隧道内利用钢管片进行盾尾刷更换施工技术

长距离盾构法隧洞盾尾刷更换技术摘要：盾尾密封系统是保障盾构隧道施工安全的生命线，一旦盾尾密封失效，轻则渗水漏浆、重则涌水涌泥、在长距离海底隧道施工中，盾尾密封失效这种风险是不可被接受。

本文以某盾构法海底排水隧洞成功更换盾尾刷为例，结合长距离海底隧道施工的特点与风险。

得出以下结论：1.海底长距离盾构隧道的盾尾刷选型时，需考虑海水腐蚀的工况，并在最后一道尾刷采用钢板刷，起到隔离泥沙的作用。

2.全部4道盾尾刷成功更换实施，提供了可供借鉴的参考。

3.管片脱出盾尾后的注浆固结措施，有效控制管片的变形，保障对接后管片质量满足设计要求。

关键词：海底隧洞盾尾刷更换管片壁后固结0引言盾尾刷是盾构机上环状设置于盾尾的多道钢丝刷组成盾尾密封系统，其最关键的作用是保障盾构机与周边土体密封隔离的一道重要的安全措施。

盾构机掘进过程中由于隧洞设计线路本身的小转弯半径、大纵坡、长距离掘进。

施工过程中的盾尾油脂注入不足、、海水腐蚀、大幅度姿态调整、管片上浮、同步注浆压力过大等多种因素存在。

在多种因素共同作用下易导致的盾尾刷损伤盾尾密封失效的现象出现。

盾尾密封系统失效意味着周边土体、泥浆可以通过盾尾渗入隧道，轻则表现渗水渗浆、重则表现涌水涌砂，持续渗涌而不能及时处置可能导致造成不可估量的损失。

1.工程概况某核电厂排水隧洞采用泥水盾构施工，隧洞位于海底约32m，盾构段全长2774m，为灯泡型平面线型布置。

最高水压压力4.5bar，地质条件复杂，根据勘探资料，盾构在海底穿越不同地层多达的30余次。

包含软硬不均、全断面硬岩、软土、孤石、基岩凸起。

盾构机将在已完成的矿山法段空推至掌子面后开始正式掘进。

本工程采用通用楔形砼管片，管片环宽1.2m，厚度35cm，双面楔形量50mm。

每环管片由6块组成。

、本工程所用盾构机设计有4道盾尾刷形成3个油腔，单腔可抵抗3bar的外界压力，尾刷钢丝表面镀镍处理。

在盾构组装阶段，现场检查时发现部分尾刷因海水腐蚀出现了断丝的现象，可直接用手拔断，由于空推初始阶段盾尾油脂未及时注入。

浅谈盾构掘进过程盾尾刷损坏原因分析及更换注意事项摘要：盾构机的盾尾刷为钢丝毛刷，掘进时会受到管片的挤压，在掘进一段距离之后，被注入的砂浆凝固，润滑下降，钢丝刷与管片之间变成刚性接触，在管片拉扯作用力下加速盾尾刷密封损坏，失去密封作用，地下泥水、注入的砂浆会通过盾尾间隙流入盾体，不但给盾构工作带来不便，不能保证注浆效果，造成脱出盾尾的管片位移变形、地层下沉。

本文总结盾尾刷更换的施工过程，希望能有一定借鉴作用。

关键词：盾尾刷损坏更换1、工程概况1.1 项目内容本段电缆隧道南起220千伏某电站，沿后窖村内规划道路由东向西与广州大道南相交，此后沿广州大道南由南向北，途经广州大道后窖大桥、广州大道车行隧道从及上涌中桥，最终在客村与广州大道南交汇处。

线路总长为3090.90m，最小曲线半径为350m，最大坡度19.774‰，隧道埋深约为13~21.6m。

1.2 工程、水文地质本隧道工程场地范围内主要土层从上至下分别为：人工填土、淤泥质土、粉细砂、粉质粘土、中砂、淤泥、粉质粘土、全风化基岩、中风化粉砂岩。

盾构隧道洞身位于强~中风化岩层，该岩层岩质较坚硬，盾构施工侧壁能自稳；洞顶主要为粉质粘土、淤泥质土、中粗砂；洞底主要为中~微风化岩薄，该岩层岩质较坚硬，盾构施工侧壁能自稳。

本工程地下分别为上层滞水，水量较低；第二类型潜水，赋存于(2-2)层粉砂、(4)层粉细砂中，具有微承压性，含水量较丰富。

其地下混合水位埋深在0.80m~4.10m之间，地下混合水位标高在3.59m～8.24m。

2、盾尾刷损坏情况及原因分析盾构机掘进至507环时，管片出现漏浆，经初步分析断定，是由于盾尾刷损坏导致的漏浆，对管片进行拆除，进一步确认盾尾刷损坏引起漏浆（见图1、图2）；2.1损坏情况及原因分析如下：2.1.1盾尾刷变形、磨损在盾构掘进过程中，盾尾刷与管片间长时间的磨擦，造成盾尾刷变形、严重磨损。

2.1.2盾尾刷钢丝掉落管片组装时，由于千斤顶收缩，很易导致盾构机后退,造成盾尾刷刷毛与管片间发生方向相反的运动,使盾尾刷内的钢丝掉落。

一、交底项目盾尾刷更换作业二、交底目的为确保盾构施工过程中盾尾刷更换作业的安全，提高施工效率，降低施工风险，特制定本安全技术交底。

三、交底对象盾构施工项目部全体参与盾尾刷更换作业的施工人员及管理人员。

四、交底内容1. 作业前准备- 施工前应详细检查盾构机及盾尾刷的完好情况，确保设备状态良好。

- 检查施工场地，清除施工区域内的障碍物，确保作业空间充足。

- 准备必要的施工工具，如扳手、螺丝刀、切割机等，并确保其完好。

2. 安全注意事项- 作业人员必须佩戴安全帽、防护眼镜、防尘口罩等个人防护用品。

- 严禁酒后作业，确保作业人员精神状态良好。

- 作业前应进行安全培训，确保所有人员了解作业过程中的安全风险及应对措施。

3. 操作步骤- 关闭盾构机，切断电源，确保设备处于安全状态。

- 打开盾构机后盖，露出盾尾刷。

- 使用扳手、螺丝刀等工具拆卸旧盾尾刷，注意不要损坏周边设备。

- 检查新盾尾刷的质量，确保无破损、变形等问题。

- 按照正确顺序安装新盾尾刷，确保其与盾构机壳体紧密贴合。

- 使用扳手、螺丝刀等工具固定新盾尾刷，确保其牢固。

4. 应急处理- 如遇突发情况，如盾尾刷损坏、设备故障等，应立即停止作业，及时上报并采取应急措施。

- 作业过程中如发现安全隐患，应立即停止作业，整改后方可继续。

5. 清理现场- 作业完成后，清理施工现场，确保无遗漏物品。

- 检查设备状态，确保无损坏。

五、交底人（此处填写交底人姓名及职务）六、接受人（此处填写接受人姓名及职务）七、交底日期（此处填写交底日期）八、注意事项1. 严格遵循操作规程，确保作业安全。

2. 加强现场安全管理，防止安全事故发生。

3. 定期检查盾尾刷及设备状态，确保其完好。

4. 提高作业人员的安全意识，加强安全培训。

九、附则本安全技术交底适用于所有盾尾刷更换作业，如有未尽事宜，由项目部总工负责解释。

---本模板仅供参考，具体作业过程中应根据实际情况进行调整。

盾构机盾尾刷更换施工技术作者：王亚丽来源：《科技资讯》 2015年第5期王亚丽(中铁隧道集团二处有限公司河北三河 065201)摘要:盾构法施工工法因其具有安全、机械化程度高、掘进速度快、劳动强度低、不影响地面交通及设施、施工中没有噪音等优点，被广泛应用于城市轨道交通建设。

盾构机盾尾刷安装在盾构主体的最后端，作用是防止地下水、沙土、壁后注浆从管片与主体外板的缝隙间进入。

但施工过程中盾构机盾尾刷易损坏且较难更换的缺点，影响了盾构施工工法的掘进质量。

该文将以北京铁路地下直径线工程为例，根据施工过程中遇到的相关问题，对盾构机盾尾刷的损坏原因及预防措施、尾刷更换方法进行阐述。

关键词:盾构法施工优点缺点盾尾刷更换中图分类号:U455文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)02(b)-0067-021 工程概况北京铁路地下直径线工程盾构隧道区域全长5 175m，采用泥水加压平衡盾构机施工。

隧道完成后外径为φ12.04m，内径为φ10.5m。

泥水加压平衡盾构机基本原理是在泥水舱中注入适当压力的泥浆使其在开挖面形成泥膜，支承正面土体，并由安装在正面的刀具切削土体表层泥膜，与泥水混合后形成高密度泥浆，然后由泥浆泵及管道把泥浆输送到地面过滤处理。

在泥水舱内和掌子面间建立泥水平衡是泥水盾构机掘进的根本要求，另外由于盾构掘进过程中，采用在管片背后同步注浆方式来填充管片离开盾构机尾部后与周围地层之间的间隙，从而达到减小地层沉降，限制管片位移和变形，提高结构稳定性，加强隧道防水性能的目的。

盾构机尾盾内部焊接有三道密封刷，掘进时在管片与尾盾之间的密封刷内注入密封油脂，防止水、泥沙进入盾构机内部。

在尾盾上还有注浆孔，用于管片的同步注浆，填充管片离开尾盾后与地层之间的空隙。

因盾构下部压力大，在尾盾下部最外侧安装有钢板束加强密封效果。

若盾尾刷损坏导致渗漏，会影响前方开挖仓的泥水平衡、污染盾构管片拼装工作区域、给管片拼装造成不便、增加密封油脂消耗量，严重时将影响盾构机的正常掘进，导致地面沉降难以控制，最终致使工期延误。

项目施工技术交底书
交底项目：洞内更换盾尾刷技术交底
交底：
复核：
审核：
技术交底记录（轨道交通工程）
（浓度为35Be），水泥浆:水玻璃（体积比）=1:1。

注入压力为0.5～0.8Mpa，保证其理想状态下的整环密封，形成第一道挡水环箍。

为防止盾构机涌水的风险，在盾尾后的第二环管片（第288环）加注双液浆，形成第二道挡水环箍。

图3-1盾尾二次注浆示意图
3、更换盾尾刷
注浆完成后，需对注浆止水效果进行检查，通过顶部管片的注浆孔进行检查，确定无水后可实施盾尾刷更换。

计划290管片封顶块拼在12点位，先拆除右侧的邻接块B2和标准块A3、A2，即先拆除右侧的管片，剩余的油缸顶紧，更换盾尾刷，然后再安装A2和A3、B2，顶紧油缸，拆除B1和A1块，更换完成后依次安装A1、B1和K块，重新使管片成环，恢复推进。

对盾尾刷进行检查，对磨损严重没有使用价值的盾尾刷直接割除，并对割除区域进行磨光处理。

耐磨损较轻只是被砂浆固结的盾尾刷进行清理，清理时采用钢筋钩梳理盾尾刷，盾尾刷清理要彻底。

割除的部分要重新焊接新的盾尾刷，焊接质量要求相邻盾尾刷之间的间距不大于3mm。

对盾尾刷和盾尾刷之间的密封槽重新涂抹盾尾密封油脂。

盾尾刷在更换过程中，始终保持管片的角度不变，并最少保证至少2块管片的油缸支顶到位，防止盾构机出现后退和管片松动。

4、注意事项
（1）第290管片重新安装到位后，要用盾尾油脂泵泵送盾尾密封油脂，填充人工涂抹不密实的盾尾刷凹槽和盾尾刷。

（2）更换中采取土压保持措施，防止机体重心前移，造成姿态、间隙、盾尾整圆度发。

地铁土压平衡盾构盾尾刷更换技术盾构法施工以其质量好、安全可靠、施工效率高、对环境影响小等优点，在隧道工程中应用的越来越为广泛。

但在盾构的长距离或小半径曲线掘进中，盾尾刷可能由于磨损严重而失去密封作用而需要更换。

盾构盾尾刷一般为3道，3道盾尾刷构成2个油脂仓，油脂仓填充满盾尾油脂，与盾尾刷一起构成盾尾漏浆防护系统，保证地下水及盾尾管片背后同步注浆的浆液不会从管片和盾构机之间的间隙渗漏到盾构机内。

而一旦盾尾漏浆就会破坏泥水平衡，影响注浆质量，严重的会引起地层下沉，管片移位和变形，甚至导致盾构无法推进。

本文以无锡地铁3号线一期工程山墩凹站~靖海公园站区间（以下简称山-靖区间）盾构施工为工程背景，从施工前准备、注浆止水、尾刷更换步序、应急处理等多方面对盾构机尾刷更换方法进行阐述。

后经实践成功表明：拆除管片后盾尾无漏水现象，该方法能快速、高效的完成盾尾刷更换工作，可为类似工程的盾尾刷更换提供借鉴与参考。

一、工程概况1.1工程简介无锡地铁3号线05标山~靖区间右线起讫里程为YDK24+952.160～YDK25+971.660,区间长度1019.5m。

线路从靖海站以右线2‰上坡（31.66m）→4.365‰下坡（520m）→17‰上坡（240m）→25‰上坡（200m）→2‰下坡（27.84m）至山墩凹站。

区间设一座联络通道（兼做区间泵房与集水池），联络通道中心里程为YDK25+531.845。

当前盾构机平曲线上位于直线段，纵曲线为17‰上坡。

1.2区间地质情况山-靖区间地质，按各岩土层的物理力学性质、沉积环境、成因类型，可划分8个工程地质层，19个工程地质亚层。

盾构主要穿越地层为：④1层粘质粉土夹粉砂（微承压水）、④2层粉砂（微承压水）、⑤1层粉质粘土、⑥1层粘土。

1.3盾尾漏浆情况自盾构掘进至460环，盾尾发生严重漏浆，见图1。

在前期曲线段掘进时，同样的全断面粘土地层中推进时也曾发生过盾尾漏浆、漏水现象，漏浆、水后通过在管片纵缝加贴海绵条（3cm×7cm）进行封堵（见图2），效果比较明显。

富水砂层中洞内冻结加固尾刷更换技术陈可威林益剑许建伟(中交第三航务工程局有限公司厦门分公司，福建厦门361006)[摘要]盾尾刷是盾构机的重要密封构件，在盾构施工期间，由于磨损等原因可能会出现损坏而导致密封 失效，需及时进行更换。

本文以福州地铁4号线某区间为例,介绍富水砂层中洞内冻结加固更换盾尾刷技术。

[关键词]钢管片设计冷冻设计尾刷更换1工程概况随着城市地铁建设的发展，盾构法作为 地铁隧道施工方法得到广泛应用。

福州地铁 4号线某区间左线全长1 562.562 m,右线全 长1552.325 m。

区间采用2台土压平衡盾构 机。

隧道所处地层主要为淤泥、中细沙、粉质 黏土、淤泥质土。

盾构在掘进554环过程中出现盾尾漏 浆,故暂停掘进补充油脂。

但油脂注入压力不 足，随后更换了油脂泵杆，有效解决了盾尾漏 浆。

掘进至619环后集中在1点位和2点位 (图1)漏浆、漏水及少量中粗砂(判断为地层 砂），随后在渗漏部位采用塞钢丝球（裹好盾 尾油脂)可有效改善;但掘进至643环时采取 措施后无法进行封堵。

结合施工经验及相关 技术资料说明等，初步判断盾尾刷存在局部 失效情况，严重影响后续施工安全，需进行尾 刷更换。

2盾构所处位置643环盾构机所处地层与河流水平净距约50 m，隧道隧顶埋深约19.1 m，所处位置示意图见图2。

643环处线路平曲线为i^OOm圆曲线左转，纵断面为4.811%。

上坡，地表为城市主干道，现场环境见图3。

2.1盾构所处地层图3盾构机所处现场环境(1)淤泥质土<2-4-2>:流塑~软塑状态。

深灰色，饱和，含少量砂、腐植质、有机质等，无摇振反应，有光泽，切面光滑，干强度及靭性中等。

(2)(含泥）中细砂<2-4-6>:可塑状态。

呈深灰色，中密为主，局部稍密，密实，饱和，-39-以细砂和中砂为主、局部夹有粗砂和粉砂透 镜体，含有一定量的淤泥及少量有机质，颗粒 级配良好。

2.2地下水情况尾刷更换位置地下水流速、流向监测结 果详见表1。

盾尾刷更换方案盾构机盾尾刷更换施工方案1.编制依据（1）盾构机图纸；（2）盾构机使用维护技术文件；（3）区间地质纵断面图；（3）其它相关技术文件及图纸等。

2.编制目的明确盾构施工中更换盾尾刷作业工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范更换盾尾刷作业施工，保障操作人员安全和更换盾尾刷作业的有序进行，满足盾构施工设计和规范要求。

3.工程概况北辰科技园北站～丹河北道站区间起讫里程为DK0+841.000～DK2+575.5采用盾构法施工，盾构区间全长1734.5m。

区间隧道埋深-5.5～-13.5。

隧道穿越地质有：⑥33粉土、⑥34粉砂、⑦01粘土、⑧12粉质粘土、⑦粉质粘土。

北辰科技园北站～丹河北道站区间沿线位于天津城区北部平原，受人类工程活动的影响，沿线原始的地形地貌已基本改变，地形平坦，沿线涉及的地貌单位属海积～冲积滨海平原。

本区间下穿永定新河、津榆公路、淀南引河、外环河、外环线，地面多为农田、鱼塘。

地上左线外侧平行于线路走向分布高压线走廊。

本合同段区间控制区段比较多，盾构区段下穿规划北环铁路桥，下穿永定新河、津榆公路、淀南引河、外环河，结构外轮廓距净距分别为：6.6m、8.4m、8.2m、10.6m。

故盾尾刷的更换应避开多水，地质条件差及各控制区段，保证施工的安全进行。

4.施工部署4.1盾尾刷更换进度计划为确保盾尾刷更换安全有序的进行，必须有详细的时间安排，为施工计划提供有效的依据。

盾尾刷更换时间安排表4.2施工组织机构为确保盾尾刷更换安全按计划工期完成，项目经理部专门成立地盾尾刷更换管理小组，成员如下：根据现场施工需要，配置土木工程师，机械工程师指导更换作业；盾构司机、电焊工等相关人员具体实施。

盾尾刷更换工作人员组成如下所示。

人员安排表4.3设备设施安排盾尾刷更换过程中需要的机械、工具和材料，其清单如下表：材料设备表5.施工方案盾尾密封刷位于盾构主机的尾部，与管片紧密接触，主要起着防止水、泥浆等沿着管片背部流进盾构内部的密封作用，是防止盾尾发生涌沙、涌泥和漏水的关键密封措施。

掘进中更换盾尾刷施工方案盾尾密封刷在施工过程防止同步注浆浆液以及沙和水沿着管片和盾壳间隙流入隧道内，TM625PMX-3盾构机安装了三道盾尾密封刷。

盾尾密封刷由弹簧钢板、不锈钢丝刷、不锈钢金属网组成，保证在曲线施工中也能密封严紧。

为了提高盾尾密封的止水效果，减小盾尾密封刷的磨损，在盾尾密封刷内部充填盾尾密封油脂。

严格按照同步注浆和盾尾密封油脂的注入工艺施工，正确控制盾构机的姿态和管片拼装质量，在一个盾构区间内是可以保证盾尾密封刷的盾尾密封作用的。

在掘进中更换盾尾刷是特殊作业，只有在盾尾密封刷不能起到盾尾密封作用时，盾构机不能不能正常推进及管片不能正常拼装的情况下才考虑在掘进中更换盾尾刷，只能更换第1和2道盾尾刷。

其施工方案如下：1．盾尾开挖面防水加固本标段盾构掘进地层主要为（④-1）粉质粘土、（④-3）粉细砂、（④-4）中粗砂、（④-5）砾砂、（⑤-2）粉土、（⑤-4）中粗砂、（⑤-5）砾砂层。

其中砂性土透水性强，容易出现涌水和流砂现象，从而引起开挖面失稳和地面下沉。

特别是突发性的涌水和流砂，随着地层空洞的扩大会引起地面大范围的突然塌陷。

预先确定更换盾尾刷的位置，选择土层结构较好不易出现涌水和流砂的地点。

提前15环采用双液浆用于同步注浆，保证注浆量，直到更换盾尾刷处，保证不漏水。

必要时在第2环处进行2次补浆。

在拆卸管片前，对管片外的漏水情况布点检测。

2．作业中的应急措施2.1盾尾密封不稳，作业中涌水由于地层不稳或注浆量不够，在更换盾尾刷时大量的水涌入盾构机。

采用如下措施:A．根据水流的方向，判断地层加固后的薄弱位置，尽可能快的对相应位置注双液浆加固。

B．增加潜水泵抽水，同时尽快组织更换盾尾刷工作。

C．根据水的混浊程度和顔色等判断水土的流失是否引起别处的地表过度沉降。

安排专人在对地面进行巡逻检查，有可疑情况及时上报。

D．任何时刻工作人数不得少于2人，如有危险可相互照应。

E．值班工程师随时对掌子面的稳定情况进行检查。

狮子洋隧道盾尾刷更换技术作者：沈春盛来源：《城市建设理论研究》2013年第28期摘要：盾尾刷功能是防止盾构尾部渗入泥水。

盾构推进过程中，由于泥沙渗入盾尾刷里，一般盾尾刷使用一个工作区间就更换。

本文通过狮子洋隧道东涌站—虎门站区间实际工程，叙述了实际中进行盾尾刷更换的原因，风险分析以及控制措施，采取的安全措施、详细的工作步骤，及在实际操作当中遇到工程作为参考，也积累了宝贵的经验。

关键词：狮子洋隧道；盾构机；盾尾刷；更换风险中图分类号： U445 文献标识码： A1、工程概况狮子洋隧道是我国第一条铁路水下隧道，也是我国第一条特长水下盾构隧道，为我国水下第一长隧，速度目标值为世界第一，被誉为中国铁路世纪隧道。

隧道进口需三次下穿江河与水洋，其中狮子洋水面宽达3300m，水深达26.6m。

盾构隧道为国内首次采用大直径气垫式泥水平衡盾构在软硬不均地层和岩层中施工。

在国内第一次采用盾构水下“相向施工、地中对接、洞内解体”的施工技术。

设计水压达7bar，是国内水压最大的水下盾构隧道。

工程规模大，技术含量高（大直径、长距离、复合地层、高水压）、施工技术新。

1.1更换盾尾刷工程概况狮子洋隧道位于广深港客运专线东涌站—虎门站区间，为全线控制性工程。

隧道起讫里程为DIK33＋000～DIK43＋800，全长10.8km。

隧道进口标段工程范围为：左线全长5550米（DIK33+000～DIK38+550），其中盾构段隧道长4890米（DIK33+660～DIK38+550），右线全长5250米（DIK33+000～DIK38+250），盾构段隧道长4590米（右线DIK33+660～DIK38+250）。

盾构隧道管片采用单层C50钢筋混凝土衬砌管片结构，内径为9.8m，外径10.8米，厚度500mm，环宽2000 mm，楔形量为24 mm，采用双面楔形，衬砌环分块为“7＋1”模式，采取纵向拼装。

盾构刀盘直径为11.182m。

浅谈软弱地层特殊钢片冻结法更换盾尾密封刷技术发布时间：2021-03-16T11:48:23.907Z 来源：《城市建设》2021年1月作者：阳东升曾干[导读] 本文通过工程实际应用“软弱地层特殊钢管片冻结法更换盾尾密封刷技术”，针对性的在软弱地层中采取特殊制造的冷冻钢管片进行地层预冻结，继而更换盾尾密封刷。

为该项目解决盾构在掘进期间安全高效的更换盾尾密封刷的方法。

为推进整体工期、节省项目开支、降低隧道施工难度和风险，积极推进城市整体基础设施建设，为广大人民带来福祉。

广东华隧建设集团股份有限公司阳东升曾干摘要：本文通过工程实际应用“软弱地层特殊钢管片冻结法更换盾尾密封刷技术”，针对性的在软弱地层中采取特殊制造的冷冻钢管片进行地层预冻结，继而更换盾尾密封刷。

为该项目解决盾构在掘进期间安全高效的更换盾尾密封刷的方法。

为推进整体工期、节省项目开支、降低隧道施工难度和风险，积极推进城市整体基础设施建设，为广大人民带来福祉。

关键词：冷冻钢管片；盾尾密封刷；安全高效一、软弱地层中盾构机更换盾尾密封刷危害分析近年来，我国正在进行大规模的基础建设。

其中城市轨道交通工程更是遍地开花，根据相关文件查找可知，现阶段的城市轨道建设大多采用盾构法施工，不可避免的在盾构施工过程中需要进行盾构机盾尾密封刷的更换，但在采用盾构法施工的沿海发达地区，均存在大量的软弱地层，并伴随着隧道穿越，其周边也会存在着密集的建构筑物群。

这就为盾构机更换尾刷作业时盾尾周边土体的稳固工作带来了严峻的考验，如未能做好，这将对更换尾刷作业带来不可预知的灾难。

沿海地区的软弱地层，大部分土体松散、承载力低、自稳性差、物理性质极不稳定，容易发生流变、塌陷。

此环境下地铁盾构施工，极易磨损盾尾密封刷，形成局部渗水通道，造成地层水土流失。

“千里之堤毁于蚁穴”，轻则地面形成不均匀沉降，重则渗水通道进一步扩大，盾构机底部的软弱土层会随着涌水流失，以至下部被掏空，使盾构机和成型管片结构向下位移、变形。

盾构机盾尾刷损坏失效原因分析及更换技术摘要：盾构施工作为一种封闭式地下隧道掘进施工工法，为保证盾构盾壳体内外完全封闭、保障盾构施工人员的安全，盾构机一般由盾尾密封、铰接密封和主轴承密封三大密封系统组成。

其中盾尾密封起到防止地层中的砂土、地下水、管片壁后注浆浆液、掌子面上的碴土、泥浆从盾尾与管片之间的间隙流向盾构内部的作用。

盾尾刷损坏失效是导致盾尾渗漏涌水涌沙甚至引发工程事故的直接原因，将会对施工人员、设备及隧道结构造成严重影响。

关键词：泥水平衡盾构机；盾尾刷失效；渗漏；壁后注浆1、盾尾刷设计参数以海瑞克盾构机为例，盾尾密封通常设计2~4排不锈钢钢丝刷加钢片压板组合而成，盾尾密封的道数可根据隧道埋深、水土压力等来定。

钢丝刷中充满油脂，既有弹性又有塑性。

盾尾刷的使用寿命一般为2km左右，特殊情况下使用寿命更低。

2、盾尾刷损坏判定当掘进过程中盾尾间隙位置出现涌水涌沙、漏浆现象，发生异常的部位相对固定，通过增加注入盾尾油脂无明显改善即可判断为局部盾尾刷损坏失效。

盾尾刷失效前一般都有先兆，如多次出现小的渗漏，通过观察渗漏时间、渗漏物质、切口压力等综合可判定是否形成渗漏通道。

3、盾尾刷损坏失效原因分析3.1始发前盾尾刷安装质量缺陷盾尾刷选用材质不合格、焊材品质不合格、焊接作业人员素质不高、搭接长度不足等导致脱落，始发前机电工程师未做好对盾尾刷的材质及焊接质量的检查验收。

3.2始发前盾尾刷手涂填塞油脂不到位始发前盾尾刷需要撬开钢丝内间隙人工填塞专用手涂型油脂，涂抹要做到饱满均匀、不漏填，加强盾尾刷的密封效果，一般盾构机掘进时油泵无法有效进入钢丝内测，所以前期工作至关重要。

3.3掘进中的损坏变形3.3.1非弹性破坏盾构机在前段250-380m转弯半径掘进中，盾尾刷与管片外弧面长时间压迫挤压、接触磨擦，盾尾刷存在一定磨损变形，尤其在盾构姿态不佳、掘进纠偏幅度过猛的情况下，局部盾尾间隙过小，盾尾刷弹性钢片因受到过分挤压造成回弹性能减弱甚至非弹性变形，局部刷片甚至因摩擦受力过大损坏脱落。

盾尾刷更换及管环对接施工工法盾尾刷更换及管环对接施工工法一、前言盾尾刷更换及管环对接施工工法是在盾构施工过程中，为了满足更换盾尾刷和实现管环对接的需求而形成的一套施工工艺。

该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施和经济技术分析将在下面进行详细介绍。

二、工法特点该工法的特点主要有以下几点：1. 灵活性高：可以根据实际施工情况和需要，灵活调整盾尾刷更换和管环对接的施工流程。

2. 施工效率高：通过合理且高效的施工组织和工艺措施，能够快速、高效地完成盾尾刷更换和管环对接工作。

3. 施工质量可控：通过严格的质量控制措施和监测手段，能够保证施工质量符合设计要求。

4. 安全性高：通过科学合理的安全措施，能够减少施工过程中的安全风险，保证施工人员的安全。

三、适应范围该工法适用于盾构施工过程中，需要更换盾尾刷和实现管环对接的情况。

四、工艺原理通过对施工工法与实际工程之间的联系以及采取的技术措施进行具体的分析和解释，让读者了解该工法的理论依据和实际应用。

五、施工工艺对施工工法的各个施工阶段进行详细的描述，让读者了解施工过程中的每一个细节。

六、劳动组织详细介绍盾尾刷更换及管环对接施工中所需的人员组织和任务分工，确保施工过程的顺利进行。

七、机具设备对该工法所需的机具设备进行详细介绍，包括其特点、性能和使用方法，让读者了解这些机具设备的基本情况。

八、质量控制详细介绍施工质量控制的方法和措施，包括监测手段和检验方法，以确保施工过程中的质量达到设计要求。

九、安全措施详细介绍施工中需要注意的安全事项，特别是对施工工法的安全要求，让读者清楚地了解施工中的危险因素和安全措施。

十、经济技术分析对施工工法的施工周期、施工成本和使用寿命进行分析，以便读者进行评估和比较。

十一、工程实例通过介绍实际工程案例，展示该工法的实际应用效果，为读者提供参考。

以上是关于盾尾刷更换及管环对接施工工法的详细介绍，通过对每个要点的讲解，希望读者能够全面了解该工法的理论和实践，为实际工程提供指导。

长距离隧道施工过程洞内修复盾构尾刷技术作者:吴秀国摘要：盾构法施工以其质量好、施工安全、掘进快速、对环境影响小等优点，在我国地下铁道工程中得到广泛应用。

而盾构尾刷的容易损坏且较难更换的缺点，制约了盾构长距离掘进。

如何在盾构施工中途进行盾构尾刷更换，是解决盾构长距离掘进的关键技术之一。

文章总结了德国海瑞克土压平衡式盾构在广州地铁三号线施工过程中成功更换尾刷的经验，具有一定参考价值。

关键词：盾构隧道；尾刷修复1 引言盾构法施工以其质量好、施工安全、掘进快速、对环境影响小等优点，迅速在地铁隧道施工中得到广泛应用，广州是目前我国应用盾构技术修建地铁隧道发展最快的城市之一。

广州地区地层多样、地质复杂，给盾构施工带来了许多难题，特别是花岗岩地层，给盾构机制造、盾构法施工都提出了更高的技术要求。

随着地铁的发展延伸，地铁隧道区间段也越来越长，长距离掘进将是在以后城际间的地铁修建中提出的重要技术要求。

然而，盾构机主要密封部位之一的尾刷，却是非常容易损坏且难以修复的部件，经统计，在花岗岩地层中，盾构掘进1000m后，盾尾尾刷密封将大部分失效，特别是经过较小半径转弯段掘进后，盾尾左右两侧尾刷将被严重磨损（见图1）。

如何在盾构施工中途进行盾构尾刷更换，是解决盾构长距离掘进的关键技术之一。

2 技术难点广州地铁三号线天河客运站-华师站区间隧道盾构工程所经地层大部分是花岗岩地层，所采用的盾构机是由德国海瑞克生产的直径6.28m的土压平衡式盾构，盾尾共设三道尾刷（见图2），推进千斤顶最大伸长长度为S=2000mm，管片宽为1500mm。

在花岗岩残积层中进行盾构尾刷更换有以下难点：（1）由于花岗岩残积层受扰动后，地层稳定性急剧下降，在已成环的盾构管片外形成透水通道，而盾构更换尾刷时，需将两道尾刷露出成环管片外，仅有一道已损坏的尾刷作封闭，很容易造成从盾尾处喷泥涌水等塌方事故。

（2）盾构掘进时，花岗岩残积层经扰动后，掌子面很不稳定，随着停机时间越长，地下水进入土仓，土仓压力逐渐增大。

软弱地层特殊钢管片冻结法更换盾尾密封刷施工工法软弱地层特殊钢管片冻结法更换盾尾密封刷施工工法一、前言在盾构施工中，盾尾密封刷的更换是一个重要的工作环节。

传统的更换方法在软弱地层中存在一定的技术难度和风险。

为了解决这一问题，引入了软弱地层特殊钢管片冻结法更换盾尾密封刷施工工法。

本文将对该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例进行详细介绍。

二、工法特点软弱地层特殊钢管片冻结法更换盾尾密封刷施工工法具有以下特点：1）提高了施工效率和质量：相比传统方法，采用特殊钢管片冻结法更换盾尾密封刷可以避免地层松动和沉降问题，提高施工效率和质量。

2）减少了对现场的干扰：该工法不需要大量地下开挖，减少了对现场的干扰，保护了现场环境。

3）适用于软弱地层：该工法适用于软弱地层，能够克服软弱地层导致的困难和风险。

4）节约了施工成本：通过采用特殊钢管片冻结法，可以节约施工成本，提高工程的经济效益。

三、适应范围软弱地层特殊钢管片冻结法更换盾尾密封刷施工工法适用于软弱地层条件下的盾构施工项目。

尤其对于软弱地层较深、水位较高、地下水含沙量较高的项目，该工法的优势更为明显。

四、工艺原理软弱地层特殊钢管片冻结法更换盾尾密封刷的工艺原理是通过在盾尾密封刷周围设置特殊钢管片，并进行冻结处理，形成一个固结圈，避免地层松动和沉降的影响。

具体工艺步骤如下：1）在盾尾密封刷周围开挖一定深度的基坑。

2）在基坑边缘设置特殊钢管片，形成一个封闭的空间。

3）通过冷却液体不断循环流动，使特殊钢管片和地层温度降低，实现冻结效果。

4）在特殊钢管片冻结固结后，进行盾尾密封刷的更换工作。

五、施工工艺1）基坑开挖：按照设计要求在基坑内开挖一定深度的坑底洞口，并进行精确测量和标定。

2）钢管片安装：将特殊钢管片按照设计要求安装在基坑边缘，确保安装位置准确、密封性好。

3）冻结处理：通过冷却液体不断循环，将特殊钢管片和地层冷却至一定温度，形成冻结区域。