地铁盾构区间钢套筒接收施工技术研究

2015-04-08崔蓬勃王庆磊

四川水泥 2015年11期

关键词：洞门刀盘管片

白洋崔蓬勃王庆磊

(江苏建筑职业技术学院江苏徐州 221116)

地铁盾构区间钢套筒接收施工技术研究

白洋崔蓬勃王庆磊

(江苏建筑职业技术学院江苏徐州 221116)

以天津地铁6号线新开河站—天津北站区间土压平衡盾构法隧道施工中采用钢套筒为辅助装置进行盾构接收为背景,介绍钢套筒的结构组成和盾构接收方案,采用钢套筒装置能有效避免盾构到达接收过程中漏水、涌砂等风险,确保盾构出洞安全。

盾构接收钢套筒加固区

1. 工程概况

新开河站～北站站区间盾构自新开河站始发，北站站接收。区间左、右线均采用三菱6400土压平衡盾构机施工，其中左线采用钢套筒接收，先施工左线，按照先左线后右线的顺序抵达北站站接收。

根据本工程实际状况，为了满足盾构接收需求，需要制作筒体长10590mm，直径（内径）6800mm的钢套筒一套，钢套筒接收对钢套筒制作精度、密封性要求很高，因此委托专业公司对钢套筒进行工厂内加工制作，试拼检验合格后再运到现场安装调试。

2. 洞门检测与破除

在凿除洞门前应先竖直方向取芯3个，水平方向凿9个观察洞（水平探孔深度为3.0m，含地连墙厚度），观察洞外土体加固情况，是否达到设计所要求的强度、渗透性、自立性等技术指标，只有全部指标满足施工规范要求，方可进一步凿除。

洞门破除时采取两次破除法施工，钢套筒安装完成后破除内层钢筋混凝土，厚约800mm；钢套筒安装调试验收完成后，破除剩余外层钢筋混凝土，厚约200mm，然后再进行填料填充。

洞口槽壁砼采取人工用高压风镐凿除。地下连续墙厚度为1000mm,凿除工作分二层进行，先凿除外层800mm，割除内层钢筋及预埋件，留200mm厚砼及外排钢筋。破除采用粉碎性破除法，外层凿除工作先上部后下部。钢筋及预埋件割除须彻底，以保证预留门洞的直径。

3. 盾构机到达掘进

盾构机停机位置选择在刀盘达到加固体处，即距离车站外衬墙皮3.0m位置。

3.1 施工准备工作

1）在钢套筒安装前，对控制点各进行一次复核测量，确保控制点精确无误，钢箱安装前对进洞端洞门中线进行测量复核，确定洞门中心精确位置。根据测量结果，调整盾构机自动测量系统，在最后50环推进过程中，对隧道轴线进行多次复核，确保轴线准确，保证盾构机安全进入洞门圈。

2）盾构机在推进最后50环过程中，根据定向测量和联系测量成果，有计划地进行纠偏工作，推进纠偏严格按照小量多次的原则进行，使盾构机姿态控制在水平±15mm以内，垂直方向在+20mm，以保证隧道的垂直度。

3）在盾构机推进最后50环的过程中，及时压注盾尾油脂，避免盾尾渗漏，压注量控制在50-60kg/环。

4）由于加固体有一定的强度且硬度不均匀，为了便于隧道的纠偏，在进洞前现场预先准备好两环转弯环管片备用。

3.2 盾构进洞段的推进施工

盾构进洞段的推进施工分三个阶段，最后15环管片采用特殊管片，以便于二次注浆。

第一阶段：盾构机189环推进1190mm，刀盘到达加固区。

刀盘到达加固区时，盾构停机检查，要求盾构机处于最佳状态。在第一阶段的推进过程中，需要注意以下事项：

1）推进过程中严格控制推进速度和总推力，避免进刀量过大引起同步注浆分布不均，二次注浆时无法形成封闭环。

2）在刀盘转动过程中土仓内加入泡沫进行润滑和改良土体。

3）严格把握二次注浆时间、注浆压力和注浆量，防止盾尾固结。

4）合理分布注浆孔，以保证二次注浆均匀。

第二阶段：盾构机刀盘进入加固体

待洞门破除完毕，钢套筒填充完毕，再启动盾构机。当盾构机刀盘进入加固体时，此时要严格控制注浆孔位置和注浆压力、注浆量，土压力控制0.15mpa。

在第二阶段的推进过程中，需要注意以下事项：

1）推进过程中严格控制推进速度和总推力，避免进刀量过大引起的刀盘被卡。推进速度在0～1cm/min为宜，推力<15000KN。在刀盘转动过程中土仓内及刀盘前加注泡沫进行润滑和改良土体。

2）严格控制盾构姿态，特别是盾构切口的姿态，控制目标为水平±15mm，垂直+10～+20之间。

3）控制盾尾间隙，保证盾尾间隙的均匀，必要时安装转弯环管片进行调节。

4）严格控制切口的土压力。

5）推进过程连续均匀，均衡施工，保证土仓内一定土压，防止出空土仓盾构机抬头上浮。

6）推进过程中加强盾尾油脂的压注，防止盾尾漏浆。

7）从管片上预留的注浆孔向管片外侧注浆，及时施做环箍，有效封堵开挖土体与管片外壳之间渗漏通道。

8）二次注浆距离盾尾太近，会造成双液浆进入盾尾刷和同步注浆排浆孔，破坏盾尾密封刷和阻断同步注浆管道，因此钢套筒接收时双液浆选择在管片脱出盾尾5环后开始二次注浆。

9）严格控制二次注浆孔位和注浆压力、注浆量，既要保证闭水环的质量，又要保证盾尾刷不要补击穿。

第三阶段：进入钢套筒掘进

刀盘进入钢套筒以后，盾构机进行正常掘进，土压控制0.1mpa和出土量控制53方，待工作环管片拼装完成后，将盾构机推到合适位置后停机，及时对194环、195环和196环管片进行二次注浆并形成封闭环，待检查没有渗漏后对钢套筒泄压，盾构机完成钢套筒接收，然后再进行钢套筒、工作环和盾构机的拆除，下步转入拆除吊装阶段。

在此阶段的推进过程中注意的事项：

1）参数设置：推速<10mm/min；推力<6000KN，视实际推力大小，以不超过此值为原则；在钢套筒内掘进以管片拼装模式掘进。盾构机在钢套筒内掘进过程中，要确保与外界联系，密切观察钢套筒顶部的情况，一旦发现变形量超量或有渗漏时，必须立即停止掘进，及时采取补救措施。

2）根据钢套筒顶部安装的压力表的读数，及时调整推进压力，避免推进压力过大，对钢套筒密封处出现渗漏状况，压力过大时，打开钢套筒后板盖上的排浆口，进行卸压。

3）进套筒时姿态控制：必须以实际测量的钢套筒安装中心线为准控制盾构机姿态，要求中心线偏差控制在±2cm之内。盾构机在进入钢套筒内之后，要注意姿态控制。

4)从管片上预留的注浆孔向管片外侧注双液浆，及时施做环箍，有效封堵开挖土体与管片外壳之间渗漏通道，防止盾尾后的水进入盾尾前方。双液浆的配合比为：水玻璃：水泥浆=1:1.15，水泥浆配合比为：1:1.注浆压力为0.3Mpa以内。

5）盾构机筒体推到位置并完成洞门密封后，在刀盘不转情况下，出空舱内回填物。

6）打开钢套筒底部的排浆管，排出剩余的浆液，并检查筒体的漏浆情况。在洞门双液浆凝固后，开始拆除工作环和钢套筒。

7）测量与监测：盾构机到达掘进及过程加大测量频率，并复核控制点，确保盾构机到达的姿态正确，在盾构机到达前布置监测点，在端头连续墙、地面及周围建筑物布置沉降观测点；围护结构及钢套筒、洞门周围布置形变监测点。并测量初始值，盾构机到达过程中每天测量2次，若变形较大，增加测量频率并及时通报项目部采取处理措施。进钢套筒过程中，设专人观测钢套筒的稳定、变形情况，发现异常情况立即停机处理。