盾构施工-盾构机的接收

盾构施工-盾构机的接收

张也

中国铁建十二局二公司，山西太原030000

摘要：以色列特拉维夫红线轻轨项目东标段是由中铁十二局二公司施工，两台盾构机神奇女侠号和黑莉号均是德国海瑞克土压平衡盾构机，该项目的盾构区间有DepotPortal-EmHamoshavotStation、Chamber5/8-GehaJunction、GehaJunction-AharonovitzStation、AharonovitzStation-BenGurionStation，EM车站两台盾构机使用钢套筒接收，Geha黑莉号

使用双层橡胶帘布接收，BenGurion两台盾构机采用水中接收法接收。

关键词：盾构施工；盾构机；接收

一、钢套筒接收

EM车站接收端地下水水位位于隧道拱顶以下1.6-2.8m，隧道埋深约8.54m，接收端紧邻四号公路匝道，采用钢套筒接收；钢套筒由过渡环、筒体、后端盖三部分组成，其中通体由四块A块、三块B块、四块C块错缝组成。钢套筒模型如下图所示：

在盾构机到达接收位置之前在EM车站接收端打了一面厚度50cm的洞门密封墙，安装洞门钢环；清理场地并放样后安装钢套筒过渡环，过渡环长度60cm与洞门钢环焊接安装；安装筒体，筒体之间的连接均采用双密封槽M24，8.8级螺栓连接，先使用电动、气动扳手初步打紧后使用液压扳手进行加固以保证连接紧密，接缝处采用密封条+sika胶的形式实现密封；安装后端盖后安装反力架与两侧斜撑保证接收时钢套筒不会由于盾构机推力发生扭转变形，在后端盖上有20个油缸，安装后施加预应力给反力架，确保盾构机进入套筒时不会对洞门与套筒间的焊缝产生较大拉力，确保安全。

安装完成后要进行密封性能试验，充气试验：使用空压气对钢套筒充气检查是否漏气，如果漏气要在漏气处补打密封胶或者焊接；充水试验：从顶部下料口注水，注满后使用空压机加压，如无渗漏情况，检测合格。

钢套筒填充，填充共分三步：1底部铺设混凝土砖块，2从下料口处泵沙，分层填筑并注水保证密实，3灌筑砂浆，使用天泵泵送S8-M1.0砂浆直至与顶部两个下料口平齐，安装下料口盖子装好密封条打紧螺丝。

在筒体接缝处，后端盖和接收端墙上安装多个监测棱镜由测量人员实时监测，安排专人观察两侧泄压阀压力表读书，为方便观测在反力架处安装四个千分表来观察反力架的变形，并及时反馈给盾构机减小推力。

出现的问题和应对措施：盾构机顺利接收推进到位后，拆除顶部C块，后端盖，反力架和两侧斜撑，由于吊车故障以及另一台盾构准备始发决定暂时不拆除B块，直接空推过站，由于没有拆除B块且封洞门时注入了大量双液浆，在推进过程中钢套筒发生了移动，过渡环与洞门环的连接损坏无法过站。

盾构停止过站推进重新焊接固定两侧斜撑，在套筒前使用风枪钻了三排深度1m的孔并植入高强螺杆使用工字钢与钢套筒底座焊接，加固完成后盾构顺利过站钢套筒没有发生移动。

注意事项：安装时轴线需要对准，如果底板不平整可以铺垫钢板；接收时现场准备好堵漏应急物资与设备，为防止盾构机栽头进入钢套筒整体趋势应向上抬头，机头应高于设计轴线1~2cm；根据钢套筒上的压力表示数及时调整推力以免破坏密封，如出现压力过大要打开泄压阀进行泄压；出现渗漏状况应立即停机并及时补救；在监测时如有较大变形要加大监测频率并马上汇报项目部采取补救措施；等封洞门的双液浆凝固后，打开过渡环处的球阀观察是否漏水，情况稳定安全时可以拆除钢套筒。

二、橡胶帘布接收

Geha分叉段中板以下尚未开挖，接收端埋深8.5~8.7m，设计水位线位于隧道拱顶以上0.3~0.6m，降水并钻孔实测水位线位于隧道拱底约0.5m，由于没有进行端头加固，在接收墙外侧打了一堵厚度1.2m的B50混凝土连续墙采用折页式密封压板双层橡胶帘布接收，密封原理如图所示：

钢环由四部分组成逐块安装，测量打好点位以后安装钻孔钢板，考虑后续安装钢环空间狭小每块钢板接缝处补焊了一根0.5cm直径的钢筋，钢板上每3°一组孔钻孔深度50cm，钻孔完成使用空压机吹空后进行植筋，安装第一道橡胶帘布，安装钢环，安装第二道帘布，安装折页板与钢丝绳。钢环与接收墙使用M20、8.8级螺杆植筋后连接固定，四块钢环之间接缝、折页板与钢环均使用M20、8.8级螺栓连接；在每块钢环上有两个注浆接头使用球阀控制如有需要可以注浆、注油脂；钢环与地连墙之间的密封采用泡沫胶+玻璃胶密封，由于地连墙表面不平整，部分缝隙达到了10cm，采用焊接3mm钢板后浇筑砂浆再注泡沫胶和玻璃胶。

盾构机到达前要加强监控量测，地表以及接收端连续墙安装监测棱镜实时监测并及时反馈给盾构机，合理的调整掘进参数，适当降低推力与推进速度，刀盘进入连续墙后排空土仓中渣土，旋转刀盘磨墙出去而不是推墙出去，当刀盘破墙完成后需清理刀盘前面的渣土，两道帘布之间的渣土也要清理干净后继续推进，当盾体推出帘布时使用手拉葫芦拉紧钢丝绳使折页板压紧橡胶帘布，防止泥水和砂浆漏出，保证一直具有密封效果。

Geha盾构机顺利接收后使用拼装模式空推过站，盾构机在浇筑好的混凝土托架和预埋轨道上推进。

出现的问题和应对措施：接收时帘布与盾体间卡有玻璃纤维筋导致轻微漏浆，取出后顺利推出。

注意事项：接收钢环复核保证与盾构机轴线一致；到达前盾构机整体趋势应向上抬头，机头应高于设计轴线1~2cm保证盾构机顺利推上托架；盾尾推出后要拉紧折页板使橡胶帘布紧贴管片，以防止泥浆漏出；刀盘推出帘布时要多观察防止刀具损坏帘布；最后一环管片拼装完成后注双液浆封堵洞门，这个过程中要仔细观察洞门钢环的情况，有漏浆现象立即停止注浆并进行处理；安装最后几环管片时要保证注浆压力与注浆量，管片螺栓打紧，防止管片错台。

三、水中接收

Bengurion车站是红线轻轨东标段的终点站，两台盾构机要在这里接收、拆机。由于接收井外覆土深，车站外部地下水位较高、地下水压较高，虽然使用传统接收法成功接收过黑莉号，但在此情况下盾构接收风险无法有效避免，且一旦盾构出洞发生泥水喷涌等险情没有快速有效的方法进行解决，很有可能在短时间内引发灾难性事故，因此使用水中接收法接收。

为了避免地下水流入接收井和地层失稳塌陷，盾构贯通时需要保持掌子面压力，要在TBM到达接收井之前注水，水位比车站外部水位高0.5米，水位关系如图：

两台机器的接收采用双双层橡胶帘布钢环（与Geha相同）；

浇筑混凝土接收基座，由于采用水中接收，常规钢结构托架接收过程中无法肉眼观测盾构机与钢托架的位置关系，因此选用了对盾构姿态要求不高又可以在接收后转动刀盘保证使用推进模式中推进的混凝土基座。浇筑了一个6米宽、6.04米长、高度1.0米的混凝土接收基座，基座下部使用B30混凝土浇筑了一个斜导台以保证盾构机能顺利到达钢托架，上部使用B20混凝土浇筑，两层混凝土使用速凝剂分隔；

距离混凝土接收台0.2m安装接收钢托架，钢托架使用所有构件8.8级螺栓连接，端头使用HEB200工字钢固定到地连墙，保证钢托架不会前移；钢托架的轴线与盾构机出洞轴线一致，接收井铺设了2cm厚的钢板，钢板之间焊接成整体以便接收完成后平移盾构机，如图所示：

盾构机到达前使用陀螺仪测量轴线保证与设计轴线一致，接收时加强地表监测与水位监测。

上述工作完成后向接收井内注水等待盾构机破墙。

出现的问题以及应对措施：接收井底板标高与接收钢环不符，将钢环底部割除10cm后才能安装；混凝土托架的强度过高应使用更低标号的混凝土（以色列市场没有）；由于担心接收时盾构机在未上混凝土基座时栽头，混凝土基座加长了30cm，但加长后无法刀盘没有完全推出钢环无法转动，综合考虑后凿除了加长段55cm高混凝土。

结语

注水时要注入清水以便接收时观察渗漏情况；注水标高应高于地下水位标高；破墙前需要进仓检查刀具以保证顺利磨墙，避免大块墙体掉落损坏钢环密封；破墙时要注意推力，在切削混凝土基座时要注意刀盘转速与盾构姿态，防止盾体旋转；最后几环需要保证同步注浆压力与注浆量，管片螺栓打紧防止管片错台、渗漏；推进到位后需要打开二次注浆孔检查注浆合格后抽出井内的水；穿墙时需要观察井内水量，流失时向井内注水；最后一环管片拼装完成后抽出井中的水，观察钢环与管片之间是否漏水，如有渗漏进行二次注浆或注入聚氨酯；如果洞门钢环密封效果不理想可弃置盾尾作为永久结构密封。

参考文献

[1]姚福全,李华胜.盾构机到达洞门钢套筒接收测量方法探讨[J].居舍,2019(08):171.

[2]马超.土压平衡式盾构机铜套筒接收测量工作分析研究[J].石家庄铁道大学学报(自然科学版),2018,31(S1):160-163+167.

[3]彭显晓,张海波.复杂工况下的盾构机接收技术研究[J].天津建设科技,2018,28(04):72-74.