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1、浅谈盾构施工油脂使用浅谈盾构施工油脂使用 【摘 要摘 要】结合实际盾尾油脂使用记录,对各种油脂使用情况进行了比较,经过仔细分析,总结出在不 同条件下油脂的选择及使用方法,以达到在防止漏浆的情况下尽量节约油脂使用量的目的。 【关键词关键词】盾构机,盾尾油脂,漏浆,油脂使用 盾构施工是在一个与外部地层隔离的条件下进行的。盾尾油脂使用的目的是把掘进开挖面与盾构机 内部完全隔离开,但时常由于盾尾油脂的密封性能不好导致盾尾内漏浆漏水,严重影响洞内的施工。 所 以油脂的选用及使用方法非常重要。 1、盾尾密封原理 盾尾密封油脂,也称为盾尾密封油膏,是盾构采用多道钢丝刷作为盾尾密封装置时注入钢丝刷排之间 的密
2、封材料。其功能为: 1)借压力注入,充满钢丝刷排的空间,同时挤入钢丝刷的钢丝间隙,增强了钢丝 刷的密封性能,防止土砂和注浆材料的侵入。 2)盾构机在推进的过程中,边推进、 边注入密封油脂,借助 油脂的挤压力,密封了在盾构掘进过程中隧道衬砌与钢丝刷之间的运动间隙(一般为 3 mm4 mm),油 脂与钢板、钢丝刷、隧道管片粘结,并填充它们之间的空隙,与弹簧钢板、钢丝刷共同作用,形成一圈 密封环。3)借助材料与钢板和管片的良好附着力,起到防水与润滑的双重作用。 2、盾尾油脂使用及选型 结合广州市轨道交通三号线北延段 11 标掘进油脂使用参数分析见表 1,表 2。 由表 1 分析, 2008. 11.
3、 132008. 12. 11 平均每天推进 8 环9 环,共使用油脂 48 桶,每桶油脂可以使 用 5. 3 环, 2009. 1. 12009. 1. 31, 31 d 共推进 126 环,共使用油脂 42 桶,平均每天推进 4 环,每桶可 以使用 3 环;2009.3.142009.3.30,17 d 共推进 166 环,共使用油脂 30 桶,平均每天推进 9. 8 环,每桶 可以使用 5. 5 环。 该条隧道漏浆较严重。通过比较使用效果和价格,上海纳克优势明显,平均每桶可用 5 环以上,且很少有漏浆现象,效果很好。 由表 2 分析,2008.12.062008.12.20 共推进 65
4、 环,平均每天推进 3 环,共使用油脂 27 桶,每桶油脂可 以使用 2. 3 环, 2008. 12. 282009.2.10 共推进 284 环,共使用油脂 43 桶,平均每天推进 7. 5 环(扣除 换刀时间),每桶可以使用 7 环。该条隧道漏浆较轻。 通过广州市轨道交通三号线北延段 11 标油脂使用分析,可以得出影响油脂使用的影响因素: 1)推进速度。推进速度越快,油脂使用越少。油脂为定量消耗, 1 桶油脂在正常压力(3 bar)自动使用情 况下 7 h 耗尽;如果推进速度越快,单位里程内油脂消耗越少,假设以 50 mm /min 速度推进, 1 环 1. 5 m,理想情况下 1 桶油
5、脂可以使用 10 环,油脂使用量与掘进速度有直接关系。2)盾尾漏浆。漏浆越少, 油脂使用越少。 在相同地层的情况下, 475 在平均每天 8 环9 环时,每桶油脂仅能用 5 环左右,而 476 在平均每天 7 环时,每桶油脂可以使用 7 环左右。 通过广州北延地铁 475, 476 两台盾构机油脂使用环 境对比, 475 漏浆较 476 严重。盾尾漏浆极大的影响了油脂的使用效率。3)油脂选型。油脂的性能同 样在油脂使用上起到不可忽视的作用。在广州地铁我项目共使用 6 种油脂,MF18、纳克、合东双、 CONDAT89、茨夫、ELCO。相同环境和速度下,不同种油脂在使用量上相差可以达到 3 环4
6、 环。4) 司机操作。适当的操作也会优化油脂使用量。理论上在推进的时候尽量使用自动,且把自动档频率调 节到较低,停止推进时及时停止油脂使用,但在实际使用中,受漏浆等因素影响,理论根本不能达到,实 际情况下外部隧道元件表面平均每平方米消耗油脂1 kg,也可能在每平方米0. 8 kg1. 3 kg之间的范 围变化。 3、优化盾尾油脂使用 如何减少盾尾油脂使用量,提高油脂使用效果,通过实践我们总结出: 1)提高掘进速度。掘进速度一般由地层决定,在刀具、设备可负荷情况下,尽量提高掘进速度。2)减少 漏浆。漏浆在地铁施工中不可避免。目前地铁施工中主要通过以下方式减少漏浆: a.优化注浆操作, 明确注浆操
7、作参数。达到所需注浆压力时,立即停止注浆(一般为 2 bar)。b.盾尾刷初次涂抹油脂时尽 量使用康达特90油脂,且涂抹尽量均匀,保证尾刷缝隙和每层之间添有密实的油脂,每一米距离消耗约 10 kg。c.在始发前将前后仓室打满油脂,保护尾刷,避免尾刷损坏导致漏浆。d.当漏浆较严重时,在盾 尾和管片之间加海绵条,效果较好。3)做好油脂选型。通过实践总结出:沙层流动性较强,需要粘性较 大、稠度较小的油脂,这样可以更好的填充盾尾内的缝隙,减少沙的流动性;普通粘土对油脂要求相对 较低,可选择成本较低的油脂品牌,根据油脂泵的性能,适量提高粘稠度,减少泵每冲程的油脂泵送量, 减少油脂使用量,节约成本;岩层中
8、一般含水较多,需要硬度尽量小的粘稠度较大的油脂,尽量填充前后 仓室的缝隙。在广州市轨道交通三号线北延段 11 标 600 m 沙层中,我项目选用的纳克油脂效果较好, 漏浆较少,无漏沙现象。在岩层中,在原纳克油脂的基础上,减少了油脂的硬度(优化泵送性),加大了粘 稠度,盾尾止水效果较好。油脂的选型对盾尾漏浆也是重要影响因素之一。4)优化司机操作。好的操 作不仅能节省油脂,同时也能有效的遏制注浆。 通过实践总结:在0 m1. 2 m间使用自动,在1. 2 m1. 5 m间使用手动,能最大程度上减少油脂使用量,且止浆效果较好,在推进速度50 mm/min以上时,每桶 油脂可以使用 5 环以上。当发生漏浆漏水时用手动模式进行分别部位注脂,以最快时间封住浆、水的 渗漏。 4、结语 通过上述分析,恰当的选用及使用油脂,可减少油脂的使用量,且减少漏浆量,使每一环的施工时间大大 缩短,从而降低了施工成本。 参考文献参考文献: 1 朱 伟.隧道标准规范(盾构篇)及解说M.北京:中国建筑工业出版社, 2001. 文章来源： 山西建筑原作者：王成伟 张志奇