土压盾构盾尾渗漏原因及处理措施

李陶朦/LI Tao-meng

（中铁隧道集团有限公司 专用设备中心，河南 洛阳 471009）

1 工程概况

施工区间所属地貌单元西段以长江阶地区为主，地形稍有起伏，海拔多在10～15m；K5+650以东为长江漫滩平原区，地势平坦，海拔多在5～10m。区间穿越地层主要为②-2b4淤泥质粉质粘土、②-2c2-3粉土、②-3b3-4软-流塑状粉质粘土、②-4b3软塑状粉质粘土、③-1b2可塑状粉质粘土、④-1b1-2硬塑-可塑状粉质粘土、K2p-1层强风化岩、K2p-2层中风化岩。区间地质纵断面见图1。

2 盾尾漏沙、漏浆现象原因分析

盾构掘进开始出现漏沙、漏浆现象是在132环，在全部软土段约540环的范围内有约60环存在漏浆情况，漏浆点位主要集中在底部（7#、8#、9#）和上部（1#、15#、16#）。漏沙、漏浆情况如图2所示，漏沙、漏浆原因如下。

1）盾尾刷安装问题 盾构装机前为了保证盾尾刷在安装焊接过程中块与块之间的间隙和焊接质量，对前两道盾尾刷的尺寸进行了调整，如图3所示。盾尾刷存在后护板两块钢板交叠方向不统一的情况。

由于本身尾刷后护板交叠方式不统一，造成在焊接过程中存在后护板没有被相邻护板压住的情况，这种现象可能导致在盾构掘进中盾尾漏浆。

图1 泰冯路站-京新村站区间地质纵断面图

图2 盾尾漏沙、漏浆情况

图3 原装和调整尺寸后盾尾刷

2）盾尾油脂涂抹方面 ①在涂抹过程中存在先用水或油浸沾盾尾油脂，用手将盾尾油脂搓成卷来填充，造成尾刷根部填充不够密实，与钢丝的黏着性降低，造成在拼装负环时油脂被挤出；②部分位置只涂抹了盾尾刷下部，盾尾刷上部涂抹容易掉落，故其余部位在拼装一环负环后用油脂泵填注，可能存在不密实部位。

3）盾构掘进姿态控制方面 本区间盾构掘进水平曲线大部分为直线段，临出洞约200m为转弯半径为2000m的大曲线段，在姿态控制方面个别环高程和水平上已经超出±50mm。另外由于盾尾本身在14点位置（全员分为16个点位，与油缸组数对应）变形严重，向内鼓包，在掘进过程中右下侧盾尾间隙在正常情况下较小，左上侧较大，造成尾刷磨损和封堵不均匀。

4）掘进参数方面 盾构在掘进过程中，在完成始发后，在36～292环掘进速度基本在50mm/min以上，在这个过程中，盾尾油脂的用量和压力较正常情况下相对减少，造成尾刷磨损，密封效果较差。

5）尾油脂使用方面 软土阶段油脂用量平均约为23kg/环，使用的盾尾油脂为北京合东双盾尾油脂（盾构在右线掘进和195盾构掘进时也采用河东双盾尾油脂）。在掘进过程中，油脂压力大部分保持在10～30bar，停机安装管片时压力降低，密封效果较差。

6）注浆方面 在掘进过程中注浆压力控制在2.5～2.7bar，注浆点位初始为1#和4#，在掘进过程中不断进行调整在1#和3#，1#和2#注浆，不均匀注浆可能造成局部盾尾刷的异常磨损。

3 应对措施

1）掘进姿态控制 严格控制盾构掘进姿态，保证盾构的姿态在高程和水平上在±50mm以内[1]。尽量使管片四周的间隙保持一致，减轻管片对盾尾刷的挤压程度。

2）掘进速度控制 适当降低掘进速度，控制掘进速度在30mm/min左右[2]，保证注浆量和油脂注入量。

3）盾尾油脂加大注入 盾构在粉土、淤泥质粉质粘土地层掘进时，根据土压、注浆压力、掘进速度来调整盾尾油脂的注入点位，并手动加大加注盾尾油脂漏沙、漏浆点位的油脂注入量和注入压力（同时要求注脂压力大于20bar）；在推进结束后，采用自动注脂的方式继续进行盾尾油脂注入，保证盾尾油脂压力在15bar以上。

4）填塞海绵条 加大盾尾油脂、浆液注入量的基础上，在整环管片背部加装10cm厚的海绵条，如图4。

图4 管片背部加海绵条

5）滞后注浆 在掘进过程中，在拖出盾尾3～5环的位置利用管片吊装孔进行打孔注浆，减少盾尾刷承受的注浆压力，避免漏浆。

6）提高现场人员技术水平 加强培训，提高管片安装人员的技术水平，保证管片的拼装质量，避免错台，降低盾尾刷的磨损。

4 结 语

盾构盾尾漏沙、漏浆涉及到盾构施工的注浆压力、注入量、盾构的掘进姿态、地质状况、盾尾油脂、管片拼装等多种因素。因此，在实际施工中必须仔细分析漏沙、漏浆原因，采取切实可行的措施，才能少走弯路，减少损失，保证工程的施工进度和施工质量。

[1]竺维彬，鞠世健.复合地层中的盾构施工技术[M].北京：中国科学技术出版社，2006.

[2]程 骁.盾构施工技术[M].上海：上海科学技术文献出版社，1990.