盾構機尾刷更換方案

1、S-623盾構機尾刷更換方案 廣深港客運專線深港連接隧道位于深圳市中南部-福田區(qū)，深圳市會展中心至福田保稅區(qū)一帶，線路大致南北向，線路穿越深圳市中心城區(qū)，過深圳河進入香港米埔濕地，最后到達香港米埔豎井。一、工程概況 廣深港客運專線深港連接隧道為9.6m雙洞 單線盾構隧道，隧道起點為皇崗公園豎井，終點為香港米埔車站，起迄里程為DK114+017DK117+363，全長3346m，其中深圳段1856m、香港段1490m。本隧道設聯(lián)絡通道14座；其中內(nèi)地段8座，香港段6座。隧道頂面最大埋深約42m，最小埋深約26m；最大曲線半徑12000m，最小曲線半徑2000m；最大坡度12，最小坡度3。二、工程

2、地質(zhì)隧道場地地層從上至下主要有人工填土層；淤泥層、淤泥質(zhì)細砂層；粉質(zhì)黏土層；細砂、中砂、粗砂、礫砂、粗圓礫土、卵石土層；全弱風化變質(zhì)砂巖、強弱風化大理巖和全弱風化花崗巖,見圖一 深港隧道地質(zhì)剖面圖。圖一 深港隧道地質(zhì)剖面圖三、更換原因因S-623盾構機在掘進施工時盾尾部位同步注漿的同時出現(xiàn)嚴重的漏漿、漏水現(xiàn)象。經(jīng)分析認為該漏漿現(xiàn)象為尾刷在掘進過程中長期磨損、嚴重損壞，失去了堵水、堵泥漿的作用，在掘進的過程中大量的砂漿與泥漿內(nèi)漏至隧道內(nèi)，對工程的質(zhì)量、施工進度造成嚴重的影響?，F(xiàn)須對其漏漿部位進行更換新的尾刷。四、尾刷更換步驟1、人員及材料準備工作更換盾尾刷屬于風險較大的工作，在更換前必須準備齊全

3、各種所需材料、設備，防止突發(fā)事件的應急處理。材料、設備及人員安排，如下表：材料、設備表序號材料、設備名稱型號數(shù)量備注1盾尾刷200*32*205*275310個詳細尺寸見圖4所示2氣刨20KW2臺采用20KW直流電焊機3盾尾油脂R906桶用于手工涂抹盾尾刷4CO2保護電焊機2臺用于焊接盾尾刷5鏟刀4把用于清理油脂倉雜物6棉花條若干用于填塞第三道盾尾刷漏水點7聚氨酯、鋁管、軟管、球閥、泵一套用于盾尾止水8打磨機3打磨盾尾、刨光盾尾刷焊接處9石棉3張用于遮蓋拼裝機10滅火器ABC4個用于救火搶險人員準備及職責分配表序號工種人數(shù)職責 備注1管片拼裝工6負責管片拼裝、拆除3人/班2電焊工8負責切除損壞

4、盾尾刷，焊接新盾尾刷2人/組每班2組 3注漿工8負責盾尾二次注漿4人/班4抽水工2盾尾抽排水1人/班5雜工6清理油脂倉雜物、涂抹盾尾油脂3人/班6土木工程師2判斷掌子面圍巖、檢查油缸行程、檢查盾尾刷焊接質(zhì)量、盾尾刷油脂涂抹質(zhì)量1人/班7盾構操作手2控制盾構機各項參數(shù)，配合其他操作1人/班8調(diào)度2協(xié)調(diào)地面、井下、物資1人/班2、 盾尾刷替換施工流程 圖 二 盾尾刷替換施工流程圖3、難點分析（1）由于地層在掘進過程中受擾動后，地層穩(wěn)定性急劇下降，在已成環(huán)的盾構管片外形成透水通道，而盾構更換尾刷時，需將兩道尾刷露出成環(huán)管片外，有三道已損壞的尾刷作封閉，容易造成從盾尾處噴泥涌水等塌方事故。（2）盾構掘

5、進時，地層經(jīng)擾動后，掌子面很不穩(wěn)定，隨著停機時間越長，地下水進入開挖倉，開挖倉壓力有所波動。由于更換尾刷時，推進千斤頂無法頂?shù)焦芷?，盾構機將在開挖倉壓力的作用下產(chǎn)生后退，使尾刷更換工作進入進退兩難境地。 （3）盾構掘進時，上一環(huán)管片在千斤頂?shù)淖饔昧ο乱呀?jīng)擠壓密貼，很難將管片拆除漏出2道尾刷。（4）長時間的停機，盾構機尾部在不均勻壓力作用下，易產(chǎn)生偏移，造成盾構間隙過大或過小，給管片安裝帶來困難。（5）根據(jù)油缸行程最大為2800mm和拼裝機行程最大為2200mm以及以上難點，經(jīng)過方案討論，更換兩道盾尾刷為宜。4、技術措施根據(jù)技術難點，在施工前必須準備好應對的技術措施： （1）為防止尾刷更換過程中

6、盾尾部位噴泥涌水等塌方事故，應對停機地層進行分析，宜選擇相對穩(wěn)定的地層進行尾刷更換，盡量避免在不穩(wěn)定地層如砂層、淤泥層進行尾刷更換，在有可能的情況下，可以在預計停機更換盾尾刷的里程提前開倉檢查地層是否與分析的情況一致，如果檢查可以換尾刷，則繼續(xù)掘進至盾尾位于先前開倉位置。在掘進最后兩環(huán)時，加大同步注漿量，按常規(guī)盾尾同步注漿量的1.5倍控制，并在盾尾后34環(huán)打開吊裝孔進行管片背后補注漿，盾尾漏漿漏水時，采用海綿條或注入聚氨酯進行封堵，確保盾尾處地層的注漿比較飽滿密實，起到對圍巖的制穩(wěn)、加固和有效的封水效果。 （2）為防止尾刷更換過程中盾構機在開挖倉壓力作用下出現(xiàn)后退情況，可準備好用于接長推進千斤

7、頂?shù)慕訔U鋼支撐，在拆除臨時管片后，支頂在最后一環(huán)管片與推進千斤頂之間，制約盾構機后退。如果盾構機前方掌子面圍巖穩(wěn)定，則可以將開挖倉內(nèi)的膨潤土土排空，使開挖倉處于空倉狀態(tài)，消除開挖倉壓力對盾構機施加的作用力。（3）為了便于拆除管片，可以先拼裝7塊管片，封頂K塊暫時不安裝。（4）為解決由于盾尾偏移產(chǎn)生盾尾間隙過大或過小引起管片難以安裝的問題，在安裝管片前，應對周圈盾尾間隙進行量測，確定最小間隙位置，在安裝管片時，調(diào)整安裝順序，先安裝盾尾間隙最小處管片，能有效解決管片安裝難問題。五、工程實施 1、加固及止水漏出盾尾刷前，對盾尾后*環(huán)管片進行二次注漿，減少或止住盾尾漏水，拆除管片后，沿盾尾一周用棉花條

8、填塞最后一道盾尾刷與管片的縫隙，并按80cm100cm間距埋入10mm軟管，進行聚氨酯注入（聚氨酯注入壓力*bar），徹底封堵盾尾后來水。2、露出盾尾刷盾構機盾尾共設五道尾刷（見下圖），推進千斤頂最大伸長長度約為S=2800mm，正常推進無法露出2道盾尾刷，因此采取拆1環(huán)管片的辦法露出盾尾刷。盾構機拼裝完成第*環(huán)（不拼裝K塊）后再掘進1730mm，在第*環(huán)進行一次二次注漿，確定盾尾不漏水后拆除*環(huán)，露出2道盾尾刷。在推進過程中由土木工程師仔細觀察*環(huán)K塊位置盾尾刷露出量，當?shù)?道盾尾刷完全露出后，立即通知操作手停止掘進。 圖 三 盾尾示意圖3、拆除管片（1）移除K塊管片。（2）移除相鄰的兩塊管

9、片即L1，L2。并割除受損的盾尾刷。之后清潔干凈打磨表面后進行新盾尾刷的安裝和焊接。（3）重新拼上L2 管片，否則機器會因為倉內(nèi)的壓力而向后退。（4）移除B5 管片，割除原盾尾刷清理后安裝新盾尾刷。（5）在L2 旁邊重新拼裝B5 管片。（6）繼續(xù)重復以上的流程直至所有的盾尾刷更換完畢。按照圖3管片移除安裝流程圖操作。 圖 四 管片移除安裝圖4、清理盾殼及油脂倉管片拆除后，立即進行清理工作，2人同時用鏟刀將盾殼、油脂倉內(nèi)附著的砂漿、油脂等雜物清理干凈。在清理雜物同時，檢查油脂注入孔是否暢通。5、切除損壞的盾尾刷由電焊工2人一組，采用氣刨將盾尾刷切除。切除前用彩鋼瓦將拼裝機油管、電纜等部分遮蓋，避

10、免電渣損壞設備。切除時由上往下，由外而內(nèi)切除，逐個取出損壞的盾尾刷。切除完成后將盾尾刷位置雜物清理干凈，并確保干燥。 圖 五 盾尾刷示意圖6、新盾尾刷焊接全部切除并清理完成后，開始焊接新盾尾刷。仍是2人1組，每組2小時，每班2組人。焊接時，先焊接第2道盾尾刷，且起點位置為3點位，收點位置同樣為3點位。第1道盾尾刷在第2道焊接完成后焊接，起點位置為9點位，收點位置同樣為9點位。圖 六 盾尾刷實物圖盾尾刷安裝順序為依次搭接安裝，在最后1塊焊接時，尾刷稍寬，經(jīng)過仔細量測后按尺寸切除，確保兩塊尾刷之間有足夠搭接長度。焊接采用CO2保護焊，每組中1人在前擺放盾尾刷并點焊，另1人將盾尾刷焊牢。焊接質(zhì)量經(jīng)過

11、工程師驗收后進行油脂涂抹。7、盾尾油脂涂抹在盾尾刷全部焊接完成后開始盾尾油脂涂抹工作。每班3人同時進行盾尾油脂涂抹作業(yè)，涂抹油脂采用WR90型手涂盾尾油脂。涂抹時分層將鋼絲刷撥開后填入油脂，涂抹后每層油脂填塞飽滿，不掉落、不漏涂。油脂涂抹質(zhì)量須經(jīng)工程師檢驗合格后進行管片拼裝。8、管片拼裝在盾尾刷手涂油脂驗收合格后，拼裝第*環(huán)管片，管片拼裝前量測盾尾間隙，進行管片選型。由于盾尾底部長時間受力，底部盾尾間隙較大，而上部盾尾間隙過小，管片安裝時，按先上后下進行。重新拼裝*環(huán)管片。管片拼裝完成后，用盾尾油脂泵向油脂倉內(nèi)注入油脂。9、注意事項：（1）盾尾刷更換時需兩排同時更換。安裝時也要兩排一起安裝。（2）清潔表面使得表面能夠適合新盾尾刷的安裝。安裝新盾尾刷時，在開始把它們焊接在一起在盾尾上之前，需確保它們緊挨著，以免盾尾刷之間留有空隙。（3）在安裝完新盾尾刷之后，把該區(qū)域清潔干凈后開始注入盾尾油脂，需確保盾尾油脂完全滲入到鋼刷里面，不留空隙。（4）發(fā)現(xiàn)盾尾有漏水，立即用棉花條沿著第三道盾尾刷將其與管片間縫隙填塞