盾构法隧道的盾尾防水密封与盾尾密封油脂.doc

盾构法隧道的盾尾防水密封与盾尾密封油脂 ■综述与论坛 盾构:去隧道的盾尾防水密封 与盾尾密封油脂 朱祖熹 (上海隧道工程轨道交通设计研究院,上海200070) [摘要]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. [关键词】盾构;盾尾密封;盾尾密封油脂 (文章编号】1007—497X(2009)一07—0002—05 [中图分类号】U455.43;U454 [文献标识码】A Waterproofingandsealingofshieldtailandsealinggrease// ZhuZuxi 【Abstract]Basedonthecurrentsituation,i.e.increasingpopularityof groundchannelsconstructedwithshieldmethodanddeepeningofre— searchonsealingtechnologyandgreaseofshieldtail,thearticlede. scribesmechanismandfeaturesofsealingwithshieldtail~ease,focus— ingonperformanceindexandeffectivenessof3typesof~easestypically usedinChina,JapanandFrance.Italsohasadiscussioninbriefonkey issuesofthegrease,includingitscomposition,inspectionitems,perfor- inanceindexandtestmethodsandpointsoutthatstandardizationforall relevantmaterialsisaSamatterofcourse. [Keywords】shield;shieldtailsealing;shieldtailgrease 近年来,为了有效利用地下空间,大深度隧道工 程日渐增多,深埋盾构隧道挖进也随之增多,盾构挖 进机盾尾密封装置的防水密封技术也越来越受重视. 而盾尾密封油脂是起到盾尾密封防水作用的主要材 料,因此有介绍与研讨的必要. 1盾尾密封技术概述 盾构法隧道的基本特点是盾构机械挖掘,预制混 凝土隧道管片成环拼装,在不断的依次拼装,掘进中 推进隧道.在盾构推进过程中,由于拼装管片是在盾 构机械的外壳——盾壳的保护下进行的,无疑盾壳与 管片外壁间存有间隙,此间隙为盾壳内径与管片外径 之差.为此,在盾尾和管壁之间装有盾尾密封装置, 以防止土层中的泥土及为填补这种间隙而同步压注 的注浆材料的渗人,以保证盾构的正常掘进. 1.1盾尾密封装置 早期盾尾密封采用过橡胶密封件,利用安装于盾 尾部分盾壳钢板上特殊断面的整圈橡胶密封件压密 止水,对橡胶密封件的耐磨要求很高,尤其要求在渗 人泥砂下的抗磨损致密,但实际上效果欠佳.因而, 目前绝大多数的盾构都采用盾尾多道弹簧钢片与钢 丝刷充填密封油脂的盾尾密封装置方式. 盾尾密封油脂的润滑和密封作用,可以有效地保 护盾尾多道弹簧钢片与钢丝刷,又共同隔绝土层泥砂 与注浆材料回流,保障盾构的顺利推进.盾尾密封油 脂对钢丝刷及钢结构有防锈,防蚀和减少磨损的功 效,对提高盾构施工质量和工作效率起到了较好的作 用.所以,盾尾密封油脂是盾构法施工隧道中盾构挖 进机钢丝刷型盾尾的主要配套材料之一.图1为盾 构挖进机与盾尾密封装置示意图,从A处可以看到 盾尾密封油脂不仅充满于三道弹簧钢片与钢丝刷组 合之间的空腔中,也密布于弹簧钢片与钢丝刷间. 1.2盾尾密封油脂密封原理 盾尾密封油脂首先是在盾构掘进开始前,于盾构 工作井中手工或用简单工具涂刷在钢丝刷之间的. 这时的油脂应该粘稠性大,与钢丝粘附性强,为防止 综述与论坛 图1盾构挖进机与盾尾密封装置 工作井其它作业如电焊等的火灾风险,油脂宜为阻燃 型的. 盾构出洞后,应在空隙中填满油脂,这是通过专 用油脂泵压入的.如图2所示,油脂压人管贴合在盾 尾钢壳板上,各注出油脂口与各空腔对应,构成三道 密封.专用油脂泵压入的油脂首先应要求触变性好, 即压注时流动性佳,停注后粘聚密封性好.随着盾构 机械的掘进,油脂会因沾附在管片上等损耗而需要补 充压人,以确保空腔的充满,弹簧钢片与钢丝刷组合 的油润.长距离顶进后(如超过5km),由于不断磨 损与锈蚀,通常需要替换弹簧钢片与钢丝刷组合.但 若拼装,掘进工艺得当