**盾構到達採用接收鋼套筒施工工藝和相關問題
l 引言
盾構到達在盾構法隧道施工中占有極其重要的位置，確保盾構以正確的姿態順利到達，防止出現塌陷等事故是施工的重點。目前國內使用的盾構到達方式有到達端頭地層加固、化學漿加固法、凍結法、挖填法、豎井加氣法等。盾構到達直接地面加固 (一道素混凝土連續牆)+接收鋼套筒是城際軌道廣州至佛山段某盾構工程的盾構到達方式，該方案在廣州地鐵二 、八線延長線某工程也成功應用。
2 到達方案概述
車站到端頭隧道拱頂部位覆蓋土層從下到上依次為<3—2>中粗砂層、<4—1>粉質粘土層、<4—2>淤泥質土、<3—1>粉細砂層和雜填土層<3—2>中粗砂層和<3—1>粉細砂層很厚，且地下水豐富，拱部覆蓋層穩定性差，必須進行端頭加固。盾構到達採用直接地面加固(一道素混凝土連續牆)接收鋼套筒，端頭加固區域大大縮小，盾構到達時，加固體不能把整個盾構機包含在內，破除洞門後，盾構掘進出洞時洞門密封很難保證抵抗得住地下水壓力，一旦地下水擊穿洞門密封，密封失效，地下水將夾雜地層中的砂土漏出，導致地層流失，造成地面塌方等事故，盾構不能順利到達。為確保盾構順利到達接收，採用密閉接收裝置接收方案，即在洞門外，採用特製鋼套筒與洞門預埋鋼套筒連線。
鋼套筒安裝之前，先鑿除洞門車站圍護結構，採用低強度材料回填，安裝完鋼套筒後在鋼套筒內回填砂土壓實，接收鋼套筒內預加一定壓力，與土倉切口壓力相同，然後泥水盾構機直接掘進到鋼套筒內，在盾尾補充注漿，等漿液凝固後，依次拆解鋼套筒和盾構機並吊出，完成到達施工。到達接收方案如圖 1所示。
圖1鋼套筒接收示意圖
3 預埋洞門鋼套筒
為了避免洞門施工時由於施工困難等因素導致洞門處混凝土澆築存在缺陷，擬定在車站洞門施工時，在洞門內預埋一環形鋼套簡鋼套筒長度與車站結構厚度一致，商接作為洞門環形模板，結構面處與洞門設計預埋環板一致，用於lj接收鋼套筒連線。套筒內徑為 6500mm，長肢為 900ram，在套筒內設定筋板，確保其剛度，同時在套筒內環形預留兩排 ~22mm鋼筋孑l，用於插入鋼筋加強與車站結構的整體性。鋼套筒設計如圖 2所示。
4 接收鋼套筒的安裝及檢測
4．1鋼套筒設計
(1)筒體部分長9600mm，內徑 6500mm。分三段，每段分為上下兩半圓。筒體材料用 16mm厚的 a3鋼板 。
每段筒體的外周焊接縱、環向筋板以保證筒體剛度，筋板厚20m，高150ram，間隔約550x600mm。每段簡體的端頭和上下兩半圓接合面均焊接圓法蘭，法蘭用24mm厚的a3板，上下兩半圓以及兩段簡體之間均採用 m30、8．8級螺栓連線，中間加 3mm厚橡膠墊。在筒體底部製作托架，托架分三塊製作，之間用螺栓連線。
每段又分為三件。托架承力板用 24mma3板，筋板用20mma3板，底板用24mma3鋼板，底部用200x200mm工字鋼焊接成為整體。托架與下部簡體焊接連成一體，焊接時托架板先與簡體焊接，再焊接橫向筋板，焊接底板和工字鋼。
託輪組裝完後，工字鋼底邊與車站底板預埋件焊接，托架須用型鋼與車站側牆頂緊。
(2)後端蓋由冠球蓋和平面環板組成，冠球蓋和平面環板材料用 30ram鋼板，平面環板加焊 36個厚 30mm、高 500ram的鋼板筋板，環向均布排列焊接。後蓋邊緣法蘭與鋼套筒端頭法蘭採用m30、8．8級螺栓連線 。冠球蓋用 30ram鋼板整體沖壓焊接成形，後蓋平面環板與冠球蓋外緣內外焊接成整體。
製作完工要在球蓋內側加焊型鋼或鋼管井子玄，防止變形。
4．2 簡體部分連線
(1)安裝第一節鍘套筒的下半段 ，使鋼套筒的中心與事先確定好的井口盾體中心線重合，在下半段的鋼套筒左右兩邊的法蘭處放好 6mm厚的橡膠密封墊，在與第二節的下半部連線過程中要注意水平位置與縱向位置的一致，確保螺栓孔對位準確，並用m30的高強螺栓連線緊固。
(2)將下半部連線好以後，再將第 1節上半部連線，然後再將過渡連板與第 1節鋼套筒對接。依次將第 2、3節上半塊連線，將各個連線螺栓緊固。
4．3 後端蓋的連線
後端蓋由冠球蓋與後蓋板兩部分組成，安裝後端蓋時應在地面上把這兩部分連線好再吊下井，後蓋板與冠球蓋之間加 6ram厚的橡膠板後用 m30螺栓 ·(8．8級)上緊在鋼套筒後法蘭上。後端蓋在地面上將橢圓蓋板與後蓋板連線緊固後與第 3節連線法蘭連線，後端蓋板與法蘭連線過程中底部的連線螺栓已經將螺母點焊在法蘭盤的後面，只需直接將連線螺栓緊固即可
4．4 反力架的安裝
反力架採用類似盾構始發反力架安裝方式，反力架緊貼鋼套筒後蓋，冠球部分不與反力架接觸，而且其與盾構機始發時反力架的最大不同之處是：它不是與後端蓋的平面板直接接觸傳遞力，而是通過內外2排 m30的壓緊螺桿 (共 128顆)傳遞力(這樣能通過調整各顆螺桿的長度來更好地保證到反力架各處都能與後端蓋頂緊，消除了平面之間貼不緊造成受力不均勻的影響)。反力架與後蓋板的平面圖，如圖 3所示。
圖 3 反力架與後蓋板的平面圖
反力架的支撐：反力架上下位均布 4根l0寸鋼管與洞口牆體頂緊，兩側中的一側均布三根 l0寸鋼管與洞口牆體頂緊，另側用兩根直徑 500mm鋼管斜支撐 。支撐斜撐與底板預埋件焊接要牢固，焊縫位置要檢查，確保無夾渣、虛焊等隱患。
反力架斜撐安裝好以後，需進行壓緊螺栓的調整。安裝好反力架後，分別上緊每個壓緊螺栓，上緊時分別採用對角上緊，保證後蓋的均勻受力。每顆螺栓的壓緊力為 54000n(總計反力架的預加反力約為 700t力)，上緊後用鎖緊螺母鎖住，這樣能保證鋼套筒在有水壓時洞門環板處連線螺栓不受力。
上緊的過程中注意檢查反力架各支撐是否鬆動，各段法蘭連線螺栓是否鬆動。
4．5 鋼套筒的過渡連線板與預埋鋼套筒的連線
鋼套筒的過渡連線板與預埋鋼套筒相接觸後，要檢查兩個平面是否全部能夠連線，由於洞門環板在預埋的過程中可能出現變形或平面度偏差較大的情況，所以有可能出現過渡連線板有些地方無法與洞門環板密貼的情況，這時就需在這些空隙處填充鋼板並與過渡板焊接牢固，務必將空隙盡可能地堵住。在確定洞門環板與過渡板全部密貼後將過渡板滿焊在洞門環板上。焊接過渡板過程中，上半部分只焊外側，下半部分內外側滿焊。
4．6 鋼套筒檢測試壓
鋼套筒安裝完成後，向鋼套簡內填充泥砂，在填充過程適當加水，保證砂的密實，然後加水至完全充滿鋼套筒。填料完成後，即可進行鋼套筒檢測試壓。
(1)滲漏檢測
從加水孔向鋼套筒內加水，如果壓力能夠達到 3bar，則停止加水，並維持壓力穩定。如無法通過水壓達到 3bar，則利用空壓機加氣，直至壓力達到 3bar為止，對各個連線部分進行檢查，包括洞門連線板、鋼套簡環向與縱向連線位置、後端蓋板的連線處有無漏水，檢查反力架支撐的各個焊縫位置有無脫焊情況。
(2)鋼套筒位移檢測
對鋼套簡應進行位移檢測，在試水、加壓測試前，在鋼套筒與洞門環板連線的部位分割槽安裝應變片，在鋼套筒表面安裝百分表，在加壓過程中，一旦發現應變超標或位移過大，必須立即進行洩壓、分析原因並採取解決措施。根據設計計算，位移量控制最嚴格的位置是洞門環板與鋼套筒的連線位置，允許變形量在 1．5 2mm。另一位置是後蓋橢球體的中心圓點位置，此處受壓力最大，必須監測其變形量，最大允許變形量為 5mm。
5盾構機到達掘進
(1)盾構機到達前 ，通過實際測量計算出盾構刀盤碰端頭加固連續牆的里程。盾構機在到達此里程即進入到達掘進狀態，以每天兩次的頻率監測地面的沉降情況，並根據監測資料，採取補漿等措施。在到達前 3o環對盾構機姿態進行複核，並確保盾構機沿設計軸線推進出洞。
(2)碰壁前推進設定 ：在盾構機碰壁以前，就必須注意盾構機掘進引數的選擇，防止糾偏過急以及通過正確的管片選型，保證盾構機碰壁時良好的盾構姿態。在即將碰壁之前，速度提前一環減d,nd,於 10mm／min，推力<12000kn；到碰壁前 5ocm時，速度減小到5mm／min；推力減小到 10000kn 以下；刀盤轉速<1．5～ 2rad／min；環流流量控制在 500 600m3／h之間，以便順利帶出渣土。
(3)出洞推進設定 ：①引數設定：推速<10mrdmin；推力< 10000kn；刀盤轉速 (1．5～2rpm；②出洞時姿態控制：
為了防止出洞時盾構機載頭，要求盾構機機頭高於軸線 2-3cm，呈略抬頭向上姿勢。
(4)進鋼套筒掘進引數設定：
①引數設定：推速<5mm／min；推力<8000kn，視實際推力大小，以不超過此值為原則：在鋼套筒內掘進以管片拼裝模式掘進，先利用環流對土倉進行清洗，再提高拼裝模式的推力，如果推力不具備將盾體向前頂推的能力，則採用掘進模式，刀盤轉速控制在 0：
5～1．orpm，刀盤轉動前，要與鋼套筒外部進行聯絡，確認人員及裝置安全後，才能進行掘進模式。盾構機在鋼套筒內掘進過程中，要確保與外界聯絡，密切觀察鋼套筒的情況，一旦發現變形量超量或有滲漏時，必須立即停止掘進，及時採取補救措施。
②進套筒時姿態控制 ：必須以實際測量的鋼套筒安裝中心線為準控制盾構機姿態，要求中心線偏差控制在~2cm之內。盾構機在進入鋼套筒內之後，要注意姿態控制和頂推託輪組的適時調整。
如圖4、5所示，在刀盤通過第乙個託輪組之後，即立刻將第一組託輪頂起，根據原來標定的零位，將託輪頂推出125mm，並根據測量資料進行適當調整 ，以保證託輪頂住盾體為原則。按圖中所示分布共 12組託輪組，每邊 6個，在刀盤通過每個託輪組之後，立即將託輪項公升至支撐盾體，確保盾體不出現栽頭。
圖 5 頂推盾體託輪組安裝分布示意圖
託輪組按後附圖中尺寸設計製作，每組託輪組按可承載力50t設計，託輪組是一種主動防止盾構栽頭的措施，即在盾構機刀盤一旦完全通過託輪組後，立即將託輪組頂公升出來。由於鋼套筒的內徑與盾體的外徑單邊間隙是 125mm，所以託輪組頂公升行程不得超過理論值 125mm。
(5)當盾構推進破除素混凝土連續牆時由於洞門鑿除後有回填的水泥砂漿，所以在破除連續牆時可以確保切削下的混凝土塊能夠順利被刀盤擠碎並進入土倉，在進入排泥口前經過碎石機和隔柵，所以大塊的混凝土塊是無法進入管道內的。當破除回填洞門處的水泥砂漿時，由於鋼套筒內已經回填了密實的砂，並加壓至2．0bar左右，在刀盤破除洞門回填混凝土時，依靠鋼套筒背壓，完全能夠將水泥砂漿擠碎，並順利進入土倉，只要能夠進入土倉，就不會對掘進造成較大影響。
盾構接收施工方案
目錄一 編制依據 1 二 工程概況 1 三 概述 2 四 盾構接收的主要思路 2 五 接收的主要工作事項 2 六 接收的計畫安排 5 七 接收工作組織 5 八 盾構接收保證措施 6 九 應急預案 6 十 附件 6 地鐵2號線10合同段盾構工程靖江路盾構接收方案 施工方案 1 天津地鐵二號線第十合同段...
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