盾構(gòu)機(jī)尾刷更換方案

1、S-623盾構(gòu)機(jī)尾刷更換方案 廣深港客運(yùn)專線深港連接隧道位于深圳市中南部-福田區(qū)，深圳市會(huì)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(guò)深圳河進(jìn)入香港米埔濕地，最后到達(dá)香港米埔豎井。一、工程概況 廣深港客運(yùn)專線深港連接隧道為9.6m雙洞 單線盾構(gòu)隧道，隧道起點(diǎn)為皇崗公園豎井，終點(diǎn)為香港米埔車站，起迄里程為DK114+017DK117+363，全長(zhǎng)3346m，其中深圳段1856m、香港段1490m。本隧道設(shè)聯(lián)絡(luò)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(chǎng)地地層從上至下主要有人工填土層；淤泥層、淤泥質(zhì)細(xì)砂層；粉質(zhì)黏土層；細(xì)砂、中砂、粗砂、礫砂、粗圓礫土、卵石土層；全弱風(fēng)化變質(zhì)砂巖、強(qiáng)弱風(fēng)化大理巖和全弱風(fēng)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(gòu)機(jī)在掘進(jìn)施工時(shí)盾尾部位同步注漿的同時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重的漏漿、漏水現(xiàn)象。經(jīng)分析認(rèn)為該漏漿現(xiàn)象為尾刷在掘進(jìn)過(guò)程中長(zhǎng)期磨損、嚴(yán)重?fù)p壞，失去了堵水、堵泥漿的作用，在掘進(jìn)的過(guò)程中大量的砂漿與泥漿內(nèi)漏至隧道內(nèi)，對(duì)工程的質(zhì)量、施工進(jìn)度造成嚴(yán)重的影響?，F(xiàn)須對(duì)其漏漿部位進(jìn)行更換新的尾刷。四、尾刷更換步驟1、人員及材料準(zhǔn)備工作更換盾尾刷屬于風(fēng)險(xiǎn)較大的工作，在更換前必須準(zhǔn)備齊全

3、各種所需材料、設(shè)備，防止突發(fā)事件的應(yīng)急處理。材料、設(shè)備及人員安排，如下表：材料、設(shè)備表序號(hào)材料、設(shè)備名稱型號(hào)數(shù)量備注1盾尾刷200*32*205*275310個(gè)詳細(xì)尺寸見圖4所示2氣刨20KW2臺(tái)采用20KW直流電焊機(jī)3盾尾油脂R906桶用于手工涂抹盾尾刷4CO2保護(hù)電焊機(jī)2臺(tái)用于焊接盾尾刷5鏟刀4把用于清理油脂倉(cāng)雜物6棉花條若干用于填塞第三道盾尾刷漏水點(diǎn)7聚氨酯、鋁管、軟管、球閥、泵一套用于盾尾止水8打磨機(jī)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(jī)10滅火器ABC4個(gè)用于救火搶險(xiǎn)人員準(zhǔn)備及職責(zé)分配表序號(hào)工種人數(shù)職責(zé) 備注1管片拼裝工6負(fù)責(zé)管片拼裝、拆除3人/班2電焊工8負(fù)責(zé)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(fù)責(zé)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(cāng)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(gòu)操作手2控制盾構(gòu)機(jī)各項(xiàng)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(diǎn)分析（1）由于地層在掘進(jìn)過(guò)程中受擾動(dòng)后，地層穩(wěn)定性急劇下降，在已成環(huán)的盾構(gòu)管片外形成透水通道，而盾構(gòu)更換尾刷時(shí)，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(gòu)掘

5、進(jìn)時(shí)，地層經(jīng)擾動(dòng)后，掌子面很不穩(wěn)定，隨著停機(jī)時(shí)間越長(zhǎng)，地下水進(jìn)入開挖倉(cāng)，開挖倉(cāng)壓力有所波動(dòng)。由于更換尾刷時(shí)，推進(jìn)千斤頂無(wú)法頂?shù)焦芷?，盾?gòu)機(jī)將在開挖倉(cāng)壓力的作用下產(chǎn)生后退，使尾刷更換工作進(jìn)入進(jìn)退兩難境地。 （3）盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，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(zhǎng)時(shí)間的停機(jī)，盾構(gòu)機(jī)尾部在不均勻壓力作用下，易產(chǎn)生偏移，造成盾構(gòu)間隙過(guò)大或過(guò)小，給管片安裝帶來(lái)困難。（5）根據(jù)油缸行程最大為2800mm和拼裝機(jī)行程最大為2200mm以及以上難點(diǎn)，經(jīng)過(guò)方案討論，更換兩道盾尾刷為宜。4、技術(shù)措施根據(jù)技術(shù)難點(diǎn)，在施工前必須準(zhǔn)備好應(yīng)對(duì)的技術(shù)措施： （1）為防止尾刷更換過(guò)程中

6、盾尾部位噴泥涌水等塌方事故，應(yīng)對(duì)停機(jī)地層進(jìn)行分析，宜選擇相對(duì)穩(wěn)定的地層進(jìn)行尾刷更換，盡量避免在不穩(wěn)定地層如砂層、淤泥層進(jìn)行尾刷更換，在有可能的情況下，可以在預(yù)計(jì)停機(jī)更換盾尾刷的里程提前開倉(cāng)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(jìn)至盾尾位于先前開倉(cāng)位置。在掘進(jìn)最后兩環(huán)時(shí)，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(jìn)行管片背后補(bǔ)注漿，盾尾漏漿漏水時(shí)，采用海綿條或注入聚氨酯進(jìn)行封堵，確保盾尾處地層的注漿比較飽滿密實(shí)，起到對(duì)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(guò)程中盾構(gòu)機(jī)在開挖倉(cāng)壓力作用下出現(xiàn)后退情況，可準(zhǔn)備好用于接長(zhǎng)推進(jìn)千斤

7、頂?shù)慕訔U鋼支撐，在拆除臨時(shí)管片后，支頂在最后一環(huán)管片與推進(jìn)千斤頂之間，制約盾構(gòu)機(jī)后退。如果盾構(gòu)機(jī)前方掌子面圍巖穩(wěn)定，則可以將開挖倉(cāng)內(nèi)的膨潤(rùn)土土排空，使開挖倉(cāng)處于空倉(cāng)狀態(tài)，消除開挖倉(cāng)壓力對(duì)盾構(gòu)機(jī)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(shí)不安裝。（4）為解決由于盾尾偏移產(chǎn)生盾尾間隙過(guò)大或過(guò)小引起管片難以安裝的問(wèn)題，在安裝管片前，應(yīng)對(duì)周圈盾尾間隙進(jìn)行量測(cè)，確定最小間隙位置，在安裝管片時(shí)，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(wèn)題。五、工程實(shí)施 1、加固及止水漏出盾尾刷前，對(duì)盾尾后*環(huán)管片進(jìn)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(jìn)行聚氨酯注入（聚氨酯注入壓力*bar），徹底封堵盾尾后來(lái)水。2、露出盾尾刷盾構(gòu)機(jī)盾尾共設(shè)五道尾刷（見下圖），推進(jìn)千斤頂最大伸長(zhǎng)長(zhǎng)度約為S=2800mm，正常推進(jìn)無(wú)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(gòu)機(jī)拼裝完成第*環(huán)（不拼裝K塊）后再掘進(jìn)1730mm，在第*環(huán)進(jìn)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(jìn)過(guò)程中由土木工程師仔細(xì)觀察*環(huán)K塊位置盾尾刷露出量，當(dāng)?shù)?道盾尾刷完全露出后，立即通知操作手停止掘進(jìn)。 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(jìn)行新盾尾刷的安裝和焊接。（3）重新拼上L2 管片，否則機(jī)器會(huì)因?yàn)閭}(cāng)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(fù)以上的流程直至所有的盾尾刷更換完畢。按照?qǐng)D3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(cāng)管片拆除后，立即進(jìn)行清理工作，2人同時(shí)用鏟刀將盾殼、油脂倉(cāng)內(nèi)附著的砂漿、油脂等雜物清理干凈。在清理雜物同時(shí)，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(jī)油管、電纜等部分遮蓋，避

10、免電渣損壞設(shè)備。切除時(shí)由上往下，由外而內(nèi)切除，逐個(gè)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(shí)，每班2組人。焊接時(shí)，先焊接第2道盾尾刷，且起點(diǎn)位置為3點(diǎn)位，收點(diǎn)位置同樣為3點(diǎn)位。第1道盾尾刷在第2道焊接完成后焊接，起點(diǎn)位置為9點(diǎn)位，收點(diǎn)位置同樣為9點(diǎn)位。圖 六 盾尾刷實(shí)物圖盾尾刷安裝順序?yàn)橐来未罱影惭b，在最后1塊焊接時(shí)，尾刷稍寬，經(jīng)過(guò)仔細(xì)量測(cè)后按尺寸切除，確保兩塊尾刷之間有足夠搭接長(zhǎng)度。焊接采用CO2保護(hù)焊，每組中1人在前擺放盾尾刷并點(diǎn)焊，另1人將盾尾刷焊牢。焊接質(zhì)量經(jīng)過(guò)

11、工程師驗(yàn)收后進(jìn)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(shí)進(jìn)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(shí)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(yàn)合格后進(jìn)行管片拼裝。8、管片拼裝在盾尾刷手涂油脂驗(yàn)收合格后，拼裝第*環(huán)管片，管片拼裝前量測(cè)盾尾間隙，進(jìn)行管片選型。由于盾尾底部長(zhǎng)時(shí)間受力，底部盾尾間隙較大，而上部盾尾間隙過(guò)小，管片安裝時(shí)，按先上后下進(jìn)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(cāng)內(nèi)注入油脂。9、注意事項(xiàng)：（1）盾尾刷更換時(shí)需兩排同時(shí)更換。安裝時(shí)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(shí)，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