富水地层土压平衡盾构盾尾密封特性数值模拟

王 德 福

(中铁十四局集团大盾构工程有限公司，江苏 南京 210000)

1 概述

近年来，随着我国综合国力的提高及科技水平的进步，地铁与隧道等地下工程建设进入了空前的发展机遇期，建设规模与速度都已居世界第一。盾构法作为地铁及隧道施工的主流方法，由于其具有较高的自动化程度、较快的施工速度、较强的安全稳定性与较好的环境保护性，在地下施工中占据着举足轻重的地位。

随着交通强国战略、区域经济一体化及国家大通道建设计划的逐步实施，越江跨海隧道的需求也在日益增加。由于越江海盾构隧道复杂多变的工程地质、水文地质条件以及盾构施工速度、距离与直径的增加，使得盾构机尾端所承受的水压大幅提高，盾尾密封失效事故时有发生，造成后果程度不一。广州地铁轨道隧道在盾尾刚进入土体时出现漏浆涌砂现象，隧道掘进机掘进至70环时，出现较高喷射距离的细泥沙浆，密封油脂已无法封堵[1]。广州市轨道交通三号线某盾构区间由于管片横向变形造成油脂封堵压力小于外部水土压力，掘进期间多次出现渗漏、窜浆现象[2]。深圳地铁罗宝线由于始发油脂涂抹不均匀、纠偏量过大造成盾尾密封效果欠佳[3]。南昌轨道交通一号线由于穿越地层为自稳能力较差的砂层且尾刷钢板与注脂注浆管间存在极易形成渗漏通道间隙，从而造成漏水、漏砂浆现象的产生[4]。由以上盾尾密封泄漏事故分析可知，盾尾密封失效极易发生在含水量较大且易透水的砂层中，失效程度与其外部水土压力、油脂粘度等因素有关，研究盾尾密封是解决上述问题的关键所在。……