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富水软弱地层盾尾刷更换技术研究

工程技术研究 2024年第9期9卷 74-76页

作者：周凌焱苏州轨道交通建设有限公司江苏苏州215004

盾尾刷是防止水、泥砂等涌入盾构内部的关键设施,在长距离掘进过程中,盾尾刷会逐渐磨耗,一旦失效,会诱发盾尾漏浆、地面沉降开裂等风险,甚至造成盾构机被淹,隧道损毁等工程事故。文章通过某区间盾尾刷更换案例,从工程概况、地质水文、... 详细信息

盾尾刷是防止水、泥砂等涌入盾构内部的关键设施,在长距离掘进过程中,盾尾刷会逐渐磨耗,一旦失效,会诱发盾尾漏浆、地面沉降开裂等风险,甚至造成盾构机被淹,隧道损毁等工程事故。文章通过某区间盾尾刷更换案例,从工程概况、地质水文、风险预控、加固止水、安拆实施、盾构复推等角度,详细介绍盾构掘进过程中盾尾刷更换施工的全过程,验证文章所采用工序及措施的合理性、可靠性,为未来苏州轨道交通第四轮线网隧道施工盾尾刷更换作业提供借鉴。

关键词：盾尾刷盾构施工城市轨道交通盾构隧道

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土压平衡盾构机洞内更换盾尾刷技术

工程建设与设计 2024年第17期 206-208页

作者：胡青山吴嘉浩何源福林赉贶中交天和机械设备制造有限公司江苏常熟215500 中南大学机电工程学院长沙410083

针对城铁花桥站—光夏路站盾构工程中出现的漏浆漏沙现象,对洞内更换盾尾刷技术进行具体的阐述,详细介绍了盾尾封堵、拼装机工装安装、盾尾刷更换等流程中的技术要点,对盾尾刷损坏的原因与防护措施进行分析和总结。

关键词：盾构机漏浆漏沙盾尾刷洞内更换

盾尾刷环形密封系统单元试验及水密性机制研究

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岩土工程学报 2023年第2期45卷 354-361页

作者：钟小春莫暖娇余明学竺维彬朱能文游智河海大学土木与交通学院江苏南京210024 广州地铁集团有限公司广东广州510220 广州地铁设计研究院股份有限公司广东广州510010

盾构法已经成为了城市地铁隧道建设的主流施工法,由于盾尾刷密封效果不佳导致的漏水、漏浆等重大安全责任事故屡屡发生。通过建立盾尾刷-油脂腔密封系统密封单元试验装置,探讨油脂稠度、油脂压力、盾尾间隙对其水密性能的影响。试验结... 详细信息

盾构法已经成为了城市地铁隧道建设的主流施工法,由于盾尾刷密封效果不佳导致的漏水、漏浆等重大安全责任事故屡屡发生。通过建立盾尾刷-油脂腔密封系统密封单元试验装置,探讨油脂稠度、油脂压力、盾尾间隙对其水密性能的影响。试验结果表明:(1)根据油脂锥入度不同,盾尾密封渗漏出现两种模式:锥入度低时渗漏物为外界泥水,锥入度高时渗漏物为外界泥水与油脂混合物。为提高盾尾密封性能,油脂锥入应控制180~200(1/10 mm)范围内。(2)盾尾渗漏临界压力可由油脂压力、贴合力确定,略微小于油脂压力,因此工程中设定油脂压力比盾尾空隙中泥水或注浆浆液压力大0.5 MPa是合理的。(3)盾尾渗漏临界压力受油脂压力影响更大些,但盾尾刷贴合力则影响油脂逃逸和油脂压力的稳定,因此盾构掘进过程中加强盾尾刷和密封系统的管理以避免砂浆侵入导致盾尾刷失去弹性引起的密封失效。研究成果可为盾尾密封系统的设计和施工管理提供参考。

关键词：盾尾刷油脂单元试验水密性渗漏临界压力

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基于压缩和油脂逃逸试验的盾尾刷密封性分析

西南交通大学学报 2023年第1期58卷 125-132页

作者：钟小春黄思远竺维彬陈乔松游智河海大学土木与交通学院江苏南京210098 广州地铁集团有限公司广东广州510220 广州轨道交通建设监理有限公司广东广州510010

为研究盾尾刷质量问题对盾尾刷密封系统工作性能的影响,基于动态压缩试验与油脂逃逸试验,探讨了盾尾刷长期挤压、磨损程度、砂浆渗入对盾尾刷密封性能的影响机理.首先,通过动态压缩试验,获得各个影响因素下盾尾刷贴合力变化规律;其次,... 详细信息

为研究盾尾刷质量问题对盾尾刷密封系统工作性能的影响,基于动态压缩试验与油脂逃逸试验,探讨了盾尾刷长期挤压、磨损程度、砂浆渗入对盾尾刷密封性能的影响机理.首先,通过动态压缩试验,获得各个影响因素下盾尾刷贴合力变化规律;其次,利用油脂逃逸试验获取不同工况下盾尾刷的油脂逃逸量;最后,以贴合力为媒介,将影响盾尾刷质量的因素与油脂逃逸量联系起来,探讨盾尾刷的密封性能.研究结果表明:长期挤压、盾尾刷磨损程度、砂浆渗入等因素对盾尾刷弹性性能的影响显著,尤其是砂浆渗入,盾尾刷弹性性能损失最大可达90%;油脂压力存在一临界压力,盾尾间隙为50、70、90 mm的临界油脂压力分别为0.4、0.3、0.2 MPa,低于临界压力时油脂逃逸量极少,超过临界压力时油脂逃逸量陡增,油脂压力增加0.1 MPa,油脂逃逸量增加4倍以上;在盾构平均盾尾间隙(70 mm)条件下,当保护板磨损超过1/2与砂浆渗入比超过10%时,油脂逃逸将超过工程容许上限.

关键词：盾构隧道盾尾刷动态压缩油脂逃逸密封

基于压缩及油脂逃逸试验的盾尾刷性能评价研究

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岩土工程学报 2023年第5期45卷 1086-1093页

作者：竺维彬刘昶钟小春游智朱能文广州地铁集团有限公司广东广州510220 河海大学土木与交通学院江苏南京210098 广州地铁设计研究院股份有限公司广东广州510010

盾尾密封失效事故时有发生,严重时易造成了重大涌水涌砂安全事故,已经引起工程界与学术界的高度关注。基于盾尾刷动态压缩试验和盾尾密封油脂逃逸试验结果及分析,结果表明:①动态压缩试验测试结果能较好反映盾尾刷弹塑性力学性能,大幅... 详细信息

盾尾密封失效事故时有发生,严重时易造成了重大涌水涌砂安全事故,已经引起工程界与学术界的高度关注。基于盾尾刷动态压缩试验和盾尾密封油脂逃逸试验结果及分析,结果表明:①动态压缩试验测试结果能较好反映盾尾刷弹塑性力学性能,大幅度节约试验时间;②随着盾尾间隙不断减小,盾尾刷贴合力、弹性系数不断增大,塑性变形占比不断增大、弹性变形占比不断减小。盾尾间隙为110 mm时弹性变形占比为90%,盾尾间隙压缩至50 mm时弹性变形占比降低到60%;③建立了盾尾间隙、盾尾油脂逃逸量与盾尾刷贴合力关系图,获得了盾尾密封系统的工作安全区域,可对盾尾密封状态有效性进行评估。建立的盾尾刷密封性能评价方法,为盾尾刷性能评价及检测提供了参考。

关键词：盾尾刷动态压缩试验油脂逃逸试验贴合力弹性系数油脂逃逸压力

北京地铁17号线朝十区间盾尾刷更换技术研究

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土木工程学报 2020年第S1期53卷 213-219页

作者：常润安胡俊北京正远监理咨询有限公司北京100102 海南大学海南海口570228

对北京地铁17号线朝阳港站-十里河站区间的盾尾刷更换原因和施工风险进行了分析,给出了风险应对措施;详细介绍了该工法的施工工艺、施工参数和主要应急措施等。以北京地铁17号线朝阳港站-十里河站区间左线盾构机更换盾尾刷为工程背景,... 详细信息

对北京地铁17号线朝阳港站-十里河站区间的盾尾刷更换原因和施工风险进行了分析,给出了风险应对措施;详细介绍了该工法的施工工艺、施工参数和主要应急措施等。以北京地铁17号线朝阳港站-十里河站区间左线盾构机更换盾尾刷为工程背景,介绍了一种盾尾刷更换的施工方法,该方法在盾构机掘进至更换盾尾刷位置时,通过盾体和管片上的注浆孔先后向盾尾、土仓和盾体四周注高粘度膨润土及注聚氨酯,并施做了止水环箍;之后打开管片更换盾尾刷并涂盾尾油脂,管片拼装后盾构机恢复掘进。该工法在实际工程中得到了成功应用,取得了很好的实施效果,可为今后类似工程提供技术参考依据。

关键词：盾尾刷北京地铁止水加固尾刷更换应急措施

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盾尾刷压缩弹塑性数值模拟及弹性性能评价

地下空间与工程学报 2023年第4期19卷 1115-1124页

作者：钟小春钟建玲竺维彬万建成朱能文河海大学土木与交通学院南京210024 广州地铁集团有限公司广州510010 广州地铁设计研究院股份有限公司广州510010

盾尾刷于盾尾盾壳与拼装管片环间形成环形2—4道油脂腔密封系统,阻止盾尾空隙中的地下水、土砂、泥水和同步注浆浆液进入隧道内,保障隧道内环境整洁与盾构掘进安全,所以准确掌握盾尾刷的力学特性是确保盾尾密封和盾构掘进安全的前提。基... 详细信息

盾尾刷于盾尾盾壳与拼装管片环间形成环形2—4道油脂腔密封系统,阻止盾尾空隙中的地下水、土砂、泥水和同步注浆浆液进入隧道内,保障隧道内环境整洁与盾构掘进安全,所以准确掌握盾尾刷的力学特性是确保盾尾密封和盾构掘进安全的前提。基于Midas GTS建立了盾尾刷弹塑性受力计算模型,模拟盾尾刷加载卸载过程中贴合力的变化,并与试验结果对比验证该计算模型的合理性,同时可得出盾尾刷贴合力、刚度系数、压紧板残余高度和残余角度等指标。研究结果表明:(1)数值模拟所得到的贴合力变化与实验数据基本一致,验证了建立的数值模型和材料参数选择的合理性;(2)在盾尾刷压缩过程中盾尾间隙逐渐减小,贴合力几乎线性增大而压紧板的残余高度和残余角度几乎线性减小,但塑性变形占比逐渐增大而弹性变形占比逐渐减少,最终趋向于各占约50%;(3)盾尾刷的弹性性能是盾尾刷密封性能评价的关键,其弹性性能可根据贴合力、刚度系数、压紧板的残余高度和残余角度进行评价;(4)根据现场盾尾刷失效情形总结出了3种失效模式都与盾尾油脂逃逸无法维持油脂腔内油脂压力的稳定有关,油脂逃逸则是由盾尾刷弹性性能决定的。本文建立的盾尾刷弹性性能评价指标可作为盾尾刷性能评价参考。

关键词：盾尾刷贴合力刚度系数残余高度残余角度

盾尾刷更换时环形冻结加固方法的最佳布管位置

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油气储运 2022年第1期41卷 76-83页

作者：王志鑫胡俊曾东灵吴雨薇海南省水文地质工程地质勘察院海南大学土木建筑工程学院

盾尾刷更换过程中,盾尾渗漏的防治与控制是盾构隧道施工中的关键。为此提出一种盾尾刷更换时环形冻结加固方法,通过数值建模方法分析采用一根环形冻结管时的最佳布管位置,并探究该环形冻土帷幕温度场的发展规律。结果表明:盾尾刷更换时... 详细信息

盾尾刷更换过程中,盾尾渗漏的防治与控制是盾构隧道施工中的关键。为此提出一种盾尾刷更换时环形冻结加固方法,通过数值建模方法分析采用一根环形冻结管时的最佳布管位置,并探究该环形冻土帷幕温度场的发展规律。结果表明:盾尾刷更换时环形冻结加固方法打孔形式灵活,对管片耐久性影响不大,施工实用性强、加固效果特别是止水效果好且安全可靠;最佳布管位置为盾尾正上方0.3 m,此时冻结效果最佳,符合设计要求;环形冻结管半径每增大0.3 m,盾尾间隙处的最终土体温度升高约9℃;在最佳布管位置下冻结6天时-1℃等温线刚好到达盾尾间隙处,冻土帷幕开始起到封水作用;冻结10天时-10℃等温线刚好到达盾尾间隙处,冻土帷幕冻结效果强度增加。在最佳布管位置布设环形冻结管能够极大提高封水性与安全性,可为今后相关工程的开展提供参考。(图14,表2,参23)

关键词：盾尾刷更换环形冻结加固法温度场数值模拟

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冷冻钢管片法更换盾尾刷技术的应用与研究

公路交通科技（应用技术版） 2020年第11期16卷 264-267页

作者：袁立斌蔡超君张飞雷中交第二航务工程局有限公司湖北武汉430040 长大桥梁建设施工技术交通行业重点实验室湖北武汉430040 交通运输行业交通基础设施智能制造技术研发中心湖北武汉430040

对佛山地铁2号线盾构掘进过程中采用的冷冻钢管片法更换盾尾刷的施工工艺进行介绍。主要通过对冷冻钢管片的设计介绍、积极冻结及维护冻结期间的温度监测分析,论证此冷冻钢管片法更换尾刷工艺的可靠性,并分析了冻结效果对各施工、设计... 详细信息

对佛山地铁2号线盾构掘进过程中采用的冷冻钢管片法更换盾尾刷的施工工艺进行介绍。主要通过对冷冻钢管片的设计介绍、积极冻结及维护冻结期间的温度监测分析,论证此冷冻钢管片法更换尾刷工艺的可靠性,并分析了冻结效果对各施工、设计因素的敏感性。结果表明通过合理的选择停机点,冷冻钢管片法对土体具有高效的冻结效果,其外围的冻结壁发展速度良好,冻结体温度可以满足设计要求;在整个维护冻结期间,冻结体温度稳定地维持较低值,仅浅层土体温度稍有回升。此外,施工过程控制洞内空气对流将极大地提高土体冷冻效果。

关键词：冻结法冷冻钢管片冻结体温度盾尾刷