地铁盾构区间钢套筒接收施工工艺

2018-11-14牛俊涛

天津建设科技 2018年5期

关键词：洞门端头接收端

□文 /牛俊涛

天津地铁区间施工主要采用盾构法，盾构法施工分为三个阶段：始发、掘进和接收。天津地区地下水位高、地层透水性好，导致接收阶段风险因素多、风险概率高，存在土体坍塌、涌水、涌砂、地下管线破裂等事故隐患。

目前，盾构接收端头加固的形式主要包括注浆加固、高压旋喷桩加固、搅拌桩加固及冷冻法加固等形式。但是在实际工程中，由于周边环境限制等原因，导致接收端加固长度不能保证盾构接收时的安全要求。鉴于此，钢套筒接收方法应运而生。

1 工程概况

1.1 周边情况

天津地铁区间6号线乐园道站盾构井位于广东路和乐园道交口，地下两层，接收端头存在DN300 mm、DN200 mm输配水管，DN800 mm雨水管和DN300 mm燃气管，见图1。

图1 端头井与周边管线平面关系

1.2 加固方案比选

原接收端头井加固设计采用三轴搅拌桩（850 mm@600 mm）+靠近地下连续墙一侧采用两排双高压旋喷桩（800 mm@600 mm）的加固方式。经现场交通流量调查，乐园道与广东路交口交通状况复杂，场地西侧由南至北，早晚高峰通往围堤道车流量较大并且是咽喉要道，若围挡向西侧外扩，缩短路面宽度，无实施可能性且加固区范围内正在使用的市政管线均无路由进行切改。

由于周边环境限制，加固形式采用RJP大直径旋喷桩+钢套筒。RJP大直径旋喷桩能有效保证加固质量，直径为2 400 mm，加固深度为12.2 m，加固区缩短至3.6 m。加固体距离DN800 mm雨水管2.5 m，可以有效保证管线不受影响；可将加固范围内的自来水管线剖开至全部露出，旋喷桩封孔至管底以下5 m，有效保证管线不受影响，然后加钢套筒。见图2。

图2 RJP大直径旋喷桩+钢护筒接收平面

2 钢套筒设计

钢套筒主要用于辅助盾构接收，整个装置设计为一端开口、另一端封闭的容器，开口端与洞门预埋环板用橡胶板相连，形成一个整体密闭的容器，容器内充满泥浆，用于支撑洞门处裸露的土体。整个钢套筒结构由筒体、后端盖板、反力架、基座和支撑。

2.1 钢套筒构造

2.1.1 筒体

筒体部分长12 000 mm，内径6 700 mm；分八段。筒体材料为16 mm厚的Q235A钢板，每段筒体的外周焊接纵、环向筋板形成网状，以保证筒体刚度，筋板厚20 mm、高150 mm、间隔500 mm×600 m。每段筒体的端头和筒体之间的接合面均焊接连接法兰，法兰为24 mm厚的Q235A钢，采用M30×90 8.8级螺栓连接，中间加3 mm厚橡胶垫+2条遇水膨胀衬垫，以保证密封效果。见图3。筒体底部为接收基座，基座上焊接法兰与筒体用螺栓连接；托架需用型钢与车站侧墙顶紧，钢套筒上部采用槽钢与中板梁顶紧；筒体上方设置1个进料口，下部设8个排污孔，预留检查孔。

图3 钢套筒筒体

2.1.2 后端盖

后端盖为平面盖，材料为50 mm厚的Q235A钢板，平面环板加焊型钢，井字形焊接在后端盖上。后端盖边缘法兰与筒体端头法兰采用M30×130的8.8级螺栓连接。

2.1.3 筒体与洞门的连接

在原洞门环板预埋板的基础上，钢套筒与洞门环板之间设橡胶帘布板，过度长度为0.4m，具体连接方式见图4。

图4 筒体与洞门钢环连接

2.2 施工流程

钢套筒接收盾构施工流程见图5。

图5 盾构钢套筒接收工艺流程

3 施工关键技术

3.1 验收洞门凿除条件

对盾构接收端土体加固效果进行抽芯检测，当加固效果满足设计，水平探孔无渗漏水并且通过接收条件验收后方可进行洞门凿除工作。

对洞门打9个探孔且均布于洞门上中下部，探孔深度为3 m，孔径50 mm。探孔处出现大量漏水涌砂时，做水平注双液浆止水补强。洞门水平止水孔注浆采取多次、少量的方式完成，必要时在地面进行注浆加固，直至再做探孔无漏水现象为止。

3.2 洞门凿除

当盾构机掘进至距离加固区1 m时，停止掘进，进行地下连续墙凿除作业。在洞圈内搭设钢制脚手架，初步洞门凿除时，搭设落地式脚手架，以方便凿除施工，脚手架要稳固可靠。

1）先凿除车站围护结构（地下连续墙）内侧的混凝土，以全部凿出第一排钢筋为宜。

2）割去第一排钢筋，进一步凿除洞门围护结构混凝土并暴露第二排钢筋。

3）凿除剩余洞门围护结构混凝土。

洞门凿除完成后，快速完成钢套筒安装及泥浆回填并做好封闭后盾构机继续推进，同时控制推进速度。

3.3 钢套筒内回填

凿除完成洞门地下连续墙后，关闭所有预留的舱门，通过顶部预留的注入口进行泥浆的注入，在筒体顶部安装阀门，注入泥浆时打开阀门，待筒体注满即阀门处有泥浆喷出时停止泥浆的注入，关闭阀门。

3.4 盾构接收

盾构机进入加固土体后逐渐降低土压，进入钢套筒时土压降为0。同时洞口内10环范围内注双液浆做环箍封闭。完成注浆后排出筒内泥浆，然后通过检查孔检查洞门是否漏水，如果漏水继续对临近洞门10环进行双液注浆或者注入改性环氧树脂封堵，确保不漏水后，即可拆除上半圆的箱体，清理泥渣，完成盾构接收，然后进行盾构机拆机作业。