杜建華，彭彥彬，杜立峰，屈彥玲

摘　要：土壓平衡式盾構機盾尾密封是保證盾構機與地下水隔離的一道非常重要的安全屏障。文章結合廣州地鐵三號線珠江新城站---客村站區(qū)間盾構機穿越珠江的實際情況，對盾構機洞內盾尾密封刷的更換進行了全面的技術總結。更換后，盾尾密封止水、止?jié){效果良好。

關鍵詞：盾構機、盾尾密封、更換技術

廣州地鐵三號線的珠江新城站------客村站區(qū)間盾構工程，由總長1292.35m的珠江新城站-----赤崗塔站隧道區(qū)間和總長1040.8m的赤崗塔站----客村站隧道區(qū)間組成，隧道區(qū)間總長度為2333.15m，隧道深度16~28m。盾構區(qū)間圓形隧道外徑為6m，內徑為5.4m管片寬度為1.5m，厚為300mm,管片的分割數(shù)是“3+2+1”，即每環(huán)3個標準塊A1`A2`A3，2個鄰接塊分別為B`C型，1個封頂塊為K型。施工采用2臺德國海瑞克公司的EPBφ6250mm盾構機一先一后在左右線分別進行隧道掘進施工。兩臺盾構機Z大的問題就是都存在盾尾密封刷損壞導致盾尾密封性能不良問題。由于盾尾密封刷的更換是在隧道內進行，盾尾密封刷始終位于管片背后，而且水文地質條件復雜，更換具有較大難度，本文就珠——客區(qū)間盾構密封刷更換技術進行總結。

1、盾尾密封刷構造及更換原因

盾構機在掘進過程中，特別是在長距離掘進時，往往會由于盾尾密封油脂加注量不足、盾構機姿態(tài)調整過猛等原因，致使盾尾密封刷損壞。盾構機密封油脂刷構造見圖1。從圖1可以看出，盾尾有3道密封刷，盾尾密封刷之間的間隙通過注入盾尾密封油脂，保證盾尾管片背后同步注漿的漿液不會從管片和盾構機之間的間隙漏出，同時防止地下水滲漏道盾構機內。如果盾尾密封性能不良，會給施工帶來很多不利因素。本工程需要穿越珠江 如果江底地下水較大，大量地下水從破損的盾尾滲流到隧道內，后果將不堪設想。因此在過江前，必須解決盾尾密封問題。

圖1.盾構機密封油脂刷構造

2、更換前準備工作

2.1更換位置的選擇

盾尾密封更換盡量避免在軟土地層更換，因為在軟巖地層中盾構機在自重的作用下，容易發(fā)生低頭，一旦發(fā)生盾構機低頭就較難處理。經過綜合考慮后，珠---客區(qū)間右線隧道更換盾尾刷位置確定在YDK4+704,相應位置的地質剖面圖見圖2.從圖2中可以看出盾尾更換位置的地質主要以（8）、（9）地層為主，巖土工程勘察報告表明，（8）、（9）地層巖石強度在10~25MPa之間，巖石的自穩(wěn)性較好，但是地下水豐富。

2.2  注漿止水

盾尾密封刷更換需要進行焊接作業(yè)，先將舊的盾尾刷拆除，再將新的盾尾刷焊接到盾尾。施焊需要良好的作業(yè)環(huán)境，為了保證焊接的質量和方便作業(yè)，必須在無水或者少水的環(huán)境下作業(yè)。本區(qū)間地下水豐富，焊接前必須對盾尾刷后部2~5環(huán)的管片進行管片壁后二次注入水泥----水玻璃雙液漿，將管片與地層之間的流水通道完全封死，防止地下水通過盾尾進入盾構機內，給更換、焊接施工造成不便。珠---客右線盾構機更換尾刷位置為376環(huán)，距離江邊約30m。

2.3 推進千斤頂行程的確定

正常掘進循環(huán)中，盾尾刷始終位于安裝管環(huán)的背后，因此是無法看到和更換。若千斤頂行程過大，3道盾尾刷就會完全露出，這相當于盾尾沒有任何密封，工作面就失去了盾體的防護作用；若千斤頂行程過小，則拆除1環(huán)管片無法看到盾尾刷；若拆除2環(huán)，由于千斤頂Z大行程限制，則重新安裝時千斤頂無法將拆除的第二環(huán)重新安裝，而且盾尾刷也會全部暴露在外，這也是施工不允許的。比較適合的千斤頂行程約1200mm，此行程可將已經安裝的緊貼千斤頂撐靴的管環(huán)部分環(huán)片拆除，并將盾尾刷露出1~2道，既可保證更換的安全性，又具備操作性。

2.4 施工設備材料準備

拆除盾尾刷需要進行氧氣切割作業(yè)，更換密封刷需要進行焊接作業(yè)，更換前，要準備好氣割、電焊機、焊條，填充盾尾間隙和盾尾刷的盾尾密封油脂等材料。

3、更換過程

在上述的準備工作完畢之后，即可進行盾尾密封刷更換。以K塊位于管環(huán)1點為例加以說明，具體更換過程見圖3。

圖3是盾尾密封更換以K塊管片位于1點為例進行說明的，實際K塊位置還可能位于2.3.9.10.11點位，K塊管片位于這些點位時，盾尾更換可仿?K塊位于1點時進行。另外，更換順序可以按照K-C-B-A1-A2-A3管片順時針方向進行，也可以按照K-C-A3-A2-A1-B管片逆時針方向進行。管片繞管環(huán)中?旋轉的角度以保證K塊位置為準，本工程中管環(huán)順時針旋轉72度，即K塊盾尾更換前位于1點位置，盾尾更換后位于3點位置。

4、結語

盾尾密封主要具有止水、止?jié){，是盾構機與周圍地層隔絕的一道重要安全屏障。在盾構機掘進過程中，經過一定距離的掘進后，盾尾密封性能總會下降 。密封性能下降快慢或掘進距離的長短與盾尾油脂質量、油脂填充質量、盾尾刷質量，以及盾構機操作水平密切相關。如果盾尾滲漏不大，可采取加大油脂注入量，在盾尾填塞止水材料，在不堵管的前提下適當增加砂漿的稠度，適當增加盾尾抽排水設備等措施來保證施工順利和施工質量。但是如果盾尾滲透量過大，采用上述措施無法保證施工的安全和質量時，應進行盾尾密封更換，特別是在江河底部等地下水較大的情況下掘進時，提前選擇合適的位置進行盾構密封更換，對于保證后續(xù)施工質量以及施工安全快速進行是非常必要的。本工程左右線施工中，由于在盾構機施工前，對破損的盾尾進行了更換，取得了良好的密封效果，有力的保證了盾構機在江底施工的安全和質量，并以較快的速度穿越了珠江。

（來源：鐵道建筑）