广州地铁南浦站～洛溪站区间盾构到达端头地质情况差，存在盾构到达端头加固范围管线拆改困难、加固质量难以保证等问题。施工中，首次制造并使用了盾构到达密闭接收装置技术，该装置主要基于平衡到达理念，制造一个直径和长度比盾构略大的密闭钢筒状结构与硐门密闭连接，通过在结构内灌入填充物2台达到与土层平衡的压力，模拟盾构在土体中的掘进，使盾构直接通过硐门，安全进入接收装置。该技术保证了2台盾构成功接收，具有适用性广、加固简单、工期短、安全可控等优点。 ［关键词］广州地铁;盾构;密闭接收装置;端头加固         目前，各大城市都在大力发展轨道交通工程，盾构施工到达出现的问题也有增多的趋势，出现了各种险情，比如喷水、涌砂、地面坍塌、隧道下陷等事故，如何确保盾构顺利、安全地进入到达井一直是业界关注的重点。对于盾构到达的安全措施，传统工艺主要采用端头加固处理，也有采用冷冻法、水中到达等方式，采用盾构到达密闭接收装置技术为国内外首次，该创新为盾构到达提供了一个新的技术和思路。 1、工程概况       广州地铁南浦站～洛溪站区间到达端头地质情况较差，隧道洞身范围主要地层为③1粉细砂、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③1粉细砂、③2中粗砂，砂层很厚，覆盖层稳定性差，而且邻近三支香水道，地层透水性强，水源充足，端头必须进行处理。按传统加固工艺施工到达端头存在以下问题:①加固范围管线迁改困难;②端头加固场地移交滞后，不能保证工期;③周边均是商住楼房，加固场地需增加征地不现实;④加固深度深，地层透水性强，加固质量难以保证。因此必须考虑一种占地小、工期短、质量可靠的方法，于是提出了盾构到达密闭接收装置的设想。 2、盾构密闭接收装置       密闭接收装置技术主是基于平衡到达理念，制造一个直径比盾构略大、长度比盾构略长的密闭钢筒状结构与硐门密闭连接，通过在结构内灌入填充物和压力水达到与土层平衡的压力，模拟盾构在土体中的掘进状态，使盾构直接通过硐门，安全进入接收装置内。 采用密闭接收装置技术要解决以下几个问题。       1)结构强度  要求装置能承受一定的压力和盾构推进时的作用力。       2)整体密封性  装置必须达到密闭承压效果，考虑安全系数，设计时按2倍的泥水压力计算。       3)应力应变调整  在泥水压力和盾构掘进力作用下，钢结构接收装置必然有少量弹性变形，从而造成应力集中，结合部位易拉裂，因此如何抵消装置的变形是一个关键点。       4)防止盾构磕头  盾构重心进入接收装置后，需要防止盾构磕头，与装置碰撞、摩擦，对装置产生破坏。       5)装置密闭  盾构进入装置后，需要封堵盾构开挖直径与管片外径的缝隙，防止外部地层的砂、水涌入，保证盾构安全到达。       6)硐门安全保证  在车站围护结构破除时须保证硐门安全。       7)密闭接收装置还需要考虑运输、安装、拆解及盾构拆解工作。       通过设计计算及对以上问题的分析论证，制造出了第一套密闭接收装置，如图1所示。

3、端头处理       原硐门围护结构为钢筋混凝土地下连续墙，在盾构掘进时需人工予以破除。因此为保证破除硐门的安全，在围护结构外侧施工了1道素混凝土地下连续墙，硐门范围墙体长8.0m，深度超过隧道底2m，考虑盾构切削要求，混凝土强度不能太高，设定为C20。地下连续墙两端用旋喷桩加强止水效果，如图2所示。

4、硐门凿除及回筑       硐门分3层凿除，而且每次凿除完均回筑2m厚水泥砂浆墙，砂浆强度为M7.5。通过一道低强度等级水泥砂浆墙的过渡，既保证了硐门凿除的安全，也避免了外侧素混凝土墙被盾构大块推裂或剥落。硐门凿除如图3所示。

5、密闭接收装置制作与安装 5.1密闭接收装置制作       密闭接收装置结构由筒体、后端盖板、反力架、顶推托轮组和前后左右支撑等部分组成。接收装置主要采用钢结构体系。       1)筒体长9 600mm，直径(内径)6 500mm。纵向分3段，每段3 200mm，每段又分为上下两个半圆。每段筒体的外周焊接纵、环向筋板以保证筒体刚度。上下两半圆以及两段筒体之间均采用螺栓连接。在筒体底部制作托架，托架也相应分3块制作，与筒体底部焊接固定成一体。后端盖由冠球盖和平面环板组成，反力架紧贴后盖平面板安装，冠球部分不与反力架接触。反力架依靠与车站结构连接的斜撑提供作用力。在接收装置的顶部预留下料口，在底部预留排浆口。       2)密闭接收装置与硐门环板之间设一过渡连接板，硐门环板与过渡连接板采用烧焊连接，接收装置法兰端与过渡连接板也采用烧焊连接。       3)为防止盾构在接收装置内磕头，在接收装置内安装了6组可伸缩的托轮组，采用间隔布置的方式，在刀盘通过一组托轮后，顶伸该组托轮以支撑盾体。 5.2密闭接收装置安装       安装时要使筒体轴线与硐门轴线一致。密闭接收装置在现场的安装流程:（1）机具材料到位，人员就位，120t吊机进场;（2）开始安装，定好井口盾体中心线，修整钢筒高度(根据底板标高定);（3）吊下第1节筒体的下半段，定位;（4）依次吊下并分层分段连接;（5）吊下过渡连接板与第1节法兰连接并紧固，在地面把整个后端盖装好;（6）吊下后端盖与第3节法兰连接;（7）将已经连接好的部分向上顶升约50cm;（8）用枕木支撑，将筒体底部连接螺栓紧固;（9）将筒体放下，利用千斤顶将筒体沿中心线向硐门方向平移顶推;（10）连接板紧贴硐门环板，并用钢板垫平连接板与硐门环板之间的空隙;（11）将连接板与硐门环板焊接，要求整个连接面满焊，确保焊接质量;（12）反力架尺寸核对并修整、地面拼装，安装反力架及斜撑并定位;（13）接收装置预加反力;（14）向筒体内填砂，并加水;（15）加压，测试接收装置的密闭性;（16）卸压，准备盾构出洞。 6、填料及密闭试压检查       1)为保证盾构在接收装置内平衡掘进，需在密闭体内填充填料，并加压使密闭体内压力与外界土压一致，模拟外界的土层，达到内外平衡。       2)施工中填料主要采用带泥质的砂，填料通过预留的下料口灌入筒体内。填料与砂浆墙一样也能起到强度渐变，为砂浆墙提供反力的作用。       3)填料完成后密闭筒体，并注入压力水进行检查，采用逐级加压的方式，每级0.5bar(1bar=0.1MPa)，逐级加压至设定值。每级均要求稳压监测，主要检查漏水及筒体的变形情况。现场加压至2.5bar，筒体最大变形0.25mm。 7、变形监测及控制       密闭装置在加压和盾构掘进时受压力作用会产生弹性变形，特别是端盖板方向的受力最大，作用力传至硐门环板焊接部位会造成焊缝开裂，结构破坏。施工中用百分表进行环板周边及端盖板位移和变形监测。       结构刚度有限，其弹性变形不可避免，特别是焊接部位。本装置结构变形以提供反力的方式进行控制，设计了一套可调式反力机构，即在反力架与后盖平面板均布128个小螺杆千斤顶，若发现变形，可均匀调整千斤顶增加或减小反力，使环板焊接部位以受压为主。 8、盾构掘进控制       盾构掘进进入密闭接收装置是最关键的一步，需要进行综合控制。       1)盾构姿态以硐门轴线作为姿态控制轴线，盾构机头高于轴线2～3cm，呈略抬头向上姿势。       2)掘进参数设置降低推力和速度，转速中等，气压应与土压平衡。       3)接收装置压力控制装置内的压力应与盾构内的压力一致，保持外部的加压系统，压力不足时加水保压，过高则排水泻压。       4)接收装置应力应变控制通过变形监测，调整反力机构，控制变形量。       5)防磕头控制根据实际线路，设定好托轮组抬升的里程，盾构到达设定里程后，通知接收装置人员进行托轮组顶升作业，抬升完成才可继续推进，并准备下一组托轮的顶升。       6)封堵控制①盾体上的注脂孔到达端头加固地下连续墙时，停机通过注脂孔注入聚氨酯，聚氨酯与盾体外的地下水反应形成聚合物填充满盾体与连续墙之间的空隙，防止加固体外的地下水进入前方。②掘进过程中，每环管片均补充双液注浆，在盾尾通过新素混凝土地下连续墙后，在出盾尾部位的管片加强注双液浆。随时检查钢套筒是否有漏浆、变形等情况，如有漏浆或者变形过大等情况发生，可以采取调低气压、减小推速等措施。③盾构到达停机后，通过机内液位计、管片预留口和接收装置的排浆管检查是否还有外界的水源补充，来判断封堵效果，若仍有补充要继续注浆密封。       7)测量与监测盾构到达及掘进过程加大测量频率，并复核控制点，确保盾构出硐的姿态正确，在盾构出硐前布置监测点，在端头地下连续墙、地面及周围建筑物布置沉降观测点;围护结构及钢套筒、硐门周围布置变形监测点并测量初始值。盾构出硐过程中进行实时监测，设专人观测钢套筒的稳定、变形情况，发现异常情况立即停机处理。 待盾构到达、注浆完成后，等待一段时间，情况稳定后，就可以逐步降低气压至常压，开始钢套筒拆除。       9、密闭接收装置和盾构拆解 先拆除接收装置反力架、端盖板和上半部的筒体，再进行盾构的拆解工作，盾构拆解与正常程序一样。接收装置下部需待盾构主体和台车拆解吊装后再行拆解。       10、应用效果 盾构密闭接收装置在广州地铁洛溪站首次使用，成功接收了S344和S345两台盾构，解决了盾构到达的难题。 盾构接收过程基本顺利，也出现了一些问题，主要是硐门环板与车站结构接缝位置在加压过程产生较大漏水，该位置在凿除硐门期间内侧已做加强处理，但由于车站预埋过程及两种材料结合不密实，依然存在薄弱环节，受力后开裂漏水，后来在外周加强处理后解决了问题。       11、结语 盾构密闭接收装置的应用效果较好，但有不少地方可以继续优化完善，以达到更经济、安全的目的。对该技术应用有以下优化考虑。        1)对硐门环板与车站结构接缝的薄弱环节，可以在结构施工时预埋一个与硐门结构厚度一致的钢筒，钢筒可与接收装置焊接，这样就解决了环板受力差和密封性差的问题。       2)将硐门范围围护结构的配筋设计为玻璃钢纤维筋，盾构可以直接切削进入，这样硐门范围的围护结构不需要破除，外侧不需要增加素混凝土地下连续墙，既经济、省时，又减少了破除硐门的风险。 总的来说，盾构密闭接收装置技术有以下优点:①适用性广，该装置技术不受地层条件限制，适用于任何复杂地层;②加固简单，占地小，避免征地、迁改(甚至可不加固);③加固工期短，可有效减少总体工期，减小对车站施工的影响;④安全可控，盾构在密闭体内平衡到达，风险小，而且都可在密闭体内进行观察、处理，不会对密闭体外造成影响;⑤经济性高，装置可重复多次使用。 盾构密闭接收技术在盾构法达到方面是一项新技术，在以后的应用过程中需要不断的优化和完善。该技术适应盾构技术的发展趋势，在日益广泛的盾构市场中有很大的发展应用空间。         参考文献:

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