摘要：目前盾构利用钢套筒始发接收技术应用较为广泛，可有效降低因加固条件缺陷和不良地质条件引发的盾构进、出洞安全风险。但也在使用过程中出现较多问题，如掘进管理不严谨造成盾构机进入套筒困难，引起密闭装置变形；连接处漏水漏沙失去密封效果，拆除检测标准不明造成流水流砂。笔者就以实际应用工程背景为基础总结探讨分析，从施工问题及解决办法方面叙述，但工程背景有其特殊性，仅供参考和交流。
关键词：复合地层 盾构 钢套筒 密闭接收
1.到达段地质情况
应用工程背景：端头地质情况上软下硬，表现为“上砂下岩”，隧道范围及顶部均存在较厚的砂层，地下水水位埋深1米，在没加固的条件下必须采用有效措施替代地层加固，保证盾构顺利到达。
2.采用钢套筒密闭接收方案
该技术应用在广州市轨道交通九号线某标段，隧道掘进施工采用的是并联式泥水/土压双模式盾构机，由于地面环境受限、管线无法迁改不具备地层加固条件，改采用密闭接收装置接收盾构机。12月14日，开始切削连续墙，盾构机顺利进入到钢套筒里；经过注浆封堵稳定期后，当月25日，开始拆钢套筒并拆解盾构机，整个过程持续12天。
图2 密闭接收示意简图
3.施工问题及解决办法
在出洞段上存在砂下岩复合地层，盾构掘进推力相对较大，不易控制，容易造成密闭装置的变形、接缝的渗漏等。如何解决在这种复合地层密闭接收掘进姿态控制难、扭矩推力大等问题。本文将从这几点重点阐述采取的解决办法。
3.1解决盾体通过连续墙推力大的问题
在刀盘即将碰连续墙之前，速度提前减小到10mm/min，刀盘转速0.5r/min，降低推力以便均匀有效的切削地下连续墙。但推力仍保持16000kn-18000kn,远大于设计值＜8000kn的要求。
在排除了盾构姿态和管片选型的可能后，认为此时推力大的原因主要：一是切削岩层及连续墙时块石较多，堆积在刀盘前方，当大量块石堆积在钢套筒狭小的空间，无法及时排除或向周围挤排；二是盾体过墙体时，有清晰尖锐的声音，疑似有钢筋或岩石卡住盾体。
采取三种解决办法：
①半舱模式掘进，将渣土多出一点，用盾构机空压机保压及多注入泡沫，润滑刀盘与地下连续墙的接触面，从而降低扭矩和推力。
②推进一段时间后停机转管片拼装模式收缩千斤顶释放应力。（用时要少，千斤顶不可一下全收缩，中间应有间隔）
③速度3mm/min向前推进，以免速度过快造成部分墙体的倒塌对套筒造成损坏。
④到中盾进入钢套筒，推力主要是盾尾与连续墙的摩擦力，此时要在中盾和盾尾注入浓泥浆，减少对钢套筒和连续墙的摩擦，刀盘注入惰性浆，用浆液渣土挤压石块使土舱内滞留的石块进入螺旋机排出。
⑤采用同时伸四个方向的铰接至30mm，在推进的过程中缩铰接，用主动铰接调整姿态，防止与钢套筒摩擦造成的大推力。
3.2解决盾构在出洞前上软下硬地层掘进难控制的问题
上软下硬地层对盾构掘进和盾构姿态的控制都是难点。掘进过程中由于刀盘切削岩石，扭矩和推力都会有所加大，可以适当多打一点泡沫剂或泥浆，起到润滑和改良渣土的作用。条件允许时可以把超挖刀伸出来，增大刀盘切削直径，防止盾体过连续墙时被卡住。
3.4解决密闭装置的易变形的问题
一般钢套筒、反力架位于变形很小，但钢套筒与洞门预埋环板连续处是最容易出现开裂现象；变形值较大的为预埋A板与混凝土侧墙，导致有泥浆渗漏。
图3 接口变形
施工检查、分析认为：
（1）洞门预埋环板加固不牢，焊接不到位，在外力作用下脱落，影响密封。采用通过千斤顶调节对钢套筒施加预压力，使钢套筒顶紧洞门环板。
（2）施工时对钢套筒与洞门环板连接处和反力架进行监测，对钢套筒本体的连接处、筒体利用千分计观测：
① 如果出现钢套筒与洞门环板位置出现变形量超预警时，加大钢套筒与反力架之间的预加反力，或将洞门环板与钢套筒连接端面变形量稍大的地方进行补焊。
② 如果出现钢套筒本体连接端面法兰处出现变形量较大时，要立即采取加焊加强措施，在变形量较大处补加加强肋板；为保证更好的整体性采用10道钢丝绳拉结。
③ 如果反力架斜撑任何位置出现位移量过大时，要分析可能出现的原因，并增加斜撑的数量，同时在另一侧增加直撑的数量。
3.5解决接缝渗漏大的问题
钢套筒环向、纵向接缝，钢套筒与洞门环板连接处密封失效的话均会导致不良影响，无法维持需要的压力引起掌子面塌陷。主要应对的关键办法是压力测试进行渗漏检测，即耐压试验。这里简单叙述下测试过程：
分四级检测：0～1.0bar级加压时间控制在10min左右，停留检测时间10min；1.0～2.0bar级加压时间控制在15min左右，停留检测时间25min；2.0～2.5bar级加压时间控制在25min左右，停留检测时间45min；2.5～3.0bar级加压时间控制在45min左右，停留检测时间120min。
加压检测过程中一旦发现有漏水或焊缝脱焊情况，必须马上进行卸压，上紧螺栓或重新焊接。完成后再进行加压，直至压力稳定在3bar并未发现有漏点时方可确认钢套筒的密封性。
4.加强出洞段拼装质量控制的方法
管片螺栓及时复紧，提前10环在1、5、9、11点位用角钢烧焊拉结。切削连续墙前盾尾加强注浆，一来可以保证已脱盾尾管片的稳定性，二来可以阻挡部分后方来水，降低后期洞门封堵难度。
5.施工监测和拆盖检测方法
（1）监测项目主要有建筑物、管线、地表、钢套筒变形位移情况。钢套筒体系的变形采用千分计进行监测。
（2）揭盖前的检测方式
主要方法有：一是观察舱内压力，是否降为零，这是作为下面步骤的关键；二是打开钢套筒观察阀，是否有漏水漏浆；三是打开舱门，检查土舱内渗漏情况；四是分段切割过渡环，检查洞门渗漏情况。待以上确认无异常后，方可开始揭盖拆除。
图4 预留观察阀
6.小结
此次采用的密闭接收施工技术规避了风险，再次证明了盾构钢套筒接收技术具有较好的安全性、可靠性。钢套筒密闭接收施工，必须确保其整体的密封性、耐压性和抗变形，才能保证施工风险安全可控。通过综合措施的应用，可以使盾构接收过程完全密闭，以抵抗地下水土压力；解决在上砂下岩地层密闭接收掘进风险控制的问题。
参考文献：
陈珊东 盾构到达接收辅助装置的使用分析 隧道建设 2010年8月
李奕、钟志全 泥水盾构到达施工新技术 建筑机械化 2010（1）
论文作者:赖理春,李奕
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/23
标签：套筒论文; 盾构论文; 地层论文; 推力论文; 门环论文; 管片论文; 时间论文; 《防护工程》2019年第3期论文;