哈尔滨轨道交通 2号线哈博区间盾尾渗漏水处理技术

马健军

中国水利水电第四工程局有限公司 黑龙江 哈尔滨 150000

摘 要：针对哈尔滨轨道交通2号线哈尔滨站~博物馆站区间盾尾渗漏情况，其原因主要为盾尾刷磨损、粉砂层地下水压击穿盾尾刷、盾构掘进速度较快导致注入的油脂量和压力较少以及盾尾密封油脂性能较差，提出了海绵条与钢板封堵、并加强注浆、盾尾油脂、掘进过程以及施工动态管理的综合处理措施，彻底解决盾尾渗漏的技术难题，确保土压平衡盾构机施工安全。

关键词：轨道交通；区间隧道；土压平衡盾构；盾尾渗漏；处理技术

1. 引言

哈尔滨轨道交通2号线哈尔滨站~博物馆站区间左线盾构机掘进至476环在拼装管片时盾尾底部7点位出现渗漏情况，渗漏水量大约5cm3/s。该区间采用土压平衡盾构机施工，地下水位高于区间隧道，盾尾渗漏如果得不到及时有效的封堵，有可能诱发涌水突泥，危及施工人员和设备的安全。因此，必须分析盾尾渗漏的原因并提出相应的处理措施，彻底解决盾尾渗漏的技术难题，确保土压平衡盾构机施工安全。

2. 依托工程概况

哈尔滨轨道交通2号线哈尔滨站~博物馆站区间（简称哈博区间）位于哈尔滨市南岗区，主要沿颐园街进行敷设。区间上部道路狭窄，两侧存在较多建筑。左线起点里程为XK18+685.655，终点里程为XK19+276.950，长链长1.928m，全长593.223m，区间纵向呈单向坡度，最大坡度为26.074‰，隧道埋置较深，其结构顶覆土厚度约9.78～12.1m。

（1）环境条件

哈尔滨站站～博物馆站区间上部道路狭窄、车流量大，且侧穿建筑物众多。该段区间侧穿18处建筑物，大部分建筑物年代较久远，基础形式主要以天然基础为主。同时区间存在两处国家级重要文物保护建筑：颐园街1号（革命领袖视察黑龙江纪念馆）及颐园街3号（哈尔滨犹太人活动旧址群—斯基德尔斯基故居），施工过程中应注意对沿线建筑物的保护。

（2）地质条件

区间范围内地层主要为全新统人工堆积层（Q4ml）；上更新统顾乡屯组冲积层（Q33g al），下更新统东深井组冰水堆积层（Q12dfgl）。盾构机位置隧底地层为<321>、洞身为<3-2>加3-1-1、洞顶为<3-1-1>，如图1所示，场地地下水可分为孔隙微承压水和承压水。

图1地质纵断面图

（3）区间隧道结构

区间隧道设计为双线圆形隧道，隧道内径为5400mm，外径6000mm，管片厚度300mm，宽度1200mm，隧道采用预制钢筋砼管片衬砌，错缝拼装，每环由6块组成，采用C55防水混凝土，抗渗等级大于等于P10。管片类型为标准环加左、右转弯环，块与块间以12个M27螺旋连接，环与环以10个M24螺栓连接。

3. 盾尾渗漏原因分析

区间左线盾构机（DL330）掘进至476环在拼装管片时盾尾底部7点位出现渗漏情况，渗漏水量大约5cm3/s。盾构机位置地面周边建筑为侧穿哈一大四院创伤骨科治疗中心，距盾构机刀盘出洞还剩12环。渗漏水原因分析如下：

（1）盾尾刷经过长距离的掘进，存在一定的磨损，根据以往的工程经验，底部的盾尾刷更容易磨损；

（2）盾构经过粉砂层，地下水含量丰富，渗透系数大，盾构底部水压大，容易击穿盾尾，造成渗漏；

（3）盾构掘进速度较快，注入的盾尾的油脂在单位时间内不能满足其消耗量，势必造成密封效果减弱，形成盾尾漏浆；

4. 盾尾渗漏水处理

   1. 处理思路

鉴于本区间左线总计约493环，剩余掘进17环后即将贯通，若采取即可停机更换盾尾密封刷一则耽误工期，二者该区域软土地层承载力弱、透水性强，更换尾刷过程中剩余2道密封刷难以满足安全要求，同时长期停机势必造成盾构机体下沉，对线性控制产生不利影响。因此，决定综合采用该软土富水地层盾尾渗漏快速处理技术，有利于后续盾构掘进盾尾渗漏水控制，主要思路如下：

（1）通过对渗漏原因进行分析总结，在后续施工过程避免进一步对尾破坏，同时减小渗漏水的持续扩大发展；

（2）采取泡沫条填塞盾尾间隙，延长通水回路，减小渗漏量，遏制盾尾其于位置渗漏点发展，泡沫条不做回收；

（3）采用可移动止浆钢板，环向满布，与焊接在千斤顶尾部的螺栓连接，推进过程退压止水泡沫条，进一步堵住渗漏点；

（4）盾尾刷经过长距离的掘进磨损，增注盾尾油脂润滑尾刷，避免后续掘进施工进一步磨损破坏，同时油脂作为一种非牛顿力学流体，油脂挤压后能有效的填塞渗漏水通路；

（5）增大同步注浆量，同时增加双液浆（水泥浆-水玻璃）注浆频率。

1. 2. 海绵条与钢板封堵

每环管片拼装完成后，采用海绵条塞好管片与筒体的间隙，然后止浆板压上。盾尾止浆板采用专用钢板整圈封堵，即管片拼装完后每环需采用海绵条（尺寸10cmx10cm）整环塞盾尾间隙缝，塞完后再用加工好的专用钢板（钢板采用16mm厚，宽10mm，一圈20块）封好，钢板采用可调节板，用拧动螺丝固定在千斤顶靴板上，可随千斤顶伸缩同步移动。

图2 海绵条与钢板

1. 3. 加强注浆管理

（1）每环掘进期间，盾尾后管4环采用错位注浆的方式进行二次注浆，如前一环的注浆位置为1点位、7点位，则下一环注浆点位为5点位、11点位。

（2）搅拌站拌制的浆液必须按配合比拌制，地面工程师、试验员加强浆液质量的检查。

（3）现场配置双液浆时按照水玻璃与水泥浆比为1:10注浆；每方的水泥浆液需配制P.O.42.5水泥400kg。

1. 4. 加强盾尾油脂管理

（1）加强盾尾油脂管理，每环打入五分之一桶的油脂（50kg）并做好记录。

（2）除每环正常打油脂外，每掘进2～3环后，在拼装管片期间再打一圈油脂。

（3）发现盾尾个别位置异常则采用点对点手动打油脂。

（4）加强盾尾油脂的打注工作，一桶五环，每环严格控制四分之一桶。

1. 5. 掘进过程管理

出现盾尾渗漏水后，现场立即停机，项目部立即启动应急预案。经过对现场查看后，立即组织人员进行盾尾漏浆处理，同时在盾尾后注入化学浆液、聚氨酯进行封堵，同时组织人员对盾尾间隙缝采用海绵条、棉被进行封堵，随后再压上方木，利用千斤顶压顶。同时地面加强监测，经过采取上述措施后，渗漏水情况于当天得到有效的控制，继续对盾尾附近的管片补注浆。

（1）控制好盾尾间隙，避免因盾尾间隙不均匀引起的渗漏。

（2）加强管片泡沫条的粘贴，不能因为人手不足而不贴。

（3）拼装前清理干净盾体内的渣土。

（4）及时对拼装好的管片螺栓进行复紧。

（5）掘进时机头必须派专人负责检查盾尾有无渗漏情况，发现盾尾漏浆现场如实、及时反馈。

（6）隧道内的注浆浆液罐全部装满到位，应急物资全面检查确认全部检查到位才能开机。

（7）每一次停机前装管片前，必须全面进行检查，完全不漏才能装管片。

1. 6. 施工动态管理

在施工过程中，及时了解盾构机所在位置地层情况。施工掘进过程中，项目部每1小时对第三方监测反馈回来的沉降数据，结合盾构实际位置，分析盾构掘进的单次沉降、累计沉降，并及时反馈数据至中央控制室，中央控制室根据各项掘进参数和沉降数据进行参数调整，保证了掘进施工的精确控制。

5. 结束语

针对哈尔滨轨道交通2号线哈尔滨站~博物馆站区间左线盾构机掘进至476环在拼装管片时盾尾底部7点位出现渗漏情况，分析了其原因主要为盾尾刷磨损、粉砂层地下水压击穿盾尾刷、盾构掘进速度较快导致注入的油脂量和压力较少以及盾尾密封油脂性能较差，提出了海绵条与钢板封堵、并加强注浆、盾尾油脂、掘进过程以及施工动态管理的综合处理措施，彻底解决盾尾渗漏的技术难题，确保土压平衡盾构机施工安全。

参考文献：

[1]古艳旗,邓业华.大直径泥水盾构盾尾漏浆与刀盘卡死的分析与处理[J]. 山西建筑,2012,38(08):251-253.

[2]刘玮,马升雁.泥水平衡盾构机盾尾渗漏原因分析及预防措施[J].广东土木与建筑,2006(04):61-62.

[3]李陶朦.土压盾构盾尾渗漏原因及处理措施[J].建筑机械化,2014,35(04):75-76.

第一作者简介：

第一作者：马健军，1976~，男，汉族，陕西咸阳人，工程师，2000年毕业于兰州铁道学院工业与民用建筑专业，主要从事城市轨道交通项目技术管理工作。