盾构法隧道的盾尾防水密封与盾尾密封油脂

摘 要：近些年来，隧道工程数量逐渐增多，为了满足人们的使用需求，大深度隧道工程施工也越来越多，隧道施工质量则成为人们重点关注的焦点，尤其是盾尾密封防水施工质量，是影响整个隧道施工质量的关键性因素，因此，隧道工程施工必须重视盾尾防水密封施工。

关键词：盾构法隧道；盾尾防水密封；盾尾密封油脂

以往隧道工程在施工以及使用阶段，经常会出现漏水、漏浆、漏泥等工程风险，一方面影响到隧道工程质量，另一方面影响到隧道后期的正常使用。现如今隧道施工中所使用的盾构法能够有效规避以往隧道工程施工的缺陷，但该方法在施工阶段具有多维性的风险源，因此，在施工中应特别注意各环节的质量控制，尤其是盾尾防水密封以及盾尾密封油脂的控制。

一、盾尾密封技術概述

盾构法隧道主要是通过盾构机械挖掘、拼装并预定混凝土隧道管片，通过不断的挖掘与拼装形成隧道，在隧道盾构推进作业中，拼装管片位于盾构机械外部，在此过程中盾壳对管片起到一定的保护作用，因此，盾壳与管片之间存在一定的间隙，在管片外壁与盾尾之间要装置密封设备，防止泥土在填补间隙时挤压注浆渗入，以此促进盾构的正常挖掘。盾尾密封技术主要包括盾尾密封装置与盾尾密封油脂密封原理两部分[ 1 ]。

盾尾密封装置主要是指，最初盾尾密封主要采用橡胶材质的密封件，利用盾尾盾壳钢板断面将橡胶件进行压密止水，密封压密需要橡胶件具有较强的耐磨性，这种密封技术效果并不是太好，为了加强盾尾密封效果，目前大部分的盾尾密封技术采用了弹簧钢片以及利用钢丝刷填充油脂对盾尾进行密封。

盾尾油脂可以在密封技术中起到较好的密封和润滑作用，不仅能够保护盾尾密封材料弹簧钢片和钢丝刷，还能有效避免涂层注浆回流，使盾构隧道顺利进行。盾尾密封油脂密封原理主要是指，在盾构挖掘前，将油脂涂刷在钢丝刷中，油脂粘性较大能够很好的附着在钢丝刷中，起到较好的密封效果。

二、盾尾密封油脂简介

（一）密封油脂分类

随着盾构机械盾尾密封技术的不断发展，盾尾密封油脂种类也得到了进一步发展，目前国内外主要采用的盾尾密封油脂主要包括：日本的TALL SEALER密封油脂，该油脂具有较强的耐久性，主要针对高端盾构设备机开发的，主要分为#800N、#800NH、#800NP、#800NF等品号，这些型号的盾尾密封油脂都为白色胶装，但其用途与特长均不相同，#800N采用手涂抹的方式对钢丝双进行涂抹，其具有较强的年度，挥发率也是各品种中最强的，具有较强的保油性，对钢丝双没有腐蚀性，其中#800NH采用泵注的方式将油脂涂刷在钢丝刷上，挥发性较小，同时对钢丝刷也不具备腐蚀性，具有较强的保油性，#800NP采用泵注涂刷，挥发性和保油性均较好，对金属没有腐蚀性，#800NF则可以采用泵注与涂抹两种方式进密封，同时该型号密封油脂燃烧时间在90秒内，燃烧距离在25毫米以下[ 2 ]。

（二）油脂材料的组成

盾尾油脂材料的组成之前主要有矿物纤维、羊毛脂和含有少量氰酸酯的预聚体等，最初，在盾尾密封过程中利用羊毛脂与少量的预聚体进行搅拌，使其搅拌后产生潮气促使搅拌物进一步形成凝胶，用凝胶的耐水性达到密封的效果，但这种材料的油脂目前使用并不多。目前大部分的盾尾密封油脂都采用碳酸钙、环烷类油脂等材料，这些材料能够有效的加强油脂的密封效果。

（三）油脂的使用方法

盾尾密封油脂的使用方法主要包括钢丝刷手涂抹法、泵注涂抹法、钢丝刷间手涂抹法、泵注入法以及推进油脂注入量调整法等，其中钢丝刷手涂抹法主要是指，将钢丝刷周围全部涂抹均匀油脂，在涂抹时注意将后方的保护板与刷子之间，以及刷子与金属网之间的空隙都要涂抹到底。

钢丝刷泵注涂抹法主要是指在油脂软管口位置装上涂抹专用装置，在钢丝刷周围用螺旋泵利用空气驱动进行涂抹。钢丝刷间手涂抹法主要是指，在拼装之前先在钢丝刷与管片之间进行涂抹，注意在顶部涂抹时要逐层进行涂抹，保证油脂充满、加厚。泵注法是指在隧道拼装环拼装之后，明确钢丝刷与主入口之间的位置，之后利用泵注入相应型号的密封油脂，在注入时要避免由于空气置留导致填充不足现象[ 3 ]。

使用注意事项：由于盾尾密封油脂属于化学产品，虽然具有较高的安全性，但使用时仍要注意一些事项，在密封作业时要带好防护镜以及手套等防护用具，避免油脂粘到皮肤或眼睛上，如果密封油脂不慎涂抹到皮肤上，要立即用清水和肥皂清洁，如粘到眼睛上，要用清水冲洗15分钟，之后再到医院接受医生的诊治，使用之后要将装有油脂的容器进行密封，并将其搁置干燥、阴凉、通风处，避免混入水分或其他杂物，影响了油脂的继续使用。

（四）油脂的性能

密封油脂具有一定的水密性、可泵性、耐水冲性以及金属附着性和保油性等特征，密封油脂的这些性能进一步提高了油脂密封效果。油脂不会侵蚀混凝土结构管片橡胶垫，及时在遇水情况下也保持压密橡胶的弹性，其不容易附着在混凝土管片上，不仅节省了材料用量，还减少了对环境的污染，有些油脂具有难燃性，有效的方便了涂抹作業的需要。同时，盾尾密封油脂性能较好，能够有效减少油脂的预备更换，其具有防腐蚀性与保油性等双层性能，充分提升了密封油脂的应用效果。

三、结论

随着我国隧道工程的不断发展，盾构隧道挖井技术应用也越来越广泛，盾构隧道工程中盾尾防水密封与盾尾油脂密封技术尤为重要，如果防水和密封技术不到位，将会直接影响到盾构隧道工程的质量，不仅使我国隧道工程发展水平受到质疑，还严重威胁到行车安全与行人人身安全，由此可见，对盾构隧道盾尾防水密封与盾尾密封油蜡进行分析研究对提高盾构隧道工程质量具有重要意义。

参考文献：

[1] 严振林，郭京波.盾尾密封油脂性能评价方法研究[J].石家庄铁道大学学报（自然科学版），2010（04）.

[2] 李胜新，刘广仁，张平.盾构法隧道掘进中盾尾密封涌水涌砂防治技术[J].石油工程建设，2013（02）.

[3] 杜建华，彭彦彬，杜立峰，屈彦玲.盾构掘进施工中盾构机盾尾密封更换关键技术研究[J].铁道建筑，2015（03）.

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