地铁盾构区钢套筒接收施工技术及应用

地铁盾构区钢套筒接收施工技术及应用

冯磊

杭州市地铁集团有限责任公司浙江杭州310000

摘要：在地铁盾构区间的隧道施工过程当中，始发和接收两个过程是属于整体工程当中的而关键部分，也是其中难度最大和风险最好的环节之一，集中体现在盾构接收的过程当中。在本文当中，利用对杭州地铁4号线所采用的钢套筒接收盾构技术，来对接收钢套筒的工艺、钢套筒接收盾构的步骤流程进行了分析。

关键词；地铁；盾构区；钢套筒；接收施工

在城市地铁工程的施工过程当中，盾构接收的过程是难度最大并且风险最高的环节，在施工条件以及外界环境的影响之下，盾构达到接收的过程当中经常会出现很多风险，比如漏水、涌砂等。在此种情况下，就需要选择合适的盾构接收方式来确保盾构出洞的安全系数。利用钢套筒复制工艺接收方案便应用而生，在达到施工工艺内容的同时，也提升了盾构达到风险控制的有效安全性能。

工程概况

在杭州地铁4号线当中，盾构机在近江站接收并且进行吊出，在吊出井所处的地区当中主要为中砂层，在该隧道的底部都为风化含砾砂岩，在隧道的顶部有大约4m的粗砂层覆盖，在距离接收井大约150m的地方设置有排洪渠。在该工程当中的加固方案当中，利用的是混凝土连续墙和双重管旋喷桩相结合的方式。在本工程当中的盾构机长度大约为9.8m，加固体大约有10m。

接收钢套筒的施工工艺

设计原理

在钢套筒接收盾构机的设计当中，主要是在盾构井内进行实施钢套筒结构，可以将盾构机身进行包围，并且可以在钢套筒的内部对隧道内部的正常开挖当中遇到的与土层压力进行模拟，从而在盾构对洞门进行破除的过程当中进行正常掘进压力的建立的同时，还可以将洞门环和钢套筒进行封闭的连接，从而有效方式出洞过程当中的水土进行通入，最终可以对盾构接收的安全提供保障，如图1所示

2、钢套筒结构

接收钢套筒，即为一端开口的钢结构，整体呈现出桶状的状态，钢套筒的结构可以分为筒体、后端盖、范丽佳以及加固支撑这4个部分共同组成。

在钢套筒结构当中的筒体部分，属于整体工艺当中的核心部分，筒体的长度就是到刀盘到盾尾的总长度，一般情况下如果盾构机的外径如果达到6300mm的话，区间的筒体长度为9900m，内径为65mm。在钢套筒筒体的整体部分当中，可以分为前、中、后三段，每一段就有3300mm，在筒体分割成的每段当中又由上下两个半圆共同组成。在筒体的外围都是由纵向或者环向的钢肋板共同组成的，以此来确保筒体本身的刚度可以达到要求的刚度。在上下两个半圆和两段筒体当中都会利用螺栓来进行连接的，为了保证其连接部位的密封性能，一般在连接的部分都会利用橡胶垫来进行加固。在筒体的底部需要进行钢托架的制作，从而来和上部的筒体利用焊接的方式进行连接。如图2所示

在后端盖的部分，是由冠球盖和平面环板共同组成的。冠球盖的钢板在外界的冲击力下逐渐成形，从而促使平面环板和冠球盖的外缘部分共同焊接成为一个整体。在平面环板和筒体之间主要利用螺栓进行有效连接，同样为了保证连接部位的密封性，在连接部分需要进行橡胶板的加装。

在反力架部分，都是由型钢焊接成型的，在安装的时候需要津贴这后盖平面板进行安装。值得注意的是冠球盖的部分和反力架是不允许直接接触的。在反力架和后面的车站当中都是由可靠的连接和顶紧的，因此在进行盾构接收之前，就需要对其进行预压，确定其中没有问题之后才可以进行正式的接收。

在筒体和洞门的连接部位，最重要的是需要保证连接部位的气密性，同时筒体本身的气密性也是很重要的一个因素。因此在进对筒体和洞门的连接方式进行设计的时候，不采用直接连接的方式，一般都利用中间的一个过渡连接钢板来进行有效连接。值得注意的是过渡连接板和洞门环板之间需要利用烧焊的方式进行连接，但是在和钢套筒进行连接的时候需要利用法兰瑞的方式进行螺栓的方式进行有效连接，以此来保证整体的气密性。

钢套筒接收盾构的步骤流程

在钢套筒接收盾构的流程当中，首先需要将底板进行清理，在清理干净之后就可以将第一个传力架进行下放，需要延伸到环的下部分当中就可以了，之后将其推到洞门口的位置处，之后在将一个传力架进行下放，并且需要延伸到第一个传力架的下部分当中，使其和第一个传力架进行连接，之后下放第三个传力架，同样也是下放到第二个传力架的下部，并且和第二个传力架的下部进行连接，然后就需要进行第四个传力架的下放了，和前面的步骤一样。值得注意的是，在下放的过程当中需要保持每个传力架的上下部之间的连接是良好的。之后就可以进行端板的安装了，在安装完毕之后需要对立柱进行安装以及对斜撑进行安装。在安装好顶紧钢套筒部件之后，需要对其中心位置进行调整，使其可以连接到延伸环和洞门的位置处，之后对连接处进行焊死，最后对套筒的四周进行加固和对底部进行固定。

当盾构停机在素墙处的时候，钢套筒在连接完毕之后除了需要对洞门进行凿除之外，还需要对外层的钢筋网片进行提前的凿除。之后在洞门的凿除工作就已经完成的，如果施工前降低较低的话，等级混凝土在回填套筒底部的时候需要和环板内保持一致，并且在套筒内进行盾构泥沙的回填之后，还需要对其密封性进行良好检验。

在盾构的掘进进行恢复之后，就可以进行双液浆环箍的施工了，并且随着盾构的逐渐向前推进，施工环箍也需要不断向前推进，在进入盾体之后就进入两人套筒的掘进阶段了。

在进入套筒的掘进阶段之后，首先需要对支撑进行安装，在安装之后需要对钢套筒和洞门环板之间的已经焊接完成的部位进行气密性的检查，之后就可以对筒体上部支撑进行安装了，在安装的过程当中需要再钢套筒的每边一共进行4道横向支撑的设置，并且将其顶在中板梁的上方。

在进行密封性检查的时候，由于在焊接的过程当中钢套筒的组成是由多块组成的，在每一块成块之间都进行了橡胶垫的安装，因此需要对橡胶垫的质量进行检查，以此来防止损坏的橡胶垫出现，从而影响漏浆泄压的现象出现。在对连接螺栓进行检查的时候，在使用之前就需要对螺栓的质量和数量进行检查，以此来保证各部分连接的强度，从而提升各部分之间连接的紧密型。

另外，在砂浆基座的安装过程当中，维尔特盾构和钢套筒之间是存在着260cm的缝隙的，因此需要在钢套筒的底部60°的范围之内进行25cm厚的C20砂浆基座的浇筑，以此来有效避免盾体发生栽头的风险。

在进行调料的时候，也就是向钢套筒的内部进行调料的过程，其中所填料的主要成为为泥沙的混合物，如果需要对土体的流动性进行增加的话，可以对土体本身进行改良。

综上所述，钢套筒接收盾构的施工流程为，首先需要对钢套筒进行制作，在制作完成之后就可以对钢套筒进行安装，之后需要对洞门进行破除施工，然后就可以在钢套筒内记性调料并且加压，之后对其密封性能进行检查，最后就需要利用盾构掘进的方式来进入到钢套筒内的内部当中。

结语：综上所述，利用盾构钢套筒接收方式来作为地铁盾构接收的新工艺，可以最大限度的确保隧道的全面贯通，在安全性、可靠性、高效性以及经济性方面都有相当大的保障。可以有效实现在深度高和水压大的条件下进行工作，并且盾构结构的整个过程完全密封的，在钢套筒内的填充料进行不断的优化，从而在很大程度上提升了钢套筒接收施工的速度，为地铁的安全运行提供了最大的保障。

参考文献：

[1]白洋,崔蓬勃,王庆磊等.地铁盾构区间钢套筒接收施工技术研究[J].四川水泥,2015,(11):235.

[2]朱英伟,李立志,马晓峰等.地铁盾构钢套筒接收技术[J].现代城市轨道交通,2015,(4):28-30.

[3]刘超.钢套筒接收技术在深圳地铁盾构施工中的应用[J].城市建筑,2015,(11):398-398.