盾构法隧道的盾尾防水密封与盾尾密封油脂

针对盾构法建造地下隧道日益普及、盾尾密封技术与盾尾油脂研究不断深化的背景,介绍了盾尾油脂的密封原理与密封特点,重点介绍了中、日、法等国3种典型盾尾密封油脂的性能指标与密封功效,扼要探讨了该类材料的组成、检测项目、指标与方法等技术关键,并提出了相关材料标准化已势在必行的观点.     

低温对盾尾油脂密封系统的影响

盾尾油脂密封系统的性能直接关系到隧道施工安全,温度对密封油脂的影响较大,甚至能直接决定系统能否正常运行。在对某盾尾密封系统原理分析的基础上,对室温下的系统进行理论分析,通过低温试验和常温对比,对系统设计及盾构施工提供合理建议。     

盾构法施工盾尾防漏技术探析

从盾尾钢丝刷焊接、盾尾油脂选用、盾尾初次涂抹、盾尾油脂初次注入、盾尾油脂过程注入等方面分析,并通过对施工中盾尾泄露典型案例的论证,总结盾尾密封使用中的注意事项及控制要点,保证盾构法施工盾尾密封安全。     

从盾构机盾尾油脂系统谈精确量控制

以盾构机中盾尾油脂系统为例,分析如何通过传感器输入、可编程序控制器PLC的逻辑运算和执行器输出等实现每环精确的单道盾尾油脂注入量控制.以此为基点,扩展实现2个不同单位主从量的精确控制.     

盾构机盾尾漏浆施工控制技术研究

文章结合郑州机场至许昌市域铁路工程(许昌段)的盾构施工,针对盾构施工中盾尾刷损坏和盾尾漏浆情况进行了分析,通过优化掘进参数、调整浆液配比及盾尾油脂的配比、施工过程管控等多种措施,使盾尾漏浆漏水情况有了很大改善。隧道贯通后结合盾尾刷磨损情况,对盾尾密封油脂在使用过程中出现的问题和解决措施进行了系统研究,针对土层的特点以及对掘进过程中遇到的问题,提出了解决方案。     

保障盾尾密封有效性的技术措施

盾尾密封是盾构形成密封式结构的关键点之一。施工中盾尾密封失效会造成盾尾漏水漏浆，严重影响盾构掘进，甚至可能造成地面沉陷、水淹隧道等事故。本文根据多年盾构施工的实践，介绍了几项保障盾尾密封有效性的技术措施。     

大直径泥水盾构盾尾密封失效原因及应对措施

为了明确大直径泥水盾构盾尾密封失效的原因,解决因盾尾密封失效而造成盾构掘进无法正常施工的问题,从设计与制造、工地组装及负环拼装、盾构掘进施工三方面详细阐述了盾尾密封性的主要影响因素,提出相应的控制措施,为以后大直径泥水盾构隧道项目施工提供参考和借鉴。     

基于压缩及油脂逃逸试验的盾尾刷性能评价研究

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。     

盾尾刷环形密封系统单元试验及水密性机制研究

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。     

隧道施工中盾构盾尾密封渗漏风险源分析

盾构法隧道施工风险源具有多维性,为此对盾尾密封渗漏风险源进行分析。当管片外弧面不平整、管片外弧侧纵缝与环缝存在间隙、盾尾密封膏不够、盾构姿态不佳等现象出现时,或者盾构长距离掘进、盾尾钢丝刷发生明显磨损时,盾构掘进将不可避免地产生漏水、漏泥、漏浆等施工风险。针对风险,提出了相应的对策,来避免盾尾密封的渗漏。     

大直径泥水盾构液氮冻结更换盾尾刷施工研究

以南京纬三路超大直径泥水盾构为例,介绍了江底高压水环境下液氮冷冻法更换盾尾刷的施工工艺,阐述了围岩冻结设计方法及液氮冻结设备,并对液氮冷冻温度进行了监测,为工程施工提供了依据。     

地下水封石油洞库施工风险评估与控制

以我国首个大型水封石洞油库为背景,评估了地下水封石油洞库施工风险,分析总结了施工风险评估方法和控制理论,并将其运用在洞库施工过程中,证明了该风险控制体系在工程实践中的有效性。     

土压盾构盾尾渗漏原因及处理措施

以南京地铁3号线TA03标土压盾构盾尾漏沙、漏浆现象为例,通过对现场盾构盾尾漏沙、漏浆原因的分析和采取的措施,详细介绍土压平衡盾构盾尾漏沙、漏浆的常见原因和处理方法。     

矿山法与盾构法相结合的隧道设计研究

在对国内地铁施工工法了解的基础上,结合工程实例,从设计角度出发,对盾构过矿山法施工的隧道适用范围、衬砌结构形式以及计算过程进行了研究,结果表明采用该工法解决了盾构刀盘切割力不足,频繁更换刀盘的问题,具有广泛推广应用价值。     

智能控制理论在盾构施工中的应用

根据目前地下工程学科发展的现状以及盾构法隧道施工的实际问题,提出了智能控制理论研究盾构法隧道施工系统变形预测的常用方法:人工神经网络和模糊逻辑控制,并分析了这两种方法研究的基本理论,对实际施工有重要的意义.     

一种新型盾尾刷的设计与应用

盾构的密封式结构是盾构施工安全的重要保证,而盾尾密封又是盾构形成密封式结构的关键点之一.实际施工中传统的盾尾密封易失效,因此盾尾漏水漏浆现象相当普遍,严重影响了盾构掘进,大大增加了施工成本,甚至可能造成地面沉陷、水淹隧道等事故.本文介绍的一种新型盾尾刷,很大程度上克服了传统盾尾刷存在的问题,减少了盾尾泄漏现象.     

盾构在液化土中推进工艺及风险控制研究

结合工程实例,阐述了液化土地层中进行盾构施工所采取的全断面推进技术措施、液化土、非液化土互层段掘进区推进技术措施及液化土处理技术,并分析了施工风险及控制方法,以保障施工顺利进行。     

基于薄壁圆柱壳理论的盾构隧道抗震拟静力分析法

为简化盾构隧道抗震分析,在获得深埋盾构隧道周边自由场剪应变和剪应力的基础上,基于弹性薄壁圆柱壳理论,给出了求解深埋盾构隧道水平地震剪切波作用下的附加内力计算公式,并与同等条件等效刚度数值分析方法结果进行了对比。研究表明：滑移和不滑移条件下的拟静力计算结果与相应的数值分析结果具有良好的一致性,说明基于弹性薄壁圆柱壳理论获得的盾构隧道拟静力公式具有良好的合理性。研究还表明：水平地震剪切波作用下,可滑移条件下的附加弯矩和附加剪力分别大于不滑移条件下的附加弯矩和附加剪力,可滑移条件下的附加轴力小于不滑移条件下的附加轴力;附加弯矩和附加轴力呈现反对称分布特性,其最大值通常分布在45°和225°雷达对称轴或135°和315°雷达对称轴上,附加剪力最大值一般分布在0°和180°雷达对称轴上。研究结论对盾构隧道工程抗震设计具有一定的参考价值。