摘要：油脂逃逸导致油脂腔内压力降低,由此诱发的盾尾密封系统漏水、漏浆等安全责任事故屡屡发生。研制盾尾刷密封系统油脂逃逸的单元体试验装置,采用逐级加压将油脂注入盾尾密封系统油脂腔内,每级压力持续420 s,记录不同盾尾间隙及不同油脂锥入度工况下腔内的密封油脂开始逃逸时的油脂注入压力值、以及逃逸后储油装置中密封油脂的稳定损耗速率,最终获得了盾尾密封系统的油脂逃逸规律,并总结了盾尾油脂的逃逸模式。研究结果表明:1)油脂逃逸速率主要受油脂锥入度和油脂压力的影响,根据油脂逃逸规律变化曲线,油脂逃逸速率可以分为不逃逸、低速逃逸、快速逃逸3个阶段。油脂不逃逸至低速逃逸的油脂压力称为油脂逃逸压力,油脂低速逃逸与快速逃逸之间的油脂压力值为油脂腔内外压差控制值;2)建立了油脂逃逸速率和工程中油脂消耗量的对应关系,结合工程中每环盾尾油脂允许消耗量可实时判断盾尾刷密封性能;3)当油脂锥入度小于286.4(1/10 mm),盾构姿态与管片姿态控制良好时(盾尾平均间隙为75 mm),在水土压力及同步注浆压力基础上最大可增加0.3 MPa的油脂压力,提出的油脂腔内外压差控制值可指导实际工程盾尾油脂压力设定最大值;4)油脂逃逸模式可划分为无逃逸、非均匀逃逸和均匀逃逸3种模式并得出其发生条件。该研究对于指导盾尾密封性的设计及施工有着基础性的意义。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：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)

摘要：在大直径盾构隧道始发施工中,负一环管片在推出盾尾时由于管片自重会下沉,管片在推动过程中的摩擦力和挤压力将对盾尾刷产生不可估量的磨损,因此对盾尾刷保护控制研究十分必要。文章以江阴靖江长江隧道盾构始发为例,通过对管片的移动、管片与盾尾刷的相互作用进行分析,设计管片辅助移动装置解决盾尾刷磨损问题。试验证明:通过辅助装置能使负环管片定位更加精确,保证管片推出盾尾时稳定性,有效保护盾尾刷。

摘要：通过介绍钢管片冻结法更换盾尾刷技术在佛山地铁某盾构区间富水砂层中的应用,包括停机位置选择、补浆加固、冻结钢管片和预拆环拼装与设计、地层冻结、预拆环拆除、盾尾刷更换等一些列施工环节,来阐述钢管片冻结法更换盾尾刷技术在富水砂层等软弱地层中具有更好的安全性、经济性、高效性。相比较地面注浆加固,混凝土管片开孔冻结等传统加固措施,钢管片冻结法更换盾尾刷技术具有更好土体冻结效果,盾构周边冻结帷幕发展速度快,能够较好节省施工工期、同事减少工程预算开支和施工难度,降低在软弱地层中更换盾尾刷的风险,确保在盾尾刷更换期间的安全,值得在软弱地层中大力推广。

摘要：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。

摘要：为判断盾尾刷的质量,从盾尾刷的耐磨性和弹性2个关键性能参数入手,运用液压原理、PLC及运算放大控制原理,通过对动力参数和控制系统的详细研究,设计出一台套用于检测盾尾刷耐磨性和弹性的实验平台,用于优选盾尾刷,提高施工安全性。

摘要：以佛山市地铁2号线南庄—湖涌站区间高富水砂层风井内成功更换泥水盾构盾尾刷为例,结合该区间地层特性与盾构机设计特点,从盾尾刷更换原理、工艺流程、更换技术、风险管控等角度详细阐述泥水盾构盾尾刷更换,根据盾构机特点,设计加长杆件,并在盾尾刷更换完成后,采用管片整环推进技术。该更换技术的成功应用可得以下结论:在高富水砂层中选择合适的停机位置尤为重要;在长距离掘进过程中,质量好的盾尾刷及盾尾油脂、合理的推进参数可延长盾尾刷使用寿命;更换后盾尾刷使用效果良好。