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质构施工，特别是在长距离小半径曲线掘进时，厉尾间隙单侧较小，厉尾刷长期受管片外弧面磨损，对厉尾刷钢统磨损极其严重，宜接影响厉尾密封效果。

或者是由于质尾密封油脂加注量不足、厉构机姿态调整过猛等原因，致使质尾密封刷损坏，影响到厉尾密封效果，产生同步注浆泄露，从而造成到整个质构推进施工地而沉降加大。

国内针对质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、增加厉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质尾渗漏问题, 给施工安全以及施工质量埋下隐患，带来不良影响。

为了不影响质构机的正常掘进，确保同步注浆量及注浆压力，控制地衣沉降，质构机洞内更换质尾刷技术就有了很大的作用。

2、工法特点2.0. 1根据厉尾密封失效时厉尾渗漏水、浆的位置和渗漏量的人小来确定质尾刷的损坏部位和损坏情况，从而确定所需更换质尾刷的数量及需要的时间，进行合理安扌仁2.0.2通过对拼装机、管片尺寸等的计算，确定出更换厉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人同步注浆量及质尾3〜4环二次注浆，盾构机壳体、厉尾附近注聚氨酯等方法进行地下水封堵隔离及质构机周围土层的加固改良，满足了质尾刷更换施工时的II：水效果和施工安全的要求。

2、0. 4利用厉尾刷更换施工技术能快速有效地完成质尾刷更换，很好的解决了厉尾渗漏问题，起到保护道路、管线以及沿线既有构建筑物的作用，减少了质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、工艺原理更换质尾刷施工采用洞内直接更换的施工方法，施匸经过：质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：更换质尾刷施匸4个步骤。

其中：4.0. 1根据厉尾密封失效时厉尾渗漏水、浆的位置和渗漏量的人小来确定质尾刷的损坏部位和损坏情况，从而确定所需更换曲尾刷的数量及需要的时间，充分研究此位置需要水文地质情况，制定有针对性的技术措施，尽可能的满足质尾刷更换施工的安全要求。

4.0.2为了满足质尾刷更换施工的要求，通过精心计算与研究厉构机设计图纸后，在千斤顶行程达到拼装下•环管片时，利用下•环整环管片的不完全拼装所提供的施工操作面，对厉尾刷逐步的进行割除更换。

4.0.3根据粉砂层的地质情况，有针对性的采取注浆法（水泥-水玻璃或液浆）进行地下水的封堵隔离，并配合厉构机机壳及厉尾附件注聚氨酯等方法，为质尾刷的更换施匸创造良好的施匸条件，同时也为盾尾刷更换施工后质构机的再次启动掘进做好了准备工作。

4.0. 4在确认注浆止水封堵效果后，开始进行质尾刷的更换施工。

5、施工工艺流程及操作要点5.1厉尾刷破损位置及程度检查浆的位置和渗漏量的人小来确定质尾刷的损坏部位和损坏根据曲尾密封失效时质尾渗漏水、. 情况，从而确定所需更换质尾刷的数量及需要的时间，进行合理安扌II：。

由于检修、更换厉尾密封刷存在•定的施丄风险，所以施匸前务必掌握质构机所处的位置，结合地质条件，必妥时捉前进行哋面加固后再筹划检査、更换厉尾刷；厉尾•共有三道密封刷，第三道（最后•道）密封刷在推进施工中是无法检修的，中间那道密封刷的检修风险较高，•般情况下, 检修质尾密封刷只检修第i道。

5.2盾尾刷更换前施工措施5. 2.1纠偏在更换质尾钢丝刷前，需要保证厉构机与管片有•个较好的姿态，保证厉尾与管片四周的间隙均匀。

通过4〜5环左右厉构调整姿态，管片纠偏使之得以实现。

5. 2. 2盾尾注浆由于质构机在更换钢丝刷阶段位于软土层，停机更换质尾刷阶段质尾密封处于薄弱阶段。

为了防止露出尾刷后，地下水从质尾宜接进人隧道，影响作业，所以要进行管片背后注浆，从在停止推进前3-4环中即加强二次注浆，从每块管片的注浆孔内进行二次注浆，停止推进后对后5-6环再次进行二次注浆，注浆配比水：水泥=1:1.2。

待水泥注浆6小时后，再注入水溶性聚氨酯止水，注入压力为0. 5Mpa,保证其理想状态下的整环密封，可采取跳环注浆，穿插进行。

为防II：质构机涌水的风险，在停止掘进前采用注发泡聚氨酯，在质尾后的•环管片压注聚氨酯，形成一道挡水环箍。

表5. 2.2水溶性聚氨酯注浆材料物理性能.序号性能单位指标1.067-1. 088 比重g/cm3 150-150 度黏度2 , No2/60rpm251/1-1/12 g/cm3 与水混合比30. 5-1 g/cm3 4硬化泡沫密度1-12膨胀率倍数510-30 80%与混合时间水混合，秒6100-120与80%7水混合,秒硬化时间10-40操作温度8摄氏度5. 0-5. 5PH值9图5. 2.2炳尾注浆示意图5. 3更换过程施工它的作用是防II：腔内注满密封油脂，个腔，2三排尾刷之间形成了小松质构机有三排尾刷，同步注入的砂浆与地下水通过质尾流入隧道。

采用在质尾拼装五块临时管片（K块不安装，以力便拆除），将厉构机向前掘进，使厉尾第•道尾刷露出已成环管片外，逐块拆除及拼装临时管片，然后对第•道尾刷进行全而更换。

5. 3.1推进厉构机完成当前环管片掘进后继续推进，直至达到质构机推进千斤顶的最大行程2150mm。

妥控制管片与密封刷的相对位置，可以通过控制油缸的行程来间接控制，即油缸行程二第•道密封刷到推进油缸撐靴的距离-管片的宽度+换密封刷的间距。

5. 3. 2安装临时管片注浆完成后，停机12h,在第2环安装临时管片五块（K块不安装，以方便拆除），恢复掘进第3 环，岚到推进千斤顶伸长到S=1200mm^ 1250mm.使第•押:尾刷完全露出第1环管片外，掘进过程停止质尾同步注浆，并对质尾漏水点采用海绵条封堵。

5. 3. 3更换盾尾刷注浆完成后，需对注浆止水效果进行检査，通过2号、3号管片的注浆孔进行检査，确定无水后可实施盾尾刷更换。

质尾刷更换施工流程下图所示。

.施工准拆除管片间连接螺管片与推进千斤顶固油缸回缩，拆除管厉尾刷更若质尾漏水可用瞬凝水泥堵水测量定位，加焊质尾间隙支垫拼装管片顶推管片滑行，与上•环距离lOOmrn对孔，穿螺栓顶推，新老管片对接，螺栓紧固推进，钢条支撐脱出后割除更换盾尾刷施工流程图图5. 3. 3-1点为例加以说1块位于管环K、在上述的准备工作完毕后，即可进行质尾密封刷更换。

以1.明，具体更换过程见图5. 3. 3-2。

图5. 3. 3-2是厉尾密封更换以K块管片位于1点为例进行说明的，实际K块位置还可能位于2、3、9、10、11点位，K块管片位于这些点位时，质尾更换可仿照K块位于1点时进行。

另外，更换顺序可以按照K-C-B-A1-A2-A3管片顺时针方向进行，也可以按照K-C-A3-A2-A1-B管片逆时针方向进行。

管片绕管环中心旋转的角度以保证K块位置为准，本工程中管环顺时针旋转了720, 即K块厉尾更换前位于1点位置，厉尾更换后位于3点位置，也可根据质尾刷损坏程度决定更换局部盾尾刷。

VRP7T 利2,翹瞅至K.CM.J,胖『甌瞅I辻, 更按恳馆块眉尾附.并 * -44-图5. 3. 3-2膚尾刷更换顺序图2、更换厉尾刷时预留出厉环向后3环范围下半圆2-3个注浆孔，并安装球阀，备用漏水后注浆或注入聚氨酯。

3、暴露厉尾刷，拆除厉尾刷位置的-块管片即可暴露厉尾刷。

淸除厉尾刷之间密封槽内的废油脂与砂浆。

4、对厉尾刷进行检查，对磨损严重没有使用价值的厉尾刷直接割除，并对割除区域进行磨光处理。

耐磨损较轻只是被砂浆固结的厉尾刷进行淸理，淸理时采用钢筋钩梳理厉尾刷，质尾刷清理要彻底。

割除的部分要重新焊接新的质尾刷，用<J>5mm506焊条对密封厉尾刷进行重新焊接，焊接质量要求和邻质尾刷之间的间距不人于3mm。

对质尾刷和质尾刷之间的密封槽重新涂抹质尾密封油脂。

5、量测厉尾四周间隙并记录，制做尾厉上加焊厉尾间隙支撑钢条，钢条对管片起到支撑作用，避免管片下落到质壳上，使管片与上•环保持相同的质尾间隙，确保新安装环与上•环同心。

6、安装管片，安装管片遵循从下向上安装的顺序，封顶K块选择□点或1点位置。

当整环拼装完成后，便向后推移管片。

顶推整环拼装管片，与上•环距100mm °在两环管片相距10mm时开始穿入螺栓，管片螺栓从已安装管片穿向新拼管片。

当管片到位时，10组千斤顶同时加力，以便两环管片接触紧密，反复紧固整环所有螺栓。

7、管片安装到位后，耍用盾尾油脂泵泵送质尾密封油脂，填充人工涂抹不密实的厉尾刷凹槽和质尾刷。

.8、可设置厉尾油脂泵的工作压力，达到设定压力值后方可停止。

恢复正常推进，焊接的支撑钢板脱岀管片后，进行割除，对质壳做打磨处理。

9、更换中采取土压保持措施，防止机体重心前移，造成姿态、间隙、厉尾整圆度发生变化■=6、材料与设备6.0.1进行厉尾刷更换施匸主妥的施工材料包括：气割、电焊条、新的质尾刷、聚氨酯，以及填充盾尾间隙和质尾刷间的人工手涂盾尾密封油脂等。

6.0.2厉尾刷更换施工所使用到的设备主要包括：拼装机加长臂、螺栓扳手、电焊机、应急注聚氨酯用的注浆泵、及小风机等。

采用的机具设备见下衣。

5,鞠A猱至.融胖3黠酬・4,吏鼬2孵釦痢置,更劉耕2块酿削・表6机具设备表A/ i序号设备名称设备型号单位数量用途台开孔3 1钻机台拆卸管片手拉葫芦2 2 st 台注聚氨酯聚氨酯泵3 2注浆止水注浆泵4 2台台通风2 5轴流通风机焊接质尾刷6气保焊机台2 KR-500S台割除废尾刷碳弧气刨77、质量控制通过未完全拼装的管片，将准备更换厉尾刷的范圉空出。

已拼装的管片必须按照规范7. 0.1要求进行对位，螺栓拧紧等。

首先将厉尾刷上及其厉尾密封空腔的油脂、砂浆等淸除干净。

将质尾油脂注入口也进7. 0.2行清理，保证油脂管路的畅通。

个推进千斤顶，开始割除质尾刷，其它千斤顶继续顶紧。

露出的质尾刷割27. 0. 3缩回底部除后，把厉尾刷割除的疤痕打磨干净，开始焊接新的质尾刷。

焊接完毕，在新的质尾刷上涂抹质尾油脂。

个推进千斤顶，重复上述步骤，由底部至7. 0. 42更换完毕后，千斤顶伸出、顶紧。

再缩回顶部的顺序更换，直至第•道质尾刷全部更换完毕。

、安全措施8 24设专职安全员和班组兼职安全员在现场小时蹲点巡视，防止出现突发情况。

& 0.1施匸现场按符合防火、防触电等安全规定及安全施工要求进行布置，并完善布置各种8. 0.2安全标识。

除储备的应急材料外，其它材料事先预定采购点、并与材料供应单位签订协议，在厉8. 0. 3小时保持联系。

注浆设备及打孔设备由专业施工队伍提供, 在质构机更构机更换质尾刷期间24换厉尾刷前签订协议，由专业施工队伍在抢险过程中承担注浆等任务，随时提供抢险服务。