对于泥水平衡盾构机盾尾渗漏原因及措施分析
泥水平衡盾构机盾尾渗漏原因分析及预防措施

泥水平衡盾构机盾尾渗漏原因分析及预防措施摘要:在地铁隧道盾构法施工中,若地下水、泥浆、注入管片后的双液浆、盾尾油脂等通过盾尾与其内安装的管片之间的缝隙渗入盾构机体内,就会给盾构掘进施工带来不便,文中根据施工实践分析其原因及预防方法。
关键词:泥水盾构;盾尾渗漏;地铁;施工1概述广州市轨道交通三号线某盾构区间隧道工程,采用2台泥水平衡式盾构机进行施工,其基本原理是通过支撑环前面装置隔板的泥水舱中注入适当压力的泥浆使其在开挖面形成泥膜,支承正面土体,并由安装在正面的大刀盘切削土体表层泥膜,与泥水混合后,形成高密度泥浆,然后由泥浆泵及管道把泥浆输送到地面处理。
在泥水舱内和掌子面间建立泥水平衡是泥水盾构机掘进的根本要求,另外由于盾构掘进过程中,采用管片背填双液同步注浆方式来填充管片与围岩的间隙,从而达到减小地层沉降,限制管片位移和变形,提高结构稳定性,加强隧道防水性能的目的。
因此,若盾尾发生渗漏,就会破坏泥水平衡和注浆质量,并污染盾构管片安装的工作面,给管片安装造成不便,严重影响盾构的正常掘进。
本工程盾构区间左右线掘进中就曾多次发生渗漏、窜浆现象,严重影响到施工进度,经仔细认真的分析和查找原因,制定切实可行的办法,有效解决和预防盾尾渗漏问题,保证了工程的顺利进行。
2盾尾渗漏原因分析及预防措施2.1管片组装⑴管片变形:管片拼装后要求形成一个标准的圆,管片之间采用错缝拼装,但由于操作不熟练而往往拼装成椭圆形,实际施工中由于自重等因素影响,横向椭圆较为多见,这就增大了管片之间止水条外缘纵缝的宽度(理论设计值为6mm),实际在管片拼装过程中将出现两腰的管环之间的外缘纵缝开口度d>6mm,上下部纵缝d<6mm。
在盾构机掘进一环至1.4m左右时,尾刷末端正好到达上一环管片,此时尾刷就正处在该环管片上,由于注浆压力和泥水压力都较大,而纵缝开口度d>6mm,纵缝处的油脂无法承受浆液和泥水的压力,就形成一个渗漏通道,造成盾尾渗漏。
盾构隧道渗漏原因分析及措施

盾构隧道渗漏原因分析及措施盾构隧道渗漏是指在盾构施工过程中,地下水或地下水压力进入隧道内部,导致隧道破坏或工程质量下降的现象。
下面将对盾构隧道渗漏的原因进行分析,并提出相应的措施。
盾构隧道渗漏的原因可以归结为以下几点:1.施工过程中未能有效地封堵水源。
在盾构施工中,如果对盾构机前方的土层未能有效封堵,地下水就会顺着盾构机的开挖面进入隧道内部,形成渗漏。
这可能是因为施工过程中未能及时掌握地下水的含水层深度或未能采取适当的封堵措施所导致的。
2.隧道地质条件复杂。
地下水的渗漏问题在很大程度上取决于地质条件。
如果盾构隧道经过的地区地质条件复杂,存在多层含水层或者有裂隙带,就很容易导致地下水大量渗透到隧道中,形成渗漏。
3.施工过程中未能及时排除渗漏水。
在施工过程中,如果未能及时将渗漏水排出,就会导致隧道内部水压增大,加剧渗漏。
这可能是因为施工人员对渗漏处理方法不熟悉,或者设备故障等原因所致。
对于盾构隧道渗漏问题,可以采取以下措施:1.加强勘察设计。
在盾构隧道施工前,需要对地质条件进行详细的勘察,并根据勘察结果合理设计盾构隧道的封堵措施。
通过加强勘察设计,可以减少地下水进入隧道的可能性。
2.改进施工工艺。
在盾构机施工过程中,应根据地下水的含水层深度和压力合理设置封堵措施。
需要加强对盾构机的检修和维护,确保其正常运行。
还可以采取隔水帷幕等技术手段,在开挖面周围形成有效的隔水层,防止地下水渗漏。
3.健全渗漏处理机制。
在施工过程中,需要建立健全的渗漏处理机制。
一旦发现渗漏,施工人员应及时排除渗漏水,并采取补救措施,以防止隧道质量下降。
需要加强对施工人员的培训,提高其渗漏处理的技能。
盾构隧道渗漏问题对工程质量和安全性产生重要影响。
在施工过程中,应加强勘察设计,改进施工工艺,并健全渗漏处理机制,以减少渗漏的发生,保证盾构隧道的质量和安全。
土压平衡盾构机盾尾渗漏原因分析及预防措施

土压平衡盾构机盾尾渗漏原因分析及预防措施摘要:随着社会经济的不断发展和进步,科学技术的发展也得到了飞跃。
城市作为人类生活的空间,交通设施建设的重要性也就不言而喻了,城市的飞速发展及现代化,隧道在城市中的建设施工也越来越多。
而在隧道盾构法的施工过程中,如果土压平衡盾构机发生了地下水、泥浆、油脂等污物渗漏的情况,必然会对施工中的掘进工作带来不良的影响,极大地影响盾构施工进度,特别是这些污物如果通过盾尾和隧道中安装的管片间间隙的泄漏,必然会对隧道盾构机的施工安全和使用寿命造成极大的威胁。
不仅如此,盾尾渗漏的现象还会影响隧道的防水性能,而且造成地表土壤的沉降和隆起现象。
本文就土压平衡盾构机盾尾渗漏的原因进行分析和探讨,并结合具体的施工工作提出一些可供参考的意见和措施,保证隧道盾构法施工的工程质量安全和使用寿命。
关键词:土压平衡;盾构机;盾尾渗漏;原因分析;预防措施中图分类号:tu74 文献标识码:a 文章编号:一、土压平衡盾构机的施工原理土压平衡盾构机的原理实际上是利用安装在盾构最前面的全断面切削刀盘来运行工作的,土压平衡盾构机全断面切削刀片通过将正面土体切削下来进入刀盘后面的贮留密封舱内达到使舱内具有一定的压力来实现与开挖面水土压力平衡的作用,从而以减少盾构推进对地层土体的扰动方式来达到控制地表沉降良好效果,土压平衡盾构机在出土时则是由安装在密封舱下部的螺旋运输机向排土口连续不断的将土渣排出。
螺旋运输机一般是利用转速的控制来控制出土量的多少,因此,出土量与土压平衡盾构机前面的全断面切削刀片速率配合的十分紧密,从而有力的保证了密封舱内合理的泥土容量,使密封舱内有足够的泥土而又不会出现饱满导致问题发生的状况。
土压平衡盾构机的利用避免了局部气压盾构主要缺点及问题的出现,也极大地节约了投资成本,就是节约了用于泥水加压盾构投资较大的控制系统、泥水输送系统和泥水处理等设备的投资和使用。
特别需要注意的是在盾构在进行掘进工作时,如果土压平衡盾构机的掘进速度超出出土速度,必然会导致地表土壤的隆起;反之,土压平衡盾构机的绝掘进速度小于出土速度时,就导致土压力降低、地面沉降降幅加大的现象。
盾构隧道渗漏原因分析及措施

盾构隧道渗漏原因分析及措施盾构隧道渗漏是指在盾构施工过程中,地下水或地表水进入隧道内部造成漏水现象。
盾构隧道渗漏的原因主要包括地下水位变化、地质条件、施工工艺不当等。
以下是对盾构隧道渗漏原因的分析及相应的措施:一、地下水位变化:地下水位变化是盾构隧道渗漏的主要原因之一。
地下水位的上升或下降会改变地下水与隧道之间的水力压力差,导致水从高压区流向低压区,进而引起渗漏。
在深部盾构施工中,地下水位变化时会造成对盾构机施加不均匀的水力压力,增加了渗漏的可能性。
对于地下水位变化引起的渗漏问题,可以采取以下措施:1.提前收集和分析地下水位的数据,制定相应的施工计划,并根据实际情况调整施工进度;2.在施工过程中加强对盾构隧道周围地下水位的监测,及时调整施工参数,以减少渗漏的可能性;3.在设计中合理设置防渗构造,如封闭污水封、渗水管等,以防止水通过隧道的渗漏。
二、地质条件:地质条件是导致盾构隧道渗漏的重要原因之一。
不同地层的渗透性和含水量会导致地下水渗透入隧道,引起渗漏。
地质条件的复杂性和不稳定性会增加盾构施工中的渗漏风险。
对于地质条件引起的渗漏问题,可以采取以下措施:1.在盾构隧道设计和选择施工方案时,充分考虑地质条件的复杂性,采用合适的施工技术和工艺;2.进行详细的地质勘察和地下水水文地质调查,了解地下水和地质条件的分布特点,制定相应的施工方案;3.在设计和施工中采用加固措施,如岩石钢筋网、喷射混凝土等,加强地质层的稳定性,减少渗漏风险。
三、施工工艺不当:施工工艺不当也是盾构隧道渗漏的重要原因之一。
不合理的施工工艺或工序会破坏隧道的防渗结构,导致渗漏的发生。
例如施工现场的排水不畅、渗水管的破损等。
对于施工工艺不当引起的渗漏问题,可以采取以下措施:1.在施工前,进行详细的施工准备工作,包括排水系统的建设等,确保施工现场的干燥;2.在施工过程中,加强施工工艺的控制,及时处理施工中发现的漏水问题,修复渗漏处;3.加强对施工质量的监控,确保施工过程中遵循相关的规范和标准。
土压平衡盾构机盾尾渗漏原因分析及预防措施

了北京市中心的多条繁华街道。
02 03
盾尾渗漏原因分析
在施工过程中,出现了盾尾渗漏的情况。经过分析,主要原因是盾构机 掘进过程中,对周围土体的扰动过大,导致土体液化,进而侵入盾尾刷 处,形成漏水。
预防措施建议
针对这一问题,建议在盾构机掘进过程中,适当减小对周围土体的扰动 ,采用更加先进的土压平衡技术,以减少土体液化的可能性。同时,加 强盾尾刷的密封性能,提高其耐久性。
按照渗漏介质分类
泥水、土壤、地下水、注浆液等 。
常见盾尾渗漏原因详述
盾尾密封装置失效
盾尾间隙不均匀
壁后注浆液注入不当
外部荷载影响
盾尾密封装置是防止隧道外部 水、土等介质进入盾构机内部 的的关键部件,当密封装置磨 损、老化或安装不当等,都会 导致密封失效,从而引起盾尾 渗漏。
盾尾间隙是保证盾构机正常推 进的关键参数之一,当盾尾间 隙不均匀时,会导致部分区域 压力增大,从而引起渗漏。
广州某地铁盾构隧道工程实例
工程概述
盾尾渗漏原因分析
预防措施建议
广州某地铁工程采用土压平衡盾构机 进行施工,隧道全长12公里,穿越了 广州市中心的多条繁华街道和珠江大 堤。
在施工过程中,同样出现了盾尾渗漏 的情况。经过分析,主要原因是盾构 机在穿越珠江大堤时,面临复杂的地 质条件和较高的水压,导致盾尾刷难 以保持密封状态。
在隧道掘进过程中,需要对壁 后进行注浆以防止隧道塌方, 若注浆液注入过多或过少,或 者注入的浆液品种不当,都会 引起盾尾渗漏。
当隧道受到外部荷载影响时, 如地震、山体滑坡等自然灾害 ,可能导致盾尾受损,从而引 起渗漏。
盾构机盾尾渗漏预
03
防措施
盾构机盾尾密封系统改进
01
盾构机盾尾密封漏浆的原因分析及对策

海瑞克盾构机盾尾密封漏浆的原因分析及对策摘要:结合深圳地铁罗宝线土建六标区间隧道的施工,详细介绍海瑞克盾构机盾尾密封漏浆的常见原因和处理方法,盾构机盾尾漏浆涉及到盾构施工的注浆压力、注浆量、盾构机的掘进姿态、地质状况、盾尾油脂、管片拼装等多种因素,该工程中盾构机盾尾漏浆的主要原因是由于管片拼装变形和错台而在管片纵缝处形成了漏浆通道,采用在每块管片两头止水条下部粘贴海绵条封堵漏浆管道,取得了较好效果。
一、工程概况深圳地铁罗宝线土建六标有2个区间,即新安站—宝安中心站和宝安中心站—宝体公园站,单线总长1315.188m。
区间最大埋深15.91m,最小埋深10.86m。
隧道主要穿过砂层、粉质黏土、砂质黏土、砾质黏土层。
隧道顶多在砂层范围,基础底主要落在黏性土上,部分在全风化花岗岩上。
盾构区间圆形隧道外径6m,内径5.4m,管片宽1.5m,厚300mm。
管片分割数是“3+2+1”,即每环3个标准块A1、A2、A3,2个邻接块分别为B、C型,1个封顶块为K块。
采用2台海瑞克公司生产的EPB 6250mm盾构机在左右线分别进行隧道掘进施工。
在施工中右线盾构机掘进到4环时开始同步注浆,发现盾尾多处漏浆,掘进到20环时漏浆严重,注浆压力很低,注浆量也很少。
后利用海绵堵塞盾尾漏浆处,掘进到36环时停机检查更换2道盾尾刷中的部分损坏的盾尾刷后,仍然漏浆严重。
由于盾尾的漏浆使注浆量不足,注浆压力偏低,地表沉降超限,影响了施工进度和施工质量。
经过认真分析和查找原因,采取了切实可行的措施,有效地解决了盾尾漏浆的问题,保证了工程顺利进行。
二、盾构机盾尾注浆系统和盾尾密封系统的结构盾构机盾尾密封及注浆结构示意如图1所示。
从图1可以看出,盾尾有3道密封刷,盾尾密封刷之间的间隙通过注入盾尾密封油脂,保证盾尾管片背后同步注浆的浆液不会从管片和盾构机之间的间隙漏出,同时防止地下水渗漏到盾构机内。
如果盾尾刷损坏,导致盾尾漏浆,地表下沉严重,同时地下水流入隧道,后果将不堪设想。
盾构隧道渗漏原因分析及措施
盾构隧道渗漏原因分析及措施盾构隧道渗漏是指盾构隧道在施工和使用过程中出现的水、土壤等外界物质通过隧道结构进入隧道内部的现象。
盾构隧道渗漏不仅会给施工和使用带来安全隐患,还会对周围环境造成污染。
对盾构隧道渗漏原因进行分析,并采取相应的措施进行预防和修复是非常重要的。
1. 土壤水压力过大:盾构施工时,隧道结构会受到土壤水压力的作用,当土壤水压力过大时,容易导致隧道结构的渗漏。
土壤水压力过大的原因主要有降雨量大、地下水位上升、周围土壤含水量大等。
2. 施工工艺不合理:盾构施工过程中,如果施工工艺不合理,比如盾构机前安全壁施工不到位、注浆覆盖不平整等,会导致隧道结构的渗漏。
材料选择不当、施工质量不达标等也会导致渗漏发生。
3. 材料老化或破损:盾构隧道内部结构使用的材料可能会因为长时间使用和外界环境的影响而出现老化或破损,导致渗漏的发生。
特别是隧道内部防水层的老化和破损,会使得水渗透到隧道结构内部。
4. 施工偏差:盾构施工过程中,存在施工偏差时,比如盾构机与导向系统对冲、盾构机推进速度不稳定等,会导致隧道结构的渗漏。
施工偏差可能是工程设计不合理或施工操作不规范所致。
1. 尽早排水:为了减小土壤水压力对隧道结构的影响,可以在施工前提前进行排水工作,降低土壤水位,减少水压力。
在盾构施工中,还可以通过合理的管网设置,及时将隧道内部的水引导出去。
2. 选择合适的材料:在盾构隧道的结构设计中,应选择具有防水功能的材料,来保证隧道内部结构的防渗性能。
应定期检查隧道结构中防水材料的老化情况,及时更换破损的防水层。
3. 加强施工质量控制:在盾构施工过程中,要加强施工质量的控制,确保施工工艺的合理和施工操作的规范。
比如要严格按照设计要求进行盾构机前安全壁的施工,保证注浆覆盖的平整度等。
4. 配置监测系统:在盾构隧道的施工和使用过程中,要配置具有监测功能的系统,对隧道结构进行监测,及时发现渗漏问题,并采取相应的修复措施。
监测系统可以包括渗漏水位监测、渗漏水量监测等。
泥水平衡盾构机盾尾渗漏原因分析及预防
泥水平衡盾构机盾尾渗漏原因分析及预防泥水平衡盾构机在施工过程中,可能会出现盾尾渗漏的问题。
盾尾渗漏指的是水泥浆渗入隧道管片和接头之间的空隙中,如果不及时处理和预防,会给盾构机施工带来一系列问题,如影响隧道的围岩稳定性、减小盾构机的推进力和导致隧道水平偏移等。
本文将从原因分析和预防措施两方面对泥水平衡盾构机盾尾渗漏进行分析。
一、原因分析1.管片质量不合格:管片是盾构机隧道施工的重要部分,如果管片质量不合格,会导致管片与接头之间的间隙过大,从而造成泥浆的渗漏。
2.注浆压力不稳定:注浆压力过大或过小都会导致渗漏的问题。
注浆压力过大可能会将泥浆迫入间隙中,注浆压力过小则会导致泥浆无法填充间隙,都会造成渗漏问题。
3.管片与接头的连接不牢固:如果管片与接头的连接不牢固,会造成间隙过大,从而导致泥浆的渗漏。
这可能是由于施工操作不当或材料质量问题造成的。
4.盾尾注浆管故障:盾尾注浆管在施工过程中可能会发生故障,使得泥浆无法正常流出,从而出现渗漏的问题。
二、预防措施1.加强管片质量控制:在生产管片时,应加强质量控制,确保管片的尺寸精确、表面光洁,以及管片与接头的连接牢固。
可以采取加强对原材料质量检测、严格遵循施工工艺规范等方法。
2.做好注浆压力控制:在施工过程中,需要控制好注浆压力,使其保持稳定。
可以通过监测注浆管的压力、合理调整注浆设备的工作参数等方法来实现。
3.进行管片连接部位的检测:在管片连接部位,应进行定期的检测,确保连接部位牢固。
可以采用超声波检测、压力测试等方法进行检测。
4.加强盾尾注浆管的维护和检修:盾尾注浆管在施工过程中需要定期的维护和检修,确保其正常工作并及时处理故障。
综上所述,泥水平衡盾构机盾尾渗漏问题的发生可能是由多种原因造成的,为了预防和解决这个问题,我们可以加强管片质量控制、稳定注浆压力、做好管片连接部位的检测以及加强盾尾注浆管的维护和检修等措施。
通过合理的施工和严格的质量控制,可以有效地预防和解决盾尾渗漏问题,保证盾构机施工的安全和顺利进行。
盾构施工盾尾密封渗漏风险源分析及应对策略
盾构施工盾尾密封渗漏风险源分析及应对策略发布时间:2021-08-19T11:12:32.850Z 来源:《建筑实践》2021年40卷4月10期作者:白永杰、劳繁[导读] 盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。
白永杰、劳繁佛山市铁路投资建设集团有限公司摘要:盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。
该圆柱体组件的壳体即护盾,它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用,承受周围土层的压力,有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。
挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。
本文分析了盾构尾部密封在隧道盾构中的各种危害及其泄漏的具体原因。
由于这些不同的原因,本文提出了相应的尾漏问题的解决方案和预防措施供使用参考。
关键词:隧道盾构施工;盾尾密封渗漏;对策盾尾刷一般由三道钢丝刷密封和六道弹簧钢板密封组成,用以防止地层中的泥水、地下水和衬砌外围注浆材料从盾尾间隙漏入盾构机。
配备有盾尾刷注脂装置,推进时在每两道密封之间自动注入密封用油脂,以提高密封效果,并减少钢丝刷密封件与隧道管片外表面之间的磨擦,延长密封件的寿命。
在盾构机施工作业过程中,盾尾注浆是比较常见的处理方式,其主要就是在盾构机行进的盾尾进行注浆操作,以便更好形成良好的稳定结构,避免出现较为严重的地层变形或者其它问题。
在盾构机施工过程中,如果盾尾得不到及时填充,很可能导致出现严重变形问题,对于周围既有构筑物同样也会产生不良影响,最终导致整个工程项目施工效果受损,这也就需要借助于及时注浆进行必要加固,在填补间隙的基础上,确保土层移动问题得到有效控制。
在盾构机盾尾注浆施工处理过程中,其往往还能够表现出较为明显的抗渗性能,有助于实现对于以往地下渗漏问题的防控,成为防水防线中必不可少的重要组成部分。
当然,在盾构机盾尾注浆操作后,相应地下结构的整体稳定性同样也可以得到保障,有助于加固围岩以及衬砌结构,避免在盾构机施工作业过程中出现较为严重的坍塌或者变形问题。
土压平衡盾构机盾尾漏水漏浆处理技术
土压平衡盾构机盾尾漏水漏浆处理技术【摘要】土压平衡盾构机在推进过程中,由于地质地层原因、注浆不饱满、盾尾刷损坏、油脂注入量及压力不够等原因导致盾尾漏水漏浆。
如何快速、有效、经济的解决土压平衡盾构机盾尾漏水漏浆问题是保证盾构施工安全、快速掘进的前提。
结合西安地铁六号线交通大学·兴庆宫站-咸宁路站区间土压平衡盾构机盾尾漏水漏浆实例,从工艺、设备、人员方面介绍土压平衡盾构机盾尾漏水漏浆处理技术。
【关键词】土压平衡盾构机;盾尾漏水漏浆;盾尾刷;地铁一、工程概述水文地质条件及地下水赋存及类型西安地铁六号线交通大学·兴庆宫站-咸宁路站区间地下水类型主要为第四系孔隙潜水,场地潜水赋存于上更新统风积新黄土、残积古土壤、中更新世风积黄土和冲积粉质黏土及其砂夹层中,该地层构成区间沿线场地主要含水层,其表现为上层的上更新统地层透水性较好,赋水性较强,从层厚东向西约5.00~12.00m;下层中更新统地层透透水性一般,赋水性一般,层厚50m以上,此外在上更新与中更新统界线---上更新古土壤底的结核层存在较明显隔水作用。
二、盾尾漏水原因分析1、盾构机姿态偏差盾构推进过程中不同部位的推进千斤顶参数设置不能与实际需要相吻合,致使推进千斤顶在不同部位推进量不一致而产生姿态偏差;开挖掌子面的土层软硬不均,刀盘在洞室不同部位的阻力不一致,致使刀盘向阻力较小的方向移动而产生姿态偏差;刀盘自重影响,使盾构机有向下低头的趋势,最终导致盾构机姿态与管片成型姿态出现较大偏差,管片与盾构机盾尾一侧间隙过大,盾尾刷与管片不能紧密贴合,形成孔隙,导致盾尾漏浆。
2、盾尾刷损坏(1)盾尾刷初始安装作业容易被忽视,易出现刷片搭接长度不够、焊缝不符合要求、焊接不牢等现象;始发时手涂盾尾油脂填塞不到位;(2)盾构机姿态不理想,导致一侧盾尾间隙极度减小,管片贴紧盾尾刷,盾尾刷磨损、变形、掉落,从而使盾尾漏水、漏浆;(3)盾构机始发阶段,人工涂盾尾油脂在尾刷钢丝内部填充不充分;(4)在盾构机推进过程中,盾尾油脂注入量不够,或者注入压力不满足施工要求,导致盾尾漏水漏浆;(5)同步注浆和二次注浆压力过大;(6)管片背部、接缝处在吊装、运输过程中有撞击,导致管片背部破损,接缝处出现破损,盾尾刷不能严密包裹破损处管片,致使盾尾漏水、漏浆;(7)管片拼装质量缺陷,管片拼装过程中出现管片较大错台现象,盾尾刷无法紧密包裹整环管片,容易形成渗水通道导致盾尾漏水漏浆;封顶块K块与临接块B1、B2块之间缝隙过大,使地下水及浆液从拼装缝隙流出,导致盾尾漏水漏浆;(8)盾尾刷质量不符合工程强制性标准。
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对于泥水平衡盾构机盾尾渗漏原因及措施分析李杰葛洲坝集团第五工程有限公司摘要:在地铁隧道盾构法施工中,泥水平衡盾构机盾尾渗漏就会给盾构掘进施工带来不便,本文从从管片、注浆、密封、水压等方面分析泥水平衡盾构机盾尾渗漏原因并总结相应的施工控制措,所得的结论对于我国的隧道防水堵漏施工具有一定借鉴意义。
关键词:隧道施工;泥水平衡盾构机;盾尾渗漏Abstract:in the shield tunnel,the slurry balance shield machine shield tail leakage will give shield driving construction,this paper bring inconvenience from segment, grouting,sealing,hydraulic pressure,this paper analyzes slurry balance shield machine shield tail the causes for the leakage and summarize the corresponding construction control measures,the conclusion for our country's tunnel waterproof plugging construction with a certain reference.Keywords:tunnel construction;Slurry balance shield machine;Shield tail leakage中图分类号:U45文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)前言:20世纪90年代,日本东京湾海底隧道采用8台φ14.14m 泥水加压式盾构掘进施工,并实现海底盾构对接,大阪三连体泥水加压式盾构完成地铁车站施工,代表着当今国际泥水加压平衡盾构施工技术的最先进水平。
1996年,上海采用φ11.22m泥水加压盾构,成功穿越7m浅覆土河床和412m超浅覆土软土地层,提前完成延安东路南线水底公路隧道施工,标志着中国泥水盾构隧道施工技术接近到国际先进水平。
正在建设中的上中路越江隧道和“沪—崇—苏”交通干线工程中的隧道工程,武汉跨越长江隧道工程均采用大直径的泥水平衡盾构双线并行推进施工。
可以预计,我国在未来的软土隧道建设中将越来越多的采用泥水平衡盾构施工技术。
当前,在地铁隧道盾构法施工中,往往出现泥水平衡盾构机盾尾渗漏,给盾构掘进施工带来不便,下边就重点介绍泥水平衡盾构机盾尾渗漏出现的原因及应对措施。
一、管片破损原因:1、拼装前运输或堆放过程发生破损。
2、拼装完成后,脱出盾尾时发生破损,这种破损大多是由于盾构机姿态不佳或推力不均,导致局部受力破损措施:1、做好拼装前的检查,有破损的管片不允许下井。
对于止水条位置破损的,应该报废处理。
2、做好掘进参数的管理二、裂缝原因:1、管片生产过程发生裂缝。
2、管片模具精度偏差,引起管片环面不平整,千斤顶推力过大,引起新装的管片与隧道掘进反方向的纵向出现裂纹,常常出现于拼装的倒数第二环K块对应的位置。
3、管片配筋不合理。
由于盾构机姿态差,盾尾间隙非常小,管片与盾尾刚性接触造成。
措施:1、管片生产过程调整好配合比,通过试验针对性地选择砼配合比使其与气候条件、钢模和施工工艺参数有机结合,优化施工工艺;2、蒸养时特别注意蒸养温度的调节,冬季生产特别注意入池温差控制。
3、提高管片尺寸精度,同时采取有弹性衬垫减缓管片环面不平所产生的应力集中问题。
4、提高管片主筋的钢度和配筋率。
5、对有裂纹的管片,必须采取化学灌浆封堵裂纹,防止地下水长期作用造成管片钢筋生锈,管片混凝土膨胀破坏。
6、掘进姿态控制和推力控制。
三、管片错台管片错台是拼装好的管片同一环各片,或者是管片与管片之间的内弧面不平整。
管片的错台,一般是由于受力不均匀造成的,当某点的集中荷载超过了设计极限后,必然会导致管片的相对位移。
原因:1、管片选型不当,管片拼装的中心与盾构机中心不同心,管片与盾尾相碰,为了安装管片,人为将管片径向偏移,造成错台。
2、管片安装时,在盾尾残留的渣土未清理干净,尤其是底部,有时是盾尾漏泥沙,清理困难,在此位置的某片管片很难就位,甚至螺栓难以插入,造成错台。
由于采用人工操作机械安装,安装时不按照规范要求,未调整好管片内环面平整度,引起错台。
管片安装完毕后,未采用保圆装置,以及管片螺栓未按照要求复紧造成错台。
3、注浆压力过大引起的错台。
在施工过程中,管片与围岩之间的环形间隙采用同步双液注浆模式充填快凝浆。
当掘进软弱地层和急转弯段时,增加管片补充双液背填注浆。
在左线掘进过程中,前期一直在软弱地层中掘进,当地层发生变发后,注浆未及时调整,仍然采用两套注浆系统,曾发生将管片注浆置于顶部时,由于操作人员缺乏经验,一味注重注浆量,提高注浆流量,注浆压力甚至达到0.7Mp。
引起顶部注浆位置管片发生错台。
4、盾构机姿态控制不当,或者由于其它原因姿态不利控制时候,引起盾构机姿态大幅度调整。
管片脱离管片时,受到盾构机壳体的挤压力而造成管片错台。
有时错台甚至会延续多环。
措施:1、优化线路曲线设计,尽量避免小直径的曲线段。
根据设计线路确定管片,对于曲线半径较小的,可以采用较小宽度的管片。
2、合理配置各种类型的管片,转弯管片的比例必需达到实际施工的需求,严格控制管片螺栓的质量。
3、在施工过程中,依据实际施工情况,根据不同类型的管片设计参数,选择合理类型的管片,保证管片轴心与盾构机轴心一致.施工时主要以千斤顶形程差,和盾尾间隙等为依据。
4、安装管片时,必须严格执行操作规范。
5、严格注浆管理,根据不同地层,调整不同的注浆方式,控制注浆压力。
6、不应对盾构机姿态过急的调整。
7、有效防止管片上浮等。
四、注浆方面原因:1、泥水盾构机在掘进过程中,壁后注浆质量差、充填不密实,不能使围岩和衬砌整体协调受力,造成受力不均,局部变形过大,首道防水层失去作用而引起渗漏水。
2、注浆量不足容易引起隧道后期产生较大沉降变形而渗漏。
措施:1、盾构隧道的分段根据隧道渗漏水分布情况,将隧道每10环划为一段,采用“蛙跳式”间段分割注浆。
2、注浆孔的布置。
尽量选择靠近拱顶的注浆孔进行压浆。
隧道中的注浆分为同步注浆与二次注浆,通过这两种注浆方法对隧道建筑空隙进行填充。
3、注浆结束标准。
如果注浆过早开始,会造成盾构机在推进时发生盾尾漏浆。
在隧道注浆防水中的浆液大多选用双液浆,其注浆压力与隧道埋深有关。
如发现压力过高可调整注浆流量来控制压力,同时观察主要渗漏点的渗漏交换情况,调整注浆位置。
4、注浆材料与注浆配比。
采用新生产的普通32.5R水泥、35Be--40Be的水玻璃,膨润土,稳定剂;其配比由试验确定.五、密封方面原因:1、密封刷质量差,密封刷弹簧钢板强度较低,无法经受曲线段的压力盾构机经过曲线段时,盾尾密封刷所受的压力和摩擦力增大,磨损加快。
2、管片对密封刷的挤压和摩擦,使密封刷弹簧钢板被压碎或磨损,密封钢丝失去保护,在摩擦力的作用下很快被拉断,甚至铆钉也被拉脱,密封效果被破坏。
措施:盾尾一般采用钢丝刷密封装置,常采用3到4道钢丝刷密封。
在大于0.6mpa水压下施工时采用4道钢丝刷密封,每道盾尾密封之间能根据掘进速度自动注入密封油脂来提高止水性能。
为了对付盾尾密封可能发生大量漏水的险情,日本生产的盾构机一般在第3道与第4道钢丝刷密封之间安装紧急止水装置。
油脂室位于第1、2道唇形密封之间,通过周边分布的若干个孔道添加油脂,并且通过定位装置在环形空间中呈均匀分布,使油脂室内始终保持恒定的油脂配送压力。
每一供给线路均通过一个独立的油脂分配阀提供恒定的供给量。
润滑油室位于第2、3道唇形密封之间,润滑油通过周边分布的若干个孔道进行添加,并在环形空间内通过定位装置呈均匀分布。
泄漏室位于第3、4道唇形密封之间,通过沿周边分布的若干个检查孔道连接隧道的常压空间,从而对泄漏情况进行监视。
为避免杂质侵入主轴承的前部密封,防止密封件和轴承座圈磨损,除正常的油脂润滑外,还采用HBW密封脂。
刀盘前部的迷宫环提供密封脂,通过油脂泵将油脂从油脂桶直接泵送到润滑点.六、水压方面原因:由于在环流系统操作时开挖面的泥水压力设定值过高,或切削下来的岩块堵塞排泥管道口或泥水舱,都有可能导致泥水舱内泥水压力过高,超过盾尾刷的抗压能力,瞬间击穿盾尾刷而造成漏浆。
措施:1、在泥水加压式盾构工法中,切口水压设定通常应与作用在开挖面上的土压保持平衡。
2、动工前应在隧道线路上的多个地点进行土质和地下水调查,决定每个地点的设定切口水压。
3、在管道发生堵塞时,若开挖面水压高于上限值则应立即暂停掘进,通过旁路调节使压力从溢流阀卸掉,开挖面水压恢复正常后溢流阀自动关闭,再把泥水送进土仓进行逆洗清通管路,或通过检查,判断具体堵塞位置后人工清除.。
七、盾尾油脂量不足原因:在盾构掘进过程中,盾尾刷与管片的摩擦消耗的油脂与掘进速度成正比,速度过快则注入盾尾的密封油脂在单位时间内不能满足其消耗量,若不及时调整油脂泵注脂率,则盾尾刷内的油脂量和注入油脂的压力不能及时密封盾尾,势必造成尾刷的密封效果减弱,形成盾尾渗漏。
措施:1、采用优质盾尾油脂。
2、采用正确方法补充油脂,并合理保养维护,按理论计算正常补油脂单孔约为36s,每隔5R补充一次。
但考虑到管片外壁质量,管片姿态和组装质量等问题,一般在2R~3R要补充一次,但发生漏浆后必须进行漏浆处局部打油脂,如背填浆液漏浆,则最好进行局部清洗;3、当发生严重渗漏或窜浆现象时,采用盾尾全舱处理法,以确保油脂舱内有足够的量和压力,并清除盾尾舱内的杂物。
具体做法是从内圈开始,也就是千斤顶推至1505mm处,从上往下在内圈单孔打油脂,把相邻孔逆止阀打开至干净油脂溢出后停机,再从溢出孔处继续打油后把相邻孔打开,依次环向进行一周,再将千斤顶推至1877mm处,在外圈进行上述操作。
结束语:泥水盾构在水底或富水地段施工时,盾构隧道的防水是一项关键技术。
泥水平衡盾构机盾尾渗漏涉及到盾构制造、管片制造、防水材料及施工状况等诸多方面,因此施工中必须在认真分析原因后采取切实可行的措施,慎重对待,以确保工程施工的进度与质量。
参考文献:[1]董哲仁.日本盾构施工技术新进展[J].水利水电技术,2011,32(9).[2]吴祥红,童智能.地铁盾构法隧道衬砌接缝防水施工技术[J].广东土木与建筑,2008(12).[3]项兆池,楼如岳,傅德明.最新泥水盾构技术[M].上海隧道股份有限公司施工技术研究所科技情报室,2012.1.[4]陈勇,朱继文.上海地铁区间隧道渗漏水发生的机理与防治[J].地下空间,2011,21(1).[5]吴祥祖,张庆贺,李大勇,等.南京地铁试验段盾构法隧道防水技术及渗漏分析[J].中国建筑防水,2008(4).[6]朱伟.隧道标准规范(盾构篇)及解说[M]北京:中国建筑工业出版社,2008.对于泥水平衡盾构机盾尾渗漏原因及措施分析作者:李杰作者单位:葛洲坝集团第五工程有限公司刊名:城市建设理论研究(电子版)英文刊名:ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu年,卷(期):2012(34)引用本文格式:李杰对于泥水平衡盾构机盾尾渗漏原因及措施分析[期刊论文]-城市建设理论研究(电子版) 2012(34)。