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钢套筒接收技术在地铁盾构法施工中的应用

发表时间：2020/8/11 来源：《基层建设》2020年第10期作者：樊鹏会

[导读] 摘要：钢套筒盾构接收技术对于复杂地层而言尤为适用，基于模拟土压平衡的方式可以有效避免加固不稳定的情况，从而杜绝涌水、涌砂现象。

        中铁十九局集团轨道交通工程有限公司北京 101300
        摘要：钢套筒盾构接收技术对于复杂地层而言尤为适用，基于模拟土压平衡的方式可以有效避免加固不稳定的情况，从而杜绝涌水、涌砂现象。总体来说，此技术对于隧道工程而言至关重要，具有推广的价值。
        关键词：钢套筒接收技术；地铁盾构法施工；应用
        1盾构接收方案比选
        ①常规帘布接收：隧道位于承压含水层，端头加固效果难以保证，接收过程中易发生涌水，该方案风险过大。
        ②冷冻法加固接收：垂直冻结受施工场地限制，不具备施工条件；水平冻结钻孔时易发生涌水、涌砂，风险大，且施工费用高，工期长。
        ③地面水泥系加固+混凝土明洞：安全可靠，但施工工期长，砂浆回填量大，混凝土凿除缓慢，且不可循环利用。
        ④地面水泥系加固+钢套筒明洞：安全可靠，施工速度快，可重复利用，节余成本。
        经综合考虑安全、成本、工期等因素，选择地面水泥系加固+钢套筒明洞接收方案。
        2地铁盾构钢套筒接收的关键施工准备工作
        2.1　钢套筒安装准备
        2.1.1　技术准备①接收井尺寸复核，接收井底板标高及洞门中心和轮廓复测，根据复测结果及钢套筒尺寸确定回填层标高及钢套筒安装位置。②组织相关技术人员学习钢套筒图纸，对特殊部位重点难点安装部位进行详细交底。③钢套筒接收工人进场后组织安全技术培训并交底。④针对盾构接收制定盾构推进及钢套筒安装专项技术交底。
        2.1.2　物资材料准备盾构接收时，除准备正常盾构施工物资设备材料和钢套筒接收设备材料外，还需准备洞门封堵浆液材料和设备及应急相关物资设备。洞门封堵所应用的双液浆原材料和注浆泵应预先进入施工现场，以便及时注浆封闭洞门。注浆采用盾构自带注浆系统或另外配置设备进行，同时，封门预留注浆孔，以便后期补充注浆填充。
        2.1.3　现场准备确定盾构进口中心线，确定好钢筒安装位置，为防止因底板标高偏差引发钢套筒受力不均影响安装精度，要确保端头井底板平整、无水。
        2.2　接收钢套筒主要检验项目
        2.2.1　钢套筒圆度检验
        在钢套管使用之前必须对其整体圆度进行检验，避免因盾构机进入钢套管时出现与钢套筒间距不均的现象，导致盾体与钢套筒碰撞，使钢套管出现变形、位移现象。
        2.2.2　密封性检验
        钢套管是由不同的、分多块构成的，为了保证其钢套管的密封性，在组块与组块之间需要增加橡胶垫。同时，必须对橡胶垫质量进行严格检验，确保橡胶垫的完整性，避免发生漏浆泄压现象，确保掘进仓压力建立成功。另外，还要加强对螺栓连接面的检查，由于螺栓是紧密连接钢套筒各个构件的关键，使用之前必须确保连接螺栓的质量，对于出现变形或者损坏部位必须及时修复，以确保各个部分紧密连接，避免出现漏洞。
        2.2.3　钢套筒焊缝
        钢套筒焊接必须由具备相应资格的作业人员进行，焊接完成后使用前，必须全面检查钢套筒各个部位的焊缝质量，不得有漏焊、空洞、焊瘤、未焊透等缺陷，确保焊缝质量，保证钢套筒的整体性、密封性。
        2.3　钢套筒内填料及检验
        钢套筒在组装、检查完成后，需要在其内部填充物料，以建立与盾构在该位置土压相一致的压力。所填充的物料主要是填盾构掘进出的渣土，其为全断面砂层，且内部填充有泡沫剂等渣土改良剂，流动性好，填充钢套筒内土体较密实。另外，在填料时可增加膨润土，对渣土进行改良。在填充过程中可适当加水，保证砂的密实，从填料孔管道进行填料，直至填满，然后加水至完全充满钢套筒。
        3钢套筒安装
        3.1筒体安装
        ①安装前首先在车站内确定线路中线，并按线路中线将托架固定。
        ②在地面将每节筒体安装密封材料。
        ③按顺序将钢套筒由隧道往车站方向安装并紧固，安装过程中勤量测，保证中心与设计中心相同。

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        ④钢套筒的过渡连接板与洞门环板的连接要确保密贴，防止渗漏水。
        3.2密封性措施
        ①连接法兰位置安装10mm厚橡胶止水条，宽度15cm，安装过程中做好保护工作，避免破坏。
        ②环向间隙较大的接缝粘贴T型止水条（采用背贴式止水带加工）。
        ③其余内、外侧接缝填充嵌缝材料（普通水泥+快干水泥+108胶）。
        3.3反力支撑安装
        反力支撑采用？准609钢支撑支撑在车站结构上，安装就位后，采用千斤顶顶后盖，消除筒体间安装间隙后，再进行支撑固定。
        3.4防扭转支撑安装
        钢套筒上下、两侧安装防扭转支撑，顶在底板、侧墙及中板梁上。防扭转支撑采用25a工字钢，与钢套筒焊接连接，另一侧与车站结构密贴。
        3.5混凝土基座浇筑
        在钢套筒底部60°范围内浇筑15cm厚C20细石混凝土基座，以防刀盘出加固体时扎头。
        4盾构机接收
        1）当盾构机通过洞门位置时，应严格控制掘进速度，此处需要将其限定在10mm/min以内，此外，刀盘转速不可过快，此处应在0.6耀1r/min范围内，施工时需要注意的是，对于最后的连续墙而言，其对应的顶推速度以3mm/min为宜，采取降低速度的方式可以避免套筒损坏现象。
        2）当盾构接收开始进入钢套筒内部时，需要确保土压力处于合理范围内，由此避免上下波动现象。以埋深情况为基础，综合参考承压水水头压力，确定合适的土压值，以现场情况为基准加以调整。不可出现随意降低土压的情况，避免因土量过大而造成盾构扎头的现象；此外，也不允许随意增大土压，否则将会引起钢套筒结构受损。
        3）在作业时需密切关注盾构机的姿态，设备应略微向上形成1个小仰角，同时，控制好分区油压。当盾构机出洞时，其水平误差臆110mm，而竖直误差臆30mm。盾构接收姿态应遵循如下要求：前盾水平15mm，垂直30mm；后盾水平15mm，垂直5mm：俯仰角3mm/m。
        4）当盾构机进入钢套筒时，应安排专门人员对其侧移情况进行密切监视，尤其要注重顶撑油缸的压力情况，若表现出明显增大的趋势时，应暂停掘进作业，对钢套筒连接部位的密封情况进行检验。
        5）当盾构机完全进入钢套筒后，首先需要对盾尾后侧位置的5环管片采取注浆补充处理，对钢套筒内残留的泥浆进行清理，将排水阀打开以便检测工作展开；最终应安排人员进入土仓内部进行检查，若不存在问题则需要将密封钢套筒拆除，而后利用起吊设备吊出盾构机。
        5结语
        综上所述，盾构钢套筒接收技术具有经济、可靠、安全、低碳等优点，在进行施工时要做好钢套筒的密封工作。施工过程中为了提高施工效率，需要分节拼装钢套筒。本工程采用上述方法施工后取得了良好的施工效果，顺利完成了盾构钢套筒的接收，具有一定的借鉴参考价值，为类似工程积累了施工经验。
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