摘要：在地铁工程盾构法区间隧道施工中，始发和接收过程是整个工程中的关键工序，也是难度最大、风险最高的环节，尤其是盾构接收过程尤为明显。当到达端头地层条件较差时，对于盾构到达的安全措施，传统工艺主要采用端头加固处理，还有水中到达法、深井到达法、冻结法等。由于以上工法均要求对洞门端头进行各种施工，而且加固质量难以保证，仍存在较大风险。在此背景下，某地铁区间盾构法隧道施工遇到的特殊工程地质条件，采用钢套筒辅助工艺接收方案比选解决了施工难题，确保了盾构到达安全，不仅丰富了传统到达施工工艺的内容，更提高了盾构到达风险控制的安全性，有效将盾构到达风险降至可控范围。
关键词：地铁盾构；钢套筒；接收
1、施工关键技术操作要点
盾构密闭钢套筒接收辅助工法由于增设了接收钢套筒，使得盾构到达施工工序相对正常到达也相应复杂，施工过程中关键技术操作要点包括：①到达洞门凿除；②钢套筒的制作安装；③洞门结构的加强措施；④接收钢套筒的填料及检验；⑤盾构机掘进穿越地下连续墙及进入钢套筒施工；⑥盾构到达后钢套筒拆解的安全保障措施。
1.1到达端头洞门凿除及注意事项
在洞门破除作业过程中需要注意以下几个方面：1、检查洞门预埋环板的安装位置是否准确，是否牢固；2、洞门破除前检查施工操作平台是否搭设牢固，有无安全防护措施；3、洞门破除必须分层分块从上到下进行凿除，严禁从下到上进行破除；4、破除完成后检查洞门是否破除干净，特别注意车站围护结构的钢筋必须割除干净，避免由于遗留车站围护结构钢筋导致盾构机在出洞过程中发生堵管、卡刀盘、刀具损坏等情况的发生。
1.2洞门结构的加强措施
安装钢套筒过渡环前先检查洞门预埋环板的完好性与牢固性，预埋环板与混凝土端墙混凝土的密实性，确保无空洞。连接过渡环与洞门预埋钢环，采取螺栓和焊接相结合的连接方式，对因操作空间限制的部位和受力较大的底部采用焊接方式加强，过渡环与预埋A板外侧及内测除采用螺栓连接外，在接缝处在内外均采用电焊焊接进行满焊确保其密闭及牢固性。
1.3接收钢套筒的填料及检验
盾构机密闭钢套筒辅助接收工法拟在模拟泥水盾构机在砂卵石地层中掘进，并在钢套筒内完成到达环管片的拼装。接收钢套筒填料及检验工序作为确保接收工作安全顺利完成的重要保证，一方面增强泥水盾构施工的整体保压性能；另一方面加大盾构机进入钢套筒掘进过程中底部地基的承载力，避免盾构机在钢套筒内“栽头”导致盾体与接收钢套筒内壁接触。在钢套筒回填过程中间断性的向钢套筒内加如适量的水，保证砂卵石的密实及加大其的扩散性，避免出现空洞区域。填料完成后需对钢套筒进行渗漏、加压和位移检测，确保钢套筒的密闭性和整体结构稳定性。
①需根据本工程的盾构工法类型及地层特点选择适宜的回填料，填料应以密实度高且盾构机环流系统外运处理的物料为主（与掘进地层相似的回填料）；
②填料饱满后，应根据工程隧道的埋深、周边环境、地质条件制定并选择合理的检验参数，本工程钢套筒加压检测采取的是逐级加压以及停时保压的方法，在加压过程中一旦发现有漏水或漏气情况出现，必须马上停止加压，并将压力卸至常压，对出现的问题及时进行处理，确保钢套筒的密闭性；
1.4盾构机掘进穿越地下连续墙及进入钢套筒施工
⑴盾构机到达前，通过实际测量计算出盾构刀盘碰端头加固连续墙的里程。盾构机在到达此里程即进入到达掘进状态，以每天两次的频率监测地面的沉降情况，并根据监测数据，采取补浆等措施。
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⑵碰壁前推进设置：在盾构机碰壁之前，开始注意盾构机掘进参数的选择，防止纠偏过急以及通过正确的管片选型，保证盾构机碰壁时良好的盾构姿态。在即将碰壁前，速度提前一环减小到小于10mm/min，推力<12000KN；到碰壁前50cm时，速度减小到5mm/min；推力减小到10000KN以下；刀盘转速〈1.5～2rad/min；环流流量控制在500～600m3/h之间，以便顺利带出渣土。
⑶出洞推进设置：①参数设置：推速<10mm/min；推力<10000KN；刀盘转速〈1.0～1.5rpm；②出洞时姿态控制：为了防止出洞时盾构机载头，盾构机机头始终高于轴线2～3cm，呈略抬头向上姿势。
⑷进钢套筒掘进参数设置
①参数设置：推速<5mm/min；推力<8000KN；在钢套筒内掘进以管片拼装模式掘进，先利用环流对土仓进行清洗，再提高拼装模式的推力。
②进套筒时姿态控制：以实际测量的钢套筒安装中心线为准控制盾构机姿态，要求中心线偏差控制在±2cm之内。
⑸当盾构推进至洞门破除洞门处的砼时，由于钢套筒内已经回填密实的砂土和圆砾石，并加压至1.5bar左右，在刀盘破除洞门砼时，依靠钢套筒背压，完全能够将砼挤碎，在推进此段时，严格控制推进速度2mm/min，提高刀盘转速至1.3r/min，将切削下来的玻璃纤维筋长度控制在30cm以内，这样不会对掘进造成较大影响。
⑹注浆封堵：在盾体出洞，盾尾通过洞口过程中，每环均补充双液注浆，提高施做止水环的效果，在盾尾通过洞门连续墙后，要在盾尾部位的管片注双液浆，直至不漏为止。
⑺盾构机筒体推到位置并完成盾尾密封后，在刀盘不转的情况下，开环流清洗土仓。然后逐步泄压，并通过环流将钢套筒土仓中的浆液抽走。
⑻安全检查：在盾尾双液浆凝固后，打开钢套筒底部的排浆管，排出剩余的浆液，观测排浆管流浆情况。若最后没有浆液或清水流出了，说明洞门注浆封堵效果良好，可以拆除钢套筒，若一直有浆液或清水流出，说明洞门封堵效果不佳，重新进行注浆封堵。
2、工程实例
某地铁盾构区间，22#盾构吊出，左线全长1432m，右线全长1420m，两条单线隧道并行，呈东西走向。隧道顶部覆土厚度6.8～19.8m，采用土压平衡盾构法施工，线路最小曲线半径650m，最大纵坡约2.6%，线间距11.7～34.7m，盾构接收施工采用钢套筒平衡接收法。
接收过渡环是连接洞门钢环板和钢套筒的中间环，钢套筒与洞门环板及过渡环之间均采用高强螺栓连接。由测量人员在基坑内确定出盾构接收时的盾体中心线，即钢套筒安装抽线，使从地面吊下的钢套筒尽量一次到位，不需再左右移动，吊装的钢套筒中心与事先确定好的接收端盾体中心线重合。钢套筒内填料下部13为中粗砂，其余为惰性浆液（粉煤灰+泥浆+砂），因盾构到达时根据填料情况需旋转刀盘，对周边填料产生一定扰动，盾构对位较困难，因而底部填入中粗砂，用其承载盾构机自重且提供一定摩擦力，在无强度情况下能够保证盾构正常掘进；顶部惰性浆液的填充实质是提前为土压盾构进行渣土改良，防喷涌的同时也能确保填料的流动性，砂和惰性浆液还有利于盾构机进入钢套筒后姿态调整。为保证靠近洞门区域管片与钢套筒之间的密封效果，在盾构机刀盘贴近围护结构后，在盾构拼装当前环后方第5环进行二次注浆，并随盾构掘进情况跟进至洞门处最后一环位置。同时，由于盾构机上部地质主要为粉细砂、中粗砂等松散地层，因此地面采用后退式注浆方式对上部软弱地质及围护结构背后土体进行地表预加固。洞内二次注浆注浆材料采用双液浆，胶凝时间控制在45s左右，地表注浆浆液除双液浆成分外均添加膨润土。
参考文献
[1]白洋，盾构隧道穿越建(构)筑物施工方案研究[J].居业，2015，(7).
[2]马金珠等，合肥地铁一号线望湖城站盾构始发施工应急技术研究[J].建筑工程技术与设计，2016，(7).
论文作者:阳紫东
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/5/25
标签：盾构论文; 套筒论文; 浆液论文; 管片论文; 填料论文; 推力论文; 过程中论文; 《基层建设》2018年第7期论文;