地鐵盾構(gòu)鋼套筒接收技術(shù)分析

魏雪松

（中交機(jī)電工程局有限公司，北京100041）

1 工程概況

此次地鐵工程項(xiàng)目的盾構(gòu)區(qū)間為福州地鐵西洋站至寧化站區(qū)間，寧化站接收段隧道頂覆土17m,接收段地層主要處在淤泥夾沙地層中，隧道上部主要處于淤泥質(zhì)中細(xì)砂地層中，含水量較大，地下水埋深5.44m，受雨季影響較大，端頭地質(zhì)條件較差，為保證盾構(gòu)安全到達(dá)，所以寧化站端頭加固采用冷凍加固法，冷凍加固的上方為白馬河，寧化站2 次接收均為鋼套筒接收，在冷凍過(guò)程中可進(jìn)行鋼套筒部分組裝，冷凍管拔完后3d之內(nèi)要完成鋼套筒的全部組裝過(guò)程且要進(jìn)行填料。鋼套筒主要由筒體、后端蓋、過(guò)渡連接板、反力架、進(jìn)料口和注排漿管等部分組成，基于所使用盾構(gòu)機(jī)基本參數(shù)保證筒體實(shí)際直徑與長(zhǎng)度的合理性。

2 地鐵盾構(gòu)鋼套筒接收技術(shù)要點(diǎn)

2.1 準(zhǔn)備工作

安裝鋼套筒前需對(duì)洞門(mén)預(yù)埋鋼環(huán)進(jìn)行檢查，如不滿(mǎn)足要求可進(jìn)行植筋加固。為避免盾構(gòu)機(jī)開(kāi)始掘進(jìn)時(shí)刀盤(pán)切削地連墻鋼筋，引起刀盤(pán)損壞，應(yīng)先鑿除盾構(gòu)洞門(mén)周圈的地連墻混凝土保護(hù)層，直至露出玻璃纖維筋，確保洞門(mén)范圍沒(méi)有鋼筋存在。在鑿除盾構(gòu)洞門(mén)后，如果仍有鋼筋，應(yīng)先對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)范圍的鋼筋進(jìn)行割除，以保證盾構(gòu)機(jī)能夠安全順利地始發(fā)。如發(fā)現(xiàn)鑿除混凝土保護(hù)層后存有鋼筋，則應(yīng)對(duì)侵入洞門(mén)范圍的鋼筋進(jìn)行割除，確保盾構(gòu)始發(fā)的安全、順利。

2.2 鋼套筒的安裝

機(jī)具與人員到位之后可按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行鋼套筒安裝，要按照既定順利逐步進(jìn)行，以保證安裝工序合理。首先，進(jìn)行主體部分的連接，確定基坑內(nèi)的中心線，對(duì)鋼套筒實(shí)施定位，保證筒架和中心線保持一致，先進(jìn)行下半部連接，隨后將上半部分第1 節(jié)鋼套筒放下，順利連接后再與過(guò)渡連接板對(duì)接，同此方法，逐一進(jìn)行第2 節(jié)、第3 節(jié)鋼套筒的連接，并將各連接螺栓緊固。其次，進(jìn)行后端蓋的連接，要先在地面上將冠球蓋與后蓋板對(duì)接好之后再連接到筒體上，并在其與筒體連接處增加橡膠板，用螺栓將之固定在鋼套筒法蘭上。再者將連接好的鋼套管沿線路中心線平移至洞門(mén)，使洞門(mén)環(huán)板與過(guò)渡連接板結(jié)合，然后對(duì)中心線測(cè)量，確保無(wú)誤之后將過(guò)渡連接板與洞門(mén)環(huán)板焊接。同時(shí)，進(jìn)行反力架與支撐的安裝，反力架需要與后端蓋緊貼，但不與冠球部分接觸，應(yīng)在基坑中提前定好位置，結(jié)合井口面和洞門(mén)中心的標(biāo)高安裝；斜撐需要進(jìn)行焊接，所以在完成之后要對(duì)焊接位置進(jìn)行檢查，避免出現(xiàn)夾渣、虛焊等問(wèn)題，保證支撐穩(wěn)固。

2.3 鋼套筒的復(fù)檢

對(duì)鋼套筒的復(fù)檢中，主要有以下幾點(diǎn)：（1）檢查鋼套筒整體圓度，以免盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入筒體后因鋼套筒間距不均勻而造成擠壓碰撞，造成鋼套筒位移變形等意外事故；（2）檢查鋼套筒的密封性，尤其是對(duì)各部銜接處的橡膠墊要嚴(yán)格檢查質(zhì)量，避免因?yàn)閾p壞漏洞等造成的漏漿泄壓情況發(fā)生；（3）對(duì)鋼套筒焊縫進(jìn)行檢查，確保鋼套筒整體性；（4）對(duì)反力架各支撐連接、鋼套筒的連接螺栓進(jìn)行檢查，確保連接緊密。雖然準(zhǔn)備工作主要是以各項(xiàng)檢查為主，內(nèi)容比較煩瑣，需嚴(yán)格進(jìn)行，確保各項(xiàng)參數(shù)符合執(zhí)行方案，避免因數(shù)據(jù)偏差造成的工程失誤問(wèn)題。

2.4 填料

最后要進(jìn)行填料施工，本次工程中主要是采用礫石或碎石鋪墊底部20～25cm 之后再進(jìn)行充砂和壓注濃泥漿，充砂時(shí)同步添加水分保證泥砂緊實(shí)，并配合漏斗與管路，以及通過(guò)3 個(gè)填料孔進(jìn)行填料。

本工程采用從地面引1 條輸送管道連接鋼套筒送料口的方式將砂料運(yùn)送至套筒內(nèi)，砂料直接從設(shè)置于地面的漏斗通過(guò)直徑26.67cm 的管道進(jìn)入套筒內(nèi)。在輸送砂料的過(guò)程中若出現(xiàn)輸送不通順時(shí)，可通過(guò)向輸送管道內(nèi)沖水，連帶把砂料沖進(jìn)去，在水進(jìn)入套筒內(nèi)并與砂料混合后，能使砂料更加密實(shí)。

2.5 鋼套筒壓力測(cè)試

對(duì)鋼套筒的壓力測(cè)試主要包括檢測(cè)滲漏和檢測(cè)位移，滲漏檢測(cè)主要工序是從加水孔處向鋼套筒內(nèi)加水。在加滿(mǎn)水后，對(duì)壓力進(jìn)行檢查，如果能夠達(dá)到300kPa，則停止加水，并保持鋼套筒壓力的穩(wěn)定。然后檢查各個(gè)連接部位是否有漏水的現(xiàn)象，包括鋼套筒環(huán)向與縱向連接位置、洞門(mén)連接板、反力架與鋼套筒的連接處；位移檢測(cè)的主要內(nèi)容是在試水、加壓測(cè)試前，將應(yīng)變片安裝在洞門(mén)環(huán)板與鋼套筒連接的部位，用千分計(jì)在鋼套筒表面進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.6 盾構(gòu)機(jī)到達(dá)掘進(jìn)

盾構(gòu)機(jī)到達(dá)掘進(jìn)環(huán)節(jié)主要可以分為3 個(gè)階段進(jìn)行：第1 階段是對(duì)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)里程保證實(shí)際測(cè)量，注意監(jiān)測(cè)地面沉降情況，對(duì)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行控制，確保盾構(gòu)井行進(jìn)路線與原定計(jì)劃路線保持一致，保證運(yùn)行狀態(tài)良好即可進(jìn)行洞門(mén)破除；第2 階段是在破除洞門(mén)后，需要先對(duì)鋼套筒進(jìn)行填充，然后推進(jìn)盾構(gòu)機(jī)，并在刀盤(pán)進(jìn)入加固體之后，立即進(jìn)行二次注漿，高頻次對(duì)鋼套筒進(jìn)行檢查；第3 階段是在盾尾密封完成后，出空倉(cāng)內(nèi)回填物，使鋼套筒內(nèi)剩余的漿液排出，再檢查進(jìn)行鋼套筒變形及漏漿情況。

3 盾構(gòu)機(jī)鋼套筒接收風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題解決方案

本次接收施工中存在一定的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，主要是裝置發(fā)生變形和接縫滲漏，結(jié)合預(yù)先風(fēng)險(xiǎn)預(yù)制機(jī)制順利解決，應(yīng)作為施工經(jīng)驗(yàn)，為隨后其他區(qū)間的接收工程提供必要的借鑒。

3.1 裝置變形問(wèn)題處理

鋼套筒與洞門(mén)預(yù)埋鋼環(huán)板連續(xù)處開(kāi)裂，造成鋼套筒嚴(yán)重變形，然后影響到反力架，使結(jié)構(gòu)受到破壞。對(duì)于洞門(mén)環(huán)板與鋼套筒處的嚴(yán)重變形，需要對(duì)變形量較大的位置馬上進(jìn)行補(bǔ)焊，同時(shí)加大鋼套筒與反力架之間的預(yù)加反力；對(duì)于鋼套筒筒體連接端面法蘭處出現(xiàn)嚴(yán)重變形，需要在變形位置補(bǔ)加肋板；對(duì)于反力架斜撐出現(xiàn)的位移及變形，需要及時(shí)分析發(fā)生的原因，可以通過(guò)增加斜撐的數(shù)量來(lái)應(yīng)對(duì)。裝置發(fā)生變形主要應(yīng)在安裝前對(duì)鋼套筒各組成部分進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)，確保各處構(gòu)件質(zhì)量、連接等符合要求，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)反力架等的受力驗(yàn)算，并對(duì)安裝完畢的鋼套筒進(jìn)行必要的壓力測(cè)試，增加監(jiān)測(cè)機(jī)制，確保在出現(xiàn)特殊變化時(shí)能夠及時(shí)的進(jìn)行處理。

3.2 接縫滲漏

若出現(xiàn)鋼套筒與洞門(mén)環(huán)板連續(xù)處、與管片搭接處，鋼套筒縱向、環(huán)向的接縫處出現(xiàn)泄漏，從而造成土艙內(nèi)沒(méi)有足夠的壓力，無(wú)法維持內(nèi)外壓力平衡，引起掌子面塌陷，對(duì)于此類(lèi)問(wèn)題主要是通過(guò)做好壓力測(cè)試檢測(cè)，在檢測(cè)全部合格后，才能讓盾構(gòu)機(jī)在鋼套筒內(nèi)接收。

3.3 建立完善的風(fēng)險(xiǎn)管理機(jī)制

除本次工程施工中出現(xiàn)的裝置變形問(wèn)題之外，還有包括高處墜落、隧道涌水涌砂等多種問(wèn)題，不僅影響工程進(jìn)度，也造成人員及財(cái)產(chǎn)損失，所以必須要建立完善的風(fēng)險(xiǎn)管理機(jī)制。（1）要嚴(yán)格進(jìn)行施工計(jì)劃，包括從準(zhǔn)備階段到工程結(jié)束，所有人員都要按照施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行施工，對(duì)于施工監(jiān)察管理方面要做好鋼套筒及盾構(gòu)機(jī)實(shí)時(shí)狀態(tài)的記錄，監(jiān)測(cè)頻率要保證，以便能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題；（2）建立預(yù)防—響應(yīng)—處理的一體化風(fēng)險(xiǎn)管控機(jī)制，如加強(qiáng)規(guī)范施工要求、提高作業(yè)設(shè)備維護(hù)等；響應(yīng)端要詳細(xì)區(qū)分應(yīng)急級(jí)別，對(duì)于單個(gè)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題必須采取相對(duì)應(yīng)的措施；處理端各項(xiàng)數(shù)據(jù)分析匯總以及更全面的風(fēng)險(xiǎn)處理方案，確保在問(wèn)題發(fā)生后及時(shí)分析發(fā)生原因并解決，提高風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)能力。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，結(jié)合實(shí)際地鐵盾構(gòu)鋼套筒接收技術(shù)應(yīng)用可知，增進(jìn)盾構(gòu)鋼套筒接收施工質(zhì)量不僅要保證各個(gè)環(huán)節(jié)施工要點(diǎn)的規(guī)范進(jìn)行，同時(shí)要尤為注意對(duì)構(gòu)件設(shè)備的事前檢查工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，才能保證盾構(gòu)機(jī)接收順利進(jìn)行。