻结，冻土帷幕厚度将继续增加，其平均
围不得小于设计冻结壁边界外2m 。 2．保温应采用导热系数和吸水率小、阻燃性好的保温材料，
可采用聚氨酯、聚苯乙烯泡沫等保温材料，保温层厚度不应小于 30mm 。
浅谈盾构掘进过程盾尾刷损坏原因分析及更换注意事项 范星星
浅谈盾构掘进过程盾尾刷损坏原因分析及更换注意事项范星星摘要：盾构机的盾尾刷为钢丝毛刷，掘进时会受到管片的挤压，在掘进一段距离之后，被注入的砂浆凝固，润滑下降，钢丝刷与管片之间变成刚性接触，在管片拉扯作用力下加速盾尾刷密封损坏，失去密封作用，地下泥水、注入的砂浆会通过盾尾间隙流入盾体，不但给盾构工作带来不便，不能保证注浆效果，造成脱出盾尾的管片位移变形、地层下沉。
本文总结盾尾刷更换的施工过程，希望能有一定借鉴作用。
关键词：盾尾刷损坏更换1、工程概况1.1 项目内容本段电缆隧道南起220千伏某电站，沿后窖村内规划道路由东向西与广州大道南相交，此后沿广州大道南由南向北，途经广州大道后窖大桥、广州大道车行隧道从及上涌中桥，最终在客村与广州大道南交汇处。
线路总长为3090.90m，最小曲线半径为350m，最大坡度19.774‰，隧道埋深约为13~21.6m。
1.2 工程、水文地质本隧道工程场地范围内主要土层从上至下分别为：人工填土、淤泥质土、粉细砂、粉质粘土、中砂、淤泥、粉质粘土、全风化基岩、中风化粉砂岩。
盾构隧道洞身位于强~中风化岩层，该岩层岩质较坚硬，盾构施工侧壁能自稳；洞顶主要为粉质粘土、淤泥质土、中粗砂；洞底主要为中~微风化岩薄，该岩层岩质较坚硬，盾构施工侧壁能自稳。
本工程地下分别为上层滞水，水量较低；第二类型潜水，赋存于(2-2)层粉砂、(4)层粉细砂中，具有微承压性，含水量较丰富。
其地下混合水位埋深在0.80m~4.10m之间，地下混合水位标高在3.59m～8.24m。
2、盾尾刷损坏情况及原因分析盾构机掘进至507环时，管片出现漏浆，经初步分析断定，是由于盾尾刷损坏导致的漏浆，对管片进行拆除，进一步确认盾尾刷损坏引起漏浆（见图1、图2）；2.1损坏情况及原因分析如下：2.1.1盾尾刷变形、磨损在盾构掘进过程中，盾尾刷与管片间长时间的磨擦，造成盾尾刷变形、严重磨损。
2.1.2盾尾刷钢丝掉落管片组装时，由于千斤顶收缩，很易导致盾构机后退,造成盾尾刷刷毛与管片间发生方向相反的运动,使盾尾刷内的钢丝掉落。
盾构机更换盾尾刷施工作业指导书
盾构机更换盾尾刷施工作业指导书一、编制目的明确盾构施工中更换盾尾刷作业工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范更换盾尾刷作业施工，保障操作人员安全和更换盾尾刷作业的有序进行，满足盾构施工设计和规范要求。
二、编制依据（1）盾构机图纸，盾构机使用维护技术文件；（2）其它相关技术文件及图纸等。
三、适用范围本作业指导书适用于本标段盾构施工中更换盾尾刷的施工操作。
四、施工方法及要点盾尾密封刷位于盾构主机的尾部，与管片紧密接触，主要起着防止水、泥浆等沿着管片背部流进盾构内部的密封作用，是防止盾尾发生涌沙、涌泥的关键密封措施。
密封刷的使用寿命跟注脂及管片姿态关系紧密，如正常使用，寿命一般为2000m盾构掘进，超出这个距离，密封刷将可能失效，造成盾尾漏水、漏浆，进而严重影响管片的安装和注浆效果。
4.1更换密封刷的准备（1）更换盾尾密封刷，首先需要选择一段地下水较少且稳定的地层；如没有合适地层，应通过相应的地层加固、止水措施，达到可以更换盾尾密封刷的条件。
同时密切关注地下水量的变化；（2）准备足够数量的密封刷，保证更换过程中密封刷的供应；（3）为防止盾尾密封刷更换过程中出现漏水、冒泥等情况影响盾尾密封刷的割除和焊接，在掘进停止后，需通过倒数第2、3环管片的注浆孔（吊装孔）向管片背后注入双液浆。
（4）在更换盾尾刷前召集所有参与施工人员进行技术交底、安全交底。
对更换盾尾刷过程中需要注意的问题及可能出现的特殊情况进行讲解。
4.2更换盾尾刷施工步骤及措施（1）在盾构机掘进到合适地段，当油缸伸出量为2150mm时，此时尾盾露出加强环；图4-1尾盾露出加强环示意图（2）在倒第2、3环管片的注浆孔处向管片背后注入双液浆，并保证二次注浆效果；（3）达到止水效果后，先重新紧固倒数第1环与倒数第2环管片的连接螺栓。
在管片安装模式下，利用管片安装机将事先准备好的长度800mm的20个撑垫安放于管片与推进油缸之间，手动将每个油缸都抵紧撑垫，利用推进油缸向前顶推盾构掘进700mm，此时露出两道盾尾刷；图4-2 20个撑垫布置示意图图4-3 露出两道盾尾刷示意图（4）移动并伸出管片安装机抓举头，将点位①处的撑垫固定在安装机上，缩回点位①处的推进油缸，拆除点位①的撑垫，同理拆除点位②的撑垫；（5）将密封刷及沟槽上的油脂、砂浆等清除干净，再开始割除尾刷。
34--富水砂性土洞内更换盾尾刷施工工法
富水砂性土洞内更换盾尾刷施工工法中铁十七局集团有限公司周明军经伟平范俊郑常文饶林刘浩然1、前言在富水砂性不良地质条件下进行盾构施工，特别是在长距离小半径曲线掘进时，盾尾间隙单侧较小，盾尾刷长期受管片外弧面磨损，对盾尾刷钢丝磨损极其严重，直接影响盾尾密封效果。
或者是由于盾尾密封油脂加注量不足、盾构机姿态调整过猛等原因，致使盾尾密封刷损坏，影响到盾尾密封效果，产生同步注浆泄露，从而造成到整个盾构推进施工地面沉降加大。
国内针对盾尾密封损坏的情况主要采取管片间隙填塞海绵条等填充物、增加盾尾密封油脂注入量及管片额外加贴防水材料等方法进行临时处理，此方法并不能从根本上较好的解决盾尾渗漏问题，给施工安全以及施工质量埋下隐患，带来不良影响。
为了不影响盾构机的正常掘进，确保同步注浆量及注浆压力，控制地表沉降，盾构机洞内更换盾尾刷技术就有了很大的作用。
2、工法特点2.0.1根据盾尾密封失效时盾尾渗漏水、浆的位置和渗漏量的大小来确定盾尾刷的损坏部位和损坏情况，从而确定所需更换盾尾刷的数量及需要的时间，进行合理安排。
2.0.2通过对拼装机、管片尺寸等的计算，确定出更换盾尾刷时千斤顶的推进行程，在满足了拼装、拆卸管片施工要求的同时，也确保了施工的安全、质量及施工进度。
2.0.3在隧道内主要采用加大同步注浆量及盾尾3～4环二次注浆，盾构机壳体、盾尾附近注聚氨酯等方法进行地下水封堵隔离及盾构机周围土层的加固改良，满足了盾尾刷更换施工时的止水效果和施工安全的要求。
2.0.4利用盾尾刷更换施工技术能快速有效地完成盾尾刷更换，很好的解决了盾尾渗漏问题，起到保护道路、管线以及沿线既有构建筑物的作用，减少了盾构施工对环境的影响。
3、适用范围富水、砂性土、粘性土软土地层盾构法施工。
4、工艺原理更换盾尾刷施工采用洞内直接更换的施工方法，施工经过：盾尾刷更换施工位置选择的确定；盾构机周围地下水封堵隔离施工；推进及部分管片安装；更换盾尾刷施工4个步骤。
盾尾刷更换
2.更换尾刷施工步骤及措施 第一步：首先将839环与838环之间纵向螺栓的连接进行复紧。 第二步：盾构机推进至最后一环时拼装5块管片，封顶块不进行拼装在推进最 大约650mm左右时（推进油缸全部缩回距第一道尾刷大约为2150mm）派专人观察 封顶块位置，直至完全露出第一道盾尾钢刷后立即停止掘进。详见下图
（3）向土仓内注入适当浓度的膨润土浆液，在停机更换盾尾刷之前逐步的
收回交接并开启中盾上的四路超前注浆管向盾体周围注入适当浓度的膨润土浆液 起到土体与盾体之间的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ滑作用，以防止在停机时间过长导致盾体被卡住。
（4）对施工人员及盾构司机进行交底培训，确保在停机期间24小时人员在操 作室进行值班，刀盘每2小时转动一次防止刀盘被土体卡住，土压过低时向舱内 注入膨润土浆液，确保土仓压力及掌子面的稳定性。
四、劳动组织 在施工更换盾构钢刷的期间，要求工序衔接流畅合理安排劳动人员
施工时间，尽量减少停机时间。
五、机械设备及材料 在施工更换盾构钢刷的期间，要求机械设备配备充足，以保证施工快速有
效进行。
六、应急预案 1.风险分析 （1）结构地质虽然稳定，地层中存在一定数量的圆砾，渗水仍较大，存 在着漏水的可能与风险； （2）管片拆卸时，如何拆卸，如何吊运，在施工中如何进行更好的控制 ，这将是我们更换盾尾刷的关键所在，也是难点所在； （3）在更换盾体顶上的盾尾刷时，将要进行高空作业，怎样增加高空作 业的安全性，降低风险，也是我们必须考虑的； （4）盾尾刷更换时，必须进行动火作业，如何保证动火作业时，盾构机 的配件不会受到损伤，保证设备的完好率，也是我们在施工时要特别注意的 ； 二）确保更换盾尾刷安全措施 1、盾尾处进行人工多次注浆，范围从824环829环、834环分别向盾构掘 进方向注双液浆。现场技术人员要对注浆质量进行控制，尾盾处注入量以注 入压力0.35Mpa～0.4Mpa控制，将盾尾与原土层完全加固，防止有浆液窜出， 确保更换盾尾刷时的安全，并在盾尾底部配备2台水泵，随时准备抽水；准备 .海棉、聚氨脂材料准备到位，一旦浆液窜出，立即采用海面正面封堵，聚氨 酯在838（倒数第二环）环管片背后注入封堵漏水。 2、安装840环管片时，将封顶块放置在下方位置处，便于方便观察尾刷 位置，并且在B块管片及处在180°上方的A管片用拼装负环时方式采用L钢板 焊接在盾体上将管片固定住，需要拆除管片前再将L钢板进行割除。
4-2-6标盾尾刷洞内更换(换一道)要点
武汉市轨道交通四号线二期工程土建第六标段（十里铺～七里庙区间）盾尾刷洞内更换施工方案编制：审核：武汉市轨道交通四号线二期六标项目经理部二Ｏ一三年八月目录一、工程概况.............................................................................. - 3 -二、地质概况.............................................................................. - 3 -三、水文概况.............................................................................. - 4 -四、盾尾刷更换原因................................................................... - 5 -五、盾尾刷的破损位置及程度检查.............................................. - 5 -六、实施方案.............................................................................. - 6 -七、盾尾刷更换方案................................................................... - 7 -九、密封刷更换后的保护措施...................................................- 10 -十、安全保证措施.....................................................................- 11 - 十一、应急措施........................................................................- 11 -一、工程概况武汉市轨道交通四号线二期六标十里铺～七里庙区间由十里铺站出发以直线段前行，然后接曲线半径为1200m的曲线段，最后以直线段进入七里庙站。
地铁盾构尾刷的更换施工探讨
地铁盾构尾刷的更换施工探讨随着经济发展需要，我国地下隧道与地下空间工程得到快速发展，盾构法施工在城市地铁施工中普遍采用的一种施工方法。
广州是应用盾构法进行地铁施工的地区之一，广州地区地层多样、地质复杂，隧道穿越高楼、高架桥、重要建筑物等频繁，这给控制地面沉降带来了许多难题，也提出了更高的技术要求。
然而，作为控制地面沉降主要手段的同步注浆，却常常因为尾刷的损坏难以达到控制地面沉降的目的。
本文结合广州地铁某盾构二标工程实例，探讨如何在盾构施工中途进行盾构尾刷更换，以更好的控制地面沉降问题及加快施工进度。
2 工程概况2.1 工程概述广州地铁某线盾构二标盾构隧道包括A—B地和B—C地两个区间，隧道全长5115.5延米，为双孔圆形隧道。
沿线地处珠江海陆冲积平原，地势较为平坦，微向河流流向倾斜，线路经过江心洲并穿越珠江，然后基本与珠江平行延伸，地面标高5.16～8.50m。
2.2 掘进情况左线盾构机自ZDK5+198.382始发已掘进通过了283m全断面砂层及上软下硬地层和228.6m全断面岩层。
前期掘进及同步注浆工作顺利，到后期出现了比较严重的漏水漏浆现象，经分析确认为尾刷在掘进过程中严重损坏。
根据设计资料，此段隧道位于全断面硬岩，如果在盾构机掘进过程中不能及时对脱出盾尾的管片背后空隙进行注浆填充密实，很可能造成隧道结构上浮，甚至超限，因此更换盾构尾刷工作迫在眉睫。
2.3 停机部位周边地质及地面环境情况根据设计图纸，并且项目部曾通过开仓检查刀具的机会核实，该地段隧道洞身主要位于中、微风化岩层中，隧道洞顶覆盖厚度约3～4米的中、全风化岩层，地层较稳定。
据调查，盾构机停机部位上方地面主要为房屋建筑、高压电塔及道路。
其中盾尾刷上方对应地面位置为道路，刀盘前方对应地面位置为超市、盾尾后方对应地面位置为海角红楼围墙，具体如图2所示：3 尾刷更换施工的重难点3.1尾刷更换施工的重难点分析（1）由于地层在掘进过程中受扰动后，地层稳定性急剧下降，在已成环的盾构管片外形成透水通道，而盾构更换尾刷时，需将两道尾刷露出成环管片外，仅有一道已损坏的尾刷作封闭，很容易造成从盾尾处喷泥涌水等塌方事故。
长距离隧道复合盾构施工中洞内更换盾尾刷技术
·68·NO.12 2019( Cumulativety NO.48 )中国高新科技China High-tech 2019年第12期（总第48期）1 工程概况1.1 工程地理位置本段为汽车北站-流亭机场站区间，隧道设计起讫里程：K58+309.21～K60+344.255，全长约3036m。
本区间出汽车北站向北穿越双流高架路基段、变电所、白沙河、军事用地及机场用地，止于流亭机场。
区间分别在K58+765.510、K59+887.110、K60+65.610、K60+751.110处设置联络通道，在K59+372.150处设置区间风井兼泵站及联络通道。
1.2 盾构机概况汽流区间盾构施工选用2台CE6250复合式土压平衡盾构机。
刀盘开挖直径6280mm，采用6辐条复合式刀盘，刀盘开口率约33%。
主驱动形式为液压驱动，额定扭矩为5792kNm。
盾构机长度约85m，盾体及后配套拖车总重约500t。
最大推力为3989t，油缸行程2100mm。
1.3 盾尾刷工作原理该复合式土压平衡盾构机盾尾刷有2道道钢丝刷和1道钢板束组成的2个密封腔，2个密封腔通过注入盾尾油脂，保证同步注浆的砂浆不会从盾尾流入，而且防止地下水渗漏进入盾构机内部，如图1所示。
如果盾尾刷被破坏，将会影响工程安全、质量和施工进度，严重的情况下会产生地面的下沉的施工风险现象，因此盾尾刷磨损严重时必须进行更换。
图1 盾尾密封示意图1.4 施工现场情况汽流区间左线掘进过程中盾尾出现漏水漏浆，不仅造成材料浪费，且每一环掘进完成拼装管片前需要花费时间清理盾尾砂浆，影响施工安全、质量和进度。
虽然盾构机司机加大盾尾油脂密封的注入量，但是仍然有漏浆，且有少量盾尾油脂溢出。
经观察分析，盾尾多处盾尾刷磨损严重。
为确保后续施工安全质量，须将前两道尾刷整圈更换。
汽流区间左线拟定盾构机停机更换盾尾刷位置线型为直线，纵断面位置为5‰上坡，区间掘进范围地层为微风化安山岩，隧道拱顶以上约2.2m微风长距离隧道复合盾构施工中洞内更换盾尾刷技术赵 康（中铁二十局集团第四工程有限公司，山东 青岛 266061）摘要：以青岛市地铁1号线土建二标07工区为例，基于盾尾刷损坏原因确定更换方案，并详细总结了复合式土压平衡盾构机掘进过程中更换盾尾刷的技术经验。
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盾构机更换盾尾刷施工作业指导书
一、编制目的
明确盾构施工中更换盾尾刷作业工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范更换盾尾刷作业施工，保障操作人员安全和更换盾尾刷作业的有序进行，满足盾构施工设计和规范要求。
二、编制依据
（1）盾构机图纸，盾构机使用维护技术文件；
（2）其它相关技术文件及图纸等。
三、适用范围
本作业指导书适用于本标段盾构施工中更换盾尾刷的施工操作。
四、施工方法及要点
盾尾密封刷位于盾构主机的尾部，与管片紧密接触，主要起着防止水、泥浆等沿着管片背部流进盾构内部的密封作用，是防止盾尾发生涌沙、涌泥的关键密封措施。
密封刷的使用寿命跟注脂及管片姿态关系紧密，如正常使用，寿命一般为2000m，盾构掘进超出这个距离，密封刷将可能失效，造价人才网造成盾尾漏水、漏浆，进而严重影响管片的安装和注浆效果。
4.1更换密封刷的准备
（1）更换盾尾密封刷，首先需要选择一段地下水较少且稳定的地层；如没有合适地层，应通过相应的地层加固、止水措施，达到可以更换盾尾密封刷的条件。
同时密切关注地下水量的变化；
（2）准备足够数量的密封刷，保证更换过程中密封刷的供应；
（3）为防止盾尾密封刷更换过程中出现漏水、冒泥等情况影响盾尾密封刷的割除和焊接，在掘进停止后，需通过倒数第2、3环管片的注浆孔（吊装孔）向管片背后注入双液浆。
（4）在更换盾尾刷前召集所有参与施工人员进行技术交底、安全交底。
对更换盾尾刷过程中需要注意的问题及可能监理工程师论坛出现的特殊情况进行讲解。
4.2更换盾尾刷施工步骤及措施
（1）在盾构机掘进到合适地段，当油缸伸出量为2150mm时，此时尾盾露出加强环；
图4-1尾盾露出加强环示意图
（2）在倒数第2、3环管片的注浆孔处向管片背后注入双液浆，并保证二次注浆效果；
（3）达到止水效果后，先重新紧固倒数第1环与倒数第2环管片的连接螺栓。
在管片安装模式下，利用管片安装机将事先准备好的长度800mm的20个撑垫安放于管片与推进油缸之间，手动将每个油缸都抵紧撑垫，利用推进油缸向前顶推盾构掘进700mm，此时露出两道盾尾刷；
图4-2 20个撑垫布置示意图
图4-3 露出两道盾尾刷示意图
（4）移动并伸出管片安装机抓举头，将点位①处的撑垫固定在安装机上，缩回点位①处的推进油缸，拆除点位①的撑垫，同理拆除点位②的撑垫；
（5）将密封刷及沟槽上的油脂、砂浆等清除干净，再开始割除尾刷。
然后将尾刷割除的疤痕打磨平整，再开始焊接新的密封刷。
焊完后，在新密封刷上涂抹盾尾密封油
脂；
（6）利用管片安装机安装点位①和②处的撑垫，将点位①和②处的推进油缸将点位①和②处的撑垫顶紧，然后拆除点位③和④处的撑垫；
（7）重复步骤（5），更换新的密封刷，然后按照上述步骤顺次更换其余密封刷（每次只拆除相邻两个点位的撑垫）；
（8）按照管片安装位置拆除对应位置的撑垫，装上管片，待所有管片安装完成、且管片螺栓上紧后，开始对盾尾加注油脂，注脂量要达到填满沟槽为止。
当油脂仓油压达到10bar以上时取出土仓内水泵、关闭土仓人闸，恢复正常掘进。
正常掘进时应当注意同步注浆压力不得超过3.0bar，以免击穿盾尾，再次造成盾尾刷损坏。
五、劳动准备
表5-1 人员安排表
六、机械设备
表6-1 机械设备表
七、质量要求
（1）防止掌子面坍塌；
（2）防止盾尾大量涌水；
（3）防止火灾；换盾尾刷需要进行大量切割、焊接工作，而工作环境有大量油脂存在，极可能引起火灾；
（4）防止高处坠落；由于隧道较高，人员在高处作业可能有风险；
八、注意事项
8.1 掌子面坍塌；
开仓前根据出碴岩样进行分析判断是否与勘察资料相符合，满足开仓要求。
（1）一旦开仓后出现掌子面坍塌应立即关闭土仓人闸。
（2）对刀盘附近地表进行持续监测，如果地表出现沉降异常，应立即封闭沉降区地表，再进行其他加固处理。
（3）观察盾尾是否出现漏水现象，如果盾尾漏水较大，则采用棉絮堵塞漏水点，并注聚氨酯。
8.2 盾尾大量涌水
如果发现盾尾大量涌水，应分析水源。
若水是由掌子面涌来应先查看掌子面是否坍塌或土仓内积水是否在抽排；若掌子面坍塌则在堵塞盾尾漏水点同时按第1条进行应急处理；若水积水没有及时抽排则立即启动螺旋机排水，再用水泵抽排土仓积水。
若水是由盾尾后方涌来，应立即用棉絮堵塞漏水点，并埋入注浆软管，注入聚氨酯。
8.3火灾
在动火或电焊前必须在工作区附近配置足够的灭火器，灭火器选择ABC干粉灭火器。
一旦发生火灾立即停止焊接或切割，关闭设备电源，用灭火器灭火，禁止用水灭火。
8.4 高处坠落
人员在高空作业时必须按规范要求佩戴安全帽、安全带。
作业平台必须经安全员检查合格方可使用。
一旦人员从高处坠落，应立即进行止血，并立即送到地面由项目部安排送医院救治。