方俊生

摘要： 針對盾構(gòu)施工的日益普及,盾尾密封油脂在盾構(gòu)隧道建設(shè)中需求不斷增大的背景,分析了盾尾油脂密封原理,概括了施工中所用盾尾油脂類型及其性能要求,研究了盾尾油脂的耐水壓密封性、揮發(fā)性和泵送性測試方法,為進(jìn)一步規(guī)范盾尾油脂性能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)提供了參考.

關(guān)鍵詞; 盾構(gòu)盾尾油脂盾尾密封性能

中圖分類號：U455.43文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

Abstract: according to the rising popularity of shield tunnel, shield tail sealing grease in shield tunnel construction in increasing demand analyzed the background, oil seal shield tail principle, summarizes the construction of the oil type and the shield performance requirements, the tail of the hydraulic oil shield resistance sealing, volatile and pumping sex test methods, for the purpose of further regulating the performance evaluation standard oil shield provides reference.

Key words; Shield shield tail oil shield tail the sealing performance

近十年來我國的軌道交通事業(yè)發(fā)展十分迅猛，盾構(gòu)法施工由于自動(dòng)化程度高、節(jié)省人力、施工進(jìn)度快、安全性能高、不受氣候影響、開挖時(shí)可控制地面沉降、減少對地面建筑物的影響和在水下開挖時(shí)不影響水面交通等特點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用，該技術(shù)涉及的學(xué)科比較多，不但有機(jī)械還有液壓、電氣、信息傳輸?shù)?，技術(shù)含量極高。因此施工過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的管理尤其重要，特別是在廣州等南方地區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)條件更顯重要。

盾尾密封是盾構(gòu)施工中一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，只有良好的盾尾密封管理，才能確保盾構(gòu)施工的安全和效率。一般盾構(gòu)法施工使用的盾構(gòu)機(jī)在盾尾筒體內(nèi)壁都裝有三道不銹鋼絲刷，在裝上混凝土管片后結(jié)就形成了兩道密封倉，盾尾油脂就注于其間。結(jié)合施工過程中的一些做法，本文對盾尾油脂管理環(huán)節(jié)進(jìn)行簡單的介紹。

1、始發(fā)前盾尾刷油脂的涂抹

盾尾刷初次涂抹油脂時(shí)必須使用手抹型的盾尾油脂。盾尾刷初次油脂的涂抹需盡量均勻足量，在操作時(shí)須將盾尾油脂團(tuán)置入尾刷各層間的最底部，保證尾刷縫隙和每層之間添有密實(shí)的油脂。在盾尾油脂涂抹過程中，要避免向油脂中添加過多汽油等有機(jī)溶劑稀釋后使用，防止盾尾油脂物理特性發(fā)生較大改變而影響油脂涂抹的質(zhì)量。始發(fā)前對尾刷逐塊逐層進(jìn)行檢查。

2、始發(fā)前對盾尾油脂各注入點(diǎn)檢查

在盾構(gòu)機(jī)完成組裝后，必須在負(fù)環(huán)管片安裝前對盾構(gòu)機(jī)盾尾油脂注入系統(tǒng)進(jìn)行全面的調(diào)試和檢查。在調(diào)試過程中，要密切觀察盾尾油脂腔內(nèi)各個(gè)油脂注入點(diǎn)的油脂擠出情況和泵送壓力的差異。在始發(fā)前必須完全排除盾尾油脂注入系統(tǒng)存在的故障和隱患，使其性能達(dá)到最佳狀態(tài)，盡量確保各個(gè)油脂孔的出脂都是比較均勻。

3、負(fù)環(huán)拼裝后充填盾尾油脂

在負(fù)環(huán)完成安裝后，向盾尾油脂倉內(nèi)注入足量的泵送型的盾尾油脂，要求油脂能完全充填盾尾油脂倉。可在負(fù)環(huán)管片吊裝孔處于盾尾油脂倉位置時(shí)，打穿負(fù)環(huán)管片吊裝孔觀察油脂擠出情況來判斷盾尾油脂的充填程度。

4、盾尾油脂的選擇

盾尾油脂的要根據(jù)環(huán)境溫度適應(yīng)范圍較廣的產(chǎn)品，要在能在溫度變化較大的情況下能保持油脂的稠度、粘度和可泵送性。避免使用冬季稠度會(huì)變得過大，夏季又變得很稀的產(chǎn)品。如必要的情況下，可結(jié)合季節(jié)的變化，選用不用物理特性的產(chǎn)品，確保盾尾油脂正常使用性能的發(fā)揮。盾尾油脂要求粘附力和密封性能要好，在使用過程中，需保證一定壓力無漏水，并抗磨損、抗流失性強(qiáng)。在泵送過程中，在管內(nèi)無滯留無堵塞。產(chǎn)品穩(wěn)定，抗老化，抗氧化，在質(zhì)保期內(nèi)無離析，無干縮。

在使用過程中，隧道值班工程師和跟班的機(jī)修工要密切觀察盾尾油脂泵送的情況，杜絕設(shè)備故障對油脂注入的影響以及于油脂的質(zhì)量和性能不能滿足要求而造成盾尾倉油脂不足情況的發(fā)生。

5、盾尾油脂注入的控制

盾尾刷與管片的摩擦消耗的油脂與掘進(jìn)速度成正比，必須選擇適合的注入頻率，才可以確保盾尾油脂的充填效果。如果掘進(jìn)速度過快，而注脂頻率過低，將造成注入盾尾的密封油脂在單位時(shí)間內(nèi)不能滿足其消耗量。若不及時(shí)調(diào)整油脂泵注脂率，則盾尾刷內(nèi)的油脂量和注入油脂的壓力不能及時(shí)密封盾尾，勢必造成尾刷的密封效果減弱，形成盾尾滲漏。

因此，結(jié)合盾尾油脂設(shè)備的情況，采用正確方法補(bǔ)充油脂是十分重要的。從第一項(xiàng)目部兩臺三菱盾尾機(jī)的情況來看，考慮到管片外壁質(zhì)量,管片姿態(tài)和組裝質(zhì)量等問題，一般在2R~3R要補(bǔ)充一次，單孔油脂注入時(shí)間約為36s。在曲線段時(shí)和高水壓區(qū)段注入頻率要達(dá)到1R補(bǔ)充一次。

但發(fā)生漏漿后必須進(jìn)行漏漿處局部打油脂。當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重滲漏或竄漿現(xiàn)象時(shí),在有條件的情況下，要清除盾尾油脂倉內(nèi)的雜物。從內(nèi)圈開始 ，從上往下在內(nèi)圈單孔打油脂，把相鄰孔逆止閥打開至干凈油脂溢出后停機(jī)，再從溢出孔處繼續(xù)打油后把相鄰孔打開，依次環(huán)向進(jìn)行一周。完成內(nèi)圈清除后，再在外圈進(jìn)行上述操作。

在推進(jìn)過程，要求值班工程師要密切觀察盾尾情況，發(fā)現(xiàn)漏水或漏砂立即停機(jī)，集中點(diǎn)位注脂（前艙后艙都要注）。發(fā)現(xiàn)油脂泵注打量、壓力或泵有故障必須立即停機(jī)處理后才能繼續(xù)推進(jìn)。

在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)施工過程中，可結(jié)合工程地質(zhì)情況，每推進(jìn)200～300環(huán)進(jìn)行一次油脂倉的檢查。確保油脂倉內(nèi)的油脂充填情況。

盾尾油脂在掘進(jìn)或靜止過程中均可以注入，但在推進(jìn)的同時(shí)進(jìn)行盾尾油脂注入時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生一些油脂消耗。因此，在常規(guī)情況下，應(yīng)盡可能在盾構(gòu)機(jī)完成一環(huán)掘進(jìn)后，在管片拼裝時(shí)進(jìn)行盾尾油脂的注入。在這種靜止?fàn)顟B(tài)下可以確保盾尾油脂的注入質(zhì)量，同時(shí)也可以節(jié)約油脂的用量。在掘進(jìn)過程中，也可讓盾構(gòu)機(jī)暫時(shí)停止推進(jìn)，補(bǔ)充油脂后再繼續(xù)掘進(jìn)。

6、重視盾構(gòu)姿態(tài)控制和管片拼裝質(zhì)量

掘進(jìn)過程中一定要做好姿態(tài)控制，嚴(yán)格控制盾構(gòu)推進(jìn)的糾偏量, 盡量使管片四周的盾尾間隙均勻一致, 減輕管片對盾尾刷的擠壓程度；根據(jù)開挖工作面地層情況應(yīng)適時(shí)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，盡可能避免急轉(zhuǎn)、急糾的發(fā)生。嚴(yán)格控制管片組裝時(shí)的千斤頂伸縮量, 避免盾構(gòu)產(chǎn)生后退損壞盾尾刷。

做好管片選型管理，提高管片的拼裝質(zhì)量，防止出現(xiàn)盾尾間隙單邊過大或過小以及管片錯(cuò)臺的情況。這些方面都可以有效的減少盾尾油脂的消耗，同時(shí)保證盾尾密封的性能。

7、注漿控制

同時(shí)，在盾構(gòu)始發(fā)時(shí)，更需要配合好對始發(fā)時(shí)注漿的時(shí)機(jī)、一般在盾尾進(jìn)入洞門50cm～100cm后，開始進(jìn)行同步注漿。盡可能在盾尾進(jìn)入洞門2m左右再進(jìn)行洞門封堵的管片注漿。掘進(jìn)過程也嚴(yán)格控制注漿壓力防止注漿壓力過大漿液擊穿盾尾而形成漏漿通道。避免出現(xiàn)需進(jìn)行大量的油脂注入才能封堵漏漿通道的情況發(fā)生。

7、管片粘貼海綿條

在每塊盾構(gòu)管片的外緣四周粘貼適合寬度的海綿條，可以明顯的消除各個(gè)管片間拼裝后形成的縫隙。從而可以有效的減少盾尾油脂的消耗和盾尾刷與管片間漏漿通道的形成。

經(jīng)過多次試驗(yàn)粘貼海綿條以來，結(jié)合掘進(jìn)過程中盾尾的注脂進(jìn)行管理。以往盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中盾尾漏漿的現(xiàn)象避免了，施工環(huán)境得到改善，施工的績效得到提高，盾尾油脂的使用量大大降低，不但降低了施工風(fēng)險(xiǎn)，而且節(jié)約施工成本。

管片粘貼海綿條

以上是在施工過程中所采用的一些具體做法，很多方法是在經(jīng)過多次反復(fù)試驗(yàn)應(yīng)用，有效的解決了相關(guān)的施工問題，提高了作業(yè)效率。在今后的施工中，我們還將繼續(xù)的總結(jié)和研究，進(jìn)一步改進(jìn)和加強(qiáng)盾構(gòu)施工管理工作，不斷提高盾構(gòu)法的施工技術(shù)水平。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。