工程師指具有從事工程系統(tǒng)操作、設計、管理，評估能力的人員。工程師的稱謂，通常只用于在工程學其中一個范疇持有專業(yè)性學位或相等工作經(jīng)驗的人士。本文選自國家級期刊《農(nóng)業(yè)機械》中的一篇關(guān)于機械的中級職稱論文范文：對于泥水平衡盾構(gòu)機盾尾滲漏原因及措施分析。

　　摘要：在地鐵隧道盾構(gòu)法施工中,泥水平衡盾構(gòu)機盾尾滲漏就會給盾構(gòu)掘進施工帶來不便,本文從從管片、注漿、密封、水壓等方面分析泥水平衡盾構(gòu)機盾尾滲漏原因并總結(jié)相應的施工控制措，所得的結(jié)論對于我國的隧道防水堵漏施工具有一定借鑒意義。

　　關(guān)鍵詞：隧道施工,泥水平衡盾構(gòu)機,盾尾滲漏

　　前言：20世紀90年代,日本東京灣海底隧道采用8臺φ14.14m泥水加壓式盾構(gòu)掘進施工,并實現(xiàn)海底盾構(gòu)對接,大阪三連體泥水加壓式盾構(gòu)完成地鐵車站施工,代表著當今國際泥水加壓平衡盾構(gòu)施工技術(shù)的最先進水平。1996年,上海采用φ11.22m泥水加壓盾構(gòu),成功穿越7m淺覆土河床和412m超淺覆土軟土地層,提前完成延安東路南線水底公路隧道施工,標志著中國泥水盾構(gòu)隧道施工技術(shù)接近到國際先進水平。正在建設中的上中路越江隧道和“滬—崇—蘇”交通干線工程中的隧道工程,武漢跨越長江隧道工程均采用大直徑的泥水平衡盾構(gòu)雙線并行推進施工�？梢灶A計,我國在未來的軟土隧道建設中將越來越多的采用泥水平衡盾構(gòu)施工技術(shù)。當前，在地鐵隧道盾構(gòu)法施工中,往往出現(xiàn)泥水平衡盾構(gòu)機盾尾滲漏，給盾構(gòu)掘進施工帶來不便,下邊就重點介紹泥水平衡盾構(gòu)機盾尾滲漏出現(xiàn)的原因及應對措施。

　　一、管片破損

　　原因：

　　1、拼裝前運輸或堆放過程發(fā)生破損。

　　2、拼裝完成后，脫出盾尾時發(fā)生破損，這種破損大多是由于盾構(gòu)機姿態(tài)不佳或推力不均，導致局部受力破損

　　措施：

　　1、做好拼裝前的檢查，有破損的管片不允許下井。對于止水條位置破損的，應該報廢處理。

　　2、做好掘進參數(shù)的管理

　　二、裂縫

　　原因：

　　1、管片生產(chǎn)過程發(fā)生裂縫。

　　2、管片模具精度偏差，引起管片環(huán)面不平整，千斤頂推力過大，引起新裝的管片與隧道掘進反方向的縱向出現(xiàn)裂紋，常常出現(xiàn)于拼裝的倒數(shù)第二環(huán)K塊對應的位置。

　　3、管片配筋不合理。由于盾構(gòu)機姿態(tài)差，盾尾間隙非常小，管片與盾尾剛性接觸造成。

　　措施：

　　1、管片生產(chǎn)過程調(diào)整好配合比，通過試驗針對性地選擇砼配合比使其與氣候條件、鋼模和施工工藝參數(shù)有機結(jié)合，優(yōu)化施工工藝; 2、蒸養(yǎng)時特別注意蒸養(yǎng)溫度的調(diào)節(jié)，冬季生產(chǎn)特別注意入池溫差控制。

　　3、提高管片尺寸精度，同時采取有彈性襯墊減緩管片環(huán)面不平所產(chǎn)生的應力集中問題。

　　4、提高管片主筋的鋼度和配筋率 。

　　5、對有裂紋的管片，必須采取化學灌漿封堵裂紋，防止地下水長期作用造成管片鋼筋生銹，管片混凝土膨脹破壞。

　　6、掘進姿態(tài)控制和推力控制。

　　三、管片錯臺

　　管片錯臺是拼裝好的管片同一環(huán)各片，或者是管片與管片之間的內(nèi)弧面不平整。管片的錯臺，一般是由于受力不均勻造成的，當某點的集中荷載超過了設計極限后，必然會導致管片的相對位移。

　　原因：

　　1、管片選型不當，管片拼裝的中心與盾構(gòu)機中心不同心，管片與盾尾相碰，為了安裝管片，人為將管片徑向偏移，造成錯臺。

　　2、管片安裝時，在盾尾殘留的渣土未清理干凈，尤其是底部，有時是盾尾漏泥沙，清理困難，在此位置的某片管片很難就位，甚至螺栓難以插入，造成錯臺。由于采用人工操作機械安裝，安裝時不按照規(guī)范要求，未調(diào)整好管片內(nèi)環(huán)面平整度，引起錯臺。管片安裝完畢后，未采用保圓裝置，以及管片螺栓未按照要求復緊造成錯臺。

　　3、注漿壓力過大引起的錯臺。在施工過程中，管片與圍巖之間的環(huán)形間隙采用同步雙液注漿模式充填快凝漿。當掘進軟弱地層和急轉(zhuǎn)彎段時，增加管片補充雙液背填注漿。在左線掘進過程中，前期一直在軟弱地層中掘進，當?shù)貙影l(fā)生變發(fā)后，注漿未及時調(diào)整，仍然采用兩套注漿系統(tǒng)，曾發(fā)生將管片注漿置于頂部時，由于操作人員缺乏經(jīng)驗，一味注重注漿量，提高注漿流量，注漿壓力甚至達到0.7Mp。引起頂部注漿位置管片發(fā)生錯臺。

　　4、盾構(gòu)機姿態(tài)控制不當，或者由于其它原因姿態(tài)不利控制時候，引起盾構(gòu)機姿態(tài)大幅度調(diào)整。管片脫離管片時，受到盾構(gòu)機殼體的擠壓力而造成管片錯臺。有時錯臺甚至會延續(xù)多環(huán)。

　　措施：

　　1、優(yōu)化線路曲線設計，盡量避免小直徑的曲線段。根據(jù)設計線路確定管片，對于曲線半徑較小的，可以采用較小寬度的管片。

　　2、合理配置各種類型的管片，轉(zhuǎn)彎管片的比例必需達到實際施工的需求，嚴格控制管片螺栓的質(zhì)量。

　　3、在施工過程中，依據(jù)實際施工情況，根據(jù)不同類型的管片設計參數(shù)，選擇合理類型的管片，保證管片軸心與盾構(gòu)機軸心一致.施工時主要以千斤頂形程差，和盾尾間隙等為依據(jù)。

　　4、安裝管片時，必須嚴格執(zhí)行操作規(guī)范。

　　5、嚴格注漿管理，根據(jù)不同地層，調(diào)整不同的注漿方式，控制注漿壓力。

　　6、不應對盾構(gòu)機姿態(tài)過急的調(diào)整。

　　7、有效防止管片上浮等。

　　四、注漿方面

　　原因：

　　1、泥水盾構(gòu)機在掘進過程中，壁后注漿質(zhì)量差、充填不密實，不能使圍巖和襯砌整體協(xié)調(diào)受力，造成受力不均，局部變形過大，首道防水層失去作用而引起滲漏水。

　　2、注漿量不足容易引起隧道后期產(chǎn)生較大沉降變形而滲漏。

　　措施：

　　1、盾構(gòu)隧道的分段根據(jù)隧道滲漏水分布情況，將隧道每10環(huán)劃為一段，采用“蛙跳式”間段分割注漿。

　　2、注漿孔的布置。盡量選擇靠近拱頂?shù)淖�漿孔進行壓漿。隧道中的注漿分為同步注漿與二次注漿，通過這兩種注漿方法對隧道建筑空隙進行填充。

　　3、注漿結(jié)束標準。如果注漿過早開始，會造成盾構(gòu)機在推進時發(fā)生盾尾漏漿。在隧道注漿防水中的漿液大多選用雙液漿，其注漿壓力與隧道埋深有關(guān)。如發(fā)現(xiàn)壓力過高可調(diào)整注漿流量來控制壓力，同時觀察主要滲漏點的滲漏交換情況，調(diào)整注漿位置。

　　4、注漿材料與注漿配比。采用新生產(chǎn)的普通32.5R水泥、35Be--40Be的水玻璃，膨潤土，穩(wěn)定劑;其配比由試驗確定.

　　五、密封方面

　　原因：

　　1、密封刷質(zhì)量差，密封刷彈簧鋼板強度較低，無法經(jīng)受曲線段的壓力盾構(gòu)機經(jīng)過曲線段時，盾尾密封刷所受的壓力和摩擦力增大，磨損加快。

　　2、管片對密封刷的擠壓和摩擦，使密封刷彈簧鋼板被壓碎或磨損，密封鋼絲失去保護，在摩擦力的作用下很快被拉斷，甚至鉚釘也被拉脫，密封效果被破壞。

　　措施：

　　盾尾一般采用鋼絲刷密封裝置，常采用3到4道鋼絲刷密封。在大于0.6mpa水壓下施工時采用4道鋼絲刷密封，每道盾尾密封之間能根據(jù)掘進速度自動注入密封油脂來提高止水性能。為了對付盾尾密封可能發(fā)生大量漏水的險情，日本生產(chǎn)的盾構(gòu)機一般在第3道與第4道鋼絲刷密封之間安裝緊急止水裝置。油脂室位于第1、2道唇形密封之間，通過周邊分布的若干個孔道添加油脂，并且通過定位裝置在環(huán)形空間中呈均勻分布，使油脂室內(nèi)始終保持恒定的油脂配送壓力。每一供給線路均通過一個獨立的油脂分配閥提供恒定的供給量。潤滑油室位于第2、3道唇形密封之間，潤滑油通過周邊分布的若干個孔道進行添加，并在環(huán)形空間內(nèi)通過定位裝置呈均勻分布。泄漏室位于第3、4道唇形密封之間，通過沿周邊分布的若干個檢查孔道連接隧道的常壓空間，從而對泄漏情況進行監(jiān)視。為避免雜質(zhì)侵入主軸承的前部密封，防止密封件和軸承座圈磨損，除正常的油脂潤滑外，還采用HBW密封脂。刀盤前部的迷宮環(huán)提供密封脂，通過油脂泵將油脂從油脂桶直接泵送到潤滑點.

　　六、水壓方面

　　原因：由于在環(huán)流系統(tǒng)操作時開挖面的泥水壓力設定值過高，或切削下來的巖塊堵塞排泥管道口或泥水艙，都有可能導致泥水艙內(nèi)泥水壓力過高，超過盾尾刷的抗壓能力，瞬間擊穿盾尾刷而造成漏漿。

　　措施：

　　1、在泥水加壓式盾構(gòu)工法中，切口水壓設定通常應與作用在開挖面上的土壓保持平衡。

　　2、動工前應在隧道線路上的多個地點進行土質(zhì)和地下水調(diào)查，決定每個地點的設定切口水壓。

　　3、在管道發(fā)生堵塞時，若開挖面水壓高于上限值則應立即暫停掘進，通過旁路調(diào)節(jié)使壓力從溢流閥卸掉，開挖面水壓恢復正常后溢流閥自動關(guān)閉，再把泥水送進土倉進行逆洗清通管路，或通過檢查,判斷具體堵塞位置后人工清除.。

　　七、盾尾油脂量不足

　　原因：

　　在盾構(gòu)掘進過程中,盾尾刷與管片的摩擦消耗的油脂與掘進速度成正比,速度過快則注入盾尾的密封油脂在單位時間內(nèi)不能滿足其消耗量,若不及時調(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密封盾尾,勢必造成尾刷的密封效果減弱,形成盾尾滲漏。

　　措施：

　　1、采用優(yōu)質(zhì)盾尾油脂。

　　2、采用正確方法補充油脂,并合理保養(yǎng)維護,按理論計算正常補油脂單孔約為36s,每隔5R補充一次。但考慮到管片外壁質(zhì)量,管片姿態(tài)和組裝質(zhì)量等問題 ,一般在2R~3R要補充一次,但發(fā)生漏漿后必須進行漏漿處局部打油脂,如背填漿液漏漿,則最好進行局部清洗;

　　3、當發(fā)生嚴重滲漏或竄漿現(xiàn)象時,采用盾尾全艙處理法,以確保油脂艙內(nèi)有足夠的量和壓力,并清除盾尾艙內(nèi)的雜物。具體做法是從內(nèi)圈開始,也就是千斤頂推至1505mm處,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,再從溢出孔處繼續(xù)打油后把相鄰孔打開,依次環(huán)向進行一周,再將千斤頂推至1877mm處,在外圈進行上述操作。

　　結(jié)束語：

　　泥水盾構(gòu)在水底或富水地段施工時，盾構(gòu)隧道的防水是一項關(guān)鍵技術(shù)。泥水平衡盾構(gòu)機盾尾滲漏涉及到盾構(gòu)制造、管片制造、防水材料及施工狀況等諸多方面，因此施工中必須在認真分析原因后采取切實可行的措施,慎重對待,以確保工程施工的進度與質(zhì)量。

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