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1、 钢套筒技术在盾构隧道冷冻加固端头接收中的应用 摘要：本文结合工程实例，简要分析了盾构机钢套筒接收在淤泥夹砂地层中的具体应用，并详细分析在接收端采用冷冻法进行端头加固时钢套筒接收技术的运用，以供参考。关键词：地铁隧道；盾构接收；钢套筒；冷冻法在整个盾构隧道施工架构当中，盾构接收属高风险事件，尤其是在富水地层、软弱地层当中。现阶段，在富水地层与软弱地层当中，地面措施是比较常用且有效的端头加固措施，比如地面降水、地面旋喷桩加固等。针对地面交通疏解难度大、管线复杂的地区，有着比较大的地面施工难度，加固效果不理想，对此，可采取冻结法加固、水平旋喷桩加固等。本文以福州地铁二号线西洋站宁化站区间盾构接收为
2、研究背景，对钢套筒技术运用在冷冻法加固地层进行盾构接收进行研究，可为类似工程提供借鉴。1、工程概况宁化站位于工业路与白马路交叉口，紧邻三迪商厦与红旗大饭店，端头加固采用冷冻法加固，冷冻加固的上方为白马河。接收段隧道顶覆土17m,接收段地层主要处在淤泥夹沙地层中，隧道上部主要处于淤泥质中细砂地层中，含水量较大，地下水埋深5.44m。区间右线于2017年10月份开始冷冻至今，采用垂直冻结法。由于设计的变更在车站施工之后，所以洞门仍是地连墙形式，接收时需凿除1.2m厚地连墙。冷冻加固起到的作用就是保护洞门凿除时掌子面的稳定，改善接收环境，此处洞门凿除时风险较高。盾构接收处所处围岩土层主要为：淤泥夹砂
3、,和淤泥质中细砂。为了防止基坑降水对冻结影响，在计划冻结加固区域施工钻孔4个，进行了地下水流速及流向的测定，报告显示，总体上地下水向东方向流动，流动方位变化范围为70131，最大水流速为1.05m/d。2、端头冷冻加固接收施工由于宁化站接收采用的是钢套筒接收，冷冻体起到的是钢套筒安装后洞门凿除时洞门掌子面稳定的作用。本区间在洞门凿除前先进行钢套筒的安装作业，然后进行洞门的凿除作业，随后进行冷冻管的拔除及钢套筒的填料试压作业。解冻及融沉注浆时间可视冷冻情况、盾构机掘进进度情况适当调整。3、接收钢套筒组成及试压（1）筒体。其在整个工艺中，为其核心环节，刀盘至盾尾之间的长度即为其长度，针对盾构机而言
4、，该区间选用的筒体内径为6800mm，长度为12374mm。对于钢套筒筒体而言，可将其划分为三段，即前、中、后段，上盖在弧长方向分成3件。各段又可划分成两个半圆。另外，针对筒体的外周来讲，需要对纵、环向钢肋板进行均匀焊接，借此提高筒体刚度。（2）后端盖由冠球盖和平面环板组成，冠球盖和平面环板材料用30mm钢板。后盖边缘法兰与钢套筒端头法兰采用螺栓连接，后盖平面环板与冠球盖外缘内外焊接成整体。（3）反力架。钢套筒接收反力架紧贴钢套筒后端盖平面环板安装，冠球部分不与反力架接触。反力架上下位均布4根10寸钢管与车站墙体顶紧，两侧用二根直径500mm钢管斜支撑（由于没有墙体承力)。反力架定好位置后，先
5、用千斤顶施加预应力，消除洞门到后盖板的安装间隙。（4）筒体与洞门的连接。在原洞门环板预埋板的基础上，钢套筒与洞门环板之间设一过渡连接板（厚度为24mm），洞门环板与过渡连接板采用烧焊连接，钢套筒的法兰端与过渡连接板采用螺栓连接。假若过渡连接板长度够，则依据现场的实际情况调整钢套筒的安装位置长度，通过另外增加一个临时钢套筒调整。（5）进料口和注排浆管。每段筒体中部右上角设置进料口，在每段钢套筒底部预留三个3寸带球阀注排浆管，共9个等间距布置，一旦盾构机有栽头趋势头，即可在下部注浆回顶。使用前必须对钢套筒进行检查，检查内容包含钢套筒圆度、钢套筒的密封性、钢套筒焊缝。当检查完毕后，向钢套筒内填料，钢
6、套筒底部先铺2025cm厚的瓜米石或碎石（增加底部填料层承载力，降低盾构机钢套筒内栽头风险），再填充砂，最后压注浓泥浆。向钢套筒内填充泥砂时，在填充的过程中适当加水，保证砂的密实。从三个填料孔分别进行填料，直至填满，然后注浓泥浆至完全充满钢套筒。从加水孔向钢套筒内加水，至加满水后，检查压力，如果压力能够达到3bar。则停止加水，并维持压力稳定，对各个连接部分进行检查，包括洞门连接板、钢套筒环向与纵向连接位置、钢套筒与反力架的连接处有无漏水。4、盾构接收洞门凿除作为整个钢套筒接收中最关键的部分，其风险也是最大的同时作业环境恶劣也是本作业过程中的一大难点。在整个作业过程中，需要制定详细的作业指导书
7、来指导整个作业过程包括凿除顺序、作业通风以及应急安全事项。、洞门凿除流程：冷冻管改装增设通风扇工作平台搭建冷冻管保护洞门凿除洞门范围内冻结管的拔除。盾构机完全进入钢套筒，注浆凝固，管片拉结施工完毕后，检查确保安全的条件下，分别拆解接收钢套筒和盾构机，并吊出转场。拆解吊出顺序如下：反力架（割除后支撑）钢套筒后端盖钢套筒上半圆部分盾构机拆解吊出钢套筒下三块吊出台车吊出。5、接收关键技术（1）对钢套筒进行安装定位。因钢套筒内直径与盾构刀盘相比，直径大200mm，因此，在定位钢套筒时，需对其底部高程加以控制，并且还要控制其中心线位置，使筒体中心线能够完全重合于隧道中心线。（2）钢套筒气密性。当组装好钢
8、套筒之后，需向筒体内进行加气，对其密封性进行检查，如果不达标，那么需要将漏气的地方找出来，实施修复。而在钢套筒内，其压力可进行计算，即2倍土压力，在加气12小时后，气压维持在90%时，证明合格。（3）盾构机到达掘进控制。当盾构已经到达之后，需选择合适位置，检查盾构机，更换刀具，是其处于最合适状态。另外，在到达前30环，复核盾构机姿态，保证其能够沿着设计轴线准确进洞。6、结语综上，本文围绕工程实例，探讨钢套筒接收工艺在冷冻加固接收端头的应用，盾构机安全接收。针对此工艺来讲，地层、地面条件不会对其造成影响，且还能节约洞外加固方面的费用支出。尽管钢套筒有着比较高的精度要求，但其安全性突出，且可循环利用，另外，伴随其工艺的日渐成熟，其造价也会不断降低，因而有着较好的应用价值。参考文献：1陈潋. 浅析钢套管技术在地铁盾构接收过程中的应用J. 江西建材,2018, 000(14):140,145.2韩凤江. 浅谈在运营地铁车站采用钢套筒接收盾构机技术J. 科技创新与应用, 2017, 000(34):1-3.3梁新权, 傅鹤林, 蒋华春, 等. 盾构到达钢套筒辅助接收施工技术研究J. 公路与汽运, 2018, 000(2):165-169.-全文完-
