盾构机尾刷更换方案

S-623盾构机尾刷更换方案

广深港客运专线深港连接隧道位于深圳市中南部--福田区，深圳市会展中心至福田保税区一带，线路大致南北向，线路穿越深圳市中心城区，过深圳河进入香港米埔湿地，最后到达香港米埔竖井。

一、工程概况

广深港客运专线深港连接隧道为ϕ9.6m双洞单线盾构隧道，隧道起点为皇岗公园竖井，终点为香港米埔车站，起迄里程为DK114+017～DK117+363，全长3346m，其中深圳段1856m、香港段1490m。本隧道设联络通道14座；其中内地段8座，香港段6座。隧道顶面最大埋深约42m，最小埋深约26m；最大曲线半径12000m，最小曲线半径2000m；最大坡度12‰，最小坡度3‰。二、工程地质

隧道场地地层从上至下主要有人工填土层；淤泥层、淤泥质细砂层；粉质黏土层；细砂、中砂、粗砂、砾砂、粗圆砾土、卵石土层；全～弱风化变质砂岩、强～弱风化大理岩和全～弱风化花岗岩,见图一深港隧道地质剖面图。

图一深港隧道地质剖面图

三、更换原因

因S-623盾构机在掘进施工时盾尾部位同步注浆的同时出现严重的漏浆、漏水现象。经分析认为该漏浆现象为尾刷在掘进过程中长期磨损、严重损坏，失去了堵水、堵泥浆的作用，在掘进的过程中大量的砂浆与泥浆内漏至隧道内，对工程的质量、施工进度造成严重的影响。现须对其漏浆部位进行更换新的尾刷。

四、尾刷更换步骤

1、人员及材料准备工作

更换盾尾刷属于风险较大的工作，在更换前必须准备齐全各种所需材料、设备，防止突发事件的应急处理。材料、设备及人员安排，如下表：

材料、设备表

人员准备及职责分配表

2、 盾尾刷替换施工流程

图 二 盾尾刷替换施工流程图

3、难点分析

（1）由于地层在掘进过程中受扰动后，地层稳定性急剧下降，在已成环的 盾构管片外形成透水通道，而盾构更换尾刷时，需将两道尾刷露出成环管片外， 有三道已损坏的尾刷作封闭，容易造成从盾尾处喷泥涌水等塌方事故。

（2）盾构掘进时，地层经扰动后，掌子面很不稳定，随着停机时间越长， 地下水进入开挖仓，开挖仓压力有所波动。由于更换尾刷时，推进千斤顶无法

2 电焊工 8 负责切除损坏盾尾刷，焊接新盾尾刷 2 人/组每班 2 组

3 注浆工 8 负责盾尾二次注浆

4 人/班 4 抽水工 2 盾尾抽排水

1 人/班 5 杂工 6 清理油脂仓杂物、涂抹盾尾油脂

3 人/班

6

土木工程师

2

判断掌子面围岩、检查油缸行程、检 查盾尾刷焊接质量、盾尾刷油脂涂抹 质量

1 人/班 7 盾构操作手

2 控制盾构机各项参数，配合其他操作 1 人/班 8

调度

2

协调地面、井下、物资

1 人/班

顶到管片，盾构机将在开挖仓压力的作用下产生后退，使尾刷更换工作进入进退两难境地。

（3）盾构掘进时，上一环管片在千斤顶的作用力下已经挤压密贴，很难将管片拆除漏出2道尾刷。

（4）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。

（5）根据油缸行程最大为2800mm和拼装机行程最大为2200mm以及以上难点，经过方案讨论，更换两道盾尾刷为宜。

4、技术措施

根据技术难点，在施工前必须准备好应对的技术措施：

（1）为防止尾刷更换过程中盾尾部位喷泥涌水等塌方事故，应对停机地层进行分析，宜选择相对稳定的地层进行尾刷更换，尽量避免在不稳定地层如砂层、淤泥层进行尾刷更换，在有可能的情况下，可以在预计停机更换盾尾刷的里程提前开仓检查地层是否与分析的情况一致，如果检查可以换尾刷，则继续掘进至盾尾位于先前开仓位置。在掘进最后两环时，加大同步注浆量，按常规盾尾同步注浆量的1.5倍控制，并在盾尾后3～4环打开吊装孔进行管片背后补注浆，盾尾漏浆漏水时，采用海绵条或注入聚氨酯进行封堵，确保盾尾处地层的注浆比较饱满密实，起到对围岩的制稳、加固和有效的封水效果。

（2）为防止尾刷更换过程中盾构机在开挖仓压力作用下出现后退情况，可准备好用于接长推进千斤顶的接杆钢支撑，在拆除临时管片后，支顶在最后一环管片与推进千斤顶之间，制约盾构机后退。如果盾构机前方掌子面围岩稳定，则可以将开挖仓内的膨润土土排空，使开挖仓处于空仓状态，消除开挖仓压力对盾构机施加的作用力。

（3）为了便于拆除管片，可以先拼装7块管片，封顶K块暂时不安装。

（4）为解决由于盾尾偏移产生盾尾间隙过大或过小引起管片难以安装的问题，在安装管片前，应对周圈盾尾间隙进行量测，确定最小间隙位置，在安装管片时，调整安装顺序，先安装盾尾间隙最小处管片，能有效解决管片安装难问题。

五、工程实施

1、加固及止水

漏出盾尾刷前，对盾尾后***环管片进行二次注浆，减少或止住盾尾漏水，拆除管片后，沿盾尾一周用棉花条填塞最后一道盾尾刷与管片的缝隙，并按

80cm～100cm间距埋入φ10mm软管，进行聚氨酯注入（聚氨酯注入压力

**bar），彻底封堵盾尾后来水。

2、露出盾尾刷

盾构机盾尾共设五道尾刷（见下图），推进千斤顶最大伸长长度约为

S=2800mm，正常推进无法露出2道盾尾刷，因此采取拆1环管片的办法露出盾尾刷。盾构机拼装完成第***环（不拼装K块）后再掘进1730mm，在第***环进行一次二次注浆，确定盾尾不漏水后拆除***环，露出2道盾尾刷。在推进过程中由土木工程师仔细观察***环K块位置盾尾刷露出量，当第2道盾尾刷完全露出后，立即通知操作手停止掘进。

图三盾尾示意图

3、拆除管片

（1）移除K块管片。

（2）移除相邻的两块管片即L1，L2。并割除受损的盾尾刷。之后清洁干净打磨表面后进行新盾尾刷的安装和焊接。

（3）重新拼上L2管片，否则机器会因为仓内的压力而向后退。

（4）移除B5管片，割除原盾尾刷清理后安装新盾尾刷。

（5）在L2旁边重新拼装B5管片。

（6）继续重复以上的流程直至所有的盾尾刷更换完毕。

按照图3管片移除安装流程图操作。