新型盾构到达接收装置及工法推介

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1、新型盾构到达接收装置及工法推介2009年6月18日一、使用背景本装置首次使用于广州市轨道交通二、八号线延长线工程盾构3标段【南浦站~洛溪站盾构区间】洛溪站南端头到达接收盾构机用，洛溪站南到达端头隧道洞身范围主要地层为<3-1>粉细砂层、<7>强风化泥质粉质岩、<8>中风化泥质粉质岩地层，隧道拱顶部位覆盖<3-1>粉细砂层、<3-2>中粗砂层很厚，拱顶部覆盖层稳定性差，必须进行端头加固。原设计方案对该端头采用水泥土搅拌桩、旋喷桩和地面注浆进行加固。后经盾构研究所组织专家对设计方案重新审查，决定增加加固范围，并紧贴车站围护结构连续墙加设一道素混凝土连续墙。原加固方案实施过程中存在如下问题：(1

2、)通过对加固范围地下管线的探测，发现原加固方案范围内有地下管线，但管线迁改十分困难；(2)当时车站施工单位正在进行洛溪站结构施工，工期紧张，场地移交滞后，影响加固方案的施工；(3)如按原方案施工，则需要增加施工场地，而洛溪站施工范围周边均是商住楼房，场地增加征地不太现实。(4)加固深度太深，从地面采用搅拌桩和旋喷桩加固施工质量难以保证，漏水、涌砂等风险不能完全消除。我司经过深入研究，决定采用一种新的盾构到达工法，即地面加固（一道素混凝土连续墙）+接收钢套筒的工法。工法简图如图1所示。图1钢套筒用作盾构接收时总体安装使用示意图二、钢套筒简介如图1所示，钢套筒主体部分，总长9600mm，直径（

3、内径）6500mm，外径6840mm。共分成三段，每段3200mm，每段又分为上下两个半圆。筒体采用钢板卷制而成。每段筒体的外周焊接纵、环向筋板以保证筒体刚度，纵向筋板与环向筋板形成的块状分隔形状。如照片1和2所示。每段筒体的端头和上下两半圆接合面均焊接圆法兰，筒体纵向及上下均采用法兰连接，用高强度螺栓连接紧固。另外，每节钢套筒分别于顶部设置4个起吊用吊耳，1个直径600mm的加料口，底部设置3个3寸的排浆管，2组顶推托轮组。照片1钢套筒筒体下半块图片排浆口顶推托轮组托架照片2钢套筒筒体上半块图片吊耳填料口在筒体底部制作托架，见照片1所示，托架分三块制作，均与筒体底部焊接固定一体。托架与下

4、部筒体焊接连成一体，焊接时托架板先与筒体焊接，再焊接横向筋板，焊接底板和工字钢。托架组装完成后，工字钢底边与车站底板预埋件焊接，托架须用型钢与车站侧墙顶紧。后盖板由椭球盖和平面环板组成，椭球盖采用厚钢板冲压加工制作，平面环板采用钢结构组焊而成，后盖板边缘设置法兰，与钢套筒端头法兰采用高强度螺栓连接紧固，内侧与椭圆封板的外侧采用高强度螺栓连接紧固，后盖平面环板与椭球盖外缘内外焊接成整体。如图2所示。图2钢套筒后端盖连接示意图意图照片3钢套筒后端盖图片后端盖反力架是用于给钢套筒整体提供反力的装置，反力架紧贴后盖平面板安装，冠球部分不与反力架接触。反力架是一“井”字结构型式，“井”字框架采用50

5、0mm的工字钢组焊而成，中间间隔增加钢板筋板。反力架采用左右分半的型式，中间用高强度螺栓连接紧固。反力架及端面连接如图3所示。反力架与后盖板相邻的一侧，设置加力顶杆，顶杆采用单独加工制作，顶杆与顶杆撑托配套加工制作，撑托底部是平面，与后盖板的平面相接触，增大了接触面积，而且撑托内部与顶杆可以相对活动，撑托主要用于防止顶杆顶推过程中受力不均匀的情况。反力架与后盖板的关系图如图4所示。图3反力架加工示意图图4反力架与后端盖板的关系示意图盾构机在进入钢套筒内之后，由于盾构机的外径与筒体内径单边只有125mm，如果姿态控制不好，在盾构机出洞脱离车站结构的过程中出现因为重心脱离主体结构，而钢套筒内部

6、又无支撑的情况下，可能导致盾构机栽头的情况发生。而一旦栽头，刀盘的转动会对筒体造成较大的伤害，所以在重心未脱离结构之前必须对盾体进行支撑。并随着掘进的继续，要能够跟随盾构机主体的重心形成连续的支撑作用，方可确保盾构机在钢套筒内的掘进安全。为此，在钢套筒内设定几组顶推盾体用的托轮，能够伸缩，采用间隔布置的方式，在刀盘未到达此位置时处于最低位置，减少刀盘碰到的机会。当刀盘通过此位置后，即立刻将托轮顶起。如图5所示。图5钢套筒底部托轮组安装示意图洞门环板是预埋在车站主体结构上，通过已经焊接好的锚固钢筋与主体结构钢筋相连。钢套筒后端连接法兰与过渡连接板通过螺栓连接，然后将过渡连接板与洞门环板进行焊

7、接。如图6所示。图6钢套筒与洞门环板连接示意图反力架的支撑：反力架上下位均布4根10寸钢管与洞口墙体顶紧，其中能够支撑在侧墙的一侧均布三根10寸钢管与结构侧墙顶紧，另一侧用两根直径500mm钢管做斜支撑。反力架斜撑安装好以后，需进行压紧螺栓的调整。安装好反力架后，分别上紧每个压紧螺栓，上紧时要对角上紧，保证后盖的均匀受力。每颗螺栓的压紧力要平均，上紧后用锁紧螺母锁住，这样能保证钢套筒在有水压时洞门环板处连接螺栓不受力。上