盾構(gòu)鋼套筒接收和旋噴樁端頭加固施工技術(shù)

（中鐵十六局集團(tuán)地鐵工程有限公司，北京 100023）

1 工程概況

長(zhǎng)沙市地鐵1號(hào)線一期工程5標(biāo)段包括1站（侯家塘站）4區(qū)間（五一廣場(chǎng)站～黃興廣場(chǎng)站、黃興廣場(chǎng)站～南門(mén)口站、南門(mén)口站～侯家塘站、侯家塘站～南湖路站）。侯家塘站主體沿勞動(dòng)西路布置，緊臨賀龍?bào)w育館廣場(chǎng)，該站兩端為盾構(gòu)區(qū)間，主體選取明挖順作技術(shù)進(jìn)行建設(shè)施工。

2 旋噴樁加固施工方法

1）鉆機(jī)就位 選擇較為平整的施工場(chǎng)地，將所需設(shè)備運(yùn)至相應(yīng)位置，然后對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行水平方向的校正，保證鉆桿的軸線與鉆孔在同一垂直線上，原則上鉆孔位置不能偏離大于設(shè)計(jì)值50mm的范圍。

2）鉆孔 需將旋噴鉆桿按照設(shè)計(jì)深度向地下鉆進(jìn)，如果在鉆進(jìn)過(guò)程中遇到堅(jiān)硬的巖石或其他特殊地質(zhì)等特殊情況，需借助地質(zhì)鉆或者取芯機(jī)的作用實(shí)施引孔作業(yè)。

3）旋噴注漿 當(dāng)旋噴鉆桿鉆入到所需深度后，需根據(jù)相應(yīng)的配合比對(duì)漿液進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛Ｔ谛龂姇r(shí)，要注意自上而下，旋轉(zhuǎn)的同時(shí)也要緩緩提升旋噴管，并且及時(shí)記錄相關(guān)參數(shù)，提升至設(shè)計(jì)高度后停止該環(huán)節(jié)的作業(yè)。

4）沖洗機(jī)具 當(dāng)停止旋噴注漿后，還要對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行沖洗，確保管內(nèi)、設(shè)備內(nèi)沒(méi)有泥漿殘?jiān)Ｔ跊_洗時(shí)，要從下向上噴射，以保證將內(nèi)部的漿液沖洗干凈。

5）移動(dòng)機(jī)具 以上環(huán)節(jié)全部完成后，再將相關(guān)設(shè)備移至新位置，繼續(xù)進(jìn)行下一輪的旋噴注漿作業(yè)。

3 鋼套筒接收施工方法

3.1 安裝過(guò)渡環(huán)

將過(guò)渡環(huán)焊接到A板上，并且對(duì)圈內(nèi)焊縫進(jìn)行側(cè)點(diǎn)焊，而后貼上止水條進(jìn)一步增強(qiáng)其安全性。如果二者間仍有較明顯的孔隙，則要填充鋼板并確保連接處的牢固性。洞門(mén)環(huán)直徑為6 620mm，鋼套筒內(nèi)徑為6 500mm，由于二者直徑不同，因此在進(jìn)行安裝時(shí)，要對(duì)A環(huán)進(jìn)行仔細(xì)測(cè)量，確保二者的孔中心重合，避免存在過(guò)多誤差。

3.2 安裝鋼套筒下半圓和反力架

1）鋼套筒正式安裝前要確定盾體的中心，從而確定鋼套筒的相應(yīng)位置，確保將鋼套筒一次安裝到位，避免多次挪動(dòng)。

2）先將第一節(jié)鋼套筒的下半段進(jìn)行安裝，確保其中心與之前確定的盾體中心保持在同一垂直線上。

3）選取螺栓對(duì)二者進(jìn)行牢固連接。

4）反力架按照普通安裝方法進(jìn)行安裝。反力架在安裝時(shí)，要考慮始發(fā)井的直徑、鋼套筒長(zhǎng)度及洞門(mén)標(biāo)高等參數(shù)，確定相應(yīng)的水平位置和標(biāo)高。

5）反力架的上、下位置都均勻分布4根工字鋼，將其與中板和底板進(jìn)行加固頂緊，在兩側(cè)也有4根鋼管緊密固定在洞口墻體上。起到支撐作用的所有預(yù)埋件都要確保焊接的牢固性，尤其是要排除焊縫處可能存在的多種隱患。

3.3 安裝鋼套筒上半圓

在對(duì)鋼套筒進(jìn)行上半圓的安裝后，還要進(jìn)一步壓緊螺栓，仔細(xì)檢查每個(gè)連接處的完好性、固定性，尤其是上半圓與下半圓的結(jié)合處、各節(jié)之間的連接位置，杜絕脫開(kāi)的情況出現(xiàn)，要及時(shí)解決各種隱患。

3.4 預(yù)加反力

安裝完上半圓以后，還要按照相關(guān)要求對(duì)環(huán)梁的預(yù)壓千斤頂進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)要求每個(gè)千斤頂支撐的預(yù)壓力為30t，反力架總共所需的預(yù)加壓力在600t左右。在該環(huán)節(jié)，要對(duì)反力架的各個(gè)支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行反復(fù)檢查，避免出現(xiàn)松動(dòng)、不牢固的情況，還要檢查鋼套筒的連接螺栓，如果發(fā)現(xiàn)安全隱患立刻處理，如圖1所示。

圖1 預(yù)加反力螺栓調(diào)整

3.5 鋼套筒內(nèi)填料

由于鋼套筒與盾構(gòu)之間存在空隙，所以要進(jìn)行填砂處理。

1）填料過(guò)程 進(jìn)行填料時(shí)，需借助1條輸送管路，一般選取8寸的管路連接至鋼套筒上，另一端設(shè)置1個(gè)漏斗，以保障將砂料順利運(yùn)送至鋼套筒內(nèi)。在該過(guò)程中，需加入適量的水，讓砂料更加密實(shí)。

2）填料密實(shí) 為了確保填料的均勻密實(shí)性，需按規(guī)定分別對(duì)每個(gè)孔進(jìn)行填充以保障施工質(zhì)量。

3.6 鋼套筒壓力測(cè)試

1）滲漏檢測(cè) 利用加水孔向鋼套筒內(nèi)注水，利用鋼套筒上的壓力計(jì)觀察其壓力，當(dāng)壓力達(dá)到3Pa時(shí)，停止加水。在保持壓力穩(wěn)定的同時(shí)對(duì)各連接處進(jìn)行檢查，觀察有無(wú)漏水現(xiàn)象。

2）鋼套筒位移檢測(cè) 在盾構(gòu)區(qū)間施工過(guò)程中還需使用多種測(cè)量工具，這類(lèi)工具主要是測(cè)量鋼套筒是否發(fā)生超范圍的變形、環(huán)向縱向連接處是否存在位移偏差等情況。在施工過(guò)程中，會(huì)有專(zhuān)門(mén)的技術(shù)人員對(duì)其位移進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量與記錄。試水、加壓測(cè)試前，需分別在鋼套筒表面及其與洞門(mén)環(huán)板連接處安裝精度為0.01mm的百分表，量程在3～5mm的范圍內(nèi)。加壓測(cè)試時(shí)，安排專(zhuān)職人員記錄百分表的變化，不斷調(diào)整預(yù)應(yīng)力千斤頂，從而確保鋼套筒與洞門(mén)環(huán)板間的壓力始終為正值，以避免鋼套筒發(fā)生較大位移。

3.7 盾構(gòu)到達(dá)

1）盾構(gòu)機(jī)在進(jìn)行到達(dá)掘進(jìn)時(shí)需時(shí)刻關(guān)注刀盤(pán)掘進(jìn)素混凝土連續(xù)墻段、掘進(jìn)砂漿墻段、刀盤(pán)進(jìn)入鋼套筒段3個(gè)階段相關(guān)參數(shù)的動(dòng)態(tài)，進(jìn)行細(xì)化分析記錄。

2）盾構(gòu)機(jī)一旦完全進(jìn)入鋼套筒內(nèi)，需立即采用雙液漿對(duì)盾尾與洞門(mén)處進(jìn)行封堵，需注入的漿液應(yīng)是理論值的1.5～2倍，確保封堵效果滿(mǎn)足工程需要，還可在注漿完成后通過(guò)管片吊裝孔來(lái)檢查其封堵效果。另外，還需對(duì)洞門(mén)處10環(huán)內(nèi)的管片進(jìn)行補(bǔ)漿操作，以保證管片背部也有同樣的注漿效果。

3）在注漿基本凝固后，需打開(kāi)鋼套筒上預(yù)留的卸壓口，觀察是否存在水流涌出的現(xiàn)象。若沒(méi)有水流涌出，就慢慢降低土倉(cāng)壓力，待土壓完全釋放，再打開(kāi)土倉(cāng)門(mén)，若沒(méi)有水流涌出，則打開(kāi)填料孔檢查注漿效果。在沒(méi)有異常的情況下，將盾構(gòu)機(jī)吊出。

4）在拆解盾構(gòu)機(jī)前，先要將鋼套筒相關(guān)結(jié)構(gòu)完全拆卸。盾構(gòu)機(jī)的拆解與盾構(gòu)接收的流程一致，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)運(yùn)送至起吊井并與接收基座對(duì)接后，即可實(shí)施拆解和吊出作業(yè)。

5）左線盾構(gòu)機(jī)完成接收后，對(duì)鋼套筒進(jìn)行拆除，斷開(kāi)盾體的相關(guān)連接，并將其平移至右線的相應(yīng)位置進(jìn)行拆解吊出。再切斷臺(tái)車(chē)間的連接管線，先將連接橋吊出，然后將1#～5#的臺(tái)車(chē)分別吊出。

6）在盾構(gòu)到達(dá)接收端前，還要對(duì)鋼環(huán)的相關(guān)位置進(jìn)行仔細(xì)測(cè)量，計(jì)算出與設(shè)計(jì)值的偏差，并根據(jù)誤差來(lái)調(diào)整盾構(gòu)的掘進(jìn)方式，從而使其順利進(jìn)入鋼套筒內(nèi)。盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)時(shí)要密切關(guān)注盾構(gòu)的姿態(tài)，必要時(shí)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，確保盾構(gòu)順利完成。

4 施工質(zhì)量的對(duì)比

該項(xiàng)目左右線始發(fā)端的地質(zhì)條件較好，沒(méi)有特殊構(gòu)造，隧道埋深等因素也滿(mǎn)足旋噴樁加固技術(shù)，采用這一技術(shù)加固后，無(wú)論取芯檢測(cè)強(qiáng)度還是滲水系數(shù)都符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，滿(mǎn)足始發(fā)的相關(guān)要求，確保施工時(shí)，左右線始發(fā)都能實(shí)現(xiàn)安全無(wú)故障。

該項(xiàng)目左右線的接收端地質(zhì)條件相對(duì)特殊，如洞頂存在構(gòu)筑物、管線較多等。如果單純采用旋噴加固往往會(huì)導(dǎo)致固結(jié)體質(zhì)量不能滿(mǎn)足施工需求，施工中易出現(xiàn)鉆孔困難、冒漿等諸多問(wèn)題，在很大程度上降低工程的施工質(zhì)量。同時(shí)，旋噴樁加固技術(shù)最顯著的特點(diǎn)就是整體性，一旦有個(gè)別的樁位質(zhì)量得不到保證，就會(huì)影響到整個(gè)工程的質(zhì)量。因此，針對(duì)接收端的地質(zhì)特點(diǎn)及周?chē)膶?shí)際情況，選取了鋼套筒接收技術(shù)。現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)表明，該技術(shù)不但能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的質(zhì)量要求，而且沒(méi)有出現(xiàn)涌水、涌砂等事故。

5 工期及費(fèi)用對(duì)比

區(qū)間始發(fā)端，左右線采取旋噴樁技術(shù)的實(shí)際工期為65d，如果接收端也采取旋噴樁技術(shù)預(yù)計(jì)工期為90d。若選擇鋼筒套接收技術(shù)，安裝與拆卸共用時(shí)15d，會(huì)大大縮短地鐵盾構(gòu)施工的工期，并降低投資成本。同時(shí)，接收端用鋼套筒接收技術(shù)，鋼套筒能實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，與旋噴樁加固技術(shù)相比能節(jié)約成本約130萬(wàn)元，同時(shí)能獲取更多社會(huì)效益。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜特殊的情況下，在盾構(gòu)區(qū)間的始發(fā)與接收環(huán)節(jié)中，鋼套筒技術(shù)比傳統(tǒng)加固方法具有更明顯的優(yōu)勢(shì)。因此，這種方法值得被進(jìn)一步推廣，不僅能大大縮短建設(shè)工期，還可降低投資成本，安全性也能得到保障，同時(shí)可滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展的需要。