盾尾刷更换
特大盾构盾尾刷更换
①2
人工填土 江底淤泥
①3
②3
③1
④
灰黄色 灰色 灰色淤泥质 灰色淤泥质 砂质粉土 砂质粉土 粉质粘土 粘土
江中泵房 （共2处）
加固区 （共2处）
⑤1
⑤2
⑤3
⑤3t ⑦1-1 ⑦1-2
灰色 粘土
灰色
灰色
灰色
灰色
灰色
粘质粉土 粉质粘土 粘质粉土 粘质粉土 砂质粉土
⑦2f
灰色 粉细砂
盾尾设备一览
盾尾钢板刷
脂冻胀力作用下的安全状态。
冻结施工——检测内容、传感器布置及监测数据的作用
管片温度 在特殊环管片中工作冻结管的前后（在盾构前进方向上）一定距离位置
布置环向测温电缆，以监测管片外表面和管片厚度方向上的温度分布。测 温电缆布置在特殊环管片中预埋的Φ32测温管、第一环预埋冻结管（在更 换2道钢丝刷的情况下）或第三环冻结管（在更换3道钢丝刷的情况下）中， 测点沿管片外表圆周方向和厚度方向分别布置。
冻土帷幕发展厚度（m）
路径1-1方向
路径2-2方向
0.7
1.05
0.85
1.3
1.05
1.5
1.25
1.7
1.5
1.9
按最低－30℃的盐水冻结，5天盐水温度降至－20℃，20天降至－30℃， 冻结10天和16天时关键断面（路径1－1方向）冻土帷幕厚度分别达到 0.7m和0.85m，盾壳上冻土轴向覆盖范围分别为1.05m和1.3m，平均温度 分别约－8℃和－12℃。若继续冻结，冻土帷幕厚度将继续增加，其平均
围不得小于设计冻结壁边界外2m 。 2．保温应采用导热系数和吸水率小、阻燃性好的保温材料，
可采用聚氨酯、聚苯乙烯泡沫等保温材料，保温层厚度不应小于 30mm 。
浅谈盾构掘进过程盾尾刷损坏原因分析及更换注意事项
浅谈盾构掘进过程盾尾刷损坏原因分析及更换注意事项摘要：盾构机的盾尾刷为钢丝毛刷，掘进时会受到管片的挤压，在掘进一段距离之后，被注入的砂浆凝固，润滑下降，钢丝刷与管片之间变成刚性接触，在管片拉扯作用力下加速盾尾刷密封损坏，失去密封作用，地下泥水、注入的砂浆会通过盾尾间隙流入盾体，不但给盾构工作带来不便，不能保证注浆效果，造成脱出盾尾的管片位移变形、地层下沉。
本文总结盾尾刷更换的施工过程，希望能有一定借鉴作用。
关键词：盾尾刷损坏更换1、工程概况1.1 项目内容本段电缆隧道南起220千伏某电站，沿后窖村内规划道路由东向西与广州大道南相交，此后沿广州大道南由南向北，途经广州大道后窖大桥、广州大道车行隧道从及上涌中桥，最终在客村与广州大道南交汇处。
线路总长为3090.90m，最小曲线半径为350m，最大坡度19.774‰，隧道埋深约为13~21.6m。
1.2 工程、水文地质本隧道工程场地范围内主要土层从上至下分别为：人工填土、淤泥质土、粉细砂、粉质粘土、中砂、淤泥、粉质粘土、全风化基岩、中风化粉砂岩。
盾构隧道洞身位于强~中风化岩层，该岩层岩质较坚硬，盾构施工侧壁能自稳；洞顶主要为粉质粘土、淤泥质土、中粗砂；洞底主要为中~微风化岩薄，该岩层岩质较坚硬，盾构施工侧壁能自稳。
本工程地下分别为上层滞水，水量较低；第二类型潜水，赋存于(2-2)层粉砂、(4)层粉细砂中，具有微承压性，含水量较丰富。
其地下混合水位埋深在0.80m~4.10m之间，地下混合水位标高在3.59m～8.24m。
2、盾尾刷损坏情况及原因分析盾构机掘进至507环时，管片出现漏浆，经初步分析断定，是由于盾尾刷损坏导致的漏浆，对管片进行拆除，进一步确认盾尾刷损坏引起漏浆（见图1、图2）；2.1损坏情况及原因分析如下：2.1.1盾尾刷变形、磨损在盾构掘进过程中，盾尾刷与管片间长时间的磨擦，造成盾尾刷变形、严重磨损。
2.1.2盾尾刷钢丝掉落管片组装时，由于千斤顶收缩，很易导致盾构机后退,造成盾尾刷刷毛与管片间发生方向相反的运动,使盾尾刷内的钢丝掉落。
盾尾刷更换风险事件应急预案
盾尾刷更换风险事件应急预案1.1 风险特点（1）盾构机在掘进过程中，特别是在长距离掘进时，往往会由于盾尾密封油脂加注量不足、盾构机姿态调整过猛等原因，致使盾尾密封刷损坏。
如果盾尾密封性能不良，大量地下水充破损的盾尾渗流到隧道内，后果将不堪设想。
造成个别部位地面沉降严重超过警报值。
盾尾密封刷损坏引起的盾尾漏水、漏砂和涌水、涌砂。
（2）盾尾刷的更换应尽量避免在软土层部位更换盾尾密封刷。
软土层部位盾构机在自重的作用下，容易发生低头。
一旦发生盾构机低头就较难处理。
（3）盾构内进水造成的严重后果有管片下沉、管片间开裂、盾构下沉、地表下沉、建筑物倾斜和重要管线破裂等。
（4）盾尾密封刷更换需要进行焊接作业：先将旧的盾尾刷拆除，在将新的盾尾刷焊接到盾尾。
焊接前必须对盾尾刷后部2~5环的管片进行壁后二次注入水泥—水玻璃双液浆，将管片与地层之间的流水通道完全封死，防止地下水通过盾尾进入盾构机内而给更换、焊接施工造成不便。
在注浆机二次注浆过程中，注浆压力一定要合理控制。
若注浆压力过大，将产生一系列的危害：管片间的街头可能受到破坏，容易使管片错台，有可能引发重大工程事故；②引起地表的有害隆起；③破坏管片衬砌；④加重盾尾密封刷进一步损坏。
若注浆压力过小，则无法保证注浆量，注浆将达不到预计的效果，且注浆层会有余留空隙，不仅地层将会向隧道方向移动，产生较大幅度的沉陷，而且管片与地层之间的流水通道不能完全封死，地下水可能通过盾尾进入盾构机内，给更换、焊接施工造成不便。
1.2 预防措施（1）加强对区间盾构隧道周边工程地质资料、水文资料和环境资料的掌握；（2）盾构施工过程中每掘进5环对盾尾铰接和密封情况进行检查，及时修补损坏的交接密封、盾构密封和更换损坏的盾尾密封刷；盾构机下穿近日隧道前20环请公司派工作组对盾构机刀盘刀具及盾尾密封进行一次专项检查，有必要情况下邀请厂家派专业人员进行检查。
（3）盾构施工过程中调整好盾构姿态，防止盾构铰接处漏水、漏砂，一旦出现盾构铰接处漏水，漏砂现象，及时启动盾尾铰接紧急密封并进行相关处理；（4）严格控制盾构总推力，防止推力过大，顶裂管片引起进水事故；（5）严格控制盾构推进速度，确保推进速度和同步注浆速度相适应，在水、砂、压力共存的地层推进时，防止管片错台过大导致止水橡胶条密封失效，引起管片间漏水漏砂。
冻结法冷冻钢管片更换盾尾刷技术及温度场研究
冻结法冷冻钢管片更换盾尾刷技术及温度场研究◎ 李忠虎 蔡超君 马超 唐天龙 中交第二航务工程局有限公司摘 要：为分析冻结法冷冻钢管片更换尾刷的温度场及该工艺的安全可靠性，对冷冻钢管片进行设计阐述，并对积极冻结及维护冻结期间的温度场进行监测、利用FLAC3D对不同工况下的温度场进行数值模拟。
结果表明对该钢管片进行隔热、隔风措施可以保证冻结帷幕发展效果。
关键词：冻结法冷冻钢管片；盾尾刷更换；温度场分析；气对流影响；FLAC3D有限差分盾构法施工由于其自身的安全性高、对周边环境影响小等优势在城市地铁、市政管网等城市隧道建设中应用广泛[1]。
随着城市的发展，长距离、复杂地质下的盾构施工愈加普遍。
较长的掘进距离，将不可避免地增加盾尾刷与盾构管片之间的磨损[2]，导致尾刷的疲劳破坏。
因此有必要营造一个良好的尾刷检修环境。
冻结法相对于传统的注浆止水工艺具有均匀、封水、柔韧以及高强度等优点，适用于无动水富水地层。
冻结法在盾构施工中已有较为广泛的应用，如用于盾构始发接收时的止水、盾构掘进涌水处理等。
在应用于盾尾常规利用冷冻钢管沿管片径向打入土体的做法一方面破坏管片的整体性，也导致沿尾刷周围冻土帷幕的不均匀。
此种工艺通过沿混凝土管环径向钻孔插入冷冻钢管，该工艺存在穿透性损坏混凝土管片导致永久性的渗漏隐患、且冻土帷幕环向均匀性差等缺陷。
钢管片由其自身较高的强度及传热效率，可以作为永久管片结构对周围土体传热。
本文结合佛山地铁项目，针对在富水地层中更换两道盾尾刷的特殊工况，对冷冻钢管片进行了特殊设计，并通过对冻结帷幕实测温度的分析，验证了该工艺的高效性以及可行性。
对于后续该冻结工艺的应用具有指导意义。
1.冷冻钢管片法更换尾刷设计方案1.1工程概况佛山地铁二号线为单向双线隧道，采用泥水气压平衡复合式盾构机施工。
盾尾外径为6.96m，成型隧道管片外径6.70m、内径为6.00m,衬砌厚度为0.35m，环宽1.5m。
考虑到施工实际工况，盾体及其内部总重约650t, 盾构有四道盾尾刷及一道止浆板。
盾尾刷更换及管环对接施工工法(2)
盾尾刷更换及管环对接施工工法盾尾刷更换及管环对接施工工法一、前言盾尾刷更换及管环对接施工工法是在盾构施工过程中，为了满足更换盾尾刷和实现管环对接的需求而形成的一套施工工艺。
该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施和经济技术分析将在下面进行详细介绍。
二、工法特点该工法的特点主要有以下几点：1. 灵活性高：可以根据实际施工情况和需要，灵活调整盾尾刷更换和管环对接的施工流程。
2. 施工效率高：通过合理且高效的施工组织和工艺措施，能够快速、高效地完成盾尾刷更换和管环对接工作。
3. 施工质量可控：通过严格的质量控制措施和监测手段，能够保证施工质量符合设计要求。
4. 安全性高：通过科学合理的安全措施，能够减少施工过程中的安全风险，保证施工人员的安全。
三、适应范围该工法适用于盾构施工过程中，需要更换盾尾刷和实现管环对接的情况。
四、工艺原理通过对施工工法与实际工程之间的联系以及采取的技术措施进行具体的分析和解释，让读者了解该工法的理论依据和实际应用。
五、施工工艺对施工工法的各个施工阶段进行详细的描述，让读者了解施工过程中的每一个细节。
六、劳动组织详细介绍盾尾刷更换及管环对接施工中所需的人员组织和任务分工，确保施工过程的顺利进行。
七、机具设备对该工法所需的机具设备进行详细介绍，包括其特点、性能和使用方法，让读者了解这些机具设备的基本情况。
八、质量控制详细介绍施工质量控制的方法和措施，包括监测手段和检验方法，以确保施工过程中的质量达到设计要求。
九、安全措施详细介绍施工中需要注意的安全事项，特别是对施工工法的安全要求，让读者清楚地了解施工中的危险因素和安全措施。
十、经济技术分析对施工工法的施工周期、施工成本和使用寿命进行分析，以便读者进行评估和比较。
十一、工程实例通过介绍实际工程案例，展示该工法的实际应用效果，为读者提供参考。
以上是关于盾尾刷更换及管环对接施工工法的详细介绍，通过对每个要点的讲解，希望读者能够全面了解该工法的理论和实践，为实际工程提供指导。
盾尾刷更换
2.更换尾刷施工步骤及措施 第一步：首先将839环与838环之间纵向螺栓的连接进行复紧。 第二步：盾构机推进至最后一环时拼装5块管片，封顶块不进行拼装在推进最 大约650mm左右时（推进油缸全部缩回距第一道尾刷大约为2150mm）派专人观察 封顶块位置，直至完全露出第一道盾尾钢刷后立即停止掘进。详见下图
（3）向土仓内注入适当浓度的膨润土浆液，在停机更换盾尾刷之前逐步的
收回交接并开启中盾上的四路超前注浆管向盾体周围注入适当浓度的膨润土浆液 起到土体与盾体之间的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ滑作用，以防止在停机时间过长导致盾体被卡住。
（4）对施工人员及盾构司机进行交底培训，确保在停机期间24小时人员在操 作室进行值班，刀盘每2小时转动一次防止刀盘被土体卡住，土压过低时向舱内 注入膨润土浆液，确保土仓压力及掌子面的稳定性。
四、劳动组织 在施工更换盾构钢刷的期间，要求工序衔接流畅合理安排劳动人员
施工时间，尽量减少停机时间。
五、机械设备及材料 在施工更换盾构钢刷的期间，要求机械设备配备充足，以保证施工快速有
效进行。
六、应急预案 1.风险分析 （1）结构地质虽然稳定，地层中存在一定数量的圆砾，渗水仍较大，存 在着漏水的可能与风险； （2）管片拆卸时，如何拆卸，如何吊运，在施工中如何进行更好的控制 ，这将是我们更换盾尾刷的关键所在，也是难点所在； （3）在更换盾体顶上的盾尾刷时，将要进行高空作业，怎样增加高空作 业的安全性，降低风险，也是我们必须考虑的； （4）盾尾刷更换时，必须进行动火作业，如何保证动火作业时，盾构机 的配件不会受到损伤，保证设备的完好率，也是我们在施工时要特别注意的 ； 二）确保更换盾尾刷安全措施 1、盾尾处进行人工多次注浆，范围从824环829环、834环分别向盾构掘 进方向注双液浆。现场技术人员要对注浆质量进行控制，尾盾处注入量以注 入压力0.35Mpa～0.4Mpa控制，将盾尾与原土层完全加固，防止有浆液窜出， 确保更换盾尾刷时的安全，并在盾尾底部配备2台水泵，随时准备抽水；准备 .海棉、聚氨脂材料准备到位，一旦浆液窜出，立即采用海面正面封堵，聚氨 酯在838（倒数第二环）环管片背后注入封堵漏水。 2、安装840环管片时，将封顶块放置在下方位置处，便于方便观察尾刷 位置，并且在B块管片及处在180°上方的A管片用拼装负环时方式采用L钢板 焊接在盾体上将管片固定住，需要拆除管片前再将L钢板进行割除。
盾构盾尾刷更换应急预案
广深港客运专线广深段狮子洋隧道SDⅡ标盾构机盾尾刷更换施工应急预案编制：张杰审核：文志军审批：李光耀中铁十二局集团广深港客专广深段狮子洋隧道SD Ⅱ标项目部00 八年九月二十一日盾尾刷更换施工应急预案一、应急预案的方针与目标坚持“安全第一、预防为主”，“保护人员安全优先、保护环境优先”的方针，贯彻“常备不懈、统一指挥、高效协调、持续改进”的原则。
更好地适应法律和经济活动的要求；给企业员工的工作和施工场区周围居民提供更好更安全的环境；保证各种应急资源处于良好的备战状态；指导应急行动按计划有序地进行；防止因应急行动组织不力或现场救援工作的无序和混乱而延误事故的应急救援；有效地避免或降低人员伤亡和财产损失；帮助实现应急行动的快速、有序、高效；充分体现应急救援的“应急精神”。
二、应急预案适用范围本预案适用于指导预防和处置盾构换盾尾刷施工当中出现的各种险情的应急抢险任务。
由我标段项目部、华南铁路监理、广深港客运专线公司以及当地政府监管部门共同处置我标段盾构机盾尾刷更换施工发生的突发事件。
三、工程概况㈠、目前状况目前，右线隧道施工已经掘进至534 环，535 环掘进1.25 米。
根据前一阶段的施工情况，盾尾漏浆较大，大量泥浆从盾尾渗流到隧道内，制约了隧道掘进的进度和效率，现在盾构机已经进入了全断面弱风化岩地层，盾构机所在的隧道顶部岩层平均厚度达到了4.4 米，此时更换盾尾刷的条件已经具备，故计划对盾构机的两道盾尾刷进行更换。
㈡、地质分析目前盾构机掘进至534 环，隧道在534 环顶部弱风化岩层5（3）厚度为2.3 米；中风化岩层5（2 ）厚度为1.1 米；强风化岩层5（1 ）岩层厚度为1.1 米，合计岩层厚度4.5 米；隧道掌子面地质为全断面弱风化岩，隧道掌子面顶部弱风化岩层 5 （3）厚度为3.1 米；中风化岩层5（2）厚度为0.3 米；强风化岩层5（1）岩层厚度为0.8 米，合计岩层厚度4.3 米。
详细地质情况见下图一：图一 详细地质图四、更换盾尾刷风险分析及安全措施㈠、盾尾刷结构图图二 盾尾刷设计原理图㈡、更换盾尾刷重难点与风险本次更换盾尾刷时机选在右线盾构掘进 534 环， 535 环推进 1.25 米，完成管片壁 后补充注浆等工作后进行。
软弱局部透水地层注浆止水盾尾刷更换技术
林业工程学报，２０２４，９（２）：１６０－１６６ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２３０８００５收稿日期：２０２３－０８－０８㊀㊀㊀㊀修回日期：２０２３－０９－１２基金项目：住房和城乡建设部科研项目（２０１７－Ｋ４－０１７）㊂作者简介：丁程，男，研究方向为环境岩土与地下工程㊂通信作者：杨平，男，教授㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｙａｎｇｐｉｎｇ＠ｎｊｆｕ．ｅｄｕ．ｃｎ软弱局部透水地层注浆止水盾尾刷更换技术丁程１，程姿洋２，王文恺２，杨平１∗（１．南京林业大学土木工程学院，南京２１００３７；２．中交一公局第八工程有限公司，天津３００１７０）摘㊀要：在城市轨道交通建设中，由于长距离㊁小半径盾构掘进情况越来越多，导致盾尾刷因长时间受力或受力不均而磨损，降低或失去密封性，需对其及时进行更换㊂本研究以苏州轨道交通８号线虎殿路站—虎丘湿地公园站出入场线区间更换盾尾刷为背景，基于盾尾刷更换各种止水方式比选分析，结合该工程位于软弱局部透水地层特点，提出并实施了一种多方式注浆止水的盾尾刷更换方法㊂即在软弱局部透水地层中，通过在盾尾注入聚氨酯㊁惰性浆液㊁双浆液，以及通过盾体径向注入惰性浆液，对盾尾前后地下水进行有效封堵，再通过拆卸一环管片进行第一道盾尾刷的拆卸与更换，更换期间实测表明地表累积沉降与日沉降均满足控制要求，注浆加固后打开观测孔止水效果良好，仅耗时１４ｄ便恢复掘进㊂本研究提出的软弱局部透水地层注浆止水的盾尾刷更换成套工艺与方法取得很好的实施效果，可为今后类似工程提供参考㊂关键词：盾构隧道；软弱局部透水地层；盾尾刷更换；多种浆液交叉注浆；注浆止水中图分类号：Ｕ４５５．５３㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀㊀文章编号：２０９６－１３５９（２０２４）０２－０１６０－０７ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｓｈｉｅｌｄｔａｉｌｂｒｕｓｈｂｙｇｒｏｕｔｉｎｇｆｏｒｗａｔｅｒｐｌｕｇｇｉｎｇｉｎｗｅａｋａｎｄｌｏｃａｌｌｙｐｅｒｍｅａｂｌｅｓｔｒａｔｕｍＤＩＮＧＣｈｅｎｇ１，ＣＨＥＮＧＺｉｙａｎｇ２，ＷＡＮＧＷｅｎｋａｉ２，ＹＡＮＧＰｉｎｇ１∗（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３７，Ｃｈｉｎａ；２．Ｎｏ．ＥｉｇｈｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ．ｏｆＣＣＣＣＦｉｒｓｔＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎ３００１７０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｕｒｂａｎｒａｉｌｔｒａｎｓｉｔ，ｄｕｅｔｏｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｎｕｍｂｅｒｏｆｌｏｎｇ⁃ｄｉｓｔａｎｃｅａｎｄｓｍａｌｌ⁃ｒａｄｉｕｓｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌｉｎｇ，ｔｈｅｓｈｉｅｌｄｔａｉｌｂｒｕｓｈｉｓｗｏｒｎｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｎｔｈｅｌｏｎｇ⁃ｔｉｍｅｏｒｕｎｅｖｅｎｓｔｒｅｓｓｅｄｓｔａｔｅ，ｗｈｉｃｈｒｅｄｕｃｅｓｏｒｌｏｓｅｓｉｔｓｓｅａｌｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｓｏｉｔｎｅｅｄｓｔｏｂｅｒｅｐｌａｃｅｄｉｎｔｉｍｅ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｔｏｏｋｔｈｅｓｈｉｅｌｄｔａｉｌｂｒｕｓｈｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｐｒｏｊｅｃｔｏｆｔｈｅｅｎ⁃ｔｒａｎｃｅａｎｄｅｘｉｔｌｉｎｅｉｎｔｅｒｖａｌｂｅｔｗｅｅｎＨｕｄｉａｎＲｏａｄＳｔａｔｉｏｎａｎｄＨｕｑｉｕＷｅｔｌａｎｄＰａｒｋＳｔａｔｉｏｎｏｆＳｕｚｈｏｕＲａｉｌＴｒａｎｓｉｔＬｉｎｅＥｉｇｈｔ，ａｓｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｔｏａｎａｌｙｚｅａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｂｌｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｔｅｒｐｌｕｇｇｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｂａｓｅｄｏｎｖａｒｉｏｕｓｗａｔｅｒｐｌｕｇｇｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｔｈａｔｃａｎｂｅｕｓｅｄｉｎｔｈｅｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｈｉｅｌｄｔａｉｌｂｒｕｓｈ．Ｗｅｃｏｍｂｉｎｅｓｗｉｔｈｔｈｅｆａｃｔｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｗａｓｌｏｃａｔｅｄｉｎｔｈｅｗｅａｋａｎｄｌｏｃａｌｌｙｐｅｒｍｅａｂｌｅｓｔｒａｔｕｍｔｏｐｕｔｆｏｒｗａｒｄａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｏｆｓｈｉｅｌｄｔａｉｌｂｒｕｓｈｂｙｍｕｌｔｉ⁃ｍｅｔｈｏｄｇｒｏｕｔｉｎｇｆｏｒｗａｔｅｒｐｌｕｇｇｉｎｇ．Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｅａｌｓｏｆｆｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｂｅｆｏｒｅａｎｄｂｅｈｉｎｄｔｈｅｓｈｉｅｌｄｔａｉｌｂｙｉｎｊｅｃｔｉｎｇｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓｌｕｒｒｙ，ｉｎｅｒｔｓｌｕｒｒｙａｎｄｃｅ⁃ｍｅｎｔ⁃ｗａｔｅｒｇｌａｓｓｄｏｕｂｌｅｓｌｕｒｒｙｉｎｔｏｔｈｅｓｏｉｌｂｅｈｉｎｄｔｈｅｓｈｉｅｌｄｔａｉｌ，ａｓｗｅｌｌａｓｂｙｒａｄｉａｌｌｙｉｎｊｅｃｔｉｎｇｉｎｅｒｔｓｌｕｒｒｙｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｈｉｅｌｄｂｏｄｙｉｎｔｏｗｅａｋａｎｄｌｏｃａｌｌｙｐｅｒｍｅａｂｌｅｓｔｒａｔｕｍｓ．Ｔｈｅｎｔｈｅｆｉｒｓｔｓｈｉｅｌｄｔａｉｌｂｒｕｓｈｗａｓｒｅｐｌａｃｅｄｂｙｔｅａｒｉｎｇｄｏｗｎｔｈｅｌａｓｔｒｉｎｇｏｆｐｉｐｅｓｅｇｍｅｎｔｔｏｅｘｐｏｓｅｔｈｅｆｉｒｓｔｓｈｉｅｌｄｔａｉｌｂｒｕｓｈ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｈｉｅｌｄｔａｉｌｒｅａｒｐｉｐｅｓｅｇｍｅｎｔｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｔｉｅ，ｔｈｅｊａｃｋｓｕｐｐｏｒｔａｎｄｏｔｈｅｒｗａｙｓｍａｉｎｔａｉｎｅｄｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｉｓｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｐｒｏｖｉｄｅｄａｃｏｍｐｌｅｔｅｓｅｔｏｆｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｍｅｔｈｏｄｆｏｒｒｅｐｌａｃｉｎｇｔｈｅｓｈｉｅｌｄｔａｉｌｂｒｕｓｈｂｙｇｒｏｕｔｉｎｇｆｏｒｗａｔｅｒｐｌｕｇ⁃ｇｉｎｇｉｎｗｅａｋａｎｄｌｏｃａｌｌｙｐｅｒｍｅａｂｌｅｓｔｒａｔｕｍ．Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｈｉｅｌｄｔａｉｌｂｒｕｓｈ，ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｓｕｒｆａｃｅｄａｔａｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｕｒｆａｃｅａｎｄｔｈｅｄａｉｌｙｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｍｅｅｔｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ａｆｔｅｒｔｈｅｇｒｏｕｔｉｎｇｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ，ｔｈｅｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｈｏｌｅｓｏｎｔｈｅｐｉｐｅｓｅｇｍｅｎｔｗｅｒｅｏｐｅｎｅｄ，ａｎｄｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｗａｔｅｒｐｌｕｇｇｉｎｇｅｆｆｅｃｔｗａｓｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙ．Ｉｔｏｎｌｙｔｏｏｋ１４ｄｔｏｒｅｓｕｍｅｔｕｎｎｅｌｉｎｇ，ａｎｄｂｅｔｔｅｒｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｈａｄｂｅｅｎａｃｈｉｅｖｅｄ，ｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｓｉｍｉｌａｒｐｒｏｊｅｃｔｓｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌ；ｗｅａｋａｎｄｌｏｃａｌｌｙｐｅｒｍｅａｂｌｅｓｔｒａｔｕｍ；ｓｈｉｅｌｄｔａｉｌｂｒｕｓｈｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ；ａｖａｒｉｅｔｙｏｆｓｌｕｒｒｙｃｒｏｓｓｇｒｏｕｔｉｎｇ；ｇｒｏｕｔｉｎｇｆｏｒｗａｔｅｒｐｌｕｇｇｉｎｇ㊀第２期丁程，等：软弱局部透水地层注浆止水盾尾刷更换技术㊀㊀盾构法已在地铁隧道建设中得到广泛应用，盾尾密封系统是保证盾构安全推进的重要部分［１］㊂由于长距离或小半径掘进㊁管片拼装不当等原因，会导致盾尾刷出现磨损，盾尾密封效果下降甚至失效［２］㊂为保障盾构推进安全，需及时对磨损的钢丝刷进行更换，而盾尾刷更换施工中如何安全有效地进行盾尾止水是一关键技术难题㊂目前针对盾尾刷更换的止水方案主要有化学注浆止水［３－５］和冻结法止水［６－１０］㊂注浆法已经被广泛运用到地下工程建设，常采用盾尾同步注浆或管片注浆孔进行注浆，形成连续的止水帷幕，但其止水性远不如冻结法，适用土层具有局限性，一般很少用于透水地层㊂在苏州轨道交通８号线虎殿路站 虎丘湿地公园站出入场线区间存在局部透水地层条件，通过详细比选研究，提出了多种注浆止水的盾尾刷更换方法，并得到成功应用㊂本研究给出了该工程注浆止水盾尾刷更换工艺技术及实施效果，以期为后续类似工程提供经验借鉴㊂１㊀盾尾刷更换止水方案比选目前盾尾刷更换止水方案主要有化学注浆止水㊁盐水冻结法止水㊁液氮冻结法止水㊂１．１㊀化学注浆止水在盾尾刷更换中，化学注浆止水方式大多采用加大盾尾同步注浆量和盾尾二次注浆来实现密封止水效果，现已得到多次成功应用［１１］㊂该工法施工工期短，工程耗资低；注浆方式多变，可水平注浆㊁垂直注浆㊁倾斜注浆；注浆工艺简单，采用设备操作简便，占用场地较小，对周边影响较小；但普通注浆法地层适用性差，随着各种改性工艺的发展，运用各种改性工艺，可将注浆法的适用性相应扩大㊂普通注浆法对地层的适应性差，尤其不适应承压水和动水地层中，浆液流动方向难以控制；注浆帷幕的连续性㊁均匀性都较差，同时注浆土体与盾构及管片交界处的胶结性较差，可能带来止水性差的后果；对于饱水富水地层或注浆均匀性差的地层㊁存在承压水的水底隧道以及盾尾刷更换工期长等条件下的高风险工程，注浆法风险大，一般不应采用㊂１．２㊀盐水冻结法止水在高水压富水砂层地层，出于施工安全的考虑，常常使用冻结法来进行止水，而盐水冻结是使用最多的冻结方式㊂盐水冻结止水冻土强度高（苏州地区冻结粉质黏土－１０ħ时抗压强度为４ ５ＭＰａ，砂土可达７ＭＰａ左右）㊁止水性好，在承压水地层中依旧可以形成冻土结构来充分抵御水土压力；适应性好，几乎不受地质条件影响，可形成任意深度㊁任意形状的冻结帷幕；绿色环保，施工无噪声，无污染；可与其他止水方案相结合㊂但工期较长㊁成本高，受空气和动水影响大［１２］，在地下动水丰富的水文条件下应该慎用；同时使用冻结法还需要充分考虑冻胀融沉的影响㊂１．３㊀液氮冻结法止水液氮冻结与盐水冻结相比，液氮冻结系统简单，无须建立冻结站和循环系统㊂液氮冻结温度低（可达－１９０ －１７０ħ），冻结速度快，是常规盐水冻结速度的３倍以上；冻结稳定性好㊁冻土强度高，－６０ħ液氮冻结冻土的弹模比－２０ħ冻土的弹模大４倍㊂但液氮冻结成本更高，能量损失大，液氮冻结地层平均温度较盐水冻结更低，可能会造成盾构机 抱死 ，而且在焊接盾尾刷时，需要对盾尾钢板和未拆除的管片接触处进行喷水降温，防止冻结温度受到影响［１３］；在拆除临时管片后，可能会使冻结壁附近隧道管片收敛大于允许值，需及时进行支撑［１４］㊂１．４㊀综合比选通过对以上分析比选，现将３种止水方式在更换盾尾刷时的特点与适用性进行比较，如表１所示，在进行止水方案比选时，要综合考虑工程与水文地质条件㊁周边环境等实际情况进行选择㊂表１㊀不同止水方式特点与适用性比较Ｔａｂｌｅ１㊀Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓｏｆｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｔｅｒｐｌｕｇｇｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ特点化学注浆盐水冻结液氮冻结工期最短最长较短成本最低较高最高止水效果较差（具体视土层情况）好，但受动水情况影响较大最好操作性简单复杂较简单㊁灵活适用地层渗透性小的地层或局部小区域透水层渗透性大的地层渗透性大㊁有一定动水的地层在盾尾刷更换中的应用盾尾注浆进行止水冻结管布置形式可多变，焊接时应注意冻结壁温度变化和更换时附近管片的变形对盾构再掘进影响几乎无影响可快速恢复需要强制解冻需要强制解冻防范盾体被 抱死１６１林业工程学报第９卷２㊀局部透水地层注浆止水盾尾刷更换技术２．１㊀工程概况苏州市轨道交通８号线三角咀出入场线盾构区间全长２０８８．４０５ｍ，隧道埋深１２．２０６ ３５．５４０ｍ㊂穿越地层自上而下为：①１杂填土㊁③１黏土㊁③３黏质粉土㊁④２粉砂夹粉土㊁⑤１粉质黏土㊁⑥１黏土㊂三角咀出入场线盾构区间已完成１３８９环，设计１７４１环，剩余３５２环㊂由于该位置处于曲率半径Ｒ３００曲线左转，隧道轴线变化较大，盾尾刷与管片外壁存在长时间磨损变形，弹性钢片受到过分挤压，造成回弹性能减弱和永久变形，出现同步注浆液渗漏的现象㊂由于后续透水砂层逐渐增多，地质风险逐渐增大，且后续有侧穿虎丘湿地公园管理用房㊁侧穿２＃行车桥㊁下穿西气东输管线㊁下穿沪宁高速㊁盾构接收等风险源，所以为施工安全，必须对第１道盾尾刷进行更换㊂拟停机位置为第１３９０环（ＹＤＫ１＋７３５．４），第１３９０环距离２＃车行桥水平距离为５．３８ｍ，距离最近水域为１０．３ｍ，水深约１．７２ｍ，地表为虎丘湿地公园内一片空地㊂拟停机位置平面如图１所示，地层剖面如图２所示㊂图１㊀停机位置平面图Ｆｉｇ．１㊀Ｐｌａｎｅｌｏｃａｔｉｏｎｄｒａｗｉｎｇｏｆｓｈｉｅｌｄｍａｃｈｉｎｅｈａｌｔ图２㊀停机位置地层剖面图Ｆｉｇ．２㊀Ｓｔｒａｔｕｍｓｅｃｔｉｏｎａｌｄｒａｗｉｎｇｏｆｓｈｉｅｌｄｍａｃｈｉｎｅｈａｌｔ２．２㊀加固方式选择本工程盾构刀盘所处地层自上而下为顶部④２粉砂夹粉土占７％（透水层）㊁中部⑤１粉质黏土占５７％㊁下部⑥１黏土占３６％，为典型的局部透水地层，相关地层参数如表２所示㊂根据前述分析，目前盾尾刷更换加固方式主要是注浆法和冻结法，该工程拟更换盾尾刷位置上部土层为７％④２粉砂夹粉土，属于局部透水层，普通注浆法加固存在风险，因此对注浆要求较高㊂在高压富水地层中普通单浆液易离析㊁离散，无法形成较密实的板体，而惰性浆液相较于普通单浆液，可实现充填性㊁流动性和固结强度三者之间的良好匹配，决定采用盾体和盾尾后注惰性浆液，辅以二次注浆㊂惰性浆液不仅弥补了普通单液浆易堵管㊁抗水分散性差的缺点，还有着较高的抗压强度㊁较小的收缩性和较好的抗渗性［１５］㊂表２㊀相关地层参数Ｔａｂｌｅ２㊀Ｒｅｌａｔｅｄｓｔｒａｔｕｍｐａｒａｍｅｔｅｒｓ土层含水率／％重度／（ｋＮ㊃ｍ－３）压缩模量／ＭＰａ渗透系数／（ｃｍ㊃ｓ－１）④２粉砂夹粉土２７．１１９．３１１．０９４ˑ１０－３⑤１粉质黏土３２．１１８．７４．７４８ˑ１０－６⑥１黏土２４．２１９．９８．４９１ˑ１０－６２．３㊀注浆加固工艺与参数２．３．１㊀浆液配比及参数惰性浆液配比性能及参数如表３㊁表４所示㊂表３㊀惰性浆液配比（每立方）Ｔａｂｌｅ３㊀Ｍｉｘｉｎｇｒａｔｉｏｏｆｉｎｅｒｔｓｌｕｒｒｙ（ｐｅｒｃｕｂｉｃｍｅｔｅｒ）名称质量／ｋｇ要求消石灰６０Ⅱ级粉煤灰４００Ⅱ级砂８００控制区内，细度模数须ȡ１．２；非控制区内，细度模数须ȡ０．８；含泥量须ɤ６％膨润土７０钠Ⅱ基，膨胀率ȡ１５ｍＬ／（２ｇ）水３３０加水调整浆液坍落度至２４ ２６ｃｍ表４㊀浆液性能参数指标Ｔａｂｌｅ４㊀Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐａｒａｍｅｔｅｒｉｎｄｅｘｅｓｏｆｓｌｕｒｒｙ项目参数指标坍落度㊀２４ ２６ｃｍ稠度㊀㊀１０ １２．５ｃｍ凝结时间１２ １６ｈ泌水性㊀＜３％强度㊀㊀７ｄ强度ȡ０．４ＭＰａ；１４ｄ强度ȡ１．０ＭＰａ２．３．２㊀停机前加固在掘进至第１３８３环开始，通过盾体的６个注浆孔对周边土体进行加固，减少盾尾渗漏，浆液采２６１㊀第２期丁程，等：软弱局部透水地层注浆止水盾尾刷更换技术用惰性浆液㊂从停机前四环开始，加大同步注浆量和注浆压力，可使浆液在富水粉细砂层中渗透扩散持续时间缩短［１６］，形成有效同步注浆加固体㊂同时对第１３７１ １３８５环进行二次注浆，在环与环之间交叉注入双浆液（其中奇数点位注入聚氨酯），形成环箍，双浆液采用水泥⁃水玻璃双浆液（ｍ水泥ʒｍ水＝１ʒ１，Ｖ水玻璃ʒＶ水＝１ʒ３，Ｖ水玻璃溶液ʒＶ水泥浆＝１ʒ１），待二次注浆浆液凝结后，于第１３８７环的偶数点位注入聚氨酯形成止水圈，注入量为每点位３０ｋｇ㊂２．３．３㊀停机加固第１３９０环拼装完成（Ｋ块不拼装）后，当油缸行程到达６００ｍｍ时盾构机第１次停机，第１次停机位置如图３ａ所示㊂第１次停机后，在第１３８４ １３８５环进行二次注浆，对盾尾进行封堵，在第１３８６环注入惰性浆液，同时对盾体周围采取径向注浆，注入惰性浆液对盾尾前方注浆加固封堵，并保持盾体的稳定性㊂第１次停机注浆加固完成并检查盾尾无异常后恢复推进，推进过程中加强Ｋ块位置盯控，当盾尾刷出来后，即油缸行程推进至１３８６ｍｍ时，立即停机，第２次停机位置如图３ｂ所示㊂第２次停机后，跳开之前的注浆孔，在第１３８４ １３８５环再次进行二次注浆，对盾尾进行封堵，再次在第１３８６环注入惰性浆液，同时对盾体周围采取径向注浆，注入惰性浆液对盾尾前方注浆加固封堵，并保持盾体的稳定性㊂图３㊀停机加固Ｆｉｇ．３㊀Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｏｆｍａｃｈｉｎｅｈａｌｔ２．４㊀拆除管片盾构机的实际油缸最大行程为２１８０ｍｍ，盾尾刷长度为３３４ｍｍ，油脂仓富余量取７２ｍｍ，若要更换第１道盾尾刷，则盾构机的油缸行程须达到２５８６ｍｍ，不满足要求，需要通过拆除一环管片来实现更换第１道盾尾刷的施工条件㊂为了减小风险，必须严格控制保证第２道盾尾刷压在第２环管片下，当第１环管片拆除刚达到更换条件时，立即停机㊂通过正好满足更换盾尾刷施工行程，反算第１３９０环拼装完成后推进油缸行程，得当第１３９０环直线环拼装１３点位（Ｋ块不拼），且第１３９０环油缸行程推进至１３８６ｍｍ时立即停止掘进㊂该停机位是该工艺的关键，必须做到精准，此时刚好满足盾构机更换第１道尾刷的要求，管片拆除时油缸行程位置如图４所示㊂拆除管片前，对第１３８８环进行开孔检查，确定盾尾不漏水后，按照Ｂ１ңＡ１ңＡ２ңＢ２ңＡ３的顺序拆除第１３９０环管片㊂在拆除过程中边拆边在第１３８９环端部焊接弧形钢板封堵，每拆掉一块图４㊀管片拆除时油缸行程位置Ｆｉｇ．４㊀Ｃｙｌｉｎｄｅｒｓｔｒｏｋｅｐｏｓｉｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｐｉｐｅｓｅｇｍｅｎｔｒｅｍｏｖａｌ后焊接弧形钢板，焊接完成后进行下一块拆除，弧形钢板之间进行满焊，第１３９０环管片拆除顺序流程如图５所示㊂盾尾刷更换具体流程如图６所示㊂当第１３９０环管片重新安装好后，经检查无误后，可恢复掘进，复推后掘进速度控制在２ｃｍ／ｍｉｎ㊂３６１林业工程学报第９卷图５㊀第１３９０环管片拆除顺序流程Ｆｉｇ．５㊀ＦｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｒｅｍｏｖａｌｓｅｑｕｅｎｃｅｏｆＮｏ．１３９０ｐｉｐｅｓｅｇｍｅｎｔｓ图６㊀盾尾刷更换流程Ｆｉｇ．６㊀Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｆｏｒｒｅｐｌａｃｉｎｇｔａｉｌｂｒｕｓｈ３㊀实施效果３．１㊀地表沉降在盾尾刷更换期间，从第１３８５环开始监测，每５环布置一个测点，其中往１３８５环小里程方向由于地处河道，无法进行地表监测，监测布点如图７所示㊂图７㊀地表沉降监测点位布置Ｆｉｇ．７㊀Ｌａｙｏｕｔｏｆｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｐｏｉｎｔｓｏｆｓｕｒｆａｃｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ根据图８地表累积沉降监测结果可以发现：最大累积沉降发生在盾尾刷更换处第１３９０环位置，更换期间累积总沉降为２４．０７ｍｍ，表明停机后盾尾下沉情况较好，管片接缝密封性能良好，总体沉降呈现 Ｖ 型规律㊂根据图９各测点地表累积日沉降监测结果可以看出，注浆期间，地表沉降下降迅速，注浆完成４６１㊀第２期丁程，等：软弱局部透水地层注浆止水盾尾刷更换技术图８㊀地表累积沉降Ｆｉｇ．８㊀Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｓｕｒｆａｃｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ后，地表沉降变化缓慢，尤其是ＤＢ１３８５（第１３８５环）监测点，该监测点通过注浆加固，１１ｄ后呈现隆起状态，后续沉降量变小，说明该注浆加固方式有效控制了地表沉降，为盾尾刷更换提供了一个安全的作业环境㊂由于更换盾尾刷处位于一般环境，非下穿或侧穿建筑段，所以地面沉降累积报警值为－３０ ＋１０ｍｍ，单日沉降报警值为－４ ＋３ｍｍ，监测结果均在控制范围以内㊂从监测结果与容许沉降报警值对比发现，使用该注浆方法进行盾尾刷更换，可以有效控制地表沉降，安全快速地进行施工㊂图９㊀各测点地表日累积沉降Ｆｉｇ．９㊀Ｄａｉｌｙｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｏｆｓｕｒｆａｃｅａｔｅａｃｈｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｏｉｎｔ３．２㊀现场实施效果本工程于２０２３年３月３日开始注浆加固，３月１２日对第１３８８环进行开孔检查止水效果，如图１０在管片１ １６点位每个点位都打孔观察止水情况，其中４点位受台车连接桥影响，８㊁９点位位于底部受管片存放搬运影响无法开孔，对其余１３个点位开孔进行检查，发现均无渗水现象，止水效果良好，达到预期效果㊂本工程出入场线区间盾构机于２０２３年３月３日停机开始更换盾尾刷工作，３月１７日恢复掘进，用时共１４ｄ，恢复掘进后正常，盾尾密封效果好㊂经对后续过程掘进效率及材料消耗进行总结分析，使用该方法施工获得直接经济效益３２０万元左右㊂图１０㊀第１３８８环管片点位图Ｆｉｇ．１０㊀ＰｏｉｎｔｃｈａｒｔｏｆＮｏ．１３８８ｐｉｐｅｓｅｇｍｅｎｔｓ４㊀结㊀论１）针对长距离㊁小半径的盾构隧道掘进盾尾刷易因长时间受力或受力不均出现磨损渗漏，比选分析了不同止水方式的特点与适用性㊂２）针对软弱局部透水地层，研究实施了盾尾刷更换多方式注浆止水方法，该方法通过在盾尾注入聚氨酯㊁惰性浆液㊁双浆液，以及通过盾体径向注入惰性浆液，有效地对盾尾前后地下水进行封堵，避免了传统注浆的缺点，止水性良好㊂３）给出了盾尾刷更换具体流程与工艺，实施效果良好，更换用时１４ｄ恢复掘进，工期较短，经济效益好㊂参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］孙开欣．盾尾刷磨损对密封性能的影响分析与优化［Ｄ］．大连：大连理工大学，２０２２．ＤＯＩ：１０．２６９９１／ｄ．ｃｎｋｉ．ｇｄｌｌｕ．２０２２．００２７５０．ＳＵＮＫＸ．Ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｈｉｅｌｄｔａｉｌｂｒｕｓｈｗｅａｒｏｎｓｅａｌｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ［Ｄ］．Ｄａｌｉａｎ：ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２２．［２］陈驰，杨平．高水压大直径过江隧道盾尾渗漏防治研究［Ｊ］．林业工程学报，２０２１，６（１）：１５５－１６２．ＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２００２００１．ＣＨＥＮＣ，ＹＡＮＧＰ．Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒｓｈｉｅｌｄｔａｉｌｌｅａｋａｇｅｏｆｌａｒｇｅ⁃ｄｉａｍｅｔｅｒｒｉｖｅｒ⁃ｃｒｏｓｓｉｎｇｔｕｎｎｅｌａｔｈｉｇｈｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２１，６（１）：１５５－１６２．［３］刘军，路刚，薛洪松．富水粉细砂地层地铁隧道动态化注浆施工技术［Ｊ］．施工技术，２０１５，４４（１）：８９－９３．ＤＯＩ：１０．７６７２／ｓｇｊｓ２０１５０１００８９．ＬＩＵＪ，ＬＵＧ，ＸＵＥＨＳ．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｄｙｎａｍｉｃｇｒｏｕｔｉｎｇｏｆｓｕｂｗａｙｔｕｎｎｅｌｉｎｆｉｎｅ⁃ｓａｎｄｗｉｔｈａｂｕｎｄａｎｔｗａｔｅｒ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１５，４４（１）：８９－９３．［４］李术才，张霄，张庆松，等．地下工程涌突水注浆止水浆液扩散机制和封堵方法研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２０１１，３０５６１林业工程学报第９卷（１２）：２３７７－２３９６．ＬＩＳＣ，ＺＨＡＮＧＸ，ＺＨＡＮＧＱＳ，ｅｔａｌ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｇｒｏｕｔｄｉｆｆｕｓｉｏｎｏｆｄｙｎａｍｉｃｇｒｏｕｔｉｎｇａｎｄｐｌｕｇｇｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｎｗａｔｅｒｉｎｒｕｓｈｏｆｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１１，３０（１２）：２３７７－２３９６．［５］施瑾伟，杨钊，杨擎，等．注浆止水技术在高水压强渗透地层盾尾刷更换施工中的应用［Ｊ］．现代隧道技术，２０１５，５２（４）：１９０－１９４．ＤＯＩ：１０．１３８０７／ｊ．ｃｎｋｉ．ｍｔｔ．２０１５．０４．０２８．ＳＨＩＪＷ，ＹＡＮＧＺ，ＹＡＮＧＱ，ｅｔａｌ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｇｒｏｕｔｉｎｇａｎｄｗａｔｅｒ⁃ｂｌｏｃｋｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｔｏｔｈｅｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｓｈｉｅｌｄｔａｉｌｓｅａｌｂｒｕｓｈｅｓｉｎａｐｅｒｍｅａｂｌｅｓｔｒａｔａｗｉｔｈｈｉｇｈｗａｔｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ［Ｊ］．ＭｏｄｅｒｎＴｕｎｎｅｌｌｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１５，５２（４）：１９０－１９４．［６］ＹＡＮＧＰ，ＺＨＡＯＪＬ，ＬＩＬ．Ａｎａｒｔｉｆｉｃｉａｌｆｒｅｅｚｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｔｏｆａ⁃ｃｉｌｉｔａｔｅｓｈｉｅｌｄｔａｉｌｂｒｕｓｈｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｕｎｄｅｒｈｉｇｈｐｏｒｅ⁃ｗａｔｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅｕｓｉｎｇｌｉｑｕｉｄｎｉｔｒｏｇｅｎ［Ｊ］．ＫＳＣＥＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅ⁃ｒｉｎｇ，２０２１，２５（４）：１５０４－１５１４．ＤＯＩ：１０．１００７／ｓ１２２０５－０２１－０９３６－６．［７］陈成，杨平，张婷，等．高承压含水层中更换盾尾刷长距离液氮冻结技术［Ｊ］．施工技术，２０１１，４０（７）：７４－７７．ＣＨＥＮＣ，ＹＡＮＧＰ，ＺＨＡＮＧＴ，ｅｔａｌ．Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｌｏｎｇ⁃ｄｉｓ⁃ｔａｎｃｅｌｉｑｕｉｄｎｉｔｒｏｇｅｎｆｒｅｅｚｉｎｇｉｎｒｅｐｌａｃｉｎｇｓｈｉｅｌｄｔａｉｌｂｒｕｓｈｅｓｉｎｈｉｇｈ⁃ｃｏｎｆｉｎｅｄａｑｕｉｆｅｒ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１１，４０（７）：７４－７７．［８］胡向东，程烨尔．盾构尾刷冻结法更换的温度场数值分析［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００９，２８（Ｓ２）：３５１６－３５２５．ＤＯＩ：１０．３３２１／ｊ．ｉｓｓｎ：１０００－６９１５．２００９．ｚ２．０３３．ＨＵＸＤ，ＣＨＥＮＧＹＥ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｄｕｒｉｎｇｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｓｈｉｅｌｄｔａｉｌｂｒｕｓｈｂｙｆｒｅｅｚｉｎｇｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００９，２８（Ｓ２）：３５１６－３５２５．［９］姚梦威，杨平，张英明，等．南京纬三路过江通道液氮冻结盾尾刷更换技术及温度实测研究［Ｊ］．现代隧道技术，２０１８，５５（３）：１８６－１９２．ＤＯＩ：１０．１３８０７／ｊ．ｃｎｋｉ．ｍｔｔ．２０１８．０３．０２５．ＹＡＯＭＷ，ＹＡＮＧＰ，ＺＨＡＮＧＹＭ，ｅｔａｌ．Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｅ⁃ａｓｕｒｅｍｅｎｔｓａｎｄｔａｉｌｂｒｕｓｈｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｕｓｉｎｇｆｒｏｚｅｎｌｉｑｕｉｄｎｉｔｒｏｇｅｎｆｏｒｔｈｅＮａｎｊｉｎｇＷｅｉｓａｎｌｕｔｕｎｎｅｌ［Ｊ］．ＭｏｄｅｒｎＴｕｎｎｅｌｌｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌ⁃ｏｇｙ，２０１８，５５（３）：１８６－１９２．［１０］杨平，潘荣凯，张婷，等．盾构机尾部的冻结系统及盾尾刷更换方法：ＣＮ１０８２４０２２５Ａ［Ｐ］．２０１８－０７－０３．ＹＡＮＧＰ，ＰＡＮＲＫ，ＺＨＡＮＧＴ，ｅｔａｌ．Ｆｒｅｅｚｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｔｔａｉｌｏｆｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌｉｎｇｍａｃｈｉｎｅａｎｄｔａｉｌｂｒｕｓｈｒｅｐｌａｃｉｎｇｍｅｔｈｏｄ：ＣＮ１０８２４０２２５Ａ［Ｐ］．２０１８－０７－０３．［１１］李家洋，鞠义成．浅覆土高水压强透水地层注浆法更换盾尾刷技术［Ｊ］．隧道建设，２０１５，３５（Ｓ２）：１０８－１１４．ＤＯＩ：１０．３９７３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－７４１Ｘ．２０１５．Ｓ２．０１９．ＬＩＪＹ，ＪＵＹＣ．Ｍｅｔｈｏｄｏｆｒｅｐｌａｃｉｎｇｓｈｉｅｌｄｔａｉｌｂｒｕｓｈｅｓｕｎｄｅｒｈｉｇｈｗａｔｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｓｈａｌｌｏｗｈｉｇｈｌｙ⁃ｐｅｒｍｅａｂｌｅｃｏｖｅｒ［Ｊ］．Ｔｕｎ⁃ｎｅｌＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，２０１５，３５（Ｓ２）：１０８－１１４．［１２］朱伟，钱勇进，王璐，等．长距离盾构隧道掘进的主要问题及发展趋势［Ｊ／ＯＬ］．河海大学学报（自然科学版），２０２２：１－１５．（２０２２－０４－２５）．ｈｔｔｐｓ：／／ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／３２．１１１７．ＴＶ．２０２２０４２５．１１３３．００６．ｈｔｍｌ．ＺＨＵＷ，ＱＩＡＮＹＪ，ＷＡＮＧＬ，ｅｔａｌ．Ｍａｉｎｐｒｏｂｌｅｍｓａｎｄｄｅｖｅ⁃ｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｓｏｆｌｏｎｇ⁃ｄｉｓｔａｎｃｅｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌｉｎｇ［Ｊ／ＯＬ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ），２０２２：１－１５．（２０２２－０４－２５）．ｈｔｔｐｓ：／／ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／３２．１１１７．ＴＶ．２０２２０４２５．１１３３．００６．ｈｔｍｌ．［１３］张婷，杨平．人工冻结法在地铁建设中的应用与发展［Ｊ］．森林工程，２０１２，２８（６）：７４－７８．ＤＯＩ：１０．１６２７０／ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｇｃ．２０１２．０６．００６．ＺＨＡＮＧＴ，ＹＡＮＧＰ．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｒｔｉｆｉｃｉａｌｆｒｅｅｚｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｎｔｈｅｓｕｂｗａｙｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＦｏｒｅｓｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１２，２８（６）：７４－７８．［１４］ＷＡＮＧＸＹ，ＹＵＡＮＤＪ，ＪＩＮＤＬ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｒｍａｌａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｓｏｉｌａｎｄｔｕｎｎｅｌｄｕｒｉｎｇｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｓｈｉｅｌｄｔａｉｌｂｒｕｓｈｂｙｆｒｅｅｚｉｎｇｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＫＳＣＥＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２０，２４（５）：１６３２－１６４０．ＤＯＩ：１０．１００７／ｓ１２２０５－０２０－１５９１－ｚ．［１５］程骁，刘启成，白云．注浆工艺学［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２０２１．ＣＨＥＮＧＸ，ＬＩＵＱＣ，ＢＡＩＹ．Ｇｒｏｕｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＣｈｉｎａＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆ＢｕｉｌｄｉｎｇＰｒｅｓｓ，２０２１．［１６］宋洋，王宏帅，李昂，等．富水粉细砂层盾尾同步注浆浆液渗透⁃压密扩散机制研究［Ｊ］．岩土力学，２０２３，４４（５）：１３１９－１３２９．ＤＯＩ：１０．１６２８５／ｊ．ｒｓｍ．２０２２．０９１０．ＳＯＮＧＹ，ＷＡＮＧＨＳ，ＬＩＡ，ｅｔａｌ．Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ⁃ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎｄｉｆｆｕ⁃ｓｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｓｈｉｅｌｄｔａｉｌｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｇｒｏｕｔｉｎｇｓｌｕｒｒｙｉｎｗａｔｅｒ⁃ｒｉｃｈｆｉｎｅｓａｎｄｌａｙｅｒ［Ｊ］．ＲｏｃｋａｎｄＳｏｉｌＭｅｃｈａｎｉｃｓ，２０２３，４４（５）：１３１９－１３２９．（责任编辑㊀田亚玲）６６１。
盾构施工中盾尾刷修复技术
盾构施工中盾尾刷修复技术作者：邓军来源：《世界家苑·学术》2018年第10期摘要：盾构在穿越东平水道之前应对盾尾刷进行检查更换，以避免在河底停机更换盾尾刷时产生的风险；盾构机在软弱富水地层施工掘进时，盾尾漏水涌砂，阻碍施工顺利进行，针对这一现象，本文从盾尾密封的性能、失效原因、失效后应采取的措施、密封刷更换注意事项、更换步骤及保护措施等方面进行阐述。
关键词：盾尾刷；更换1、概述佛山地铁2号线湾登区间始发至600米处地层为淤泥质土、中粗砂，隧道埋深10-20米之间，坡度千分之25.126，地下水丰富。
隧道开挖采用直径6.29m土压平衡式盾构机施工。
盾尾密封刷位于盾构主机的尾部，正常使用的情况下，掘进寿命里程一般为1000～1200m，如果盾构掘进超出这个范围，密封刷将会损坏，出现盾尾漏水、漏浆的现象，进而严重影响管片的安装和注浆效果。
如何在盾构施工的中途更换盾尾刷，是解决盾构长距离掘进的关键技术之一。
佛山地铁2号线湾登区间成功在软弱富水地层中更换第一道盾尾刷并掌握了这一关键技术。
2、盾尾刷工作原理盾尾密封刷之间的间隙通过注入密封油脂，保证盾尾管片背后同步注浆的浆液不会从管片和盾构间隙中漏出，同时防止地下水渗漏到盾构机内，如果盾尾密封性能失效，掘进过程中会造成漏水漏浆等风险现象。
盾尾刷一共设置三道，每道作用不同。
（图2.1 盾尾刷示意图）各排钢丝刷的作用：第1排：防止土砂、壁后注浆材料流入；第2排：通过保持第1排的压力及充填材料，进行止水；第3排：通过保持第2排的压力及充填材料，进行止水，防止充填材料漏出开挖面。
三道盾尾刷保证地层中水与盾尾相隔，保证施工安全。
3、盾尾刷损坏原因导致盾尾漏水现象的主要原因有：（1）推进过程中管片与盾尾刷长时间摩擦、挤压造成盾尾刷变形、磨损、盾尾刷钢丝掉落和盾尾刷无弹性的情况。
（2）推进过程中姿态控制不得当，同步浆液进入盾尾刷使得堵塞注脂孔。
（3）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，速度过快注入压力不够或注入量不够，致使油脂不能满足消耗。
盾构法隧道施工中盾尾刷保护管控措施及新工艺研究
盾构法隧道施工中盾尾刷保护管控措施及新工艺研究摘要：地铁工程盾构法施工时，盾尾刷的密封性能、完整程度等均会直接影响整体工程的质量、进度及安全。
文章结合笔者管理实践，对做好盾尾刷保护管控措施进行深入探讨，同时介绍了创新工艺-特殊钢管片冻结法更换盾尾刷技术，该技术具有投资小、施工简便、质量与安全有保障，效率高，对加快城市地铁远期发展有重要意义，值得推广使用。
关键词：盾构法；盾尾刷；保护管控；特殊钢管片冻结法；盾尾刷更换前言目前在城市地铁隧道工程施工中，盾构法施工技术是常用技术之一，其具有掘进稳定性好、速度快、施工质量及安全有保障，对周围环境影响小等特点，施工成效显著。
但由于属于地下隐蔽施工，作业期间容易遇到不良地质、土层结构复杂、地下水丰富等情况，加上长距离掘进施工，会容易损坏盾尾刷，引发渗水等安全风险。
因此，必须做好盾尾刷的保护工作的同时，还应不断创新工艺技术，提高施工质量及安全，保证盾构施工取得预期效果。
一、盾尾刷主要作用及保护重要性分析盾尾刷是盾构机的重要组成部分，其构成主要包括有三道钢丝刷与六道弹簧钢板密封而成，（见图1）图1 盾尾刷结构示意图其主要作用是把因掘进施工时所产生的地层下泥水、沙石、外围注浆液等进行阻隔，避免它们透过盾构机尾部缝隙，进入到盾构机内，导致盾构机无法正常运行。
盾尾刷配有注脂设备，盾尾刷作业时，能自动对每两道密封间注入密封油脂，加强盾构装置密封性能，减少隧道管片表层与钢丝刷密封之间的摩擦，保证盾尾刷密封件质量及使用寿命。
盾构机在掘进过程中盾尾刷容易受到损坏。
如管控不当，容易引发施工质量及安全事故，同时还会造成地面蹋陷、涌砂、涌水等问题出现，造成经济损失。
2018年广东佛山市禅城区季华西路一环桥底东往西方向路面发生路面塌陷，已确认11人死亡，8人受伤，1人失联，直接经济损失约5323.8万元。
深入分析其产生原因，主要是由于事故发生区域存在盾构区间施工。
由于所处富水软弱地质，地层结构复杂，容易引发透水险情，而有关施工管理人员未能及时采用有效措施管控，导致盾尾密封性能受到破坏，应急管控措施不当，终于引发严重质量安全事故。
盾构施工中盾尾刷修复技术
盾构施工中盾尾刷修复技术摘要：盾构在穿越东平水道之前应对盾尾刷进行检查更换，以避免在河底停机更换盾尾刷时产生的风险；盾构机在软弱富水地层施工掘进时，盾尾漏水涌砂，阻碍施工顺利进行，针对这一现象，本文从盾尾密封的性能、失效原因、失效后应采取的措施、密封刷更换注意事项、更换步骤及保护措施等方面进行阐述。
关键词：盾尾刷；更换1、概述佛山地铁2号线湾登区间始发至600米處地层为淤泥质土、中粗砂，隧道埋深10-20米之间，坡度千分之25.126，地下水丰富。
隧道开挖采用直径6.29m土压平衡式盾构机施工。
盾尾密封刷位于盾构主机的尾部，正常使用的情况下，掘进寿命里程一般为1000～1200m，如果盾构掘进超出这个范围，密封刷将会损坏，出现盾尾漏水、漏浆的现象，进而严重影响管片的安装和注浆效果。
如何在盾构施工的中途更换盾尾刷，是解决盾构长距离掘进的关键技术之一。
佛山地铁2号线湾登区间成功在软弱富水地层中更换第一道盾尾刷并掌握了这一关键技术。
2、盾尾刷工作原理盾尾密封刷之间的间隙通过注入密封油脂，保证盾尾管片背后同步注浆的浆液不会从管片和盾构间隙中漏出，同时防止地下水渗漏到盾构机内，如果盾尾密封性能失效，掘进过程中会造成漏水漏浆等风险现象。
盾尾刷一共设置三道，每道作用不同。
（图2.1 盾尾刷示意图）各排钢丝刷的作用：第1排：防止土砂、壁后注浆材料流入；第2排：通过保持第1排的压力及充填材料，进行止水；第3排：通过保持第2排的压力及充填材料，进行止水，防止充填材料漏出开挖面。
三道盾尾刷保证地层中水与盾尾相隔，保证施工安全。
3、盾尾刷损坏原因导致盾尾漏水现象的主要原因有：（1）推进过程中管片与盾尾刷长时间摩擦、挤压造成盾尾刷变形、磨损、盾尾刷钢丝掉落和盾尾刷无弹性的情况。
（2）推进过程中姿态控制不得当，同步浆液进入盾尾刷使得堵塞注脂孔。
（3）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，速度过快注入压力不够或注入量不够，致使油脂不能满足消耗。
盾尾刷更换方案
盾尾刷更换方案盾构机盾尾刷更换施工方案1.编制依据（1）盾构机图纸；（2）盾构机使用维护技术文件；（3）区间地质纵断面图；（3）其它相关技术文件及图纸等。
2.编制目的明确盾构施工中更换盾尾刷作业工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范更换盾尾刷作业施工，保障操作人员安全和更换盾尾刷作业的有序进行，满足盾构施工设计和规范要求。
3.工程概况北辰科技园北站～丹河北道站区间起讫里程为DK0+841.000～DK2+575.5采用盾构法施工，盾构区间全长1734.5m。
区间隧道埋深-5.5～-13.5。
隧道穿越地质有：⑥33粉土、⑥34粉砂、⑦01粘土、⑧12粉质粘土、⑦粉质粘土。
北辰科技园北站～丹河北道站区间沿线位于天津城区北部平原，受人类工程活动的影响，沿线原始的地形地貌已基本改变，地形平坦，沿线涉及的地貌单位属海积～冲积滨海平原。
本区间下穿永定新河、津榆公路、淀南引河、外环河、外环线，地面多为农田、鱼塘。
地上左线外侧平行于线路走向分布高压线走廊。
本合同段区间控制区段比较多，盾构区段下穿规划北环铁路桥，下穿永定新河、津榆公路、淀南引河、外环河，结构外轮廓距净距分别为：6.6m、8.4m、8.2m、10.6m。
故盾尾刷的更换应避开多水，地质条件差及各控制区段，保证施工的安全进行。
4.施工部署4.1盾尾刷更换进度计划为确保盾尾刷更换安全有序的进行，必须有详细的时间安排，为施工计划提供有效的依据。
盾尾刷更换时间安排表4.2施工组织机构为确保盾尾刷更换安全按计划工期完成，项目经理部专门成立地盾尾刷更换管理小组，成员如下：根据现场施工需要，配置土木工程师，机械工程师指导更换作业；盾构司机、电焊工等相关人员具体实施。
盾尾刷更换工作人员组成如下所示。
人员安排表4.3设备设施安排盾尾刷更换过程中需要的机械、工具和材料，其清单如下表：材料设备表5.施工方案盾尾密封刷位于盾构主机的尾部，与管片紧密接触，主要起着防止水、泥浆等沿着管片背部流进盾构内部的密封作用，是防止盾尾发生涌沙、涌泥和漏水的关键密封措施。
4-2-6标盾尾刷洞内更换(换一道)要点
武汉市轨道交通四号线二期工程土建第六标段（十里铺～七里庙区间）盾尾刷洞内更换施工方案编制：审核：武汉市轨道交通四号线二期六标项目经理部二Ｏ一三年八月目录一、工程概况.............................................................................. - 3 -二、地质概况.............................................................................. - 3 -三、水文概况.............................................................................. - 4 -四、盾尾刷更换原因................................................................... - 5 -五、盾尾刷的破损位置及程度检查.............................................. - 5 -六、实施方案.............................................................................. - 6 -七、盾尾刷更换方案................................................................... - 7 -九、密封刷更换后的保护措施...................................................- 10 -十、安全保证措施.....................................................................- 11 - 十一、应急措施........................................................................- 11 -一、工程概况武汉市轨道交通四号线二期六标十里铺～七里庙区间由十里铺站出发以直线段前行，然后接曲线半径为1200m的曲线段，最后以直线段进入七里庙站。
软弱地层冷冻法更换盾尾刷管控要点
软弱地层冷冻法更换盾尾刷管控要点摘要冷冻管片法更换盾尾刷在国内的应用案例比较少，通过环向冻结管传冷至钢管片进而对周围土体进行冻结的方式进行冻结土体更换盾尾刷。
冻结法更换尾刷的工艺全过程主要包括冷冻管片的设计、冷冻管片的安装和积极冻结、维护冻结和更换尾刷、解冻、恢复掘进的过程。
此次总结将侧重于冻结相关的工艺流程、过程中的管控以及出现问题的解决。
关键词换尾刷冷冻法软弱地层1 工程概况1.1 工程概况盾构区间由湖涌站始发掘进，最终到达绿岛湖站南侧外接基坑接收井。
隧道长度为1935.313m，管片外径6700mm，内径6000mm，采用1台φ6980泥水平衡盾构机掘进施工。
1.2 工程地质及水文条件1.2.1 工程地质隧道主要穿于淤泥质土、淤泥质粉中，岩土体松散、承载力低、自稳性差，总体上工程地质条件极差。
见图2 区间地质纵断面图图1 区间地质纵断面图1.2.2 工程水文（1）地表水。
区间线路在YDK24+900前下穿或旁近下穿澳边涌，该河涌水面宽一般约25m，最宽处超过40m，常年有水，水流缓慢，水量丰富。
（2）地下水。
主要为第四系松散层孔隙水和基岩裂隙水，孔隙水又分为上部黏性土层中的潜水和下部砂、砾石层中的承压水。
1.3盾构机停机更换盾尾刷位置情况盾构机更换盾尾刷的停机位置选择在880环，隧道顶部覆土厚度25米，处于<2-5>淤泥质粉土、<3-1>粉细砂地层中，盾构机下方是<3-4>圆砾。
2 冷冻法更换盾尾刷施工工艺流程采用盐水循环作为冷量传递冻结封堵盾体外侧的土体，在冻土帷幕的保护下，更换盾构机第一、第二道盾尾刷。
与常规的更换盾尾刷工艺相比较，冷冻法换盾尾刷就是在更换尾刷前增加了一道冷冻法加固地层的保险措施，在更换盾尾刷前期需要进行设计制作冷冻钢管片、管路连接、冷冻设备的安装调试、冷冻效果的检测等。
2.1 冷冻前准备工作（1）盾体径向注聚氨酯盾体的8个径向预留孔注入聚氨酯，可以阻挡泥水舱泥水后窜。
高含水粉砂地层洞内更换盾尾刷技术
２ 盾尾 刷 更换 重难 点及应 对 思路
金 汉 区间 隧道 盾构 工 程所 经地 层 大部 分 是砂 性 土地 层 ， 所采 用 的 盾构 机 是 由小 松 生产 的直 径 ６ ． ２ ５ ｍ的土 压平 衡式 盾 构 ， 盾 尾 共设 三 道 尾刷 ， 推 进 千斤 顶 最大 行 程为 Ｓ ＝ ２ １ ５ ０ ｍ ｍ， 管片 宽 为 １ ５ ０ ０ ｍｍ。
０ ｍｍ， 圆周盾尾间隙差最大值小于２ ０ ｍ ｍ 后停机。 道， 而盾构更换尾刷时 ， 需将一道尾刷露出成环管片外 ， 仅有剩余两道盾尾刷 行程差小于２ ３ ． １ ４地 下水 封堵 隔 离措 施 作封闭， 很 容 易造成 从 盾尾 处 喷泥 涌水 等 事故 。 （ １ ） 土 仓 注澎 润土 ２ ． １ ． ２盾 构掘 进 时 ， 砂 质粉 土 层 经 扰 动后 ， 掌子 面很 不 稳 定 ， 随 着 停 机 时 为 了 防止加 固的浆 液 流人 刀盘 及 土仓 将 刀盘 包裹 住 ， 从 而影 响 盾构 机 的 间越 长 ， 地 下水 进 入土 仓 ， 土 仓压 力 逐渐 增 大 。 将 盾 构机 土 仓注 入膨 润 土浆 进行 保 护 。 由 于更 换 尾刷 时 ， 推进 千 斤 顶 无 法顶 到 管 片 ， 盾 构 机 将 在 土仓 压 力 的 作 再次 启 动掘 进施 工 ，
用下 产 生后 退 ， 使 尾刷 更换 工 作进 入 进退 两难 境 地 。 ２ ． １ ． ３长 时 间 的停 机 ， 盾构 机 尾 部 在 不 均匀 压 力 作 用 下 ， 易产生偏移 ， 造 成盾 构 间隙 过 大或 过小 ， 给管 片安 装 带来 困 难 。 ２ ． １ ． ４拟定 盾尾 刷 更换 位 置位 于 Ｒ ＝ ４ ０ ０ ｍ曲线 上 ，盾 构机 与 管片 的相 对 关 系是 盾 尾刷 更换 能 否成 功 的关键 环节 ， 因此 在之 前 姿态 控制 要 求必 须 严格 。
浅谈软弱地层特殊钢片冻结法更换盾尾密封刷技术
浅谈软弱地层特殊钢片冻结法更换盾尾密封刷技术发布时间：2021-03-16T11:48:23.907Z 来源：《城市建设》2021年1月作者：阳东升曾干[导读] 本文通过工程实际应用“软弱地层特殊钢管片冻结法更换盾尾密封刷技术”，针对性的在软弱地层中采取特殊制造的冷冻钢管片进行地层预冻结，继而更换盾尾密封刷。
为该项目解决盾构在掘进期间安全高效的更换盾尾密封刷的方法。
为推进整体工期、节省项目开支、降低隧道施工难度和风险，积极推进城市整体基础设施建设，为广大人民带来福祉。
广东华隧建设集团股份有限公司阳东升曾干摘要：本文通过工程实际应用“软弱地层特殊钢管片冻结法更换盾尾密封刷技术”，针对性的在软弱地层中采取特殊制造的冷冻钢管片进行地层预冻结，继而更换盾尾密封刷。
为该项目解决盾构在掘进期间安全高效的更换盾尾密封刷的方法。
为推进整体工期、节省项目开支、降低隧道施工难度和风险，积极推进城市整体基础设施建设，为广大人民带来福祉。
关键词：冷冻钢管片；盾尾密封刷；安全高效一、软弱地层中盾构机更换盾尾密封刷危害分析近年来，我国正在进行大规模的基础建设。
其中城市轨道交通工程更是遍地开花，根据相关文件查找可知，现阶段的城市轨道建设大多采用盾构法施工，不可避免的在盾构施工过程中需要进行盾构机盾尾密封刷的更换，但在采用盾构法施工的沿海发达地区，均存在大量的软弱地层，并伴随着隧道穿越，其周边也会存在着密集的建构筑物群。
这就为盾构机更换尾刷作业时盾尾周边土体的稳固工作带来了严峻的考验，如未能做好，这将对更换尾刷作业带来不可预知的灾难。
沿海地区的软弱地层，大部分土体松散、承载力低、自稳性差、物理性质极不稳定，容易发生流变、塌陷。
此环境下地铁盾构施工，极易磨损盾尾密封刷，形成局部渗水通道，造成地层水土流失。
“千里之堤毁于蚁穴”，轻则地面形成不均匀沉降，重则渗水通道进一步扩大，盾构机底部的软弱土层会随着涌水流失，以至下部被掏空，使盾构机和成型管片结构向下位移、变形。
盾构机盾尾刷损坏失效原因分析及更换技术
盾构机盾尾刷损坏失效原因分析及更换技术摘要：盾构施工作为一种封闭式地下隧道掘进施工工法，为保证盾构盾壳体内外完全封闭、保障盾构施工人员的安全，盾构机一般由盾尾密封、铰接密封和主轴承密封三大密封系统组成。
其中盾尾密封起到防止地层中的砂土、地下水、管片壁后注浆浆液、掌子面上的碴土、泥浆从盾尾与管片之间的间隙流向盾构内部的作用。
盾尾刷损坏失效是导致盾尾渗漏涌水涌沙甚至引发工程事故的直接原因，将会对施工人员、设备及隧道结构造成严重影响。
关键词：泥水平衡盾构机；盾尾刷失效；渗漏；壁后注浆1、盾尾刷设计参数以海瑞克盾构机为例，盾尾密封通常设计2~4排不锈钢钢丝刷加钢片压板组合而成，盾尾密封的道数可根据隧道埋深、水土压力等来定。
钢丝刷中充满油脂，既有弹性又有塑性。
盾尾刷的使用寿命一般为2km左右，特殊情况下使用寿命更低。
2、盾尾刷损坏判定当掘进过程中盾尾间隙位置出现涌水涌沙、漏浆现象，发生异常的部位相对固定，通过增加注入盾尾油脂无明显改善即可判断为局部盾尾刷损坏失效。
盾尾刷失效前一般都有先兆，如多次出现小的渗漏，通过观察渗漏时间、渗漏物质、切口压力等综合可判定是否形成渗漏通道。
3、盾尾刷损坏失效原因分析3.1始发前盾尾刷安装质量缺陷盾尾刷选用材质不合格、焊材品质不合格、焊接作业人员素质不高、搭接长度不足等导致脱落，始发前机电工程师未做好对盾尾刷的材质及焊接质量的检查验收。
3.2始发前盾尾刷手涂填塞油脂不到位始发前盾尾刷需要撬开钢丝内间隙人工填塞专用手涂型油脂，涂抹要做到饱满均匀、不漏填，加强盾尾刷的密封效果，一般盾构机掘进时油泵无法有效进入钢丝内测，所以前期工作至关重要。
3.3掘进中的损坏变形3.3.1非弹性破坏盾构机在前段250-380m转弯半径掘进中，盾尾刷与管片外弧面长时间压迫挤压、接触磨擦，盾尾刷存在一定磨损变形，尤其在盾构姿态不佳、掘进纠偏幅度过猛的情况下，局部盾尾间隙过小，盾尾刷弹性钢片因受到过分挤压造成回弹性能减弱甚至非弹性变形，局部刷片甚至因摩擦受力过大损坏脱落。
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（3）作业平台的搭设必须经过完善，平台搭设可以利用管片拼装机平台作为 基础，采用脚手架支护，现场技术人员检查合格后，方可进行作业。高空作 业人员必须佩戴安全带，上岗前进行安全技术交底，让施工人员在高空作业 时，明确自己的施工作业步骤及如何与其他施工作业人员进行配合。
谢谢各位领导
中铁七局集团有限公司 沈阳地铁九号线十标项目经理部 二零一六年五月
封顶块位置，直至完全露出第一道盾尾钢刷后立即停止掘进。上至下），拆除管片后派专人清理尾刷沟 槽中残余的油脂及泥浆。清理过后视其磨损情况进行更换，如可使用，人工涂 满手涂油脂，如需更换使用气刨割除废弃的尾刷，打磨掉焊疤焊接好重复上步 工序。更换尾刷工作应随拆随换不可将管片全部拆除后整体更换。 第四步：更换好尾刷后，开始对盾尾加注盾尾油脂，注脂量需要达到填满沟槽 为止，（1.5桶~2桶）当油脂仓油压达到10bar以上时可以恢复正常掘进。 3.计划安排 （1）5月18日完成盾尾止水环注浆（水泥水玻璃双液浆）。 （2）5月19日推进最后一环，暴漏第一道盾尾密封刷，清理腔内盾尾油脂，并 开始更换已损坏的盾尾密封刷。 （3）5月23日完成破损盾尾密封刷的更换工作，并完成手涂盾尾油脂，在盾尾 油脂腔内注入盾尾油脂，恢复盾构机掘进工作。 4.注意事项 （1）盾构司机必须24h在操作室内值班，定时转动刀盘，确保土仓压力，并保 证信息通畅。 （2）值班工程师及盾构司机密切配合盾尾刷的更换工作，做好工序衔接及人 员组织安排尽量较少停机时间。 （3）在更换尾刷时使用气刨焊机时，要求将拼装机挪到盾体前方并用彩钢瓦 进行覆盖并将通讯电路全部断掉，防止联电影响下一步施工。 （4）盾尾手涂油脂必须全部涂满，以防止影响后期使用效果。 （5）尾刷一定要焊接牢固，防止安装后松动，影响使用效果。
三、施工方法及要点
盾尾刷处在盾构机主机的尾部，与管片紧密接触，主要起着防止水、泥浆等 沿着管片背部流进盾构内部的密封作用，是防止盾尾发生涌砂，涌泥的关键密封
措施。盾尾刷失效会造成盾尾漏水、漏浆进而严重影响管片的安装及同步注浆的
施工效果。 1.更换尾刷的施工准备
区间地质情况属（第四系全新统浑河高漫滩及古河道冲积层）地质密度较高
二、编制目的及情况说明 1.情况说明
盾构机现已经从区间风井及二号联络通道顺利完成过站工作并进行二次始发现
已经掘进正环839环，由于始发时姿态不易控制导致下部盾尾间隙过小，以至 于在推进过程中管片磨损盾尾钢刷致使盾尾刷磨损在掘进同步注浆时有漏浆情
况的产生。为严格保证施工过程中注浆量及安全需更换第一道盾尾钢刷。
穿沈苏西路、绕避八一灌渠桥桩。下穿沈大、京哈铁路框架桥、下穿胜利南街至 胜利南街站。本部分左线起点里程左DK16+014.106,终点里程为左
DK17+795.081,全长1780.975m，右线起点里程右DK16+014.108，终点里程为右
DK17+795.081，全长1780.973m。纵断采用W字坡，区间分别在右DK16+328.00、 右DK16+910.00、右DK17+20.00设3个联络通道。 结合区间线路情况盾构机由胜利南街站双始发，到达区间风井及2#联络通道 进行过站施工并进行二次始发，到达沈苏西路站站后盾构井施工。
四、劳动组织 在施工更换盾构钢刷的期间，要求工序衔接流畅合理安排劳动人员 施工时间，尽量减少停机时间。
五、机械设备及材料 在施工更换盾构钢刷的期间，要求机械设备配备充足，以保证施工快速有
效进行。
六、应急预案 1.风险分析 （1）结构地质虽然稳定，地层中存在一定数量的圆砾，渗水仍较大，存 在着漏水的可能与风险； （2）管片拆卸时，如何拆卸，如何吊运，在施工中如何进行更好的控制 ，这将是我们更换盾尾刷的关键所在，也是难点所在； （3）在更换盾体顶上的盾尾刷时，将要进行高空作业，怎样增加高空作 业的安全性，降低风险，也是我们必须考虑的； （4）盾尾刷更换时，必须进行动火作业，如何保证动火作业时，盾构机 的配件不会受到损伤，保证设备的完好率，也是我们在施工时要特别注意的 ； 二）确保更换盾尾刷安全措施 1、盾尾处进行人工多次注浆，范围从824环829环、834环分别向盾构掘 进方向注双液浆。现场技术人员要对注浆质量进行控制，尾盾处注入量以注 入压力0.35Mpa～0.4Mpa控制，将盾尾与原土层完全加固，防止有浆液窜出， 确保更换盾尾刷时的安全，并在盾尾底部配备2台水泵，随时准备抽水；准备 .海棉、聚氨脂材料准备到位，一旦浆液窜出，立即采用海面正面封堵，聚氨 酯在838（倒数第二环）环管片背后注入封堵漏水。 2、安装840环管片时，将封顶块放置在下方位置处，便于方便观察尾刷 位置，并且在B块管片及处在180°上方的A管片用拼装负环时方式采用L钢板 焊接在盾体上将管片固定住，需要拆除管片前再将L钢板进行割除。
到止水效果并准备好棉被、棉纱以备漏水时起封堵作用。
（3）向土仓内注入适当浓度的膨润土浆液，在停机更换盾尾刷之前逐步的
收回交接并开启中盾上的四路超前注浆管向盾体周围注入适当浓度的膨润土浆液
起到土体与盾体之间的润滑作用，以防止在停机时间过长导致盾体被卡住。 （4）对施工人员及盾构司机进行交底培训，确保在停机期间24小时人员在操
作室进行值班，刀盘每2小时转动一次防止刀盘被土体卡住，土压过低时向舱内
注入膨润土浆液，确保土仓压力及掌子面的稳定性。 2.更换尾刷施工步骤及措施
第一步：首先将839环与838环之间纵向螺栓的连接进行复紧。
第二步：盾构机推进至最后一环时拼装5块管片，封顶块不进行拼装在推进最 大约650mm左右时（推进油缸全部缩回距第一道尾刷大约为2150mm）派专人观察
中铁七局沈阳地铁九号线十标段土建工程
更换盾尾刷施工方案
中铁七局集团有限公司沈阳地铁项目经理部 2016年5月
汇报提纲
一、工程概况
二、编制目的及说明 三、施工方法及要点 四、劳动组织 五、机械设备及材料 六、应急预案
一、工程概况
沈苏西路站～胜利南街站区间西起沈苏西路站,沿浑南西路南侧向东走行,下
且地层比较稳定综合上述两种情况进行分析盾构机所处环境满足更换盾尾密封钢 刷的要求。
（1）准备足够数量的盾尾密封钢刷，保证更换过程中盾尾密封钢刷的供应。
（2）为防止在盾尾钢刷在更换的工程中存在漏水现象，需要在824环、829环 、834环位臵进行二次注浆（水泥水玻璃双液浆）以达到止水的效果，并在管片
脱出第一道尾刷之前用手动模式有计划的在可能漏水处打足量的盾尾油脂可以起