盾尾刷失效原因分析及处理措施
浅谈盾构施工中盾尾密封装置受损的原因分析及防治措施饶彪劳繁
浅谈盾构施工中盾尾密封装置受损的原因分析及防治措施饶彪劳繁发布时间：2021-07-23T10:28:05.353Z 来源：《建筑科技》2021年8月上作者：饶彪劳繁[导读] 在当前的隧道密封结构中，由于管片变形，管片破裂，管道不对中，灌浆压力控制和密封问题等，导致密封尾部泄漏并影响密封的正常运行。
为此，本文提出了相应的对策并加以防范。
由于泥浆压力过大，密封尾油脂量不足导致密封尾部泄漏，此时应采用相应的处理方法。
希望通过本文的介绍，为同行提供经验，以确保隧道盾构结构的进度和质量。
佛山市铁路投资建设集团有限公司饶彪劳繁摘要：在当前的隧道密封结构中，由于管片变形，管片破裂，管道不对中，灌浆压力控制和密封问题等，导致密封尾部泄漏并影响密封的正常运行。
为此，本文提出了相应的对策并加以防范。
由于泥浆压力过大，密封尾油脂量不足导致密封尾部泄漏，此时应采用相应的处理方法。
希望通过本文的介绍，为同行提供经验，以确保隧道盾构结构的进度和质量。
关键词：盾构施工；盾尾刷；防治措施盾尾刷一般由三道钢丝刷密封和六道弹簧钢板密封组成，用以防止地层中的泥水、地下水和衬砌外围注浆材料从盾尾间隙漏入盾构机。
配备有盾尾刷注脂装置，推进时在每两道密封之间自动注入密封用油脂，以提高密封效果，并减少钢丝刷密封件与隧道管片外表面之间的磨擦，延长密封件的寿命。
盾尾密封是为了防止周围地层的土砂、地下水及背后的填充浆液、掘削面上的泥水、泥土从盾尾间隙流向盾构掘削舱而设置的密封措施。
对泥水盾构，盾尾密封装置尤为重要。
因为盾构外壁充满压力泥水，一旦密封装置损坏或密封不良，压力泥水便会从盾尾内与衬砌环结合处大量涌入盾构内，使盾构无法操作。
由于盾构不断顶进，盾尾内壁与衬砌环外圈间摩擦力很大，极易将密封损坏。
盾尾密封由盾尾钢丝密封刷和盾尾油脂组成。
盾尾密封形式很多。
尾封通常使用钢丝刷、尿烷橡胶或者两者的组合。
尾封性能的好坏对管片的拼装精度的影响较大，通常要求即使在错位和曲线部位等管片易发生偏心的场合下，也必须保证尾封的质量。
土压平衡盾构机盾尾渗漏原因分析及预防措施
设计因素
密封结构设计不合理
如果盾构机的密封结构设计存在缺陷，如密封件材料选择不当、密封槽尺寸设 计不准确等，都可能导致盾尾渗漏。
盾尾间隙设计不当
盾尾间隙的大小直接影响密封效果，间隙过大或过小都可能导致渗漏问题。
施工因素
施工操作不规范
在施工过程中，如果操作人员没有按照规范进行操作，如过度紧固密封件、损坏 密封表面等，都可能引起盾尾渗漏。
• 通过实验验证和理论分析，确保所提出的预防策略的有效性和可行性。
本次汇报总结
• 对于今后土压平衡盾构机的设计和操作，提供了有价值的参考，有助于提高设备的稳定性和安全性，降低渗漏风险。
本次汇报总结
01 02 03 04
多因素引发，综合防治
• 盾尾渗漏是由多个因素共同引发的，包括设备老化、材料疲劳、操 作不当等，需要综合考虑各种因素来进行防治。
VS
案例二
另一工程项目中，土压平衡盾构机在穿越 复杂地层时发生盾尾渗漏。原因是地层中 存在高压水层，盾构机穿越时未能有效降 压。通过优化掘进参数，加强地层预处理 ，最终控制了渗漏情况。
成功预防措施介绍
选用高品质密封件
采用耐磨损、抗老化性能优异的 密封件，确保盾构机在长时间施 工过程中保持良好的密封性能。
• 在设备维护方面，要加强对盾构机的定期检查，及时更换磨损件， 预防设备老化引发渗漏。
• 在操作方面，要加强对操作人员的培训，提高其操作技能，避免操 作不当引发渗漏。
未来研究方向与目标
深化机理研究，提升技术防线
• 未来将进一步深化土压平衡盾构机盾尾渗漏的机理研 究，从根本上理解并解决渗漏问题。
• 通过研发新型材料和改进设计结构，提升盾构机的防 渗漏技术防线，增强设备的稳定性和耐久性。
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。
盾构尾刷检修更换风险分析及控制
盾构尾刷检修更换风险分析及控制发布时间：2021-05-19T14:36:34.913Z 来源：《基层建设》2020年第31期作者：许传省[导读] 摘要：盾构在掘进施工中，由于种种因素导致尾刷损坏，达不到盾尾密封效果，进而产生漏浆，对土压平衡建立及沉降控制均存在较大安全风险，如何选择合理停机位置，确保盾尾刷检修更换在干燥环境下作业，并且快速的在区间洞内完成检修更换，以及如何保证停机盾尾注浆不造成盾体和尾刷串浆、包裹，本文将结合参建工程，从技术分析、方案采用、措施处置上开展研究，为同类工程做好盾构尾刷检修及更换风险控制，提供参考。
中咨工程管理咨询有限公司北京市 100080摘要：盾构在掘进施工中，由于种种因素导致尾刷损坏，达不到盾尾密封效果，进而产生漏浆，对土压平衡建立及沉降控制均存在较大安全风险，如何选择合理停机位置，确保盾尾刷检修更换在干燥环境下作业，并且快速的在区间洞内完成检修更换，以及如何保证停机盾尾注浆不造成盾体和尾刷串浆、包裹，本文将结合参建工程，从技术分析、方案采用、措施处置上开展研究，为同类工程做好盾构尾刷检修及更换风险控制，提供参考。
关键词：尾刷检修更换技术方案措施处置风险控制一、常见盾构尾刷产生损坏原因分析（1）尾刷焊接质量差，刮磨导致尾刷脱落。
（2）盾构机尾刷质量较差，易磨损。
因盾尾间隙小，或管片外弧面光洁度差，产生磨损。
（3）尾刷手涂油脂不饱满，掘进过程中尾刷油脂注入量少，注浆导致尾刷部位浆液结块，油脂质量差，未根据季节性调整油脂粘稠度，盾尾密封差。
（4）注浆时，同步注浆或反复补充注浆，压力及注浆流量大，易击穿盾尾密封。
二、尾刷检修及更换的判定原则（1）尾刷钢板若仍具有弹性，未有严重磨损，无开焊、裂纹等，并且钢刷基本完好，钢刷未严重磨损，存在注浆结块、油脂不饱满等情况，需进行检修、清理，重新手涂油脂；（2）尾刷钢板无弹性，磨损严重，脱落、开裂等，钢刷磨损且内部注浆结块面积较大等，影响密封效果，需更换；三、盾构机盾尾设计概况盾构机标准盾尾间隙为65mm，盾尾密封为三道密封刷，其中前两道为盾尾刷，尾刷高度190mm，最后一道为钢板刷，尾刷高度为251mm，形成2道密封腔。
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。
盾构施工中常见的问题及处理措施
盾构施工中常见的问题及处理措施前言盾构施工工法在国内近年流行的机械化施工作业，由于盾构工法较传统的矿山法施工作业安全、自动化程度高、工人劳动强度低，越来越受施工单位欢迎。
盾构工法经过在国内多年的施工实践，盾构工法逐步被人们所认识和了解，虽然盾构工法有很多的优点，但其缺点也不少，如盾构施工中发生错台、管片破损等质量问题，没法返工，留下工程永久性的质量缺陷，质量问题重点为预控。
因此，施工过程中的风险管理越来越受人们所重视，不断探索施工风险预控制技术，不但可以提供施工质量水平和企业的技术管理水平，同时有利于避免质量、安全事故，降低施工成本。
风险管理关键在于发现问题，分析问题，采取应对措施和预防措施，总结经验，不断提高工程风险的管理。
现本文以表格的形式对盾构施工过程中的一些质量问题分类概述，并找出问题产生的原因，进而提出处理措施。
见下表：质量问题产生的原因处理措施出洞段拆除封门时出现涌水、流砂封门外侧加固土体强度低1.创造条件使盾构尽快进入洞口，并对洞门圈进行加固封堵，如双液注浆、直接冻结等2.加强监测，观测封门附近、工作井和周围环境的变化。
3.加强工作井的支护结构体系地下水发生变化封门外土体暴露时间太长洞口土体流失洞口土体加固效果不好1.洞口土体加固应提高施工质量，保证加固后土体强度和均匀性；2.洞门密封圈安装要准确，在盾构推进的过程中要注意观察，防止盾构刀盘的周边刀割伤橡胶密封圈；密封圈可涂牛油增加润滑性；洞门的扇形钢板要及时调整，改善密封圈的受力状况；3.在设计、使用洞门密封时要预先考虑到盾壳上的凸出物体，在相应位置设置可调节的构造，保证密封的性能；洞口密封装置失效掘进面土体失稳盾构推进轴线偏离设计轴线盾构基座变形1.盾构基座中心夹角轴线应与隧道设计轴线方向保持一致，当洞口段隧道设计轴线处于曲线状态时，可考虑盾构基座沿隧道设计曲线的切线方向放置，切点必须取洞口内侧面处；2.对基座框架结构的强度和刚度进行验算，以满足出洞时盾构穿越加固土体所产生的推力要求；3.控制盾构姿态，尽量使盾构轴线与盾构基座中心夹角轴线保持一致；4.盾构基座的底面与始发井的底板之间要垫平垫实，保证接触面积满足要求；5.在推进过程中合理控制盾构的总推力，使千斤顶合理编组，避免出现不均匀受力盾构后靠支撑发生位移或变形出洞推进时盾构轴线上浮后盾系统出现失稳反力架失效1.对体系的各构件必须进行强度、刚度校验，对受压构件一定要作稳定性验算。
大直径盾构机盾尾刷保护及更换技术
大直径盾构机盾尾刷保护及更换技术摘要：复杂地质条件下、长距离掘进对盾构机适应性提出更高的要求，而盾尾刷则是盾构机的安全保障。
做好盾尾刷的保护是防止漏浆的关键所在和基本保证。
当盾尾刷损坏，出现大范围漏浆时只有更换盾尾刷才能保证盾构施工安全。
结合工程实践着重阐述盾尾刷保护措施及应急更换技术。
关键词：盾尾刷；保护；更换Keyboard：Sealing brush；Protect；Replace1 概述1.1工程概况武汉轨道交通8号线越江隧道全长约3185 m，穿越江面宽度约1500m；隧道最大纵坡27.49‰，最大覆土36.5m；水深最大处可达31.92m，最深处位于水下59.28m；水土压力极限值6.74bar；隧道外径12.1m，采用一台海瑞克Φ12.51m盾构机掘进施工。
1.2盾尾结构本工程采用的S-978盾构机盾尾设计为四道盾尾刷、一道钢板束、一道止浆板、一道环形冷冻管，最高承压能力8bar。
盾尾结构如图1所示：四道盾尾刷及一道钢板束形成四道注脂腔，掘进时采用四台IST GP0145-200-54注脂泵通过盾尾4×15（共60）个注脂点连续注入密封油脂，防止外部泥浆或砂浆进入盾尾内部。
1.3盾尾刷的重要性盾尾刷形成的密封注脂腔注满密封油脂后有良好的密封效果，确保泥浆及同步注浆的砂浆无法从管片与盾尾之间的间隙进入盾构机内部。
如果盾尾刷损坏，密封油脂无法起到密封作用，导致盾尾漏浆，泥浆、地下水等将涌入隧道，特别是在沙层、淤泥层如果盾尾刷损坏失去了有效的密封作用，则后果将不堪设想。
因此，盾尾刷是盾构机的安全保障，避免出现漏浆是盾构掘进中的重要任务，而做好盾尾刷的保护又是防止漏浆的关键所在和基本保证。
2 盾尾刷保护措施2.1组装阶段盾尾刷在盾尾调圆、焊接完成后安装。
安装时注意保护盾尾，严禁碎石、泥沙、铁屑等进入盾尾刷；禁止重物挤压，降低盾尾弹性；前三道盾尾刷连接螺栓逐一复紧后做标记，防止遗漏，螺栓松动造成盾尾刷脱落；最一道盾尾刷焊接时注意电弧范围，防止损坏盾尾刷钢丝。
盾尾尾刷修补方案
盾尾尾刷修补方案目前，左线S179盾尾下部漏浆严重。
参考盾构机过风机房扩大段时，盾尾尾刷上部第一道密封刷损坏的经验，以及目前的状况。
可以推断出盾尾下部的密封尾刷也基本全部损坏。
由于左线还有近1000m的地层需要掘进，而且地下水丰富。
目前，有两种止浆方案：1、多注油脂；2、更换盾尾密封刷。
从效果来看，采用多注盾尾油脂在大部分时候也可以防止漏浆，但不好控制注脂量的多少，而且也是在漏浆后才知油脂不足，再加补注。
目前，就是采用这种方法来防止漏浆，但对管片安装及注浆效果都有影响；而更换盾尾密封刷则从漏浆的根源进行防止漏浆，虽然只更换第一道尾刷没有三道尾刷都更换的效果好，但一道尾刷能承受1.5bar的压力，比只用油脂密封效果要好多了，而且还可以用多注油脂进行补充效果。
从成本来看，更换下部一道尾刷需要26块密封刷，需花费约49400元，加上注浆及焊接，约花费53000元。
而注油脂密封，则每20环约多花费一桶油脂，还有600多环需要掘进，需要多使用约30桶WR89油脂，约花费60000元。
因此从成本来看，采用更换密封刷更为节约成本。
所首先，当掘进到油缸行程为1000mm时，停止掘进。
这时第一环管片已经过了第一道尾刷，达到处理第一道尾刷需要的位置。
接着从第二环管片的吊装孔内注速凝浆，对盾尾部位进行止水，防止在更换密封尾刷时有水涌入，导致无法焊接。
其次，当止水效果达到后，先把第二环管片与第三环管片的螺栓重新紧一遍。
再开始拆除第一环的管片。
具体的方法为：1、先拆除K块管片。
把K块管片的吊装螺栓装上，用管片安装机抓紧K块管片。
然后，拆除K块管片与B块、C块管片的连接螺栓，松开抵住K块管片的推进油缸，同时松开靠近K块抵住B块、C 块管片的油缸，即如果K块在12点的位置，则松开19＃、20＃和1＃推进油缸。
用管片安装机先往上把K块顶起一点，接着把K块移出，放置到管片转运小车上。
2、把抵着B块、C块管片的油缸推出抵着管片。
把B块管片的吊装螺栓装上，用管片安装机把B块管片抓紧，接着把B块管片与A 块管片及第二环管片的连接螺栓拆除，再把抵着B块管片的油缸收回。
盾构机盾尾密封系统失效、检测及管理对策
盾构机盾尾密封系统失效、检测及管理对策摘要：盾尾密封系统出现渗漏甚至失效事故频发引发了工程界广泛的关注。
本文试图从盾尾密封系统失效模式、失效原因分析、盾尾刷和密封油脂检测和施工管理四个方面对盾尾密封系统进行全方位的总结和探讨，为盾构掘进过程中盾尾密封系统密封效果及风险管理提供了重要的参考价值。
关键词：盾构机；盾尾刷；密封油脂；失效模式；油脂逃逸0 引言盾构施工法已经成为我国城市隧道及过江隧道建设的主流施工方法。
盾构工法与明挖法、暗挖法等其它施工方法相比，其主要优点包括：施工劳动强度低，速度快；不影响地面交通及地下管线等设施，施工对周围环境影响程度低；地表占地面积小，施工占地和征地费用小；适用于大深度、长距离和高水头等恶劣条件下的施工，施工费用可控性好；施工不受地形地貌、江河水域等地表环境条件的限制；施工过程受天气状况和气候条件的影响小；开挖核心土和出土量小，有利于降低工程成本；施工构筑盾构隧道柔度大，抗震性能好；使用范围广，可广泛适用于软土、砂卵石、软岩直至硬岩等各类地层条件。
盾尾密封渗漏事故频发导致盾构掘进安全已经引起广发的关注。
近年来,我国城市轨道交通进入高速发展期，随之而来的安全事故也不断增加。
例如，2007年11月20日南京某地铁项目发生掩埋盾构事故; 2016年7月17日，武汉某地铁跨江隧道发生大规模盾尾密封泄漏事件; 2018年2月7日佛山某地铁项目发生大规模地陷事故。
由于盾尾密封涉及到设备制造、检测、防水密封性、现场施工管理等多学科综合的问题，例如盾尾刷渗漏原因包括盾尾刷自身的弹性恢复性能不足、盾尾油脂压力不足导致盾尾密封渗漏问题较为复杂，目前,对盾尾密封系统的设计没有严格意义的理论支撑，国内外对于密封状态的监测和预警也几乎是空白。
针对盾构在承压含水层内易发生泄漏的情况，通过增加盾尾刷道数、改造油脂管路、改变注脂方式、优化同步注浆、改变油脂成分可增强盾尾密封能力，这些方法可操作性较强、密封效果响应及时，但仍然是一类粗放型的解决方案,会造成资源的浪费和施工成本的增加[4-8]。
盾构机盾尾刷更换施工技术
盾构机盾尾刷更换施工技术作者：王亚丽来源：《科技资讯》 2015年第5期王亚丽(中铁隧道集团二处有限公司河北三河 065201)摘要:盾构法施工工法因其具有安全、机械化程度高、掘进速度快、劳动强度低、不影响地面交通及设施、施工中没有噪音等优点，被广泛应用于城市轨道交通建设。
盾构机盾尾刷安装在盾构主体的最后端，作用是防止地下水、沙土、壁后注浆从管片与主体外板的缝隙间进入。
但施工过程中盾构机盾尾刷易损坏且较难更换的缺点，影响了盾构施工工法的掘进质量。
该文将以北京铁路地下直径线工程为例，根据施工过程中遇到的相关问题，对盾构机盾尾刷的损坏原因及预防措施、尾刷更换方法进行阐述。
关键词:盾构法施工优点缺点盾尾刷更换中图分类号:U455文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)02(b)-0067-021 工程概况北京铁路地下直径线工程盾构隧道区域全长5 175m，采用泥水加压平衡盾构机施工。
隧道完成后外径为φ12.04m，内径为φ10.5m。
泥水加压平衡盾构机基本原理是在泥水舱中注入适当压力的泥浆使其在开挖面形成泥膜，支承正面土体，并由安装在正面的刀具切削土体表层泥膜，与泥水混合后形成高密度泥浆，然后由泥浆泵及管道把泥浆输送到地面过滤处理。
在泥水舱内和掌子面间建立泥水平衡是泥水盾构机掘进的根本要求，另外由于盾构掘进过程中，采用在管片背后同步注浆方式来填充管片离开盾构机尾部后与周围地层之间的间隙，从而达到减小地层沉降，限制管片位移和变形，提高结构稳定性，加强隧道防水性能的目的。
盾构机尾盾内部焊接有三道密封刷，掘进时在管片与尾盾之间的密封刷内注入密封油脂，防止水、泥沙进入盾构机内部。
在尾盾上还有注浆孔，用于管片的同步注浆，填充管片离开尾盾后与地层之间的空隙。
因盾构下部压力大，在尾盾下部最外侧安装有钢板束加强密封效果。
若盾尾刷损坏导致渗漏，会影响前方开挖仓的泥水平衡、污染盾构管片拼装工作区域、给管片拼装造成不便、增加密封油脂消耗量，严重时将影响盾构机的正常掘进，导致地面沉降难以控制，最终致使工期延误。
土压平衡盾构机施工常见突发情况原因及应急处理
城市建筑工程近年来随着国内盾构机生产及施工水平的不断提高，盾构法施工在国内隧道工程施工中得到了越来越广泛的应用。
虽然国内盾构法施工技术已基本成熟但是施工中大大小小的事故还是频繁发生，其主要原因之一便是行业发展太快，相关技术管理人员储备不足，部分技术管理人员对盾构法施工经验不足，对盾构法施工原理掌握不够，遇到突发事件处理不当；针对这种情况本文就土压平衡盾构机施工中常见突发事件的形成原因及处理方法加以探讨和总结，希望能为部分同仁提供一定的帮助。
一、土压平衡盾构机几种常见突发情况及原因分析1.刀盘不转。
a、刀具损坏、脱落，造成扭矩突然增大，当大于其安全扭矩时，刀盘停止旋转，再次启动困难。
b、盾构掘进结束后，立即停止刀盘旋转，停机扭矩过大。
c、掌子面的突然坍塌或失稳造成刀盘被卡住。
d、渣土改良不好。
e掘进复合地层刀盘贯入度过大，导致刀具被地层卡住。
f止浆板损坏注浆浆液逆流到掌子面，或地层加固浆液进入掌子面，盾构停机时间较长时浆液凝固把刀盘裹住。
g 遇到孤石、异物或建（构）筑物被卡。
h急停按钮被按下或设备故障。
2.盾体卡死。
a、刀具、刀盘磨损严重，开挖直径不足。
b、地层中异物挤压卡住盾体。
c、转弯时盾体与地层干涉。
d、盾尾间隙未控制好，盾尾与管片干涉。
e、盾构长时间停机，盾体被注浆浆液或地层加固浆液包裹。
3.主轴承密封损坏。
a、设计不合理、制造过程存在缺陷。
b、盘、土仓结泥饼后土仓温度持续居高不下。
c、地层中存在坚硬的异物，异物进入土仓造成轴承部位损坏。
d、盾构机操作人员没有掌握渣土改良效果，没有实时观测土仓和渣土温度。
e、设备运转过程中没有及时足量的注入油脂或油脂质量不达标，杂物进入密封。
f、冷却水循环未起效果，密封温度长期过高。
4.盾尾密封失效。
a、盾尾密封设计不合理、自身质量或安装质量存在缺陷，始发前手涂油脂质量不达标。
b、盾尾油脂质量不达标、注入量不足、注入方法不合理。
c、区间距离过长密封磨损、疲劳损坏。
盾构机尾刷保护及盾尾漏浆防止措施
盾构机尾刷保护及盾尾漏浆防止措施作者：孟鑑先来源：《智富时代》2018年第11期【摘要】随着技术的发展，对于盾构法施工对环境影响较小、及施工效率较高，盾构法施工已普遍在各个大中城市应用。
本文针对在盾构施工过程中，对盾尾刷的破损毁坏及盾尾漏浆的问题展开分析，从多个方面提出对于盾构机尾刷的保护，以及盾尾漏浆时的防止措施。
【关键词】盾构法；盾尾刷；盾尾漏浆；隧道施工盾构法施工技术具有优良的施工质量、效率高、掘进的稳定性及速度快，以及对周边的环境影响小的一些优点，被普遍的运用在大中型城市的地下工程，比如地铁隧道的施工。
而地形复杂是地下隧道的存在的普遍的问题，还有存在的问题是由于地质不稳定。
在地下隧道的进一步发展中，长距离掘进、施工变得越来越广泛，盾构的推进过程中因各种原因会导致盾尾刷的漏浆。
盾尾刷极易被损坏，而它作为盾构机非常重要的密封部位，需要采取科学、有效的优化保护措施，保证盾尾刷的使用时长。
一、盾尾刷构造简介盾构盾尾刷主要由3道钢丝刷密封和6道弹簧钢板密封构成，它的作用主要是防止地层下面的泥水、沙土以及外围浆液，由盾构机盾尾缝隙渗漏至主体，保证地下水与砂浆浆液不会从管片和盾构机之间的间隙渗漏到盾构机内，使得盾构机得以正常运行。
盾尾刷注脂设备也是不可缺少的，在盾构推进时，可以自动地在每两道密封间注入密封油脂，与盾尾刷组成盾尾漏浆防护系统。
这样的防护系统会减少地层下沉、管片变形以及移位等现象发生，还可以减少隧道管片表层和钢丝刷密封之间的摩擦，进而延长盾尾刷密封件的使用周期。
二、某隧道施工区间盾尾刷的情况分析该工程区间施工时运用的是日本三菱泥水平衡盾构机，根据盾构机出洞的情况分析，在整体的施工过程中，盾尾刷并未取得较好的保护，尤其是在盾构机的后期施工中，涌现出泥沙，并发生了严重的盾尾漏浆的情况，涌沙后发生的地表大范围下沉，严重阻碍了该隧道施工的进度，与此同时也存在非常大的安全隐患。
通过该工程对于盾尾刷损坏以及漏浆的原因分析有以下几点。
地铁土压平衡盾构盾尾刷更换技术
地铁土压平衡盾构盾尾刷更换技术盾构法施工以其质量好、安全可靠、施工效率高、对环境影响小等优点，在隧道工程中应用的越来越为广泛。
但在盾构的长距离或小半径曲线掘进中，盾尾刷可能由于磨损严重而失去密封作用而需要更换。
盾构盾尾刷一般为3道，3道盾尾刷构成2个油脂仓，油脂仓填充满盾尾油脂，与盾尾刷一起构成盾尾漏浆防护系统，保证地下水及盾尾管片背后同步注浆的浆液不会从管片和盾构机之间的间隙渗漏到盾构机内。
而一旦盾尾漏浆就会破坏泥水平衡，影响注浆质量，严重的会引起地层下沉，管片移位和变形，甚至导致盾构无法推进。
本文以无锡地铁3号线一期工程山墩凹站~靖海公园站区间（以下简称山-靖区间）盾构施工为工程背景，从施工前准备、注浆止水、尾刷更换步序、应急处理等多方面对盾构机尾刷更换方法进行阐述。
后经实践成功表明：拆除管片后盾尾无漏水现象，该方法能快速、高效的完成盾尾刷更换工作，可为类似工程的盾尾刷更换提供借鉴与参考。
一、工程概况1.1工程简介无锡地铁3号线05标山~靖区间右线起讫里程为YDK24+952.160～YDK25+971.660,区间长度1019.5m。
线路从靖海站以右线2‰上坡（31.66m）→4.365‰下坡（520m）→17‰上坡（240m）→25‰上坡（200m）→2‰下坡（27.84m）至山墩凹站。
区间设一座联络通道（兼做区间泵房与集水池），联络通道中心里程为YDK25+531.845。
当前盾构机平曲线上位于直线段，纵曲线为17‰上坡。
1.2区间地质情况山-靖区间地质，按各岩土层的物理力学性质、沉积环境、成因类型，可划分8个工程地质层，19个工程地质亚层。
盾构主要穿越地层为：④1层粘质粉土夹粉砂（微承压水）、④2层粉砂（微承压水）、⑤1层粉质粘土、⑥1层粘土。
1.3盾尾漏浆情况自盾构掘进至460环，盾尾发生严重漏浆，见图1。
在前期曲线段掘进时，同样的全断面粘土地层中推进时也曾发生过盾尾漏浆、漏水现象，漏浆、水后通过在管片纵缝加贴海绵条（3cm×7cm）进行封堵（见图2），效果比较明显。
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。
水底大型泥水盾构盾尾密封失效的应对技术
·隧道／地下工程·效应对措施确保盾尾密封系统的密封性、可靠性，保证隧道继续施工的安全。
２工程概况庆春路过江隧道连接杭州市钱塘江北岸江干区庆春路及南岸萧山区市心路，沟通两岸规划的钱江新城与钱江世纪城中央商务区，为钱塘江第一座水底过江隧道，双向四车道，主线设计速度６０ｋｍ／ｈ，车道净高４．５ｍ。
本隧道分东西两条隧道，东线隧道长３３９５１１３，西线隧道长３３９３ｍ，其中过江段东线１７６５．７２ｍ、西线１７６６．９２ｍ采用盾构法施工下穿钱塘江，盾构隧道内径１０．３ｍ，外径１１．３ｍ，盾构环宽２ｍ，分为９等份块。
其平面示意见图１。
图１隧道平面示意盾构隧道沿线上覆层深度１５．８ｌｌｑ左右主要为粉、砂性土层，受钱塘江冲刷作用，呈现中间薄南北两侧略厚。
盾构主要挖深段地质为⑤一１层粉质黏土、⑤－２层粉质黏土、⑦一１层粉质黏土夹粉砂、⑦－２层粉细砂，⑤一１层粉质黏土、⑤－２层粉质黏土多呈灰绿、灰黄色，力学性质和粘塑性自上而下由好渐呈一般；⑦层厚度一般较薄，为下部河床相与上部陆相沉积的过渡性质。
下卧层为⑦－２层粉细砂、⑧一１层圆砾，为钱塘江古河道沉积形成，具上细下粗结构，均匀性略差。
隧道掘进段主要为孑Ｌ隙承压水，赋存于下部⑦层、⑧层砂及圆砾、卵石层内，实测承压水位标高为一３．８０ｍ一一４．００ｍ，钻孔抽水试验单位涌水量２３２６３Ｌ／ｈ·ｍ，具水量大、强透水、承压性等特点。
西线盾构隧道在ＲＫ２＋９１６．４进入承压水层⑦－１层粉质黏土夹粉砂、在ＲＫ２＋８８７．７进入⑦－２层粉细砂。
至盾尾严重漏水停机前，盾构累计掘进完成１２３环，停机时刀盘里程ＲＫ２＋８５１．９４，处于第１２４环掘进过程中。
３盾尾密封失效概况西线盾构机从始发至第９３环前，盾尾密封状态基本良好，基本未出现过漏浆现象。
从第９３环后，在掘进过程中，开始出现不同程度漏浆涌水现象，特别是掘进１２０环，１号油缸处盾尾漏浆涌水严重，先浆后水被迫停机，填注油脂止水，对盾尾密封系统补充油脂１０桶后，恢复掘进至第１２４环１３０ｃｍ时，在１８号、１号、２号油缸处（隧道顶部附近）盾尾开始大量漏浆涌水，油脂、同步注浆浆液的填注根本起不到作用，现场隔膜泵已经无法满足排水要求，于是紧急调配抢险人员和物资，采用同步注浆浆液中掺加油田堵漏剂，经多时方才完全堵住。
浅谈盾构施工中盾尾密封装置受损的原因分析及防治措施
浅谈盾构施工中盾尾密封装置受损的原因分析及防治措施摘要：盾构施工法中，盾尾密封系统是实现盾构正常掘进的一个关键系统，本文结合实际施工情况，介绍盾构机盾尾密封装置受损的常见原因及防治措施。
关键词：盾构施工；盾尾刷；防治措施1 盾尾刷构造盾尾刷一般由三道钢丝刷密封和六道弹簧钢板密封组成，用以防止地层中的泥水、地下水和衬砌外围注浆材料从盾尾间隙漏人盾构机。
配备有盾尾刷注脂装置，推进时在每两道密封之间自动注入密封用油脂，以提高密封效果，并减少钢丝刷密封件与隧道管片外表面之间的磨擦，延长密封件的寿命。
2、本区间盾尾刷使用情况本区间采用的是日本三菱土压平衡盾构机，隧道总长460.539延米，从施工过程中以及盾构机出洞情况来看，盾尾刷在使用过程中未达到理想结果，盾构掘进至第40～50环时出现盾尾漏浆，掘进至100环左右时出现严重漏浆，地面沉降速率、累计沉降值超限，严重影响了工程质量、进度、安全，同时也存在很大的施工风险。
盾构机出洞后，盾尾刷钢丝刷已脆断脱落。
2.1工程概况广州市轨道交通十三号线首期工程[施工九标]土建工程新塘站～官湖站区间位于增城市新塘镇北广深铁路旁。
本工程一站两区间，中间风井兼盾构始发井，左右线隧道总长5089.526延米。
2.2地质概况隧道主要穿越地层<5Z-1>可塑状砂质粘土层、<5Z-2>硬塑状砂质粘土层、<6Z>全风化层、<7Z>强风化层、<8Z>中风化层，部分地段分布有〈2-1B〉淤泥质土、〈2-4〉粉质粘土等软土层、〈3-1〉粉细砂和〈3-2〉中粗砂层。
3盾构机盾尾密封装置受损的原因分析3.1 盾尾刷制造加工存在缺陷本区间使用的盾尾刷被内外两侧折行弹簧钢板密封，设计构想折行弹簧钢板为止浆板、节省盾尾油脂，因制造短边（内侧）弹簧钢板稍长，影响了注入的盾尾油脂与钢丝刷接触，加大了钢丝刷密封件与隧道管片外表面之间的磨擦，从而导致盾构机出洞，盾尾钢丝刷脆断脱落现象。
盾构掘进过程中盾尾刷更换技术及保护措施
盾尾 密封 刷 之 间 的间 隙 （油 脂仓 ）通 过 注 入盾 尾密 封 油脂 （共 ｌ２个 注 入点 ，每道环 形 油脂 仓６个注 入 点 ）形成压 力仓 ，每 个注 入 点通 过 一个 气动 油 脂 阀控 制 注入 量 ，防止 同步 注入 的水 泥浆 及地 下水通 过盾 尾流入 隧道 。
在 本 区 间 推 进 至 第 ２８８环 时 ， 出 现 推 力 较 大 （约 ３０ ０００ ｋＮ） 、推 进 速度 慢 （约５ ｍｍ／ｍｉｎ）的现 象 。之 后在 盾 壳 外注 膨润 土 润 滑 ， 但 改善 效果 不 佳 ； 推进 至 第２９２环 时 ，盾 尾 出现 漏 浆 、漏 砂现 象 ，经 判 断 系局 部 盾尾 刷 受损 失 效ｌ】。】，因 此采 取 在底 部注 双液 浆进 行 封堵 ：继续 推进 至 ３００环时 又开始 出现漏浆 现 象 ，在 采 用双液 浆和 塞 黑心棉 进
该 区 间隧道 断面 内地层 依 次为③５粉 质黏土 与粉 土 、粉 砂 互 层 ，④ ｌ粉 细 砂 层 ，④２细 砂 层 。根 据地 质 详 勘报 告 ， 该 区 间隧 道所 处位 置 承压 水水 位 标高 为 １６．５３ ｍ （地 面标 高
２０ ６９ １１１）
２ 盾尾 刷失效过程及失效分析
１ 工 程 概 况 某 地 铁 区 间 隧 道 采 用 土 压 平 衡 盾 构 法 施 工 ，管 片 外
径６ ０００ ｍｍ，厚度 ３００ ｍｍ， 宽１ ５００ ｍｍ；最 小 曲线半 径 为 ３００ ｍ，线路 最 大坡 度 为２．２５６３％ ，最 小坡 度 为０．２％。隧 道 最 大埋 深 为２２．４－ｎ，最 小埋 深为９．７ ｍ。
谈盾构法隧道施工中盾尾刷的优化与保护
尾刷 作为盾构机非常重要 的密 封部位 ，很容易被损
坏 。 因 而 就 要 采 取 科 学 有 效 的 优 化 保 护措 施 ， 保 证 盾 尾刷 的 使 用周 期 和寿 命 。
一
（ １ ）在盾构机刚开始运行时 ，第一 次涂抹 的油 脂质最 必须要得 到保证。具体涂抹时 ，耍把油脂 完
全 涂 抹 到盾 尾 刷 钢 丝 的 中 间 部 位 ， 同时 还 要 把盾 尾 刷 的每 一 块 、 每 一 层 都 要 进 行 认 真 地 检 查 ， 以 便 油 脂 涂 抹 匀 称 ，不 会 留 下 死 角 。
尤 其 是 长距 离 、 地 质 复 杂 的 隧 道 工 程 中 ，必 须 要 做 好 盾 尾
刷 的优 化和保护工作 。本文结合某隧道工程施工时运 用的 盾构法施工技术 ，分析了盾尾刷 的优化和保护措施 。
路 段 的 切 口 水 压 。 如 果 工 程 管 道 出 现 堵 塞 情 况 ，一
因而被火量运用在城市地铁 隧道的施 ： Ｅ中，但是 由 于 火 多 地 下 隧 道 地 质 不 稳 定 ， 地 层 复 杂 多 样 。 同 时
随 着 地 下 隧 道 的 进 一 步 发展 ， 长距 离 施 工 和 掘进 越
来越普及 ，这就给盾构法施工造 成 很多不便。盾
法 ，优 化 和 保 护 盾 尾 刷 密 封 。主 要 措 施 有 ：
谈盾构法 隧道施工 中盾尾 刷 的优化 与保护
■ 李 子 成
泥 水 压 力 太 大 ，远 远 超 出 盾 尾 刷 的 承 受 范 围 ，会 把 盾尾 刷 瞬 间 冲 击 穿 破 ，进 而 导致 漏 浆 。 在 泥 水 加 压 式盾 构 法施 工 中 ， 切 口水 压 的 固 定 值 应 该 和 开 挖 面 上 的土 层 压 力 设 置 平 衡 ，把 Ｐ 设 置 为 土 层 压 力 ，也 就 是在 正 常 状 态 下盾 构 机 头部 ２ ／ ３ 高度 处 的 压 力 值 ， 那 么相 应 地 切 口水 压 － ｐ ＋（ ０ ． ０ ２ ～Ｏ ． ０ ３ ）Ｍ ｐ ａ 。在 具 体 使 用 盾 构法 之 前 ， 需 要 把 隧道 路 段 上 的 各 种 土 质 和
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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盾尾刷失效原因分析及处理措施
摘要：盾尾刷是盾构机盾尾密封系统的重要组成部分，施工中盾尾刷损坏失效
将对洞内人员、设备及隧道结构安全造成严重威胁。
本文对盾尾刷作用原理、损
坏失效原因、洞内更换处理措施等方面进行简要分析，为项目施工提供一定参考。
关键词：盾尾刷；损坏失效；原因；处理措施
引言
盾构法作为较成熟的隧道施工工法，在城市轨道交通、市政基础设施、水利、公路、铁路等工程领域应用十分广泛，但基于工程地质与水文条件的不确定性以
及施工作业的差异化等因素，盾尾渗漏问题在施工中仍时有发生，而盾尾刷的损
坏失效是导致盾尾渗漏甚至引发工程事故的最直接原因，分析研究其损坏失效原
因及洞内更换处理措施具有十分重要的意义。
1.盾尾刷作用原理
盾尾刷由众多独立细钢丝、弹簧钢片等构件组成，通过在盾构机盾尾壳体内
环形多道布置从而形成整体柔性密封结构。
根据直径大小的不同，盾构机一般设
置3～5道盾尾刷。
施工中，盾尾刷在自身弹性作用下与隧道管片外弧面紧密贴合，每两道盾尾
刷与盾壳、管片构成腔室，掘进过程中向腔室内注入油脂，与盾尾刷共同形成密
封作用，防止壁后注浆的浆液以及地层中的水土涌入隧道。
油脂的注入同时可减
轻刷体与管片间摩擦，延长盾尾刷使用寿命。
2.盾尾刷损坏失效表象
盾尾漏浆涌水、涌砂漏泥等现象发生部位相对固定、情况严重且持续存在，
通过注入盾尾油脂无法改善或需通过超常数量油脂控制渗漏，可判定为局部盾尾
刷损坏。
施工中可通过观察盾尾渗漏物组成、渗漏时间、涌出压力及单位时间涌
出物数量等分析判断。
3.盾尾刷损坏失效原因
3.1初始安装不规范
盾尾刷初始安装作业往往容易被忽视，易出现刷片搭接长度不够、焊接不牢
等现象。
安装应按照相关规程及技术交底进行，刷片要依次搭接安装，确保相邻
两块刷片间有足够的搭接长度，整圈最后一块尾刷尺寸需经量测确定；焊接作业
应采用高品质焊材，前后满焊并保证焊脚高度，杜绝因安装不规范带来的脱落隐患。
3.2始发油脂填塞不佳
盾尾刷钢丝内需填塞油脂以加强密封效果，盾构推进时机打油脂一般无法有
效进入钢丝内，需在盾构始发负环拼装前进行人工填塞。
人工填塞要采用专用手
涂型油脂，借助工具将钢丝刷分层拨开并将油脂最大程度上填塞至钢丝内，再将
油脂均匀涂抹于钢丝外表面，做到饱满均匀，不漏填、不掉落。
3.3掘进中的磨损变形
盾构掘进中，因与管片外弧面长时间接触磨擦，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永久变形，局部刷片甚至因摩擦
受力过大损坏脱落。
3.4油脂注入控制不佳
施工过程中，盾尾油脂的消耗与盾构推进速度成正比，推进速度过快则单位
时间内油脂注入量不能满足消耗量，若未能及时调整注入量，将导致盾尾密封效
果减弱，加速盾尾刷损坏。
注入系统故障时需第一时间维修，保证盾构推进过程
中的油脂注入。
3.5壁后注浆控制不当
壁后注浆压力要根据地层的水土压力计算确定，压力过大可能导致浆液击穿
盾尾止浆板、侵入盾尾刷钢丝及油脂腔，致使密封效果降低甚至漏浆；侵入钢丝
内的浆液凝固后，造成刷体弹性降低、盾尾刷与管片外弧面形成半刚性接触，导
致盾尾刷损坏加速。
速凝型浆液注入时，要控制浆液凝固时间，避免盾尾空隙浆
液凝固堆积导致注入压力增高而击穿损坏盾尾刷。
4.盾尾刷失效处理措施
盾尾突发渗漏时，应结合盾构姿态、油脂注入情况等因素综合分析判断渗漏
原因，并有针对性的进行调整。
轻微渗漏可临时利用海绵条或涂抹盾尾油脂的钢
丝球填塞处理，必要情况下对盾尾区域二次注浆止漏，渗漏严重时需用沙袋在漏
点处填压抢险并启动相关应急预案。
盾尾刷大范围严重损坏将造成盾尾浆液渗漏、涌水涌砂，甚至引发地表塌陷、隧道淹没等严重后果，威胁工程自身及社会公共安全，应及时采取应急措施并进
行洞内更换。
5.盾尾刷洞内更换
5.1准备工作
实施更换作业前需做好相关准备工作，要编制专项方案并经相关审批，对作
业人员进行技术交底；现场要依照方案准备注浆泵、手拉葫芦、焊接切割设备、
灭火器等各类设备材料及器材，对注浆设备要提前连接调试以备紧急抢险。
采取拆卸管片的方式实施盾尾刷更换，需结合盾构拼装机结构形式、最大抓
取行程等实际情况，设计加工拼装机加长臂，使改造后的拼装机能覆盖拆除管片
所需的位置，并在满足承载能力要求的前提下提起并灵活移动管片。
5.2确定停机位置
盾尾刷更换作业需盾构机较长时间停机，应结合地质水文条件、地表建（构）筑物、地下管线分布情况综合分析确定停机位置。
应选择地层情况相对稳定、地
表及地下无建（构）筑物及相关管线的区域作为停机位置，并做好盾构机停机姿
态预控制。
由于最后一道盾尾刷位置紧邻盾尾尾部，对其实施更换作业风险极高，一般
仅对除最后一道以外的盾尾刷进行更换。
应根据盾构机及管片的构造尺寸，计算
出盾构最终停机时各道盾尾刷与管片环之间相对位置关系，确定最终停机时的油
缸行程，保证在拆除管片时最后一道盾尾刷不被暴露。
5.3洞内加固处理
洞内加固的主要目的是保证临近盾尾区域地层状况稳定，并通过环箍效应阻
隔减少盾尾区域地下水，降低更换作业风险。
地层加固方式一般有双液注浆加固
和冷冻法加固，局部可采用注入聚氨酯等方式加强止水效果。
注浆加固适用于复
合地层、软岩地层等，冷冻加固多用于淤泥、富水砂层，需结合项目地质水文状
况综合分析选取加固方式及加固范围。
需要注意的是，注浆加固要避免浆液窜至
刀盘前方将刀盘及盾体抱死。
加固完成后对止水效果和地层自稳能力进行检查，
合格后方可进行下步工序。
5.4管片拆卸
末环管片不进行封顶块拼装，以型钢支架代替，保证管片整体环向受力稳定
的同时便于拆卸作业。
管片拆卸及尾刷更换应遵循“拆一块、换一块、恢复一块”
方式，严格按照方案既定的步骤进行。
作业前，注意检查拼装机加长臂结构状况，拆卸区域严禁站人；密切注意盾尾渗漏情况，发现异常及时用海绵条填塞或注浆
封堵。
管片拆卸、盾尾刷拆装及管片二次安装应连贯迅速，降低事故风险。
5.5盾尾刷更换
管片拆除后，彻底清理盾壳及油脂腔并检查油脂注入孔，清理完成后割除旧
盾尾刷，对切割造成的盾壳瘢痕部位进行刨光打磨，保证新盾尾刷安装质量。
新
盾尾刷自拆除区域相邻管片为起点依次点焊安装，完成后经检查合格后进行满焊。
整圈最后一块盾尾刷安装时，经仔细量测后按尺寸切除多余宽度，确保整圈盾尾
刷均匀连续。
每个管片拆卸区域新盾尾刷更换后，均要人工采用手涂型油脂对盾
尾刷填塞涂抹，将钢丝分层拨开并最大程度上填塞油脂，而后涂抹于钢丝表面，
做到饱满均匀；油脂填涂完成后恢复该块管片。
5.6管片二次拼装
管片二次拼装时，要在连接螺栓安装紧固后确认盾构机油缸撑靴已作用于管片，无误后拼装机方可脱离并开始下一块管片拆卸，从而完成整个循环过程。
整
环管片全部恢复后，油脂泵泵送油脂填充盾尾密封腔室，达到设计压力值后方可
开始盾构掘进。
结语
盾构法隧道施工中，盾尾刷严重损坏失效可能造成盾尾漏浆涌水、涌砂漏泥，甚至引发地表塌陷、隧道淹没等严重后果，施工应坚持预防为主，加强对盾尾刷
的保护以最大程度上延长其使用寿命；一旦发生盾尾刷损坏失效，要引起高度重视，尽早制定可靠方案并实施更换，以排除隐患、防止工程事故的发生。
参考文献：
[1]王光锐.盾构施工中盾尾刷更换技术.工程建设，2012（2）
[2]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。