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1、浅谈盾构施工油脂使用【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】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
2、注入钢丝刷排之间的密封材料。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3mm~4mm),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
3、使用参数分析见表1,表2。由表1分析,2008.11.13~2008.12.11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,2009.1.1~2009.1.31,31d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;2009.3.14~2009.3.30,17d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.
4、06~2008.12.20共推进65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,2008.12.28~2009.2.10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(3bar)自动使用情况下7h耗尽;如果推进速度越快,单位里程内油脂消耗越少,假设以50mm/min速度推进,1环1.
5、5m,理想情况下1桶油脂可以使用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
6、种油脂在使用量上相差可以达到3环~4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1kg,也可能在每平方米0.8kg~1.3kg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
7、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,明确注浆操作参数。达到所需注浆压力时,立即停止注浆(一般为2bar)。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10kg。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
8、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600m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
