本站小編為你精心準(zhǔn)備了淺析富水砂層盾尾密封修繕辦法參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

1工程概況

秋水廣場(chǎng)站—中山西路站區(qū)間隧道是南昌軌道交通1號(hào)線穿越贛江的盾構(gòu)隧道工程。該區(qū)間采用法國(guó)NFM泥水平衡盾構(gòu)進(jìn)行施工，盾構(gòu)隧道直徑6m，埋深5．4～21．5m。本工程區(qū)域地面較平坦，地面標(biāo)高18～25m，屬贛江沖積平原地貌單元。場(chǎng)地地層為人工填土（Qml）、第四系全新統(tǒng)沖積層（Qal4），下部為第三系新余群（Exn）基巖。按其巖性及工程特性，自上而下依次劃分為：①2吹填砂、②3－2細(xì)砂、②4中砂、②5粗砂、②6礫砂及中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。隧道穿越區(qū)段主要為：②5粗砂、②6礫砂及⑤1－2中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。隧道穿越地段地下水屬上層滯水、孔隙性潛水、微承壓水，與贛江地表水連通，其主要賦存于表層填土及砂土、礫砂、圓礫中；深部基巖裂隙水，主要分布于第三系新余群泥質(zhì)粉砂巖、砂礫巖內(nèi)；孔隙潛水主要賦存于表層填土以及第四系上更新統(tǒng)沖積層的砂礫石層中，基巖裂隙水主要賦存于場(chǎng)地第三系新余群泥質(zhì)粉砂巖、砂礫巖巖層的裂隙中，主要受上部第四系松散層中的孔隙水或微承壓水補(bǔ)給。盾構(gòu)始發(fā)時(shí)地下水位標(biāo)高18．3m，穿越的砂層滲透性好，水量極為豐富，屬于中等至強(qiáng)透水層。

2盾尾密封失效情況及失效原因分析

2．1盾尾密封失效情況秋水廣場(chǎng)站—中山西路站區(qū)間盾構(gòu)于2012年11月9日始發(fā)，14日盾尾進(jìn)入洞門圈內(nèi)，當(dāng)日夜班采用高稠度水泥砂漿對(duì)洞門進(jìn)行注漿封閉。隨后，由于機(jī)械故障導(dǎo)致盾構(gòu)停機(jī)。18日，機(jī)械故障解除后盾構(gòu)開(kāi)始恢復(fù)掘進(jìn)，發(fā)現(xiàn)在第3環(huán)管片左下角（左下角同步注漿管處）出現(xiàn)較大的漏水、漏砂漿現(xiàn)象，此時(shí)刀盤里程為SK10＋997．03。當(dāng)時(shí)立即采取提高油脂注入壓力、加大盾尾油脂注入量等措施，盾構(gòu)繼續(xù)向前掘進(jìn)，但漏水及漏砂現(xiàn)象并未解除，且有增大的趨勢(shì)?，F(xiàn)場(chǎng)采用了“棉砂＋木楔”的方法進(jìn)行處理，仍無(wú)濟(jì)于事，隔膜泵抽水量加大。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，估計(jì)盾尾密封部分失效，存在較大風(fēng)險(xiǎn)，不宜再掘進(jìn)，故對(duì)盾尾密封進(jìn)行檢查和修復(fù)。

2．2盾尾密封失效原因分析盾尾采用4道密封刷，有3道密封腔室，漏水、漏砂的部位均位于同步注漿管、盾尾油脂管的安裝位置。4道盾尾刷均是始發(fā)前新購(gòu)置、安裝的。從理論上分析，盾尾刷應(yīng)該不會(huì)出現(xiàn)損壞。同時(shí)，由于對(duì)盾尾進(jìn)行了改造，盾構(gòu)的同步注漿管、盾尾注脂管采用外置式安裝。綜合以上情況，初步判定盾尾密封失效原因?yàn)椋?/p>

1）同步注漿管、盾尾注脂管與盾尾刷安裝鋼板間存在間隙。安裝完注漿管、盾尾注脂管后，安裝人員未對(duì)油脂管、同步注漿管與盾殼之間以及油脂管、同步注漿管與盾尾刷基座之間的間隙進(jìn)行焊接封堵，從而形成水流通道，造成盾尾泥漿通過(guò)該通道涌入盾構(gòu)中。盾尾密封失效示意圖如圖1所示。

2）與本身具有一定隔水性的黏性地層相比，砂質(zhì)地層滲透系數(shù)大，透水性強(qiáng)，對(duì)盾尾密封質(zhì)量的要求高，盾尾密封存在的微小間隙都會(huì)成為涌水、涌砂的通道，從而導(dǎo)致較為嚴(yán)重的漏水、漏漿、漏砂現(xiàn)象。

3）施工人員責(zé)任心不強(qiáng)，管理不到位，施工時(shí)未嚴(yán)格執(zhí)行盾尾刷焊接技術(shù)交底，封堵不到位，存在施工缺陷，從而造成盾尾密封失效。

3修復(fù)總體方案

盾構(gòu)所處的富水砂層自穩(wěn)能力極差，在江水壓力的作用下，極易發(fā)生坍塌。盾尾密封修復(fù)過(guò)程中，盾構(gòu)掌子面前方失壓，同時(shí)還要拆除盾尾管片，江水會(huì)通過(guò)掌子面及盾尾進(jìn)入盾構(gòu)內(nèi)部。因此，修復(fù)過(guò)程中要解決的核心問(wèn)題是如何保證修復(fù)過(guò)程中掌子面及盾尾的封水和封砂效果。通過(guò)反復(fù)研究、分析，確定修復(fù)的總體方案如下：對(duì)泥水艙采用氣壓及優(yōu)質(zhì)泥漿封閉掌子面，保證掌子面穩(wěn)定；盾尾采用水泥漿進(jìn)行注漿封堵，阻止盾殼周邊滲水；根據(jù)情況拆除盾尾的管片，對(duì)盾尾前2道密封腔室進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)時(shí)對(duì)密封刷與盾尾同步注漿管、油脂管及盾殼之間的間隙采用鋼筋塞焊的方法進(jìn)行封堵。

4施工方法及步驟

4．1推進(jìn)行程的確定

根據(jù)NFM盾構(gòu)的設(shè)計(jì)，其第1道和第2道密封刷可以更換，前2道密封腔可以恢復(fù)。通過(guò)對(duì)盾尾刷安裝位置的反復(fù)核實(shí)與計(jì)算，確定盾構(gòu)在推進(jìn)油缸伸長(zhǎng)到1．9m時(shí)，拆除盾尾1環(huán)管片，可以露出盾尾2道密封腔，第3道盾尾刷剛好露出，管片還壓住1道密封腔。因此，決定盾構(gòu)推進(jìn)行程為1．9m。

4．2掌子面及盾殼的封水

當(dāng)盾構(gòu)推進(jìn)油缸行程達(dá)到1．9m時(shí)，立即停止掘進(jìn)，此時(shí)盾構(gòu)停機(jī)刀盤里程為SK10＋999．13。首先，采用內(nèi)循環(huán)將泥水艙及氣墊倉(cāng)的碴土循環(huán)干凈；然后，把優(yōu)質(zhì)泥漿注入到泥水艙，泥漿的密度控制在105～1．08g／cm3，黏度控制在90～120s，注入數(shù)量為18m3；再將泥漿注入到刀盤及整個(gè)盾殼區(qū)域，氣墊倉(cāng)的氣壓加高至比理論氣壓值高0．02MPa，同時(shí)將泥漿滲入到地層中，形成優(yōu)質(zhì)泥膜，防止地層滲水進(jìn)入到泥水艙或盾尾；加壓8～12h后，將氣墊倉(cāng)的氣壓調(diào)整到理論壓力。

4．3盾尾的封堵

打開(kāi)盾尾后方第2環(huán)和第3環(huán)管片的二次注漿孔，采用同步注漿機(jī)對(duì)第2環(huán)和第3環(huán)管片背后由下而上、左右對(duì)稱注入高稠度水泥砂漿。水泥砂漿稠度控制在100mm左右，用于填充管片與地層之間的間隙，并阻斷管片后方地下水流向盾尾。

4．4盾尾封堵效果檢查

盾尾注漿48h后，采用沖擊鉆將第3環(huán)管片的注漿孔打穿，直接穿透到漿液中。檢查發(fā)現(xiàn)，管片背后注漿飽滿，漿液已無(wú)流動(dòng)性，只有個(gè)別地方存在從泥水艙流過(guò)來(lái)的泥漿。為了確保封堵效果，對(duì)盾尾后方第2環(huán)和第3環(huán)管片采用注水泥漿和水玻璃漿液進(jìn)行封堵。共注入水泥漿和水玻璃漿液3m3。待12h后再次檢查時(shí)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)泥漿滲漏、滲水現(xiàn)象，這表明，管片背后滲水通道已經(jīng)完全封堵。

4．5管片的拆除

本次盾尾密封的修復(fù)需要對(duì)該環(huán)管片全部拆除。拆除的方法是更換拼裝點(diǎn)位，隨拆隨裝，由原來(lái)的安裝點(diǎn)位5點(diǎn)調(diào)整為3點(diǎn)，整個(gè)管片旋轉(zhuǎn)2個(gè)點(diǎn)位。在拆除過(guò)程中，始終保持空缺1塊管片位置，其他位置的管片與推進(jìn)油缸撐緊。拆除整環(huán)管片從F塊開(kāi)始，再拆除L2塊，然后依次拆除B3，B2，B1，L1塊。管片具體拆除步驟為：先把F塊管片的吊裝螺栓安裝好，利用管片安裝機(jī)抓手抓住吊裝螺栓，并用主油缸將管片抓緊，接著拆除管片環(huán)向與縱向的螺栓，然向收縮推進(jìn)油缸，松開(kāi)管片，利用管片拼裝機(jī)的行程油缸，把F塊緩慢拉出，打開(kāi)管片拆除的缺口。對(duì)于其他管片的拆除，采用直接用管片拼裝機(jī)頂升油缸將管片提離盾尾刷后，旋轉(zhuǎn)拉出，其他步驟與F塊的方法基本相同。管片拆除的注意事項(xiàng)：管片拆除前，提高盾尾腔中的油脂注入量，提高油脂腔的油脂壓力，減少管片與盾尾刷的摩擦；在拆除F塊時(shí)，管片拼裝機(jī)4個(gè)角的調(diào)整頂升千斤頂與管片要相互頂緊；管片緩慢拉出時(shí)，禁止管片發(fā)生旋轉(zhuǎn)，避免損壞盾尾刷。

4．6盾尾密封的檢查

管片拆除后，立即對(duì)盾尾密封失效的情況進(jìn)行檢查。檢查發(fā)現(xiàn)所有密封刷完整性良好，油脂腔內(nèi)除盾尾同步注漿管、油脂管處有水泥漿聚集外，其余部位的油脂腔盾尾油脂完好。檢查結(jié)果與盾尾密封失效原因分析結(jié)果完全一致。

4．7盾尾密封的修復(fù)

1）雜物的清理。油脂腔完全打開(kāi)后，通過(guò)檢查，找出問(wèn)題的癥結(jié)。然后，立即利用鋼絲刷對(duì)同步注漿管、油脂管處的油脂、水泥漿及其他雜物進(jìn)行清理，用細(xì)鋼釬對(duì)管道與盾殼、管道與盾尾刷基座之間縫隙內(nèi)的雜物進(jìn)行徹底清理。雜物清理干凈后，用柴油將其清洗，用棉砂擦干。

2）失效處的塞焊。清理完成后，利用2臺(tái)電焊機(jī)，對(duì)縫隙處塞焊鋼筋，進(jìn)行封堵。共對(duì)4處8根同步注漿管、盾尾油脂注入管進(jìn)行了塞焊封堵。塞焊位置如圖3所示。焊接完成后，仔細(xì)檢查所有縫隙。完全封堵后方可進(jìn)行管片拼裝。

4．8管片的再次安裝

不同部位的盾尾密封恢復(fù)后，依次立即對(duì)該部位的管片進(jìn)行再次拼裝。管片的再次拼裝按拆除的逆過(guò)程進(jìn)行。安裝時(shí)推進(jìn)油缸將管片頂入盾尾時(shí)，要人工輔助將該處的盾尾刷壓板下壓，避免推進(jìn)油缸將管片頂入盾尾時(shí)損壞盾尾刷。頂?shù)轿缓?，立即進(jìn)行環(huán)向及縱向螺栓的安裝，然后進(jìn)行油脂腔盾尾油脂的注入。

5修復(fù)實(shí)施效果及施工注意事項(xiàng)

5．1修復(fù)效果目前該盾構(gòu)已經(jīng)掘進(jìn)430環(huán)，沒(méi)有再出現(xiàn)盾尾漏水、漏漿現(xiàn)象。本次盾尾密封修復(fù)取得了良好效果，同時(shí)為今后盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中盾尾密封的檢查、更換、修復(fù)等積累了十分寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

5．2修復(fù)施工注意事項(xiàng)

1）盾尾密封修復(fù)是風(fēng)險(xiǎn)較高的施工工序。施工過(guò)程中，施工人員責(zé)任心要強(qiáng)。要安排熟悉本道工序的施工人員來(lái)進(jìn)行操作，相關(guān)管理人員必須親臨現(xiàn)場(chǎng)。

2）提前對(duì)盾尾其他管片的螺栓進(jìn)行復(fù)緊，避免在管片拆除過(guò)程中發(fā)生管片錯(cuò)臺(tái)。進(jìn)行盾尾密封修復(fù)前，應(yīng)對(duì)管片拼裝機(jī)、排污系統(tǒng)等進(jìn)行檢查，確保盾構(gòu)工作正常，并提前對(duì)中盾下方的泥砂、油脂進(jìn)行清理。

3）泥漿的密度、黏度及壓力是保證修復(fù)過(guò)程中掌子面前方封水、封砂的關(guān)鍵。因此，進(jìn)行修復(fù)之前，必須針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的富水砂質(zhì)地層，進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，確定最合理的泥漿密度、黏度及壓力，以保證盾尾密封修復(fù)過(guò)程中的施工安全。同時(shí)，盾尾封堵注漿參數(shù)的控制也必須針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的砂質(zhì)地層，通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)確定最佳參數(shù)。

4）增加臨時(shí)通風(fēng)設(shè)備，清除切割、焊接時(shí)產(chǎn)生的煙塵。盾尾刷之間的密封油脂必須清理干凈。割除、塞焊時(shí)，應(yīng)注意對(duì)盾尾刷的保護(hù)，防止焊渣等雜物進(jìn)入尾盾內(nèi)損壞密封刷。焊接人員應(yīng)嚴(yán)格按照交底要求進(jìn)行焊接，保證焊接質(zhì)量。

5）管片拼裝時(shí)，避免管片錯(cuò)臺(tái)，以防止密封刷無(wú)法緊密包裹整環(huán)管片，形成漿液滲漏通道。管片拼裝應(yīng)由操作熟練的人員完成，保證管片拼裝質(zhì)量。

6）現(xiàn)場(chǎng)切割、焊接設(shè)備應(yīng)遠(yuǎn)離工作點(diǎn)，準(zhǔn)備足夠的滅火器，并連接高壓水管，加強(qiáng)防火措施，嚴(yán)防發(fā)生火災(zāi)事故。

7）作業(yè)人員應(yīng)加強(qiáng)自我安全保護(hù)意識(shí)，不在管片安裝區(qū)域停留，高處作業(yè)應(yīng)佩戴安全帶。進(jìn)行油脂清理、涂抹油脂時(shí)，應(yīng)注意防止被盾尾刷刮傷。

8）提前檢查電瓶車，保證運(yùn)輸正常。

6結(jié)論與建議

1）在富水砂層水壓不大于0．2MPa的地段，只要防止掌子面以及盾殼上方水的滲入，截?cái)喽芪菜魍ǖ?，保持合理的泥水艙泥水壓力，?jì)算好盾尾密封的位置，進(jìn)行盾尾密封的檢查、更換與修復(fù)是可行的。

2）盾構(gòu)施工盾尾密封的檢查、修復(fù)、更換是風(fēng)險(xiǎn)性極高的施工工序。施工前，一定要進(jìn)行充分的論證，做好充足的準(zhǔn)備工作，特別是針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的富水砂質(zhì)地層，要通過(guò)試驗(yàn)確定掌子面泥漿及盾尾注漿的最佳參數(shù)。施工過(guò)程中，要做到仔細(xì)觀察、認(rèn)真分析、正確判斷，尤其在拆除管片前要對(duì)盾尾的滲水情況進(jìn)行充分的驗(yàn)證，在確保排水量達(dá)到要求后方可進(jìn)行管片的拆除。

3）本次盾尾密封的失效并不是由于自然損壞或不可控制的原因造成的，而是由于安裝人員沒(méi)有檢查到位造成的。因此，在盾構(gòu)施工中，尤其在盾構(gòu)始發(fā)前，要強(qiáng)化對(duì)盾構(gòu)每個(gè)部位、每道工序的隱蔽檢查與驗(yàn)收，對(duì)于始發(fā)后不可逆轉(zhuǎn)、風(fēng)險(xiǎn)性大的工序的隱蔽檢查與驗(yàn)收，實(shí)行雙人雙次的檢查與簽認(rèn)是很有必要的。

作者：周兆勇龔學(xué)棟單位：中鐵隧道集團(tuán)二處有限公司