为了明确大直径泥水盾构盾尾密封失效的原因,解决因盾尾密封失效而造成盾构掘进无法正常施工的问题,从设计与制造、工地组装及负环拼装、盾构掘进施工三方面详细阐述了盾尾密封性的主要影响因素,提出相应的控制措施,为以后大直径泥水盾构隧道项目施工提供参考和借鉴。

盾构法已经成为了城市地铁隧道建设的主流施工法,由于盾尾刷密封效果不佳导致的漏水、漏浆等重大安全责任事故屡屡发生。通过建立盾尾刷-油脂腔密封系统密封单元试验装置,探讨油脂稠度、油脂压力、盾尾间隙对其水密性能的影响。试验结果表明(1)根据油脂锥入度不同,盾尾密封渗漏出现两种模式锥入度低时渗漏物为外界泥水,锥入度高时渗漏物为外界泥水与油脂混合物。为提高盾尾密封性能,油脂锥入应控制180~200(1/10 mm)范围内。(2)盾尾渗漏临界压力可由油脂压力、贴合力确定,略微小于油脂压力,因此工程中设定油脂压力比盾尾空隙中泥水或注浆浆液压力大0.5 MPa是合理的。(3)盾尾渗漏临界压力受油脂压力影响更大些,但盾尾刷贴合力则影响油脂逃逸和油脂压力的稳定,因此盾构掘进过程中加强盾尾刷和密封系统的管理以避免砂浆侵入导致盾尾刷失...

盾尾密封的止水效果直接关系到盾构施工的安全。一旦盾尾刷出现损坏止水效果缺失,轻则盾尾漏水漏砂,重则盾尾发生突涌造成人员伤亡和财产损失。文章以杭海城际铁路工程下穿杭州地铁1号线为例,结合富水粉砂地层盾尾刷更换及增设的特殊环境,对盾尾刷进行更换和增设。一是通过同步注浆、克泥效、二次注浆、聚氨酯在盾构机四周形成密闭的止水环境,二是对盾尾刷进行更换并通过改造盾尾油脂注入系统增设盾尾刷,进一步加强盾尾刷防水能力。通过改造盾尾密封效果较好,确保了下穿顺利。

为解决盾尾密封损坏导致的工程安全和进度问题,通过跟踪、统计多项盾构隧道工程盾尾密封使用和更换情况,总结盾尾密封的失效形式,并分析盾尾密封失效的原因,主要表现在盾尾密封设计缺陷、盾尾刷制造与安装质量差、油脂填充质量不高、施工过程控制不严以及应急预案准备不充分等方面。提出基于全过程管理理念的盾尾密封管理方法,从盾尾密封设计、盾尾刷制造和安装、初装油脂、施工管理、应急管理5个阶段,对盾尾密封的全过程管理要点和对策进行系统研究。该方法在中俄东线天然气管道长江盾构穿越工程得到成功应用,保障了盾构施工中盾尾密封安全,为盾尾密封的科学管理提供了新的思路和举措。

为研究盾尾刷质量问题对盾尾刷密封系统工作性能的影响,基于动态压缩试验与油脂逃逸试验,探讨了盾尾刷长期挤压、磨损程度、砂浆渗入对盾尾刷密封性能的影响机理.首先,通过动态压缩试验,获得各个影响因素下盾尾刷贴合力变化规律;其次,利用油脂逃逸试验获取不同工况下盾尾刷的油脂逃逸量;最后,以贴合力为媒介,将影响盾尾刷质量的因素与油脂逃逸量联系起来,探讨盾尾刷的密封性能.研究结果表明:长期挤压、盾尾刷磨损程度、砂浆渗入等因素对盾尾刷弹性性能的影响显著,尤其是砂浆渗入,盾尾刷弹性性能损失最大可达90%;油脂压力存在一临界压力,盾尾间隙为50、70、90 mm的临界油脂压力分别为0.4、0.3、0.2 MPa,低于临界压力时油脂逃逸量极少,超过临界压力时油脂逃逸量陡增,油脂压力增加0.1 MPa,油脂逃逸量增加4倍以上;在盾构平均盾尾间隙(70 mm)条件...