地鐵盾構鋼套筒接收技術分析

魏雪松

（中交機電工程局有限公司，北京100041）

1 工程概況

此次地鐵工程項目的盾構區間為福州地鐵西洋站至寧化站區間，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中細砂地層中，含水量較大，地下水埋深5.44m，受雨季影響較大，端頭地質條件較差，為保證盾構安全到達，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，在冷凍過程中可進行鋼套筒部分組裝，冷凍管拔完后3d之內要完成鋼套筒的全部組裝過程且要進行填料。鋼套筒主要由筒體、后端蓋、過渡連接板、反力架、進料口和注排漿管等部分組成，基于所使用盾構機基本參數保證筒體實際直徑與長度的合理性。

2 地鐵盾構鋼套筒接收技術要點

2.1 準備工作

安裝鋼套筒前需對洞門預埋鋼環進行檢查，如不滿足要求可進行植筋加固。為避免盾構機開始掘進時刀盤切削地連墻鋼筋，引起刀盤損壞，應先鑿除盾構洞門周圈的地連墻混凝土保護層，直至露出玻璃纖維筋，確保洞門范圍沒有鋼筋存在。在鑿除盾構洞門后，如果仍有鋼筋，應先對盾構掘進范圍的鋼筋進行割除，以保證盾構機能夠安全順利地始發。如發現鑿除混凝土保護層后存有鋼筋，則應對侵入洞門范圍的鋼筋進行割除，確保盾構始發的安全、順利。

2.2 鋼套筒的安裝

機具與人員到位之后可按照設計方案進行鋼套筒安裝，要按照既定順利逐步進行，以保證安裝工序合理。首先，進行主體部分的連接，確定基坑內的中心線，對鋼套筒實施定位，保證筒架和中心線保持一致，先進行下半部連接，隨后將上半部分第1 節鋼套筒放下，順利連接后再與過渡連接板對接，同此方法，逐一進行第2 節、第3 節鋼套筒的連接，并將各連接螺栓緊固。其次，進行后端蓋的連接，要先在地面上將冠球蓋與后蓋板對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，使洞門環板與過渡連接板結合，然后對中心線測量，確保無誤之后將過渡連接板與洞門環板焊接。同時，進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，應在基坑中提前定好位置，結合井口面和洞門中心的標高安裝；斜撐需要進行焊接，所以在完成之后要對焊接位置進行檢查，避免出現夾渣、虛焊等問題，保證支撐穩固。

2.3 鋼套筒的復檢

對鋼套筒的復檢中，主要有以下幾點：（1）檢查鋼套筒整體圓度，以免盾構機進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，尤其是對各部銜接處的橡膠墊要嚴格檢查質量，避免因為損壞漏洞等造成的漏漿泄壓情況發生；（3）對鋼套筒焊縫進行檢查，確保鋼套筒整體性；（4）對反力架各支撐連接、鋼套筒的連接螺栓進行檢查，確保連接緊密。雖然準備工作主要是以各項檢查為主，內容比較煩瑣，需嚴格進行，確保各項參數符合執行方案，避免因數據偏差造成的工程失誤問題。

2.4 填料

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

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送至套筒內，砂料直接從設置于地面的漏斗通過直徑26.67cm 的管道進入套筒內。在輸送砂料的過程中若出現輸送不通順時，可通過向輸送管道內沖水，連帶把砂料沖進去，在水進入套筒內并與砂料混合后，能使砂料更加密實。

2.5 鋼套筒壓力測試

對鋼套筒的壓力測試主要包括檢測滲漏和檢測位移，滲漏檢測主要工序是從加水孔處向鋼套筒內加水。在加滿水后，對壓力進行檢查，如果能夠達到300kPa，則停止加水，并保持鋼套筒壓力的穩定。然后檢查各個連接部位是否有漏水的現象，包括鋼套筒環向與縱向連接位置、洞門連接板、反力架與鋼套筒的連接處；位移檢測的主要內容是在試水、加壓測試前，將應變片安裝在洞門環板與鋼套筒連接的部位，用千分計在鋼套筒表面進行監測。

2.6 盾構機到達掘進

盾構機到達掘進環節主要可以分為3 個階段進行：第1 階段是對盾構機掘進里程保證實際測量，注意監測地面沉降情況，對盾構機掘進參數進行控制，確保盾構井行進路線與原定計劃路線保持一致，保證運行狀態良好即可進行洞門破除；第2 階段是在破除洞門后，需要先對鋼套筒進行填充，然后推進盾構機，并在刀盤進入加固體之后，立即進行二次注漿，高頻次對鋼套筒進行檢查；第3 階段是在盾尾密封完成后，出空倉內回填物，使鋼套筒內剩余的漿液排出，再檢查進行鋼套筒變形及漏漿情況。

3 盾構機鋼套筒接收風險問題解決方案

本次接收施工中存在一定的風險問題，主要是裝置發生變形和接縫滲漏，結合預先風險預制機制順利解決，應作為施工經驗，為隨后其他區間的接收工程提供必要的借鑒。

3.1 裝置變形問題處理

鋼套筒與洞門預埋鋼環板連續處開裂，造成鋼套筒嚴重變形，然后影響到反力架，使結構受到破壞。對于洞門環板與鋼套筒處的嚴重變形，需要對變形量較大的位置馬上進行補焊，同時加大鋼套筒與反力架之間的預加反力；對于鋼套筒筒體連接端面法蘭處出現嚴重變形，需要在變形位置補加肋板；對于反力架斜撐出現的位移及變形，需要及時分析發生的原因，可以通過增加斜撐的數量來應對。裝置發生變形主要應在安裝前對鋼套筒各組成部分進行詳細檢測，確保各處構件質量、連接等符合要求，同時應加強對反力架等的受力驗算，并對安裝完畢的鋼套筒進行必要的壓力測試，增加監測機制，確保在出現特殊變化時能夠及時的進行處理。

3.2 接縫滲漏

若出現鋼套筒與洞門環板連續處、與管片搭接處，鋼套筒縱向、環向的接縫處出現泄漏，從而造成土艙內沒有足夠的壓力，無法維持內外壓力平衡，引起掌子面塌陷，對于此類問題主要是通過做好壓力測試檢測，在檢測全部合格后，才能讓盾構機在鋼套筒內接收。

3.3 建立完善的風險管理機制

除本次工程施工中出現的裝置變形問題之外，還有包括高處墜落、隧道涌水涌砂等多種問題，不僅影響工程進度，也造成人員及財產損失，所以必須要建立完善的風險管理機制。（1）要嚴格進行施工計劃，包括從準備階段到工程結束，所有人員都要按照施工技術標準要求進行施工，對于施工監察管理方面要做好鋼套筒及盾構機實時狀態的記錄，監測頻率要保證，以便能夠及時發現可能出現的風險問題；（2）建立預防—響應—處理的一體化風險管控機制，如加強規范施工要求、提高作業設備維護等；響應端要詳細區分應急級別，對于單個風險問題必須采取相對應的措施；處理端各項數據分析匯總以及更全面的風險處理方案，確保在問題發生后及時分析發生原因并解決，提高風險應對能力。

4 結語

總之，結合實際地鐵盾構鋼套筒接收技術應用可知，增進盾構鋼套筒接收施工質量不僅要保證各個環節施工要點的規范進行，同時要尤為注意對構件設備的事前檢查工作，及時發現存在的問題，才能保證盾構機接收順利進行。