新型盾尾刷设计与应用分析

盾尾刷常被应用于软土层隧道施工，是盾构设备中的一个重要配件。它利用钢丝打曲后蓬松形成的间隙再注入一定量的油脂填充物在盾构与管片之间起到良好的密封作用，防止地下水、外层土、衬砌背面注浆等流入隧道，保证隧道掘进能安全，工程能顺利进行。下文基于工作实践需要，对一种新型盾尾刷的设计进行介绍：

1所属技术背景

盾构机盾尾密封由3道盾尾刷组成，形成两个油脂舱，即前舱和后舱，前面两道为长盾尾刷，第三道为短盾尾刷，盾构机盾尾漏水漏浆情况相当普遍，在施工过程中，修复或更换盾尾刷，成本较高，且影响施工进度。在以往工程中，针对盾尾漏浆，尝试过不同的应对措施，往往无法达到理想效果，影响了盾构施工的正常进行。

本项实用新型涉及一种盾构机新型盾尾刷的设计，根据隧道施工的特点，对盾构机传统盾尾刷样式进行改进，加强盾尾刷的承压能力，减少盾尾漏水漏浆现象，在各种类型盾构机上均可以选用，其主要特征在于：三道盾尾刷均根据正常情况下的盾尾间隙（75mm ）

和管片外轮廓形状，

调整保护板、压紧板和钢丝长度，将传统盾尾刷的点接触改为面接触，有效避免浆液的泄漏，使得油脂舱压力能达到0.4MPa 以上。

2设计内容

本项实用新型涉及一种新型盾尾刷的设计，通过分析盾尾刷的受力特性，损坏原因，针对性的提出解决措施，设计出一种新型的盾尾刷，解决盾尾漏浆问题。

2.1传统盾尾刷存在如下问题①受力状态下，只有局部保护板和钢丝接触管片，承压效果差，盾尾的水土压力或注浆压力稍高，即可击穿盾尾，造成盾尾漏浆。②盾尾刷密封装置受偏心管片过度挤压后产生塑性变形而失去弹性，密封性能下降，在压力作用下导致浆液渗漏；③盾构停止掘进时，土舱内有渣土的压力作用，管片组装时很易导致盾尾后退，造成盾尾刷与管片间发生刷毛方向相反的运动，使刷毛反卷，盾尾刷变形，密封性能下降而造成渗漏。

2.2技术措施本实用新型的发明目的是克服现有盾尾刷的不足，提供一种结构合理，能够明显改善承压效果，减少盾尾漏水漏浆的新型盾尾刷。①前保护板为双层弹簧板（1.0mm+0.5mm ），加工后前保护板要进行浸漆防锈处理以增加抗断裂性能；②压紧板为整体弯制型，通过专用设备，根据盾构机规格要求，制成特定的曲线，依靠压紧板和钢丝的弹性，能够确保压紧板和钢丝与管片外弧面始终紧密接触；③压紧板和钢丝根据盾尾刷受力状态下的形状，采用不同的长度，确保所有钢丝和压紧板均能与管片外弧面接触。④保护板和压紧板经过专门热处理，即保持了足够的弹性，其芯部又具有一定的韧性。⑤前刷和中刷（长盾尾刷）有4层钢丝，长度分别为：160mm 、185mm 、207mm 、230mm ，保护板长度为150mm ，两层压紧板长度分别为130mm 和230mm 。⑥尾刷（短盾尾刷）有4层钢丝，第一层钢丝长度从150mm 渐变到185mm ，第二层钢丝长度从

185mm 渐变到220mm ，第三层钢丝长度从220mm 渐变到255mm ，

第四层钢丝从255mm 渐变到285mm ，保护板长度为150mm ，三层压紧板长度分别为125mm 、195mm 和285mm 。

3应用实例

深圳地铁2号线工程土建2203标右线，隧道穿越的地层为淤泥层、粘土、砾砂层，地下水直接与海水联通，极为丰富，水压力较大。在本区间先期施工的左线中，采用传统盾尾刷，盾尾漏水、漏浆成为一个严重的问题，造成了极大的浪费，同时严重影响了施工进度；采用新型盾尾刷后，对比效果相当明显，在盾尾油脂用量减少的情况下盾尾漏水、漏浆现象明显减少，效果较为明显，达到了设计要求。本项目部使用的盾尾刷相关技术图纸，安装理论状态下，盾尾间隙均匀分布，均为75mm 进行设计。尾刷在不受力状态下，钢丝束均呈现一定的角度，尾部增加一块长度为90mm 的压紧板，弧形角度为40度，圆弧段半径为40mm ，在正常受力状态下，盾尾刷与管片紧密接触。相关尺寸如图1所示。

在正常受力状态下，盾尾刷与管片紧密接触，压紧板的夹角从55度减小为18度，保护板的夹角从65度减小为18度。相关尺寸如图2所示。

在不利工况下，如管片发生较大偏离，盾尾刷端面无法与管片

全部接触，但依靠压紧板的弹性和盾尾油脂的压力，仍可确保盾尾刷与筒体部分接触形成有效密封，确保油脂舱压力。

4新型盾尾刷的优点

①采用新型盾尾刷后，钢丝和保护板能够与筒体呈现面接触，盾尾承压能力明显提高，不需要仅依靠盾尾油脂来实现；②盾尾刷钢丝受保护板和压紧板保护，不容易产生断丝现象；③盾构施工过程中，盾尾漏水漏浆明显减少，节省了施工和材料设备成本。

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—作者简介：霍志光（1976-），男，吉林松原人，建筑机械工程师，研究方向为建

筑机械。

新型盾尾刷设计与应用分析

Design and Application Analysis of New Shield Tail Brush

霍志光Huo Zhiguang

（广州市建筑机械施工有限公司，广州510000）

（Guangzhou City Architecture Machinery Construction Co.，

Ltd.，Guangzhou 510000，China ）摘要：盾尾刷是软土层隧道盾构设备中的一个重要配件，在隧道施工中常被使用到。作者根据多年的工作实践，力求创新精神，对盾构机的

盾尾刷进行创新设计，期望对同仁施工起到借鉴作用。

Abstract:The shield tail brush is an important accessory in soft soil tunnel shield device,and is often used in the tunnel construction.Based on years of practical work,the author seeks innovation spirit,makes innovative design of the shield tail brush of the shield,expecting to provide reference for colleagues.

关键词：盾尾刷；隧道施工；设计Key words:shield tail brush ；tunnel construction ；design

中图分类号：TU73

文献标识码：A

文章编号

：1006-4311（2011）08-0087-01

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