富水砂层土压盾构短钢套筒始发技术应用.pdf

富水砂层土压盾构短钢套筒始发技术应用 杨智麟 1,2 尹清锋 1 刘传江 1 赵江 1,2 邓志强 1,2 陈立 1,2 （ 1.中建交通 第一建设公司 ，北京 ，1001 66 ；2.郑州地铁 3号线 A2 部分八工区，郑州 ，450000 ） 摘要 ：本文以郑州地铁 3号线工程顺城街站～东大街站区间工程为例，采用短钢套筒始发施工技术，解决了端头加固质量差 的难题，且有效控制了盾构始发段近距离上跨既有 2号线隧道结构变形的难题，取 得了良 好效果 ，相应施工经验可供借鉴与 参考 。 关键词 ：土压平衡盾构 ，富水砂层 ，端头加固 ，短钢套筒始发 1 前言 盾构始发是盾构施工过程中的难点与风险点，通常对端头土体采取加固预处理应对盾构始发风险。端 头加固方法有很多如三轴搅拌桩、高压旋喷桩、冷冻加固、 W SS 注浆加固等。实际施工中常常因场地狭小， 管线密集，地质条件恶劣等原因难以保证端头加固质量，造成盾构机始发风险进一步增大 [1-7]。近几年发展 起来的钢套筒始发技术与端头加固法相比，其安全性、可靠性和经济性比较明显。传统采用长钢套筒（长 度大于 10 m， 一般有 4段 拼接而 成）进 行始发即钢套筒完全包裹盾体，盾构机调试完成后将负环管片推至 反力架，开始钢套筒内回填渣土，实现整个始发阶段完全密闭。虽然降低了始发风险，但是造价较高，安 装复杂，工期较长，阻碍了其推广应用。与常规钢套筒始发相比，短钢套筒长度一般为 80cm ~100c m，大大 节省了钢材，可一次性安装完成无需等待盾构机吊装。短钢套筒利用钢丝刷及其之间填充的油脂环阻止涌 水涌砂，维持水土压力，使土仓能够快速建立平衡压力。短钢套筒造价低，安装简单，工期短，而且可有 效降低各种复杂地层中的盾构始发风险（富水砂层、上软下硬地层等）， 较常规 钢套筒 有更加广阔的应用 空间 [8-11]。 2 工程简介 顺城街站～东大街站区间双延米长 463m ，始发段近距离上跨既有 2号线隧道。隧道顶埋深为 9.0 ～ 11.0m ，主要穿越② 41 粉砂、② 51 细沙等地层，地下水位位于隧道上方。本区间采用 1台土压平衡盾构机 施工，区间始发端东大街车站为 2层车站，洞门处围护结构采用厚 800mm 玻璃纤维筋地下连续墙。端头加 固区地层为富水细砂层，因场地狭小且地下各类管线复杂，设计端头加固采用水平 WSS 注浆，实际加固施 工过程中因既有 2号线隧道自动化监测数据对注浆压力较为敏感，加固效果 不佳。 因此， 为保证盾构始发 施工安全，始发段上跨既有 2号线正常运营，采用短钢套筒盾构始发， 可有效降低盾构始发涌水涌砂风险，控制地面沉降及既有隧道变形。 3 短钢套筒始发施工工艺 在盾构始发施工前，采用一种特殊的封门形式，即在始发井洞门 钢环上加设长 800mm 的短钢套筒。筒体分成上下 2段半圆制作，内 径与端墙预留洞门钢环相同，短钢套筒与钢环连成一体，短钢套筒前 端设置始发密封装置（橡胶帘布板和洞门压板等），后端设有密封装 置，即筒体内部设置 2道钢丝刷密封，壁内设置 1道钢丝刷密封（根 据实际需要设置），每道钢丝刷前后不同 角度预 留油脂 和浆液注入孔。 盾构进洞时，提前在钢丝刷内涂抹盾尾油脂，刀盘切口通过钢丝 刷后，通过短钢套筒外侧预留注入孔注入油脂，对盾体和洞门之间的 空隙进行密封，迅速建立土仓压力，达到水土压力平衡实现安全始发。 工艺施工流程图见图 3-1。 4 短钢套筒始发施工操作要点 短钢套筒拆除 盾构机下井组装 安装 钢丝刷 筒体内部 钢套筒 盾构始发掘进 体内空隙填充钢丝刷及钢套筒筒 钢套筒内钢轨安装 始发托架下井安装 短钢套筒安装 图 3-1工艺流程图 Öн¨½»Í¨µÚÈý½ì¹¤³Ì¼¼Êõ´´Ð´´Ð§ÂÛ̳ÂÛÎÄÓ봴Ч°¸Àý¼¯ 124 4.1 短钢套筒安装 （ 1）短钢套