盾構(gòu)短套筒始發(fā)技術(shù)概述［摘要］為保證地鐵工程盾構(gòu)始發(fā)和接收過程的安全性，一般會在始發(fā)或接收前對盾構(gòu)井洞門外土體進(jìn)行加固，確保土體加固達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，方可進(jìn)行盾構(gòu)始發(fā)和接收的施工。常規(guī)的端頭加固施工工藝具有施工工序多、施工工期長、費(fèi)用高、需占用地面場地等缺點(diǎn)，為克服以上問題，本文介紹了一種短套筒始發(fā)技術(shù)，可有效控制盾構(gòu)始發(fā)過程的施工風(fēng)險(xiǎn)。［關(guān)鍵詞］盾構(gòu)法；短套筒；始發(fā)目前，地鐵建設(shè)在我國各城市已出現(xiàn)井噴式發(fā)展，作為地鐵區(qū)間隧道首選施工工法無疑是盾構(gòu)法。地鐵隧道盾構(gòu)始發(fā)是盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)較大的一個環(huán)節(jié)，一般針對洞門外地層情況采取相應(yīng)的地層加固措施，常見的加固形式有攪拌樁加固、旋噴樁加固、注漿加固、冷凍法、長套筒等，這些加固措施多有施工工序繁瑣、工期較長、費(fèi)用較高、受地面條件限制等缺點(diǎn)。因此，工程中急需一種施工方便、工期短、費(fèi)用低、安全可靠的始發(fā)安全技術(shù)措施。本文為解決上述存在的問題，提供了一種施工工序簡單、工期短、費(fèi)用低的盾構(gòu)短套筒始發(fā)技術(shù)。1短套筒始發(fā)原理概述盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)前，在盾構(gòu)井洞門處安裝短套筒，短套筒與洞門鋼環(huán)連接，形成一段開口的桶狀鋼結(jié)構(gòu)。在盾構(gòu)始發(fā)過程中，利用固定在鋼套筒中的三道盾尾密封刷以及密封刷之間的油脂形成阻塞環(huán)，阻止洞門破除時水土滲漏到主體內(nèi)，從而使盾構(gòu)土倉內(nèi)的壓力能快速有效建立起來，維持掌子面壓力平衡，同時在盾尾密封刷前后各設(shè)一道簾布橡膠板以加強(qiáng)防滲漏效果，以保證盾構(gòu)安全始發(fā)。2短套筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以地鐵盾構(gòu)隧道常見的管片內(nèi)直徑5500mm、外直徑6200mm為例，按照洞門內(nèi)直徑為6.7m、盾構(gòu)機(jī)外徑6300mm左右，為加強(qiáng)盾尾刷密封性，短套筒內(nèi)直徑縮小為6500mm，短套筒與洞門連接處加強(qiáng)連接密封措施。考慮到施工誤差因素，可能出現(xiàn)盾構(gòu)中心與洞門中心不重合的情況，鋼套筒上與洞門預(yù)埋鋼環(huán)連接的螺栓孔調(diào)整為槽道。短套筒長度應(yīng)滿足始發(fā)時盾尾刷的距離要求，長度定為1.0m長。短套筒成品照片見圖1。圖1短套筒成品照片圖2盾尾密封刷大樣圖為保證鋼套筒安裝方便，鋼套筒設(shè)計(jì)為均分4部分組成，短套筒安裝前，在洞門鋼環(huán)一周粘貼橡膠密封墊。安裝時先安裝下部鋼套筒，套筒與洞門鋼環(huán)之間采用螺栓連接，其次安裝左右部分套筒，最后安裝上部套筒。套筒前部和尾部設(shè)置觀測孔兼注漿孔。（2） 盾尾密封刷常規(guī)盾尾密封刷為盾構(gòu)機(jī)與管片之間密封刷，長度一般為23cm，盾尾間隙最不利情況7cm；短套筒中的盾尾密封刷為套筒與盾構(gòu)機(jī)或管片之間密封刷。按照短套筒的內(nèi)直徑、盾構(gòu)機(jī)外徑、管片外徑，最大間隙為20cm，將密封刷長度調(diào)整為35cm，參見圖2。（3） 簾布橡膠板常規(guī)簾布橡膠板固定于端墻上，短套筒始發(fā)的簾布橡膠板固定于短套筒上，短套筒的半徑比洞門半徑小100mm，故將常規(guī)簾布橡膠板尺寸縮短約100mm。3盾構(gòu)通過短套筒過程示意盾構(gòu)始發(fā)前在洞門范圍內(nèi)外圈施作注漿孔，注漿管伸進(jìn)前方土體1m,洞門外圈范圍內(nèi)注雙液漿，用以減少刀盤進(jìn)入土體瞬間，減少前方水土坍塌。（1） 始發(fā)前：見圖3,盾尾密封刷及簾布橡膠板均密封住短套筒至盾構(gòu)機(jī)之間空隙，提前對密封刷之間空隙充填油脂。對盾構(gòu)機(jī)和混凝土之間的間隙充填水泥漿，減少地表沉降。（2） 盾尾過第一道密封刷：見圖4,第一道盾尾密封刷及簾布橡膠板密封住短套筒至管片之間空隙，第二三道盾尾密封刷密封住短套筒至盾構(gòu)機(jī)之間空隙。圖3短套筒裝置示意剖面圖圖4盾尾通過第一道密封刷示意剖面圖圖5盾尾通過第二道密封刷示意剖面圖圖6盾尾通過第三道密封刷示意剖面（3） 盾尾過第二道密封刷：見圖5,第一二道盾尾密封刷及簾布橡膠板密封住短套筒至管片之間空隙，第三道盾尾密封刷密封住短套筒至盾構(gòu)機(jī)之間空隙。（4） 盾尾過第三道密封刷：見圖6,盾尾密封刷及簾布橡膠板均密封住短套筒至管片之間空隙，待盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)一百環(huán)后，進(jìn)行洞門處管片注雙液漿封堵處理，拆除鋼套筒。4短套筒始發(fā)技術(shù)要點(diǎn)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙生產(chǎn)短套筒并運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后，應(yīng)進(jìn)行短套筒現(xiàn)場驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行組裝。組裝后復(fù)核套筒整圓度并確認(rèn)尺寸方可進(jìn)行吊裝。（2） 安裝短套筒1） 在開始安裝鋼套筒之前，首先在始發(fā)井確定出井口盾體中心線，也就是鋼套筒的安裝位置，使從地面上吊下來的鋼套筒力求一次性放到位，不用再左右移動。2） 吊下鋼套筒下半段，使鋼套筒的中心與事先確定好的井口盾體中心線重合，確保螺栓孔對位準(zhǔn)確，用高強(qiáng)螺栓連接緊固。3） 下半部分安裝完成后，按相同要求安裝上半部分。短套筒整環(huán)安裝完成后，對螺栓進(jìn)行檢查、調(diào)整并復(fù)緊。檢查各部連接處，對每一處連接安裝的地方進(jìn)行檢驗(yàn)，確保其連接的完好性，尤其是對于鋼套筒的上下半圓和節(jié)與節(jié)部分之間連接的檢查，若發(fā)現(xiàn)有隱患要及時處理。對筒體位置進(jìn)行復(fù)測。4） 對套筒外側(cè)一周和洞門鋼環(huán)的連接位置進(jìn)行滿焊。始發(fā)前必須對鋼套筒的焊縫進(jìn)行探傷檢驗(yàn)，對有焊傷的焊縫進(jìn)行補(bǔ)焊，直到滿足要求，確保套筒密閉性。5） 安裝負(fù)環(huán)、盾構(gòu)機(jī)刀盤推進(jìn)至洞門掌子面鋼套筒、反力架安裝完畢，盾構(gòu)機(jī)調(diào)試完成后，安裝負(fù)環(huán)、盾構(gòu)機(jī)向前推進(jìn)至刀盤面板貼近洞門掌子面但不切削掌子面。鋼套筒檢查，如果出現(xiàn)鋼套筒本體連接端面或者筒體本身出現(xiàn)變形量較大時，要立即采取加強(qiáng)措施，在變形量較大處補(bǔ)加加強(qiáng)肋板，加強(qiáng)肋板可利用現(xiàn)場鋼板制作。（3） 加壓試驗(yàn)盾構(gòu)始發(fā)前應(yīng)對短套筒進(jìn)行多次加壓試驗(yàn)，可進(jìn)行灌水或砂進(jìn)行測試，測試壓力應(yīng)不小于0.3Mpa，若在12小時內(nèi)，壓力保持在0.28Mpa上，則可滿足鋼套筒始發(fā)要求，如果小于0.28Mpa，找出泄露部位，檢查并修復(fù)其密封質(zhì)量，然后再次進(jìn)行試壓，直至滿足試壓要求。（4）洞門處理洞門切割范圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)采用玻璃纖維筋，筋材搭接應(yīng)布置在盾構(gòu)機(jī)刀盤外lm以上的范圍。為方便盾構(gòu)刀具切削洞門混凝土，可將始發(fā)范圍內(nèi)的混凝土強(qiáng)度等級調(diào)整為水下C30。洞口密封處采取注漿裝置進(jìn)行注漿填充，采用同步注漿及二次注漿進(jìn)行填充，二次注漿采用雙液漿，注漿壓力應(yīng)不超過0.3Mpa。（5） 始發(fā)端頭管片設(shè)計(jì)為確保始發(fā)端頭地層沉降變形控制在允許范圍值以內(nèi)，端頭10m左右范圍內(nèi)的管片應(yīng)增設(shè)注漿孔，在掘進(jìn)過程中加強(qiáng)同步注漿及二次注漿量。（6） 短套筒拆除當(dāng)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)至一百環(huán)位置時，打開觀察孔閥門，觀察有無出水，若有出水情況則注入雙液漿至觀察孔無出水為止。割除過渡環(huán)并焊接鋼板對洞門進(jìn)行封堵。洞門封堵完成后對鋼套筒進(jìn)行拆除，拆除時應(yīng)遵循先上后下、分塊拆除的原則。5結(jié)語采用短套筒始發(fā)可以保證地面沉降控制在允許范圍值以內(nèi)；短套筒可重復(fù)使用，相比于常規(guī)加固方案，采用短套筒始發(fā)技術(shù)從經(jīng)濟(jì)上可以節(jié)省約一半以上費(fèi)用；相比于常規(guī)加固方案，短套筒解決了洞門環(huán)梁施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)，提高了工程安全可靠性；短套筒的加工生產(chǎn)周期較短，拼裝工藝簡單。綜上，采用短套筒始發(fā)技術(shù)，可以有效解決常規(guī)端頭加固的施工工序多、工期長、費(fèi)用高、受地面條件限制等缺點(diǎn)，并且能有效保證始發(fā)過程的安全，建議可根據(jù)始發(fā)地層條件，考慮采用短套筒始發(fā)技術(shù)，以節(jié)省工期、節(jié)約成本。參考文獻(xiàn)安宏斌，懷平生，白曉嶺，等.特拉維夫富水砂層盾構(gòu)短套筒始發(fā)技術(shù)研究[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2019（12）：42-46.郭清華.采用鋼套筒進(jìn)行盾構(gòu)始發(fā)的關(guān)鍵施工技術(shù)[J].建筑機(jī)械化，2015(10)：64-66.文濤.南寧地鐵