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摘要：結合深圳地鐵羅寶線土建六標區間隧道的施工，詳細介紹海瑞克盾構機盾尾密封漏漿的常見原因和處理方法，盾構機盾尾漏漿涉及到盾構施工的注漿壓力、注漿量、盾構機的掘進姿態、地質狀況、盾尾油脂、管片拼裝等多種因素，該工程中盾構機盾尾漏漿的主要原因是由於管片拼裝變形和錯台而在管片縱縫處形成了漏漿通道，採用在每塊管片兩頭止水條下部貼上海綿條封堵漏漿管道，取得了較好效果。
一、工程概況
深圳地鐵羅寶線土建六標有2個區間，即新安站—寶安中心站和寶安中心站—寶體公園站，單線總長1315.188m。區間最大埋深15.
91m，最小埋深10.86m。隧道主要穿過砂層、粉質黏土、砂質黏土、礫質黏土層。
隧道頂多在砂層範圍，基礎底主要落在黏性土上，部分在全風化花崗岩上。盾構區間圓形隧道外徑6m，內徑5.4m，管片寬1.
5m，厚300mm。管片分割數是「3+2+1」，即每環3個標準塊a1、a2、a3，2個鄰接塊分別為b、c型，1個封頂塊為k塊。採用2台海瑞克公司生產的epb 6250mm盾構機在左右線分別進行隧道掘進施工。
在施工中右線盾構機掘進到4環時開始同步注漿，發現盾尾多處漏漿，掘進到20環時漏漿嚴重，注漿壓力很低，注漿量也很少。後利用海綿堵塞盾尾漏漿處，掘進到36環時停機檢查更換2道盾尾刷中的部分損壞的盾尾刷後，仍然漏漿嚴重。由於盾尾的漏漿使注漿量不足，注漿壓力偏低，地表沉降超限，影響了施工進度和施工質量。
經過認真分析和查詢原因，採取了切實可行的措施，有效地解決了盾尾漏漿的問題，保證了工程順利進行。二、盾構機盾尾注漿系統和盾尾密封系統的結構
盾構機盾尾密封及注漿結構示意如圖1所示。從圖1可以看出，盾尾有3道密封刷，盾尾密封刷之間的間隙通過注入盾尾密封油脂，保證盾尾管片背後同步注漿的漿液不會從管片和盾構機之間的間隙漏出，同時防止地下水滲漏到盾構機內。如果盾尾刷損壞，導致盾尾漏漿，地表下沉嚴重，同時地下水流入隧道，後果將不堪設想。
圖1盾構密封及注漿結構示意
三、盾尾注漿的目的及分類1、注漿目的1.1控制地層變形
由於盾構機刀盤的開挖直徑大於管片外徑，管片拼裝完畢並脫出盾尾後，與土體間形成乙個環形間隙，簡稱盾尾間隙(圖2)。盾尾間隙如果不及時得到填充，勢必造成地層變形，使相鄰地表、建(構)築物沉降或隧道本身偏移。盾尾注漿的最重要目的就是及時填充盾尾間隙，防止因盾尾間隙的存在導致地層發生較大變形。
盾尾脫離管片後，土體與管片存在著間隙，此時漿液迅速及時填充空隙，可大大減小土層的移動，從而減少地表的變形。
圖2管片和成洞洞體間隙示意(單位：mm )
1.2提高隧道的抗滲性
盾尾註漿液凝固後，一般都有一定抗滲效能，可作為隧道的第一道止水防線，從而提高隧道抗滲效能。
1.3確保隧道的穩定性
盾構法隧道是一種管片襯砌與圍岩共同作用的結構穩定的構造物，管片背面空隙均勻密實地注入、填充漿液是確保土壓力均勻作用的前提條件。具備一定早期強度的漿液及時填充盾尾間隙，可確保管片襯砌的早期和後期穩定性。2、注漿系統分類
2.1根據注漿與盾構掘進的關係，從時效性上可將盾尾注漿分為三大類(1)同步注漿
盾尾間隙形成的同時，立即注漿，使漿液即時填充盾尾間隙。(2)及時注漿
掘進1環或數環後，盾尾已存在大量間隙空間，才對盾尾間隙進行注漿。這種注漿方式由於不能迅速對盾尾間隙進行填充，增大了對土體的擾動性，不利於地面沉降控制，而且由於早期管片脫出盾尾後處於懸空狀態，受力狀態較差，容易發生錯台。因此，該方式僅在地質情況良好、對地表沉降要
求較低時才能使用。(3)二次注漿
一次注漿效果不理想時，需要通過二次注漿對前期注漿進行補充。一般在隧道發生偏移、地表沉降異常時或在一些特殊地段(盾構進出站、聯絡通道附近)使用。2.
2根據注漿的位置不同，可將盾構注漿方式分為兩大類(1)通過安裝在盾構機盾尾上的注漿管注漿
如圖1所示，這種注漿方式大多採用同步注漿。注漿管的埋設形式有2種，可分為內凹式和外凸式，如圖3所示。2種不同形式主要是從盾構機設計上考慮的。
外凸式注漿管減小了盾尾內部的占用空間，可一定程度地減小盾構外徑，從而減小盾尾間隙，有利於減小土體擾動和控制掘進過程的地面沉降。但由於盾殼的非圓性，不利於盾構進、出洞，且在較硬土層容易磨損，一旦磨損後無法修復。而內凹式注漿管則在一定程度上增大了盾構外徑和盾尾間隙，相對而言，增加了盾構掘進過程對周圍土體的擾動，但由於不易磨損，其地層適應性更為廣泛。
(2)通過管片上的注漿孔注漿如圖4所示
這種注漿方式既可進行同步注漿，也可進行及時注漿和二次注漿。
圖3注漿管布置形式
圖4通過管片注漿孔注漿
3、注漿液的選擇3.1尾注漿漿液分類(1)單液漿
由粉煤灰、砂、水泥、水、外加劑等在攪拌機中一次拌和而成，這種漿液又可分為惰性漿液和硬性漿液。惰性漿液即漿液中沒有摻加水泥等凝膠物質，早期強度和後期強度均很低的漿液。而硬性漿液即在漿液中摻加了水泥等凝膠物質，具備一定早期強度和後期強度的漿液。
對於惰性漿液，漿液強度、初凝時間、幫浦送性能和含水量密切相關，含水量大，則強度低，幫浦送性好，含水量少，則反之;對於硬性漿液，漿液強度、初凝時間、幫浦送性能和水灰比密切相關，水灰比高，則強度低，幫浦送性好，水灰比低，則反之。(2)雙液漿
雙液漿為由水泥砂漿等攪拌成的a液與由水玻璃等組成的b液混合而成的漿液。雙液漿又可根據初凝時間不同分為緩結型(初凝時間30-60s)和瞬凝型(初凝時間<20 s)。膠凝時間越長，越容易發生向土倉洩漏和向土體內流失的情況，限定範圍的填充越困難，而且在沒有初凝前，容易被地下水稀釋，產生材料分離，因此，目前多採用瞬凝型漿液注漿。
但膠凝時間過短，也會造成注入還沒結束，漿液便失去了流動性，導致填充效果不佳。3.2漿液的應用
作為盾構注漿漿液，必須具備良好的和易性，不易離析、不易被地下水稀釋，且要有一定的早期強度，漿液硬化後收縮率和滲透係數小，無公害。單液漿由於其施工工藝簡單、易於控制、不易堵管等優點，較廣泛地應用於盾尾同步注漿系統。其中惰性漿液初凝時間長，製備成本低，在長江三角洲軟弱地層為主的地區應用較為廣泛，但由於其強度較低，不利於隧道襯砌的早期穩定。
而硬性漿液製備成本相對較高，初凝時間一般在12-16 h，早期具有一定強度，對於隧道襯砌的穩定較為有利，在珠江三角洲地區地鐵施工中，一般採用硬性漿液。雙液漿施工工藝相對複雜，製備成本高，但漿液初凝時間短、凝固後強度較高，對隧道穩定較為有利，適用於各種地層的盾構施工，尤其是在斷裂帶、極軟土層需要進行特殊處理的地段，採用雙液漿是最佳之選。四、引起盾尾漏漿原因分析1、盾構機始發前盾尾刷的油脂塗抹
盾構機始發前要在盾尾刷鋼絲內塗抹wr90油脂，塗抹標準為尾刷每根鋼絲上要沾滿油脂。如果塗抹不到位，會影響尾刷的密封效果，嚴重時漏漿。一般要塗抹wr90油脂4桶左右。2、盾構機的姿態
盾構機的姿態調整時糾偏量不能太大，一般1m糾偏量為5mm，糾偏過量容易使盾構機出現「蛇形」前進現象，致使盾尾間隙一邊大一邊小，間隙大的一邊容易漏漿。盾尾間隙一般不小於35cm。
如果小於35cm(標準是75cm)容易擠壞盾尾刷，造成尾刷鋼絲超過其彈性變形，止漿失效而漏漿。3、注漿壓力
注漿壓力不能超過盾尾刷的最大承載壓力0.5mpa。在plc上設定注漿最大壓力時要根據地層的水土壓力計算來確定注漿壓力。
如果注漿壓力過小，克服不了水土壓力注漿注不進去，如果注漿壓力過大，會擊穿盾尾刷而漏漿。4、注漿量
根據地質性質和出土量確定注漿量，如果注漿量過大地表容易隆起，也易造成漏漿。注漿量過小地表會出現沉降。
5、盾尾油脂量和壓力不足
在盾構掘進過程中，盾尾刷與管片的摩擦消耗的油脂與掘進速度成正比，速度過快則注入盾尾的油脂在單位時間內不能滿足其消耗量，若不及時調整油脂幫浦注脂率，則盾尾刷內的油脂量和注入油脂的壓力不夠及時密封盾尾，勢必造成密封效果減弱，形成盾尾漏漿。6、盾尾密封損壞或質量有缺陷
盾尾刷密封裝置受偏心管片過度擠壓後產生塑性變形而失去彈性，或盾尾刷製造時質量有缺陷，承載力不夠，致使盾尾刷密封效能下降，在注漿壓力作用下導致漿液從盾尾漏出。7、管片拼裝出現橢圓形
管片拼裝後標準為圓形，由於管片拼裝操作手的熟練程度不夠，將管片拼裝成橫向的橢圓形，致使管片和盾尾部分地方間隙超標造成漏漿。另一方面由於管片拼裝成橢圓形，增大了管片之間止水條外緣縱縫的寬度(理論設計值為6mm)，實際在管片拼裝過程中將出現兩腰的管環之間的外緣縱縫開口》6mm，上下部分縱縫<6mm。在盾構機掘進一環至1.
4m左右時，尾刷末端正好到達上一環管片，此時尾刷就正處在該環管片上，由於注漿壓力都很大，而縱縫開口度d>6mm，縱縫處的油脂無法承受漿液的壓力，就形成乙個滲漏通道，造成盾尾漏漿。盾尾和管片橢圓的關係如圖5所示。
圖5盾尾變形(單位：mm )
8、管片錯台
由於工人對管片拼裝不熟練，造成管片錯台嚴重，特別是在縱縫錯台產生後，使得盾尾刷無法緊密包裹在整環管片，很容易形成漿液滲漏通道。雖然盾構推進時盾尾油脂倉內有盾尾油脂填充縱縫，但在較高的注漿壓力作用下，極有可能將油脂衝脫而擊穿盾尾刷，造成盾尾漏漿。盾尾與管片縱縫的錯台關係如圖6所示。
圖6管片錯台
五、解決盾尾漏漿的對策
根據以上盾尾漏漿的原因分析，進行了排查，最終發現由於管片拼裝變形和錯台而在管片縱縫處
形成漏漿通道是造成盾尾漏漿的主要原因。經在每塊管片兩頭止水條下部貼上海綿條封堵漏漿通道，效果比較明顯，沒有再發生漏漿現象，注漿壓力和注漿量都正常了，地面沉降也得到了有效控制。如圖7所示。
圖7止水條下部貼上海綿條的管片
六、結語
盾構機盾尾漏漿涉及到盾構施工的注漿壓力、注漿量、盾構機的掘進姿態、地質狀況、盾尾油脂、管片拼裝等多種因素。因此，在施工實際中必須細心分析漏漿原因，採取切實可行的措施，才能少走彎路，減少損失，保證工程的施工進度和施工質量。
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