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2010年度优秀科技论文（技术总结） 浅析盾尾漏浆及处理方法
浅析盾尾漏浆及处理方法
【内容提要】本文主要介绍施工过程中盾构机盾尾密封漏浆的常见原因和处理方法，盾尾漏浆涉及到注浆压力、注浆量、盾构机的掘进状态、地质状况、盾尾油脂及注入量、管片拼装等多种因素。并提出了相应建议，对同类施工具有很好的借鉴作用。
【关键词】 盾尾漏浆 注浆 浆液 1．概述
盾构机在掘进过程中，为避免地表沉降，影响施工进度和施工质量，盾构开挖范围内与管片之间产生的空隙必须通过注浆来填充，同时注浆还可以有效的防治管片漏水。泥浆通过尾盾的管路注入到产生的空隙当中，整个填充的过程通过注浆的压力和体积来控制。如图所示。
图1 注浆示意图
整个系统通过向3排盾尾刷之间注入盾尾密封油脂来实现隔离，达到封闭的效果。如果密封失效，盾体外面的浆液和地层中的积水就会从这3排盾尾刷进入到盾构机内，影响施工，同时由于浆液不能够及时的填充，就会出现施工质量的问题。 2．注浆目的
2.1控制地层变形
盾尾注浆的最重要目的就是及时填充土体与管片存在着间隙，此时浆液迅速及时填充空隙，可大大减小土层的移动，从而减少地表的变形。
2.2提高隧道的抗渗性与稳定性
浆液经过一段时间凝固后，一般会产生抗渗性，可防水。凝固的浆液能够保持成型管片的稳定性。
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3．注浆的分类
3．1同步注浆
同步注浆是指盾构机在掘进过程中，浆液的同步注入，即随掘进随注入的方式。及时填充空隙。 3．2管片背后注浆
管片背后注浆是指在管片吊装口上开口，用特制的转换接头来进行注浆，一般在盾尾后10环的位置，以免太靠近盾体浆液流窜到土仓里。不受时间的限制。但要控制住注浆的压力，防止压力过大引起管片错台如下图。
图2 管片背后注浆示意图
3．3二次注浆
二次注浆是指盾构掘进一段时间后，在管片上开口进行注浆的方式，一般采取顶管注浆的方式，因为顶管的距离大，一般顶入拱顶5、6米处，此方法适合多出渣以后注浆。 4．浆液的种类
4．1同步浆液
同步浆液是粉煤灰、粉细砂、水泥、膨润土、水按照一定的比例混合搅拌而成的。通过配比的不同可分为一般浆液和惰性浆液两种。一般浆液的初凝时间在8个小时左右，泵送性能好。惰性浆液的凝固时间一般在4个小时左右，泵送性能一般。
4．2单液浆
单液浆是水泥和水搅拌而成，一般按照1：1的比例配比。适用性广。 4．3双液浆
双液浆是水泥浆和水玻璃按照不同的比例配比而成，根据现场实际需要，可通过调节两者的配比来调节初凝时间，初凝速度快，通常做封堵作用。 5．盾尾漏浆的原因及防治措施
5．1盾构机始发前盾尾刷的油脂涂抹
盾构机始发前要在盾尾刷钢丝内人工涂抹康达特公司的WR90油脂，盾尾刷的每根钢丝上要沾满油脂，涂抹要饱满。如果涂抹不到位，会影响尾刷的密封效果，损伤盾尾刷，严重时漏浆。一般要涂抹WR90油脂4桶左右。
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5．2盾构机的姿态
盾构机的姿态调整时不能急纠偏，一般1m纠偏量为5mm，纠偏过量容易使盾构机出现“蛇形”前进现象，致使盾尾间隙一边大一边小，损伤盾尾刷，间隙大的一边容易漏浆。盾尾间隙一般不小于50mm。如果小于50mm(标准是75mm)容易挤坏盾尾刷，造成尾刷钢丝超过其弹性变形，止浆失效而漏浆。盾尾刷一般在漏浆一次以后，由于钢丝之间存在浆液，久而久之就会凝固在钢丝上，使盾尾刷失效。就会经常性漏浆。
5．3注浆压力与注浆量
注浆压力不能超过盾尾刷的最大承载压力5bar。在PLC上设定注浆最大压力时要根据地层的水土压力计算来确定注浆压力。如果注浆压力过小，克服不了水土压力注浆注不进去，如果注浆压力过大，会击穿盾尾刷而漏浆。一般设置不超过4bar。注浆量根据地质性质和出土量确定注浆量，如果注浆量过大地表容易隆起，也易造成漏浆。注浆量过小地表会出现沉降。
所以，在浆液的注入过程中，一定要密切注意这两个参数，以免出现盾尾漏浆的情况。 5．4管片拼装质量
管片拼装质量上影响盾尾漏浆的主要原因是管片错台和形成喇叭口。管片错台以后，盾尾刷与管片之间形成的不再是一个完整的圆，在注浆压力高的情况下出现错台的地方就由于高压而被击穿导致漏浆。管片一旦形成喇叭口，在掘进时，管片就会刮伤盾尾刷，使盾尾刷失效，导致漏浆。
所以在拼装作业中，一定要严格把住质量关，保证管片拼装的质量。 5．5盾尾密封油脂注入量和注入压力
在盾构掘进过程中，盾尾密封油脂通过盾尾上均布的12个注入点填充到3排盾尾刷之间来密封。注入的方式可分为距离模式和压力模式两种，这两种模式都是通过设定PLC的参数来控制。距离模式顾名思义就是一定的距离上注入多少量的盾尾脂，在施工过程中，因为掘进速度的快慢直接影响到这种模式的注入效果，掘进速度快了以后，油脂泵本身的泵送能力没有那么大会导致注入量不足这种模式不常用。压力模式是靠注入大的压力来监控， PLC上我们设置成25bar，就是12个点的压力每个点最小的注入压力为25bar，在施工中用这种模式。如果注入的油脂量不足或压力低注入的效果不好，不能够及时的填充，造成密封效果不好，形成盾尾漏浆，一般是设备故障。这点是施工中最常见的漏浆方式。
所以，施工中要避免设备的出现故障导致盾尾漏浆。 6．结束语
盾构机盾尾漏浆涉及到盾构施工的注浆压力、注浆量、盾构机的掘进姿态、地质状况、盾尾油脂、管片拼装、设备状态等多种因素。因此，在施工实际中必须细心分析漏浆原因，采取切实可行的措施，及时准确的补救，减少损失，保证工程的施工进度和施工质量。
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参考文献
1.竺维彬，鞠世键,等.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. 2.张凤祥,朱合华,傅德明.盾构隧道［M］.北京:人民交通出版社,2004.
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