地鐵盾構區(qū)間鋼套筒接收施工工藝

□文 /牛俊濤

天津地鐵區(qū)間施工主要采用盾構法，盾構法施工分為三個階段：始發(fā)、掘進和接收。天津地區(qū)地下水位高、地層透水性好，導致接收階段風險因素多、風險概率高，存在土體坍塌、涌水、涌砂、地下管線破裂等事故隱患。

目前，盾構接收端頭加固的形式主要包括注漿加固、高壓旋噴樁加固、攪拌樁加固及冷凍法加固等形式。但是在實際工程中，由于周邊環(huán)境限制等原因，導致接收端加固長度不能保證盾構接收時的安全要求。鑒于此，鋼套筒接收方法應運而生。

1 工程概況

1.1 周邊情況

天津地鐵區(qū)間6號線樂園道站盾構井位于廣東路和樂園道交口，地下兩層，接收端頭存在DN300 mm、DN200 mm輸配水管，DN800 mm雨水管和DN300 mm燃氣管，見圖1。

圖1 端頭井與周邊管線平面關系

1.2 加固方案比選

原接收端頭井加固設計采用三軸攪拌樁（850 mm@600 mm）+靠近地下連續(xù)墻一側采用兩排雙高壓旋噴樁（800 mm@600 mm）的加固方式。經現(xiàn)場交通流量調查，樂園道與廣東路交口交通狀況復雜，場地西側由南至北，早晚高峰通往圍堤道車流量較大并且是咽喉要道，若圍擋向西側外擴，縮短路面寬度，無實施可能性且加固區(qū)范圍內正在使用的市政管線均無路由進行切改。

由于周邊環(huán)境限制，加固形式采用RJP大直徑旋噴樁+鋼套筒。RJP大直徑旋噴樁能有效保證加固質量，直徑為2 400 mm，加固深度為12.2 m，加固區(qū)縮短至3.6 m。加固體距離DN800 mm雨水管2.5 m，可以有效保證管線不受影響；可將加固范圍內的自來水管線剖開至全部露出，旋噴樁封孔至管底以下5 m，有效保證管線不受影響，然后加鋼套筒。見圖2。

圖2 RJP大直徑旋噴樁+鋼護筒接收平面

2 鋼套筒設計

鋼套筒主要用于輔助盾構接收，整個裝置設計為一端開口、另一端封閉的容器，開口端與洞門預埋環(huán)板用橡膠板相連，形成一個整體密閉的容器，容器內充滿泥漿，用于支撐洞門處裸露的土體。整個鋼套筒結構由筒體、后端蓋板、反力架、基座和支撐。

2.1 鋼套筒構造

2.1.1 筒體

筒體部分長12 000 mm，內徑6 700 mm；分八段。筒體材料為16 mm厚的Q235A鋼板，每段筒體的外周焊接縱、環(huán)向筋板形成網狀，以保證筒體剛度，筋板厚20 mm、高150 mm、間隔500 mm×600 m。每段筒體的端頭和筒體之間的接合面均焊接連接法蘭，法蘭為24 mm厚的Q235A鋼，采用M30×90 8.8級螺栓連接，中間加3 mm厚橡膠墊+2條遇水膨脹襯墊，以保證密封效果。見圖3。筒體底部為接收基座，基座上焊接法蘭與筒體用螺栓連接；托架需用型鋼與車站側墻頂緊，鋼套筒上部采用槽鋼與中板梁頂緊；筒體上方設置1個進料口，下部設8個排污孔，預留檢查孔。

圖3 鋼套筒筒體

2.1.2 后端蓋

后端蓋為平面蓋，材料為50 mm厚的Q235A鋼板，平面環(huán)板加焊型鋼，井字形焊接在后端蓋上。后端蓋邊緣法蘭與筒體端頭法蘭采用M30×130的8.8級螺栓連接。

2.1.3 筒體與洞門的連接

在原洞門環(huán)板預埋板的基礎上，鋼套筒與洞門環(huán)板之間設橡膠簾布板，過度長度為0.4m，具體連接方式見圖4。

圖4 筒體與洞門鋼環(huán)連接

2.2 施工流程

鋼套筒接收盾構施工流程見圖5。

圖5 盾構鋼套筒接收工藝流程

3 施工關鍵技術

3.1 驗收洞門鑿除條件

對盾構接收端土體加固效果進行抽芯檢測，當加固效果滿足設計，水平探孔無滲漏水并且通過接收條件驗收后方可進行洞門鑿除工作。

對洞門打9個探孔且均布于洞門上中下部，探孔深度為3 m，孔徑50 mm。探孔處出現(xiàn)大量漏水涌砂時，做水平注雙液漿止水補強。洞門水平止水孔注漿采取多次、少量的方式完成，必要時在地面進行注漿加固，直至再做探孔無漏水現(xiàn)象為止。

3.2 洞門鑿除

當盾構機掘進至距離加固區(qū)1 m時，停止掘進，進行地下連續(xù)墻鑿除作業(yè)。在洞圈內搭設鋼制腳手架，初步洞門鑿除時，搭設落地式腳手架，以方便鑿除施工，腳手架要穩(wěn)固可靠。

1）先鑿除車站圍護結構（地下連續(xù)墻）內側的混凝土，以全部鑿出第一排鋼筋為宜。

2）割去第一排鋼筋，進一步鑿除洞門圍護結構混凝土并暴露第二排鋼筋。

3）鑿除剩余洞門圍護結構混凝土。

洞門鑿除完成后，快速完成鋼套筒安裝及泥漿回填并做好封閉后盾構機繼續(xù)推進，同時控制推進速度。

3.3 鋼套筒內回填

鑿除完成洞門地下連續(xù)墻后，關閉所有預留的艙門，通過頂部預留的注入口進行泥漿的注入，在筒體頂部安裝閥門，注入泥漿時打開閥門，待筒體注滿即閥門處有泥漿噴出時停止泥漿的注入，關閉閥門。

3.4 盾構接收

盾構機進入加固土體后逐漸降低土壓，進入鋼套筒時土壓降為0。同時洞口內10環(huán)范圍內注雙液漿做環(huán)箍封閉。完成注漿后排出筒內泥漿，然后通過檢查孔檢查洞門是否漏水，如果漏水繼續(xù)對臨近洞門10環(huán)進行雙液注漿或者注入改性環(huán)氧樹脂封堵，確保不漏水后，即可拆除上半圓的箱體，清理泥渣，完成盾構接收，然后進行盾構機拆機作業(yè)。

4 結論和建議

1）鋼套筒各構件在運輸和吊裝過程中嚴禁碰撞，以免發(fā)生變形影響安裝質量，控制好安裝精度。

2）應嚴格控制盾構推進姿態(tài)，盾構接收時，應增加測量頻率，確保盾構順利進入鋼套筒。

3）傳統(tǒng)的端頭加固受到地質條件和場地的限制，盾構接收鋼套筒施工工藝，可以突破地層和場地的限制，是傳統(tǒng)端頭加固技術的有益補充。