工程師指具有從事工程系統(tǒng)操作、設(shè)計(jì)、管理，評(píng)估能力的人員。工程師的稱謂，通常只用于在工程學(xué)其中一個(gè)范疇持有專業(yè)性學(xué)位或相等工作經(jīng)驗(yàn)的人士。本文選自國(guó)家級(jí)期刊《農(nóng)業(yè)機(jī)械》中的一篇關(guān)于機(jī)械的中級(jí)職稱論文范文：對(duì)于泥水平衡盾構(gòu)機(jī)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(jī)盾尾滲漏就會(huì)給盾構(gòu)掘進(jìn)施工帶來(lái)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(jī)盾尾滲漏原因并總結(jié)相應(yīng)的施工控制措，所得的結(jié)論對(duì)于我國(guó)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(jī),盾尾滲漏

　　前言：20世紀(jì)90年代,日本東京灣海底隧道采用8臺(tái)φ14.14m泥水加壓式盾構(gòu)掘進(jìn)施工,并實(shí)現(xiàn)海底盾構(gòu)對(duì)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(dāng)今國(guó)際泥水加壓平衡盾構(gòu)施工技術(shù)的最先進(jìn)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(biāo)志著中國(guó)泥水盾構(gòu)隧道施工技術(shù)接近到國(guó)際先進(jìn)水平。正在建設(shè)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(zhǎng)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(jìn)施工。可以預(yù)計(jì),我國(guó)在未來(lái)的軟土隧道建設(shè)中將越來(lái)越多的采用泥水平衡盾構(gòu)施工技術(shù)。當(dāng)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(jī)盾尾滲漏，給盾構(gòu)掘進(jìn)施工帶來(lái)不便,下邊就重點(diǎn)介紹泥水平衡盾構(gòu)機(jī)盾尾滲漏出現(xiàn)的原因及應(yīng)對(duì)措施。

　　一、管片破損

　　原因：

　　1、拼裝前運(yùn)輸或堆放過程發(fā)生破損。

　　2、拼裝完成后，脫出盾尾時(shí)發(fā)生破損，這種破損大多是由于盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)不佳或推力不均，導(dǎo)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(duì)于止水條位置破損的，應(yīng)該報(bào)廢處理。

　　2、做好掘進(jìn)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(jìn)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(duì)應(yīng)的位置。

　　3、管片配筋不合理。由于盾構(gòu)機(jī)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(yàn)針對(duì)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(jī)結(jié)合，優(yōu)化施工工藝; 2、蒸養(yǎng)時(shí)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(shí)采取有彈性襯墊減緩管片環(huán)面不平所產(chǎn)生的應(yīng)力集中問題。

　　4、提高管片主筋的鋼度和配筋率 。

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

　　6、掘進(jìn)姿態(tài)控制和推力控制。

　　三、管片錯(cuò)臺(tái)

　　管片錯(cuò)臺(tái)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(cuò)臺(tái)，一般是由于受力不均勻造成的，當(dāng)某點(diǎn)的集中荷載超過了設(shè)計(jì)極限后，必然會(huì)導(dǎo)致管片的相對(duì)位移。

　　原因：

　　1、管片選型不當(dāng)，管片拼裝的中心與盾構(gòu)機(jī)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(cuò)臺(tái)。

　　2、管片安裝時(shí)，在盾尾殘留的渣土未清理干凈，尤其是底部，有時(shí)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(cuò)臺(tái)。由于采用人工操作機(jī)械安裝，安裝時(shí)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(cuò)臺(tái)。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(fù)緊造成錯(cuò)臺(tái)。

　　3、注漿壓力過大引起的錯(cuò)臺(tái)。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(dāng)掘進(jìn)軟弱地層和急轉(zhuǎn)彎段時(shí)，增加管片補(bǔ)充雙液背填注漿。在左線掘進(jìn)過程中，前期一直在軟弱地層中掘進(jìn)，當(dāng)?shù)貙影l(fā)生變發(fā)后，注漿未及時(shí)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(shí)，由于操作人員缺乏經(jīng)驗(yàn)，一味注重注漿量，提高注漿流量，注漿壓力甚至達(dá)到0.7Mp。引起頂部注漿位置管片發(fā)生錯(cuò)臺(tái)。

　　4、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制不當(dāng)，或者由于其它原因姿態(tài)不利控制時(shí)候，引起盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)大幅度調(diào)整。管片脫離管片時(shí)，受到盾構(gòu)機(jī)殼體的擠壓力而造成管片錯(cuò)臺(tái)。有時(shí)錯(cuò)臺(tái)甚至?xí)�延續(xù)多環(huán)。

　　措施：

　　1、優(yōu)化線路曲線設(shè)計(jì)，盡量避免小直徑的曲線段。根據(jù)設(shè)計(jì)線路確定管片，對(duì)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(dá)到實(shí)際施工的需求，嚴(yán)格控制管片螺栓的質(zhì)量。

　　3、在施工過程中，依據(jù)實(shí)際施工情況，根據(jù)不同類型的管片設(shè)計(jì)參數(shù)，選擇合理類型的管片，保證管片軸心與盾構(gòu)機(jī)軸心一致.施工時(shí)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(shí)，必須嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)范。

　　5、嚴(yán)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(yīng)對(duì)盾構(gòu)機(jī)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(jī)在掘進(jìn)過程中，壁后注漿質(zhì)量差、充填不密實(shí)，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(jìn)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(duì)隧道建筑空隙進(jìn)行填充。

　　3、注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。如果注漿過早開始，會(huì)造成盾構(gòu)機(jī)在推進(jìn)時(shí)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(lái)控制壓力，同時(shí)觀察主要滲漏點(diǎn)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(rùn)土，穩(wěn)定劑;其配比由試驗(yàn)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(qiáng)度較低，無(wú)法經(jīng)受曲線段的壓力盾構(gòu)機(jī)經(jīng)過曲線段時(shí)，盾尾密封刷所受的壓力和摩擦力增大，磨損加快。

　　2、管片對(duì)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(hù)，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(shí)采用4道鋼絲刷密封，每道盾尾密封之間能根據(jù)掘進(jìn)速度自動(dòng)注入密封油脂來(lái)提高止水性能。為了對(duì)付盾尾密封可能發(fā)生大量漏水的險(xiǎn)情，日本生產(chǎn)的盾構(gòu)機(jī)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(gè)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(gè)獨(dú)立的油脂分配閥提供恒定的供給量。潤(rùn)滑油室位于第2、3道唇形密封之間，潤(rùn)滑油通過周邊分布的若干個(gè)孔道進(jìn)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(gè)檢查孔道連接隧道的常壓空間，從而對(duì)泄漏情況進(jìn)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(rùn)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(rùn)滑點(diǎn).

　　六、水壓方面

　　原因：由于在環(huán)流系統(tǒng)操作時(shí)開挖面的泥水壓力設(shè)定值過高，或切削下來(lái)的巖塊堵塞排泥管道口或泥水艙，都有可能導(dǎo)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(shè)定通常應(yīng)與作用在開挖面上的土壓保持平衡。

　　2、動(dòng)工前應(yīng)在隧道線路上的多個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行土質(zhì)和地下水調(diào)查，決定每個(gè)地點(diǎn)的設(shè)定切口水壓。

　　3、在管道發(fā)生堵塞時(shí)，若開挖面水壓高于上限值則應(yīng)立即暫停掘進(jìn)，通過旁路調(diào)節(jié)使壓力從溢流閥卸掉，開挖面水壓恢復(fù)正常后溢流閥自動(dòng)關(guān)閉，再把泥水送進(jìn)土倉(cāng)進(jìn)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(jìn)過程中,盾尾刷與管片的摩擦消耗的油脂與掘進(jìn)速度成正比,速度過快則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(shì)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(bǔ)充油脂,并合理保養(yǎng)維護(hù),按理論計(jì)算正常補(bǔ)油脂單孔約為36s,每隔5R補(bǔ)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(bǔ)充一次,但發(fā)生漏漿后必須進(jìn)行漏漿處局部打油脂,如背填漿液漏漿,則最好進(jìn)行局部清洗;

　　3、當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重滲漏或竄漿現(xiàn)象時(shí),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(jī),再?gòu)囊绯隹滋幚^續(xù)打油后把相鄰孔打開,依次環(huán)向進(jìn)行一周,再將千斤頂推至1877mm處,在外圈進(jìn)行上述操作。

　　結(jié)束語(yǔ)：

　　泥水盾構(gòu)在水底或富水地段施工時(shí)，盾構(gòu)隧道的防水是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。泥水平衡盾構(gòu)機(jī)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(rèn)真分析原因后采取切實(shí)可行的措施,慎重對(duì)待,以確保工程施工的進(jìn)度與質(zhì)量。

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