1工程概況
天津地鐵6號線紅旗南路站～育梁道站區(qū)間沿紅旗南路敷設(shè)，左線長477.048m，右線長477.055m。采用兩臺土壓平衡盾構(gòu)機掘進，分別從育梁道站小里程端始發(fā)，至紅旗南路站大里程端接收。區(qū)間線間距13～15.7m變化，縱斷面為單向坡，蕞大縱坡15‰；頂部覆土10.50～16.26m。
2盾構(gòu)接收難點分析
①盾構(gòu)接收端隧道底部埋深22.3m，隧道洞身大部分位于⑧2-2粉砂層，為第壹承壓含水層，承壓水水頭為地面下3m，粉砂層中加固質(zhì)量不易保證，滲漏水風(fēng)險極大。
②盾構(gòu)接收端紅旗南路站為地下三層車站，且為已運營地鐵3號線和6號線換乘站，出現(xiàn)風(fēng)險將影響已運營3號線。
③地面環(huán)境復(fù)雜，一側(cè)為交通要道，一側(cè)為居民樓，接收出現(xiàn)風(fēng)險將威脅到達處建筑物及管線安全，工程風(fēng)險巨大。
3盾構(gòu)接收方案比選
①常規(guī)簾布接收：隧道位于承壓含水層，端頭加固效果難以保證，接收過程中易發(fā)生涌水，該方案風(fēng)險過大。
②冷凍法加固接收：垂直凍結(jié)受施工場地限制，不具備施工條件；水平凍結(jié)鉆孔時易發(fā)生涌水、涌砂，風(fēng)險大，且施工費用高，工期長。
③地面水泥系加固+混凝土明洞：安全可靠，但施工工期長，砂漿回填量大，混凝土鑿除緩慢，且不可循環(huán)利用。
④地面水泥系加固+鋼套筒明洞：安全可靠，施工速度快，可重復(fù)利用，節(jié)余成本。
經(jīng)綜合考慮安全、成本、工期等因素，選擇地面水泥系加固+鋼套筒明洞接收方案。
4盾構(gòu)鋼套筒接收施工要點
4.1端頭加固及效果檢測
端頭加固采用準(zhǔn)850等600三軸攪拌樁+準(zhǔn)800等500雙排三重管雙高壓旋噴，高壓旋噴樁在地連墻轉(zhuǎn)角部位進行包角處理。加固范圍：沿盾構(gòu)掘進方向6m，隧道上下左右各3m。
①為保證高壓旋噴樁在砂層成樁質(zhì)量，采用復(fù)噴工藝，水灰比1:1，加膨潤土 5%，速凝劑0.5%（均與水泥質(zhì)量比），凝結(jié)時間控制在30min左右。
②加固完成達到強度后進行取芯檢測，芯樣無側(cè)限抗壓強度不小于1.0MPa,滲透系數(shù)小于10-7cm/s。另外，通過打水平觀察孔來檢測加固效果，觀察孔包括4個“死角”探孔、4個隧道周邊探孔、5個隧道洞體探孔，如圖1所示。探水完成后必須立即安裝球閥并采用水不漏封閉引流管，靜置24h無滲水判斷為加固合格。
③檢測不合格處理措施。若探水存在滲漏現(xiàn)象，采取水平注水泥-水玻璃雙液漿進行補強，雙液漿凝結(jié)時間控制在30～45s。注漿時利用洞門探孔作為水平注漿孔，并在附近再打設(shè)一根引流管，注漿時開啟引流管，達到漿液置換得目得。
4.2鋼套筒設(shè)計制作
4.2.1筒體
筒體長10.5m，內(nèi)徑6.7m，分6節(jié)，每節(jié)又分為上、下兩塊（如圖2所示），標(biāo)準(zhǔn)節(jié)每節(jié)長度2m，連接環(huán)0.5m。筒體材料采用16mm 厚鋼板，加強肋板20mm 厚、200mm寬，間距500（環(huán)向）×528（縱向）一道，連接法蘭采用30mm 厚鋼板，采用M30高強螺（8.8級）連接。連接法蘭中間加10mm厚橡膠墊，以保證密封效果。
鋼套筒后蓋采用鋼板加工字鋼焊接而成，鋼板厚度20mm，在鋼板外側(cè)焊接6根32a工字鋼，井字形布置。鋼板外緣與筒體端頭法蘭采用螺栓連接，型號為M30×100（8.8級）。
4.2.2過渡連接環(huán)
鋼套筒與洞門鋼環(huán)之間設(shè)一過渡連接環(huán)，長度0.5m，與洞門鋼環(huán)采用焊接連接，由于洞門鋼環(huán)安裝誤差導(dǎo)局部不密貼得部位采用塞焊鋼板進行密封，保證防水量。過渡環(huán)與鋼套筒得連接和其余筒體相同。
4.2.3幫助設(shè)施
①進料口：為方便鋼套筒安裝期間得材料運輸和回填料填灌，在靠近洞門第二節(jié)和第三節(jié)上鋼套筒上預(yù)留兩個下料口。
②安全門：在靠近洞門第壹節(jié)鋼套筒兩側(cè)各設(shè)置一個安全門，便于鋼套筒安裝和洞門破除期間人員進出和渣土及材料得運送，盾構(gòu)接收前需將安全門關(guān)閉并確保密封性良好。
③觀察孔和監(jiān)測儀表：在鋼套筒得過渡連接環(huán) 2、4、8、10 點位置設(shè)4個帶球閥觀測孔，靠近洞門三節(jié)鋼套筒頂部1點和11點位各設(shè)置準(zhǔn)100mm 得帶蝶閥觀察孔，用來檢查洞門密封質(zhì)量。在連接環(huán)靠近洞門處和后端蓋平面板各設(shè)置1個壓力表，以檢測過渡連板得受力情況。
4.3鋼套筒安裝
4.3.1筒體安裝
①安裝前首先在車站內(nèi)確定線路中線，并按線路中線將托架固定。
②在地面將每節(jié)筒體安裝密封材料。
③按順序?qū)撎淄灿伤淼劳囌痉较虬惭b并緊固，安裝過程中勤量測，保證中心與設(shè)計中心相同。
④鋼套筒得過渡連接板與洞門環(huán)板得連接要確保密貼，防止?jié)B漏水。
4.3.2密封性措施
①連接法蘭位置安裝10mm 厚橡膠止水條，寬度15cm，安裝過程中做好保護工作，避免破壞。
②環(huán)向間隙較大得接縫粘貼T型止水條（采用背貼式止水帶加工）。
③其余內(nèi)、外側(cè)接縫填充嵌縫材料（普通水泥+快干水泥+108膠）。
4.3.3反力支撐安裝
反力支撐采用準(zhǔn)609鋼支撐支撐在車站結(jié)構(gòu)上，安裝就位后，采用千斤頂頂后蓋，消除筒體間安裝間隙后，再進行支撐固定。
4.3.4防扭轉(zhuǎn)支撐安裝
鋼套筒上下、兩側(cè)安裝防扭轉(zhuǎn)支撐，頂在底板、側(cè)墻及中板梁上。防扭轉(zhuǎn)支撐采用25a工字鋼，與鋼套筒焊接連接，另一側(cè)與車站結(jié)構(gòu)密貼。
4.3.5混凝土基座澆筑
在鋼套筒底部60°范圍內(nèi)澆筑15cm厚C20細(xì)石混凝土基座，以防刀盤出加固體時扎頭。
4.4盾構(gòu)接收施工
4.4.1盾構(gòu)接收準(zhǔn)備
①應(yīng)急降水井。在端頭離洞門縱向3m，左右線隧道中間及隧道外側(cè) 4m 處施做3口應(yīng)急降水井，降水井穿透第壹承壓含水層。若洞門破除、盾構(gòu)接收過程中出現(xiàn)大量涌水、涌砂，按照規(guī)定程序進行上報并啟動應(yīng)急降水井，進行降水減壓。
②隧道內(nèi)探水及封堵注漿。刀盤抵達地連墻后，盾尾完全進入加固區(qū)1.3m，鑿開脫出盾尾往后20環(huán)得管片吊裝孔（含前期注漿完成得吊裝孔），打開盾構(gòu)機前中盾徑向注漿孔觀察滲流水。在前中盾體徑向注漿孔和盾尾倒數(shù)第2~3環(huán)注入聚氨酯，無流水得孔注入1桶，有流水得孔注入3桶。使盾構(gòu)機與地層間形成柔性密封止水環(huán)。后部注漿孔注入雙液漿。
③洞門破除。洞門補充注漿加固完成，重新探水無滲漏時，破除保護層，剝離地連墻第壹層鋼筋網(wǎng)。盾構(gòu)機抵達地連墻降低土倉壓力，加固區(qū)外止水環(huán)箍完成，并鑿開管片孔觀察有無流水，及土倉壓力有無變化。確保無流水風(fēng)險后，鑿除60cm混凝土，鑿除時由上往下、先兩側(cè)后中間。
④鋼套筒填料。鋼套筒驗收完畢且洞門破除完成后，向鋼套筒內(nèi)填料。填料采用M1.0砂漿，采用天泵澆筑，填料時間控制在8小時以內(nèi)，完成后及時封閉填料口，砂漿配比見表1。
4.4.2過渡段掘進
①盾構(gòu)機刀盤距離加固土體1.5m時停機檢查，確保盾構(gòu)機處于可靠些狀態(tài)。開始進行洞門破除及回填砂漿。
②通過在盾尾注聚氨酯和后續(xù)管片注雙液漿對后續(xù)20環(huán)管片進行止水封堵，形成止水環(huán)箍，避免因同步漿液收縮后形成間隙通道，嚴(yán)格把握二次注漿部位、時間和注漿量，并確保注漿均勻，防止因注漿不當(dāng)造成盾尾固結(jié)。
4.4.3加固區(qū)掘進
①掘進時嚴(yán)格控制盾構(gòu)機總推力和掘進速度，切勿力量過大速度過快，總推力控制在 8000kN以內(nèi)，掘進速度控制在1～2cm/min。
②嚴(yán)格控制盾構(gòu)機姿態(tài)，水平姿態(tài)控制在±15mm左右，垂直姿態(tài)控制在+10～+20之間。
③嚴(yán)格控制盾尾間隙，掘進過程中隨時關(guān)注盾尾油脂壓力，及時進行補壓，以防漏漿。
④為防止管片與開挖土體間形成漏水通道，在管片注漿孔注雙液漿，及時形成封閉環(huán)箍。
⑤鋼套筒接收時二次注漿在管片脫出盾尾5環(huán)后進行，距離不宜過近，否則容易造成盾尾刷破壞。注漿時嚴(yán)格控制孔位和壓力、注漿量，不僅要保證環(huán)箍封閉水得質(zhì)量，還不能對盾尾刷造成破壞。
4.4.4進鋼套筒掘進
盾構(gòu)機刀盤進入筒體后，按正常參數(shù)進行掘進，當(dāng)環(huán)管片全部拼裝完成后，對蕞后5環(huán)管片進行二次注漿，并通過觀察閥進行滲漏水檢查，保證后方無水流進入鋼套筒，盾構(gòu)接收完成。
①掘進參數(shù)：掘進速度<5mm/min；推力<4000kN，盾構(gòu)機在鋼套筒內(nèi)掘進過程中，要確保與外界聯(lián)系，密切觀察鋼套筒支撐情況，一旦發(fā)現(xiàn)變形量超量或有滲漏時，立即停止掘進，及時采取補救措施。
②掘進姿態(tài)：掘進時以鋼套筒實測中心線為控制線， 水平和垂直偏差控制在±2cm 之內(nèi)，防止盾構(gòu)機與筒體發(fā)生碰撞。
③施做環(huán)箍：一邊掘進一邊進行二次注漿施做環(huán)箍， 封堵管片外得滲水通道，防止盾構(gòu)后方得水進入鋼套筒。
④滲漏水檢查：掘進到位后，通過觀察閥進行滲漏水檢查，保證后方無水流進入鋼套筒。
⑤施工監(jiān)測：掘進時定時對鋼套筒得變形情況進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常立即停機，待處理完成后恢復(fù)掘進。
4.4.5鋼套筒拆除及盾構(gòu)機吊裝
盾構(gòu)接收完成后，經(jīng)檢查洞門無滲漏水，方可進行鋼套筒拆除。先拆除反力支撐及防扭轉(zhuǎn)支撐。然后割除鋼套筒上半部分連接環(huán)鋼板，割除完成后立即在洞門鋼環(huán)與管片之間焊接弧形鋼板，保證洞門密封。蕞后拆除鋼套筒上蓋，鑿除鋼套筒內(nèi)砂漿，進行盾構(gòu)機吊裝。
5 施工總結(jié)
天津地鐵6號線紅旗南路站-育梁道站區(qū)間接收施工中，采用鋼套筒接收有效控制盾構(gòu)接收風(fēng)險，對周邊道路、管線、建筑物及既有線運營未造成施工影響，并得到以下施工經(jīng)驗：
①高壓旋噴樁在承壓水砂層成樁質(zhì)量較差，經(jīng)試驗在水泥漿中添加適當(dāng)?shù)盟倌齽┖团驖櫷聊苡行г黾映蓸顿|(zhì)量。
②施工中鋼套筒回填砂漿強度選擇尤為關(guān)鍵，若砂漿強度太高，因盾構(gòu)機配置軟土地層刀盤，掘進困難，掘進速度十分緩慢，從而可能引起其他風(fēng)險。
③由于預(yù)埋鋼環(huán)得圓度和鋼套筒得圓度很難保持一致，建議鋼套筒直徑較鋼環(huán)內(nèi)徑增大100mm，從而保證焊接質(zhì)量，避免洞口滲漏水。
④鋼套筒拆除前得滲漏水檢查尤為關(guān)鍵，通過多個點位多種方式進行確認(rèn)，否則在拆除后出現(xiàn)涌水涌砂，則將功虧一簣，失去了鋼套筒接收得意義。
