富水圆砾地层泥水盾构短套筒密闭接收施工工法
1、前言
南宁市轨道交通1号线土建施工10标广-白区间接收端为富水强渗透性圆砾地层，根据施工设计图纸采用外包素连续墙加袖阀管注浆的端头加固形式，由于客观原因造成接收端头加固体长度不足，如果采用常规的橡胶帘布加压板等密封措施进行接收，无法从根本上解决润门涌水涌砂现象.因此，本工程打破常规，并结合现场实际情况，以“接长补短”的指导思路，开创性提出了密闭接收的方案，通过洞门外增设密闭短套筒来达到泥水平衡盾构机在富水圆砾地层中顺利接收的目的.接收过程盾构姿态控制及欠压掘进、套筒设计及受力分析、钢结构加工安装精度要求高、高空作业风险大、施工过程筹划等均是施工过程中的技术难题.
2、工法特点
2.1采用短套筒接收，应用“接长补短”的理念，虽然外接了40cm的密闭短套筒，但实际上却将盾构机的接收位置向前延长了2000mm（洞门连续墙厚800mm车站主体侧墙厚800mm外接短套筒400mm）极大的降低了盾构机接收时涌水涌砂的风险.
2.2采用泥水仓欠压掘进，降低了开挖仓泥浆对套筒端盖的压力，保证在接收过程中整套接收系统安全性.
2.3接收前，通过在封板底部开孔检验降水及注浆封堵效果，可以有效的控制接收风险.
2.4短套简接收系统具有较强的适应性，在接收条件满足的情况下，可根据盾构主机长度和端头加固长度来选择加工合适长度的套筒，且整套系统可以重复利用.
2.5接收过程中，刀盘尽量贴近封板可以有效的减少接收时产生的渣土，有效的缩短接收时间.
3、适用范围
适用于城市地铁、水利泥水盾构、土压盾构接收过程，加固区由于各种原因受到限制的接收施工.
4、工艺原理
由于客观因素造成盾构接收端加固区长度小于盾构机主机长度，采用常规的接收方法洞门滴水滴砂的风险非常大.采用“短套简接收”法，通过在洞门环板前端增加短套筒和封板来延长盾构机接收长度，使盾构机接收位置向前移，结合在盾构机主机尾部管片二次注浆封
堵和地面降水井降水的措施，保证在盾构机接收过程中加固区内外部水系处于隔离状态.
盾构机在接收掘进过程中，运用盾构机的自动导向系统，经过坐标转换可以精确的计算出刀盘及盾尾密封刷所在位置，准确掌握盾构机停止位置和盾尾注浆时机.
为避免二次注浆浆液与盾尾及盾体粘连住，在进行二次注浆前通过盾体的径向孔压注膨润土泥浆，使泥浆包裹在盾体外侧，形成泥膜，有效的隔离盾体与泥浆.
5、施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
图5.1-1施工工艺流程
5.2施工要点
5.2.1施工准备
（1）接收端头素连续墙施工缝止水处理
在素续墙施工缝外侧处采用袖阀管注浆加固，提高施工缝处止水效果.
（2）接收端头降水井布置
接收端头布置降水井共4口，分别为1号到4号降水井.本次降水井施工位置确定是根据素墙施工中可能存在漏水点及盾构机穿越第一道素墙时形成的漏水环来进行定位的.
1号降水井直径800mm（2、3号降水井直径600mm 4号降水井直径300mm），深22米1号降水井为加固区内主降水井，2号降水井兼做观察井：3、4号降水井作用为防止盾构机进入加固区泥浆循环引起1、2号降水井无法正常工作，后施做的备用降水井.
图中1、2号降水井在盾构进入接收端头之前进行施工，在素连墙施工缝止水处理完毕后启动1号降水井，通过2号降水井及洞门水平探孔检测素连墙整体止水效果，经检测，止水效果较好：为防止泥水盾构机进入接收端加固区后，由于泥浆渗透堵塞1、2号降水井，待盾构机进入接收端加固区且刀盘掘进至润门连续墙后再施工3、4号降水井.
（3）钢套筒及封板加工
钢套筒及封板采用Q235-A钢板加工制作，焊缝均为连续焊缝，焊接要求按现行国
家钢结构焊接标准（GB50661-2011）进行.
为保证焊缝质量和焊接精度，钢套简和封板在工厂加工，经过方案优化，钢套筒环板外圆半径为3400mm，内圆半径为3246mm，套筒环板连接螺栓孔中心对应圆半径为3300mm.钢套简分为三块制作，每块角度为120°，注浆孔每45°设一个，支撑肋板每15°设置一道.钢套简用3对6块法兰连接，每块法兰上设置3个Φ32mm螺栓孔，用于螺栓连接.
细部说明：1、套筒连接孔，2、套筒肋板，3、套筒连接法兰，4、连接法兰，5连接法兰，6、注浆孔，7、封板，8、封板连接孔，9、观察孔
钢套筒加工示意图
（4）盾构钢套筒接收施工
盾构机钢套接收现场施工顺序：破除接收洞门被水面保护层、割除外层钢筋→在洞门预理钢环上安装连接钢套筒螺栓→由下至上依次安装钢套筒→安装封板→安装封板前方反力支撑、垂直方向加固钢套筒→在钢套筒周圈安装注浆球阀、在顶部安装砂浆灌注导管和排气阀向套筒内灌注砂浆盾构机掘进回填砂浆注浆封堵环形漏水通道-检验降水及封堵效果封板拆除
①外层钢筋割除
由于洞门连续墙迎水面为玻璃纤维筋被水面为钢筋，泥水盾构在接收过程中需把外层钢筋剥除，然后再安装洞门钢套筒.
②预埋钢环安装螺栓
为了把钢套简牢固的固定在洞门钢环上，在安装钢套筒前先在钢环上安装高强螺栓，型号M30（8.8级），长度10cm.
③安装钢套筒
钢套简运至现场后，采用吊车吊装就位，第一块先安装洞门底部，其余两块洞门两侧各一块，调整位置后通过法兰螺栓连接.
