隧道内利用钢管片进行盾尾刷更换施工技术 ■邝光霖 【摘 要】本文结合钢管片在联络通道位置的使用及拼装特 点，介绍了在隧道内更换盾尾刷的施工技术，为后续类似 工程提供了参考。 ２．更换前准备工作 １ ５００ ｍｍ，焊接点在靠盾构机机头侧）。通过辅助千 虽然在联络通道内进行尾刷更换作业，但毕竟 在隧道内作业，施工安全需特别注意，特别是露出 斤顶将Ａ２块管片在导轨上往机头方向顶５４０ｍｍ，露 出第一道底部盾尾刷后，立即进行清理、割除及组 盾尾刷后该处密封效果最为薄弱，为防止地下高压 焊作业，直至将第一道整圈盾尾刷全部完成更换。 【关键词】盾尾刷更换钢管片施工技术 一、工程概况 广州市轨道交通九号线２标土建工程使用两台 盾构机进行区间隧道掘进，线路从花都汽车城站到 广州北站。区间右线长１ ６７９．６０８ ｍ、左线长 １ ６８２．８８３ ｍ。 盾构机在掘进过程中由于地层及掘进原因对盾 尾刷造成了较大的损伤，一度存在较严重的漏浆情 况；另外由于区间较长且地质情况复杂、含水量大、 水压高，盾构机穿过ｌ＃联络通道后需下穿近百米宽 的天马河，河床底距离隧顶最小距离仅为５．２ｍ，且 河床段盾构施工为上软下硬地层，为确保后续盾构 施工安全及盾尾密封性能，需在联络通道位置进行 盾尾刷检查及更换作业。 二、盾构机概况 投入施工的盾构机为三菱重工设计的泥水、土 压双模式盾构机，三菱盾构机管片拼装机的特点是 行程短，只有５００ ｍｍ。 结合三菱盾构机拼装机设计特点及盾尾尺寸， 若满足管片拼好后推出到露出盾尾刷位置，则会出 现因管片拼装机行程不够而无法拆卸已拼好的整环 管片，因此为实现三菱盾构机隧道内更换盾尾刷则 需借助临时支撑以弥补拼装机行程短的不足。 三、盾尾刷更换施工技术 利用联络通道通缝拼装的两环钢管片，在上一 环钢管片拼装好后，下一环钢管片拼装前，加设临 时支撑后继续推进直至露出需更换的整道盾尾刷， 再利用钢管片便于对接的特点，在更换完盾尾刷后 进行两环钢管片的对接，最后恢复掘进施工。 １．作业工艺流程 隧道内利用钢管片进行盾尾刷更换大体工艺流 程详见图１。 停机，前期准备（注浆止水） 安装临时支撑、露出盾尾刷 ‘ 割除旧尾刷、焊接新尾刷 新盾尾刷涂抹油脂 钢管片拼装、平移推出、对接 恢复掘进施工 图１盾尾刷更换作业工艺流程 水土涌入隧道，影响更换作业甚至是影响隧道人员 及盾构机安全，需对盾体前后进行封堵注浆以形成 止水圈。 钢管片拼装位置一般为联络通道中间位置，通 过测量复核数据，提前安排好前面几环管片拼装的 排布，由此可知在钢管片拼装位置时盾构机的相对 位置，再结合盾构机千斤顶行程及需更换的盾尾刷 范围（１～２道，以更换第ｌ道为例）确定合适的停 机里程，以便后续施工作业。 ３．安装临时支撑、露出盾尾刷 鉴于管片拼装机行程只有５００ ｍｍ，拼装及拆卸 临时反力支撑需考虑可行性，另外又需确保盾构推 进所需的反力，在盾构推到位后（千斤顶行程约 １ ７８０巾ｍ）进行安设临时支撑，以右线为例两环钢管 片为通缝拼装，Ｋ块均为１点位，临时支撑方式为 底部（Ａ２块位置）安装一块临时钢管片，中上部安 装均布３组钢支撑（共９根，规格 ２１７ ｍｍ、长 ８００ ｍｍ），均用管片螺栓进行连接固定。 安设好临时支撑后，盾构机继续向前推进，直 到第一道盾尾刷整体露出。根据盾构机设计制造图 纸，为满足第一道盾尾刷整体露出，总行程要求千 斤顶需将管片顶推至２ ３２０ ｍｍ外（１ ９５５＋３６５＝ ２ ３２０ ｍｍ），因此上部在用临时钢支撑后千斤项行程 为２ ３２０ ８００＝１ ５２０ｍｍ，下部在用临时钢管片后千斤 顶行程为９５０ ｍｍ（２ ３２０—１ ５００－８２０ ｍｍ），即安设临 时支撑后盾构机再推进约８２０—２８０＝５４０ ｍ。另外， 考虑到盾构机姿态及各组油缸行程不同，为确保盾 尾刷整圈露出，总行程可在２ ３２０ ｍｍ范围内向上调 整３０ ｍｍ左右；为保证临时支撑的安全，在掘进过 程中需严格控制掘进参数，尽量以较低的扭矩和推 力完成掘进。 ４．拆除Ｉ临时支撑、割除旧盾尾刷、焊接新盾尾 刷 （１）露出整圈盾尾刷后，逐组拆除上部临时钢 支撑，对上部盾尾刷情况进行逐块检查，在确认盾 尾部密封效果良好后（无漏沙、少量漏水），立即安 排进行上部盾尾密封仓的清理及旧盾尾刷的刨除工 作。为加快施工，在刨除一定范围盾尾刷后，安全 可控状态下现场视实际情况同步安排己刨除位置的 修复及新盾尾刷焊接作业。在完成第一道上部盾尾 刷全部焊接后，重新安设临时钢支撑。 （２）在拆除底部Ａ２块临时钢管片前，根据原 先状态预先测量好底部盾尾间隙，之后根据实测的 盾尾间隙值在盾尾底部焊上３～４道导轨（长约 ３２８ 为防止Ａ２块管片顶回后滑落，在顶回前先焊接限位 块。 （３）在完成整道盾尾刷焊接后，立即安排人员 按要求进行手抹油脂的涂抹作业。 ５．钢管片拼装、平移推出、对接 （１）在完成油脂涂抹后，在管片拼装机活动范 围内，进行第２环钢管片的整环安装。为防止管片 在拼装过程中产生转动、偏斜，每块管片拼装时均 采用“Ｌ”型钢板一头焊接在盾壳，一头压住管片内 表面以其移动，待整环管片完成拼装后将“Ｌ” 型钢板割除。 （２）完成整环拼装后，将整环管片缓慢向后顶 推，逐步靠近上一环已拼装好的钢管片，在顶推过 程中需特别注意各组千斤顶行程，确保整环管片整 体平行于轴线向后平移，且纵向螺栓孔位置沿着标 志划线靠近以确保两环管片能够精准的连接。 （３）由于需整体平移净距５４０ｍｍ，在平移过程 中极容易出现意外情况，导致螺栓孔错位，为避免 出现类似情况，顶推前在上一环钢管片内侧上焊限 位钢板，在第二环钢管片对接相应位置焊上长约 １ ５００『Ｉｌ『『Ｉ规格为１００的Ｈ型钢；顶推过程中每１０ ｃｍ 严密观察Ｈ型钢沿着限位钢板移动的情况并做实时 调整。最后１０ ｃｍ顶推时提前先将１Ｏ根纵向螺栓从 上一环相应位置穿入，在最后只有３～４ Ｃｍ时再次 对位螺栓孔位置，若仍有少量偏差，用割将钢管 片上螺栓孔周围适当扩孔调整，以确保两环管片能 够连接上。 四、结语 利用联络通道连续两环的钢管片便于在盾尾内 对接的特点，成功在隧道内对三菱盾构机进行了盾 尾刷的更换施工作业，弥补了由于其管片拼装机行 程短的设计不足，为后续类似工程提供参考。 参考文献 ［１］刘阳升．富水地层三菱盾构机尾刷更换技术［Ｊ］． 隧道建设，２００６（１２）：８８ ９０． （作者单位：广东华隧建设股份有限公司，广州 ５１０６２０）
