白 洋 崔蓬勃 王慶磊

(江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇徐州 221116)

地鐵盾構(gòu)區(qū)間鋼套筒接收施工技術(shù)研究

白 洋 崔蓬勃 王慶磊

(江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇徐州 221116)

以天津地鐵6號(hào)線新開河站—天津北站區(qū)間土壓平衡盾構(gòu)法隧道施工中采用鋼套筒為輔助裝置進(jìn)行盾構(gòu)接收為背景,介紹鋼套筒的結(jié)構(gòu)組成和盾構(gòu)接收方案,采用鋼套筒裝置能有效避免盾構(gòu)到達(dá)接收過程中漏水、涌砂等風(fēng)險(xiǎn),確保盾構(gòu)出洞安全。

盾構(gòu)接收 鋼套筒 加固區(qū)

1. 工程概況

新開河站～北站站區(qū)間盾構(gòu)自新開河站始發(fā)，北站站接收。區(qū)間左、右線均采用三菱6400土壓平衡盾構(gòu)機(jī)施工，其中左線采用鋼套筒接收，先施工左線，按照先左線后右線的順序抵達(dá)北站站接收。

根據(jù)本工程實(shí)際狀況，為了滿足盾構(gòu)接收需求，需要制作筒體長10590mm，直徑（內(nèi)徑）6800mm的鋼套筒一套，鋼套筒接收對(duì)鋼套筒制作精度、密封性要求很高，因此委托專業(yè)公司對(duì)鋼套筒進(jìn)行工廠內(nèi)加工制作，試拼檢驗(yàn)合格后再運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試。

2. 洞門檢測(cè)與破除

在鑿除洞門前應(yīng)先豎直方向取芯3個(gè)，水平方向鑿9個(gè)觀察洞（水平探孔深度為3.0m，含地連墻厚度），觀察洞外土體加固情況，是否達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的強(qiáng)度、滲透性、自立性等技術(shù)指標(biāo)，只有全部指標(biāo)滿足施工規(guī)范要求，方可進(jìn)一步鑿除。

洞門破除時(shí)采取兩次破除法施工，鋼套筒安裝完成后破除內(nèi)層鋼筋混凝土，厚約800mm；鋼套筒安裝調(diào)試驗(yàn)收完成后，破除剩余外層鋼筋混凝土，厚約200mm，然后再進(jìn)行填料填充。

洞口槽壁砼采取人工用高壓風(fēng)鎬鑿除。地下連續(xù)墻厚度為1000mm,鑿除工作分二層進(jìn)行，先鑿除外層800mm，割除內(nèi)層鋼筋及預(yù)埋件，留200mm厚砼及外排鋼筋。破除采用粉碎性破除法，外層鑿除工作先上部后下部。鋼筋及預(yù)埋件割除須徹底，以保證預(yù)留門洞的直徑。

3. 盾構(gòu)機(jī)到達(dá)掘進(jìn)

盾構(gòu)機(jī)停機(jī)位置選擇在刀盤達(dá)到加固體處，即距離車站外襯墻皮3.0m位置。

3.1 施工準(zhǔn)備工作

1）在鋼套筒安裝前，對(duì)控制點(diǎn)各進(jìn)行一次復(fù)核測(cè)量，確保控制點(diǎn)精確無誤，鋼箱安裝前對(duì)進(jìn)洞端洞門中線進(jìn)行測(cè)量復(fù)核，確定洞門中心精確位置。根據(jù)測(cè)量結(jié)果，調(diào)整盾構(gòu)機(jī)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，在最后50環(huán)推進(jìn)過程中，對(duì)隧道軸線進(jìn)行多次復(fù)核，確保軸線準(zhǔn)確，保證盾構(gòu)機(jī)安全進(jìn)入洞門圈。

2）盾構(gòu)機(jī)在推進(jìn)最后50環(huán)過程中，根據(jù)定向測(cè)量和聯(lián)系測(cè)量成果，有計(jì)劃地進(jìn)行糾偏工作，推進(jìn)糾偏嚴(yán)格按照小量多次的原則進(jìn)行，使盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制在水平±15mm以內(nèi)，垂直方向在+20mm，以保證隧道的垂直度。

3）在盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)最后50環(huán)的過程中，及時(shí)壓注盾尾油脂，避免盾尾滲漏，壓注量控制在50-60kg/環(huán)。

4）由于加固體有一定的強(qiáng)度且硬度不均勻，為了便于隧道的糾偏，在進(jìn)洞前現(xiàn)場(chǎng)預(yù)先準(zhǔn)備好兩環(huán)轉(zhuǎn)彎環(huán)管片備用。

3.2 盾構(gòu)進(jìn)洞段的推進(jìn)施工

盾構(gòu)進(jìn)洞段的推進(jìn)施工分三個(gè)階段，最后15環(huán)管片采用特殊管片，以便于二次注漿。

第一階段：盾構(gòu)機(jī)189環(huán)推進(jìn)1190mm，刀盤到達(dá)加固區(qū)。

刀盤到達(dá)加固區(qū)時(shí)，盾構(gòu)停機(jī)檢查，要求盾構(gòu)機(jī)處于最佳狀態(tài)。在第一階段的推進(jìn)過程中，需要注意以下事項(xiàng)：

1）推進(jìn)過程中嚴(yán)格控制推進(jìn)速度和總推力，避免進(jìn)刀量過大引起同步注漿分布不均，二次注漿時(shí)無法形成封閉環(huán)。

2）在刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中土倉內(nèi)加入泡沫進(jìn)行潤滑和改良土體。

3）嚴(yán)格把握二次注漿時(shí)間、注漿壓力和注漿量，防止盾尾固結(jié)。

4）合理分布注漿孔，以保證二次注漿均勻。

第二階段：盾構(gòu)機(jī)刀盤進(jìn)入加固體

待洞門破除完畢，鋼套筒填充完畢，再啟動(dòng)盾構(gòu)機(jī)。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)刀盤進(jìn)入加固體時(shí)，此時(shí)要嚴(yán)格控制注漿孔位置和注漿壓力、注漿量，土壓力控制0.15mpa。

在第二階段的推進(jìn)過程中，需要注意以下事項(xiàng)：

1）推進(jìn)過程中嚴(yán)格控制推進(jìn)速度和總推力，避免進(jìn)刀量過大引起的刀盤被卡。推進(jìn)速度在0～1cm/min為宜，推力<15000KN。在刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中土倉內(nèi)及刀盤前加注泡沫進(jìn)行潤滑和改良土體。

2）嚴(yán)格控制盾構(gòu)姿態(tài)，特別是盾構(gòu)切口的姿態(tài)，控制目標(biāo)為水平±15mm，垂直+10～+20之間。

3）控制盾尾間隙，保證盾尾間隙的均勻，必要時(shí)安裝轉(zhuǎn)彎環(huán)管片進(jìn)行調(diào)節(jié)。

4）嚴(yán)格控制切口的土壓力。

5）推進(jìn)過程連續(xù)均勻，均衡施工，保證土倉內(nèi)一定土壓，防止出空土倉盾構(gòu)機(jī)抬頭上浮。

6）推進(jìn)過程中加強(qiáng)盾尾油脂的壓注，防止盾尾漏漿。

7）從管片上預(yù)留的注漿孔向管片外側(cè)注漿，及時(shí)施做環(huán)箍，有效封堵開挖土體與管片外殼之間滲漏通道。

8）二次注漿距離盾尾太近，會(huì)造成雙液漿進(jìn)入盾尾刷和同步注漿排漿孔，破壞盾尾密封刷和阻斷同步注漿管道，因此鋼套筒接收時(shí)雙液漿選擇在管片脫出盾尾5環(huán)后開始二次注漿。

9）嚴(yán)格控制二次注漿孔位和注漿壓力、注漿量，既要保證閉水環(huán)的質(zhì)量，又要保證盾尾刷不要補(bǔ)擊穿。

第三階段：進(jìn)入鋼套筒掘進(jìn)

刀盤進(jìn)入鋼套筒以后，盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行正常掘進(jìn)，土壓控制0.1mpa和出土量控制53方，待工作環(huán)管片拼裝完成后，將盾構(gòu)機(jī)推到合適位置后停機(jī)，及時(shí)對(duì)194環(huán)、195環(huán)和196環(huán)管片進(jìn)行二次注漿并形成封閉環(huán)，待檢查沒有滲漏后對(duì)鋼套筒泄壓，盾構(gòu)機(jī)完成鋼套筒接收，然后再進(jìn)行鋼套筒、工作環(huán)和盾構(gòu)機(jī)的拆除，下步轉(zhuǎn)入拆除吊裝階段。

在此階段的推進(jìn)過程中注意的事項(xiàng)：

1）參數(shù)設(shè)置：推速<10mm/min；推力<6000KN，視實(shí)際推力大小，以不超過此值為原則；在鋼套筒內(nèi)掘進(jìn)以管片拼裝模式掘進(jìn)。盾構(gòu)機(jī)在鋼套筒內(nèi)掘進(jìn)過程中，要確保與外界聯(lián)系，密切觀察鋼套筒頂部的情況，一旦發(fā)現(xiàn)變形量超量或有滲漏時(shí)，必須立即停止掘進(jìn)，及時(shí)采取補(bǔ)救措施。

2）根據(jù)鋼套筒頂部安裝的壓力表的讀數(shù)，及時(shí)調(diào)整推進(jìn)壓力，避免推進(jìn)壓力過大，對(duì)鋼套筒密封處出現(xiàn)滲漏狀況，壓力過大時(shí)，打開鋼套筒后板蓋上的排漿口，進(jìn)行卸壓。

3）進(jìn)套筒時(shí)姿態(tài)控制：必須以實(shí)際測(cè)量的鋼套筒安裝中心線為準(zhǔn)控制盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，要求中心線偏差控制在±2cm之內(nèi)。盾構(gòu)機(jī)在進(jìn)入鋼套筒內(nèi)之后，要注意姿態(tài)控制。

4)從管片上預(yù)留的注漿孔向管片外側(cè)注雙液漿，及時(shí)施做環(huán)箍，有效封堵開挖土體與管片外殼之間滲漏通道，防止盾尾后的水進(jìn)入盾尾前方。雙液漿的配合比為：水玻璃：水泥漿=1:1.15，水泥漿配合比為：1:1.注漿壓力為0.3Mpa以內(nèi)。

5）盾構(gòu)機(jī)筒體推到位置并完成洞門密封后，在刀盤不轉(zhuǎn)情況下，出空艙內(nèi)回填物。

6）打開鋼套筒底部的排漿管，排出剩余的漿液，并檢查筒體的漏漿情況。在洞門雙液漿凝固后，開始拆除工作環(huán)和鋼套筒。

7）測(cè)量與監(jiān)測(cè)：盾構(gòu)機(jī)到達(dá)掘進(jìn)及過程加大測(cè)量頻率，并復(fù)核控制點(diǎn)，確保盾構(gòu)機(jī)到達(dá)的姿態(tài)正確，在盾構(gòu)機(jī)到達(dá)前布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在端頭連續(xù)墻、地面及周圍建筑物布置沉降觀測(cè)點(diǎn)；圍護(hù)結(jié)構(gòu)及鋼套筒、洞門周圍布置形變監(jiān)測(cè)點(diǎn)。并測(cè)量初始值，盾構(gòu)機(jī)到達(dá)過程中每天測(cè)量2次，若變形較大，增加測(cè)量頻率并及時(shí)通報(bào)項(xiàng)目部采取處理措施。進(jìn)鋼套筒過程中，設(shè)專人觀測(cè)鋼套筒的穩(wěn)定、變形情況，發(fā)現(xiàn)異常情況立即停機(jī)處理。

4. 結(jié)語

鋼套筒盾構(gòu)接收在盾構(gòu)法施工隧道施工中的成功使用，改變常規(guī)盾構(gòu)施工時(shí)需要使用的橡膠簾步防水方式及接收托架的安裝工作，提高了盾構(gòu)到達(dá)接收的洞門密封質(zhì)量及管片的拼裝質(zhì)量，為以后類似工程提供了多方實(shí)踐性的科學(xué)依據(jù)。

[1] 白洋，盾構(gòu)隧道穿越建（構(gòu)）筑物施工方案研究[J].居業(yè)，2015，（7）.

[2] 馬金珠等，合肥地鐵一號(hào)線望湖城站盾構(gòu)始發(fā)施工應(yīng)急技術(shù)研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015，（7）.

TU75

B

1007-6344（2015）11-0235-01

研課題：JYA14-19