鋼套筒接收技術(shù)在地鐵盾構(gòu)法施工中的應(yīng)用

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（中鐵二十局集團(tuán)第五工程有限公司，云南 昆明 650200）

1 工程概況

福州軌道交通5號(hào)線高仕路站—螺洲鎮(zhèn)站區(qū)間線路出螺洲鎮(zhèn)站后沿規(guī)劃螺福路下方由西向東行進(jìn)并下穿規(guī)劃內(nèi)河、敖峰村民房、農(nóng)田到達(dá)高仕路站。規(guī)劃螺福路寬度50m，規(guī)劃道路標(biāo)高6.63～7.37m，現(xiàn)狀地面標(biāo)高5.8～6.6m，規(guī)劃25m河道河底標(biāo)高2.7m。區(qū)間左右線為分修的兩條單線隧道。線路出螺洲鎮(zhèn)站后沿螺福路向東敷設(shè)，最終到站高仕路站，起終點(diǎn)里程右（左）DK34+640.725～右（左）DK35+290.551，區(qū)間右線長649.826m，左線長646.155m（短鏈3.671m），總長度為1295.981m。隧道覆土厚度約9.99～14.06m。

2 采用鋼套筒接收原因分析

2.1 接收端地質(zhì)情況

螺洲鎮(zhèn)站—高仕路站區(qū)間盾構(gòu)接收段地層為（含泥）中細(xì)砂，地層土質(zhì)情況與車站（高仕路站）地層相同，（含泥）中細(xì)砂滲透性強(qiáng)，滲透系數(shù)達(dá)10.84m/d，水量豐富，隧道出洞時(shí)可能產(chǎn)生突水、涌砂等現(xiàn)象，導(dǎo)致車站端頭地面不穩(wěn)定，地表沉降超限甚至塌陷，使盾構(gòu)接收存在較大風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 端頭加固情況

高螺區(qū)間在盾構(gòu)始發(fā)前進(jìn)行水平探孔作業(yè)時(shí)，某些探孔出現(xiàn)大量的涌水、涌砂現(xiàn)象，說明端頭三軸攪拌樁加固存在一定的盲區(qū)。

2.3 端頭周邊環(huán)境情況

盾構(gòu)始發(fā)與接收端周邊環(huán)境復(fù)雜，其高螺區(qū)間始發(fā)端距離村莊房屋建筑群較近，區(qū)間接收端距離福州市內(nèi)河約30m，且周邊居民樓較多。為最大限度減少盾構(gòu)接收施工對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生影響，使用鋼套筒接收十分必要。

綜合所述，如果螺高區(qū)間螺洲鎮(zhèn)站按照原設(shè)計(jì)采用洞門簾布裝置接收，風(fēng)險(xiǎn)極大。為使盾構(gòu)接收風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)降至最低，保證盾構(gòu)接收安全、周邊環(huán)境安全，所以決定采用鋼套筒接收工法。

3 盾構(gòu)鋼套筒接收施工總體思路

盾構(gòu)鋼套筒密閉接收工法：采用該工法接收時(shí)本無需對(duì)端頭進(jìn)行地層加固，但前期已按照原設(shè)計(jì)端頭加固完成。故該區(qū)間盾構(gòu)接收采用原設(shè)計(jì)端頭加固+大鋼套筒密閉接收工法。

總體安排原則：技術(shù)領(lǐng)先、設(shè)備先進(jìn)、施工科學(xué)、組織合理、措施得力、突出重點(diǎn)、預(yù)案在先、規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)、穩(wěn)步推進(jìn)、安全接收。

4 地鐵盾構(gòu)鋼套筒接收的關(guān)鍵施工準(zhǔn)備工作

4.1 鋼套筒安裝準(zhǔn)備

4.1.1 技術(shù)準(zhǔn)備

①接收井尺寸復(fù)核，接收井底板標(biāo)高及洞門中心和輪廓復(fù)測(cè)，根據(jù)復(fù)測(cè)結(jié)果及鋼套筒尺寸確定回填層標(biāo)高及鋼套筒安裝位置。②組織相關(guān)技術(shù)人員學(xué)習(xí)鋼套筒圖紙，對(duì)特殊部位重點(diǎn)難點(diǎn)安裝部位進(jìn)行詳細(xì)交底。③鋼套筒接收工人進(jìn)場(chǎng)后組織安全技術(shù)培訓(xùn)并交底。④針對(duì)盾構(gòu)接收制定盾構(gòu)推進(jìn)及鋼套筒安裝專項(xiàng)技術(shù)交底。

4.1.2 物資材料準(zhǔn)備

盾構(gòu)接收時(shí)，除準(zhǔn)備正常盾構(gòu)施工物資設(shè)備材料和鋼套筒接收設(shè)備材料外，還需準(zhǔn)備洞門封堵漿液材料和設(shè)備及應(yīng)急相關(guān)物資設(shè)備。洞門封堵所應(yīng)用的雙液漿原材料和注漿泵應(yīng)預(yù)先進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，以便及時(shí)注漿封閉洞門。注漿采用盾構(gòu)自帶注漿系統(tǒng)或另外配置設(shè)備進(jìn)行，同時(shí)，封門預(yù)留注漿孔，以便后期補(bǔ)充注漿填充。

4.1.3 現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

確定盾構(gòu)進(jìn)口中心線，確定好鋼筒安裝位置，為防止因底板標(biāo)高偏差引發(fā)鋼套筒受力不均影響安裝精度，要確保端頭井底板平整、無水。

4.2 接收鋼套筒主要檢驗(yàn)項(xiàng)目

4.2.1 鋼套筒圓度檢驗(yàn)

在鋼套管使用之前必須對(duì)其整體圓度進(jìn)行檢驗(yàn)，避免因盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入鋼套管時(shí)出現(xiàn)與鋼套筒間距不均的現(xiàn)象，導(dǎo)致盾體與鋼套筒碰撞，使鋼套管出現(xiàn)變形、位移現(xiàn)象。

4.2.2 密封性檢驗(yàn)

鋼套管是由不同的、分多塊構(gòu)成的，為了保證其鋼套管的密封性，在組塊與組塊之間需要增加橡膠墊。同時(shí)，必須對(duì)橡膠墊質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，確保橡膠墊的完整性，避免發(fā)生漏漿泄壓現(xiàn)象，確保掘進(jìn)倉壓力建立成功。另外，還要加強(qiáng)對(duì)螺栓連接面的檢查，由于螺栓是緊密連接鋼套筒各個(gè)構(gòu)件的關(guān)鍵，使用之前必須確保連接螺栓的質(zhì)量，對(duì)于出現(xiàn)變形或者損壞部位必須及時(shí)修復(fù)，以確保各個(gè)部分緊密連接，避免出現(xiàn)漏洞。

4.2.3 鋼套筒焊縫

鋼套筒焊接必須由具備相應(yīng)資格的作業(yè)人員進(jìn)行，焊接完成后使用前，必須全面檢查鋼套筒各個(gè)部位的焊縫質(zhì)量，不得有漏焊、空洞、焊瘤、未焊透等缺陷，確保焊縫質(zhì)量，保證鋼套筒的整體性、密封性。

4.3 鋼套筒內(nèi)填料及檢驗(yàn)

鋼套筒在組裝、檢查完成后，需要在其內(nèi)部填充物料，以建立與盾構(gòu)在該位置土壓相一致的壓力。所填充的物料主要是填盾構(gòu)掘進(jìn)出的渣土，其為全斷面砂層，且內(nèi)部填充有泡沫劑等渣土改良劑，流動(dòng)性好，填充鋼套筒內(nèi)土體較密實(shí)。另外，在填料時(shí)可增加膨潤土，對(duì)渣土進(jìn)行改良。在填充過程中可適當(dāng)加水，保證砂的密實(shí)，從填料孔管道進(jìn)行填料，直至填滿，然后加水至完全充滿鋼套筒。

5 盾構(gòu)接收段的推進(jìn)施工

5.1 盾構(gòu)進(jìn)洞段的推進(jìn)施工

第一階段：盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)至加固體范圍以內(nèi)，同時(shí)刀盤未抵達(dá)套筒時(shí)，在刀盤推進(jìn)加固2m后，將刀盤前面以及后面的水利連接切斷，在刀盤進(jìn)入加固體3.5m之后，及時(shí)停止對(duì)盾構(gòu)機(jī)的檢查工作，待盾構(gòu)機(jī)達(dá)到最佳狀態(tài)，進(jìn)入下一階段的推進(jìn)工作。

第一階段推進(jìn)注意事項(xiàng)：（1）在推進(jìn)過程中，必須控制好推進(jìn)的力量與速度，防止因進(jìn)刀力量偏大出現(xiàn)刀盤被卡的現(xiàn)象。同時(shí)，推進(jìn)速度控制在1.5cm/min左右。（2）加強(qiáng)對(duì)盾構(gòu)姿態(tài)尤其是盾構(gòu)切口姿態(tài)的控制，控制目標(biāo)水平以及垂直都在±15mm范圍內(nèi)。（3）推進(jìn)施工全過程必須保證推進(jìn)的連續(xù)性、均衡性，以確保土倉內(nèi)土壓在規(guī)定范圍以內(nèi)，防止出空土倉盾構(gòu)機(jī)抬頭上浮現(xiàn)象。（4）注漿需要從管片上拼裝孔向管片外側(cè)雙注漿，以防止盾尾后的水進(jìn)入盾尾前面。

第二階段：近鋼套筒掘進(jìn)。（1）參數(shù)的設(shè)置。推進(jìn)速度必須控制在小于5mm/min；推力大小控制在4000kN以內(nèi)，特殊情況則根據(jù)實(shí)際推力的大小進(jìn)行把控。（2）鋼套筒內(nèi)掘進(jìn)采用管片拼裝的方式。盾構(gòu)機(jī)在鋼套管掘進(jìn)過程中，密切觀察鋼套筒頂部情況，一旦發(fā)現(xiàn)形變、超量和滲漏等問題，馬上停止掘進(jìn)工作，并立即采取有效的處理措施。（3）根據(jù)壓力表數(shù)值及時(shí)調(diào)整推進(jìn)壓力，防止因壓力過大，套管筒出現(xiàn)滲漏問題；如發(fā)現(xiàn)壓力過大，可打開鋼套筒后板蓋排漿筒泄壓，直至壓力恢復(fù)正常。（4）進(jìn)套管筒姿態(tài)控制。以實(shí)際測(cè)量的鋼套筒安裝中心線為準(zhǔn)，中心線偏差控制在2cm以內(nèi)。盾構(gòu)機(jī)在進(jìn)入鋼套筒內(nèi)后控制好姿態(tài)。（5）打開鋼套筒底部的排漿管，排出管內(nèi)剩余的漿液，待洞門漿液凝固且情況穩(wěn)定后拆除鋼套管。

5.2 洞門密封及其質(zhì)量檢查

洞門密封在盾構(gòu)接收以及推進(jìn)的過程中是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到能否接收成功。為了保證洞門密封效果，需要采取以下措施：（1）盾構(gòu)機(jī)中盾進(jìn)入加固體后適當(dāng)加大同步注漿量，并及時(shí)進(jìn)行二次注漿工作。需要格外注意的是，填充盾體與加固體兩者之間的縫隙必須做好防護(hù)工作，以防止地下水的滲入。（2）在盾尾進(jìn)入加固體后，向管片的外側(cè)注入漿液，同時(shí)，隨時(shí)注意是否出現(xiàn)漏漿、變形的問題，如發(fā)現(xiàn)漏漿或者變形及時(shí)采取有效措施。（3）在鋼套管和洞門環(huán)板預(yù)埋板中間設(shè)置一個(gè)厚度為2.5cm的過渡連接板，并用焊接的方式連接牢固。鋼套管的法蘭端與過渡連接板采用8.8級(jí)M24×65螺栓連接。

5.3 盾體進(jìn)入鋼套筒泄壓拆除工藝

接收完成后，及時(shí)在盾尾與洞口結(jié)構(gòu)位置注雙液漿，注漿量按理論注漿量180%～200%，確保填充密實(shí)。隨時(shí)觀察管片上拼裝孔的球閥水量大小，如果發(fā)現(xiàn)水量過大，則通過管片吊裝孔、注漿孔注漿采取放水措施。直接打開球閥放水，直到觀察沒有水流出以后，再進(jìn)行上半部分鋼套筒和盾構(gòu)機(jī)拆卸工作。最后，清理鋼套筒內(nèi)的回填料，并吊出轉(zhuǎn)場(chǎng)。

6 結(jié)束語

福州軌道交通5號(hào)線螺洲鎮(zhèn)站—高仕路站區(qū)間采用鋼套筒接收技術(shù)實(shí)現(xiàn)了成功接收，避免了出洞過程中存在的各種風(fēng)險(xiǎn)，采用鋼套筒接收工法，不僅確保了盾構(gòu)到達(dá)安全，在工期、安全、質(zhì)量、成本等各方面都得到了有效保障。