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。密封刷的使用寿命跟注脂及管片姿态关系紧密，如正常使用，寿命一般为 m，盾构掘进超出这个距离，密封刷将可能失效，造成盾尾漏水、漏浆，进而严重影响管片的安装和注浆效果。

5.1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，仅有一道已损坏的尾刷作封闭，很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，地下水进入土仓，土仓压力逐渐增大。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。

5.2技术措施

根据技术难点，在施工前必须准备好应正确技术措施，如下：

（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，能够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，如果检查能够换尾刷，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土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，则能够将土仓内的土排空，使土仓处于空仓状态，消除土仓压力对盾构机施加的作用力。

（3）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。

5.3更换盾尾刷施工步骤及措施

方案一

（1）在盾构机掘进到合适地段，当油缸伸出量为2150mm时，此时尾盾露出加强环；

尾盾露出加强环示意图

（2）在倒数第2、3环管片的注浆孔处向管片背后注入双液浆，并保证二次注浆效果；

（3）达到止水效果后，先重新紧固倒数第1环与倒数第2环管片的连接螺栓。在管片安装模式下，利用管片安装机将事先准备好的长度800mm的16个撑垫安放于管片与推进油缸之间，手动将每个油缸都抵紧撑垫，利用推进油缸向前顶推盾构掘进700mm，此时露出两道盾尾刷；

露出两道盾尾刷示意图