盾构钢套筒接收作业指导书.docx

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盾构钢套筒接收作业指导书

盾构钢套筒接收作业指导书

编制

复核

审批

中铁十五局集团有限公司

成都地铁十号线工程土建三标项目经理部

二〇一五年十月

盾构钢套筒接收作业指导书

一、钢套筒设计

1、筒体

钢套筒主体部分总长10900mm，直径（内径）6500mm，外径6840mm，总重111.83t。

套筒分标准段、一个后端盖和一个过渡环，标准段分为上下两个半圆，下半圆部分为三个半圆标准段，每段3300mm，上半圆部分为拼合成半圆的三块圆弧，每段9900mm。

筒体采用钢板卷制而成。

每段筒体的外周焊接纵、环向筋板以保证筒体刚度。

每段筒体的端头和上下两部分接合面均焊接圆法兰，采用法兰连接，用高强度螺栓连接紧固。

另外，每节钢套筒分别于顶部设置4个起吊用吊耳，1个直径600mm的加料口，底部设置3个3寸的排浆管。

钢套筒的制作由专业厂家负责，最终将验收合格的钢套筒运至施工现场。

2、后端盖

后端盖由冠球盖和平面环板组成，冠球盖和平面环板材料用30mm钢板，平面环板加焊36个厚30mm、高500mm的钢板筋板，环向均布排列焊接。

后盖边缘法兰与钢套筒端头法兰采用M30、8.8级螺栓连接。

冠球盖用30mm钢板整体冲压焊接成形，后盖平面环板与冠球盖外缘内外焊接成整体。

制作完工要在球盖内侧加焊型钢或钢管井子玄，防止变形。

后端盖

后端盖形状如图所示。

接收钢套筒端盖

3、反力架

采用盾构始发反力架紧贴后盖平面板安装，冠球部分不与反力架接触。

反力架用I20的工字钢做斜撑，与固定钢板焊接。

反力架定好位置后，先用400t千斤顶顶平面盖和反力架，消除洞门到后盖板的安装间隙后，反力架上下均布8道I20的工字钢与后端盖板顶紧，承力工字钢两端用楔形块垫实并焊接。

4、筒体与洞门的连接

在原洞门环板预埋钢筋基础上，每组加焊二根直径20mm圆钢，一端焊接在车站侧墙钢筋，另一端焊在洞门环板上，用于加强洞门环板与侧墙的连接强度。

钢套筒与洞门环板之间设一过渡连接板，洞门环板与过渡连接板采用烧焊连接，钢套筒的法兰端与过渡连接板采用M30、8.8级螺栓连接。

5、进料口和注排浆管

筒体中部右上角设置600*600进料口，在每段钢套筒底部预留三个3吋带球阀注排浆管,共9个等间距布置，一旦盾构机有栽头趋势头，即可在下部注双液浆回顶。

二、钢套筒的安装

安装流程

与过渡连接环螺栓连接、与底板焊接

井底清理、铺设钢板、调整高程

地面组装A1块与过渡连接环下半圆

吊放A1块与过渡连接环下半圆

千斤顶纵向顶推A3块，复紧环向螺栓

A1、A2、A3块与盾构井底板预埋钢板焊接

A2块与A1块螺栓连接

A1块与过渡连接环（下半圆）螺栓连接

过渡连接环下半圆与洞门钢环焊接

过渡连接环上半圆与洞门钢环和下半圆焊接

A3块与A2块螺栓连接

复核A1、A2、A3块平面位置并调整直至正确

纵缝螺栓连接，与过渡连接环上半圆环缝螺栓连接

后端盖与A3、B1、C、B2块环缝螺栓连接

人员、小型机具材料及吊机就位

吊放A2块

钢套筒接收盾构机

吊放后端盖

测设井底盾构中心线

吊放过渡连接环上半圆

吊放A3块

地面组装好B1、B2、C块

纵缝、环缝螺栓连接

吊放组装好的上半圆

检查钢套筒密封性

安装反力架及钢套筒支撑

钢套筒内填料

收钢套筒安装流程

1、施工作业准备

现场施工管理人员、作业

人员、安全工程师、技术工程师、测量人员就位，机具材料就位，120T吊机进场，开始钢套筒安装工作。

2、钢套筒定位、切割钢套筒下半段底部法兰边缘

中间风井——华兴站接收线型为直线段（HZ点里程ZDK4+369.962），在钢套筒开始安装之前，由测量人员对钢套筒定位，在基坑里确定线路中心线，即钢套筒的中心线。

要求钢套筒架中心线、线路中心线两条控制线重合，误差不大于1cm。

因为钢套筒的托架已分别焊接在各节钢套筒的下半段上，而钢套筒下半段底部的法兰边缘比托架的底部要高，在地面对三节钢套筒下半段的最底部法兰边缘处进行切割割，切割高度要根据实际测量出来的底板标高与洞门中心的标高结合钢套筒实际尺寸而定。

3、主体部分连接

过渡连接环（下半幅）吊装下井→过渡连接环（下半幅）与洞门钢环焊接，与底板焊接→第一节钢套筒（下半幅A1）吊装下井→第一节钢套筒（下半幅A1）与过渡连接环（下半幅）螺栓连接，与底板焊接→第二节钢套筒（下半幅A2）吊装下井→第二节钢套筒（下半幅A2）与第一节钢套筒（下半幅A1）螺栓连接，与底板焊接→第三节钢套筒（下半幅A3）吊装下井→第三节钢套筒（下半幅A3）与第二节钢套筒（下半幅A2）螺栓连接，与底板焊接→钢套筒B-1块吊装下井→钢套筒B-1块与下半幅左侧套筒及过渡连接环螺栓连接→钢套筒B-2块吊装下井→钢套筒B-2块与下半幅右侧套筒及过渡连接环螺栓连接→钢套筒C块吊装下井→钢套筒C块与钢套筒B-2块、B-2块及过渡连接环螺栓连接→后端盖吊装下井→后端盖与钢套筒B-2块、B-2块、C块及第三节钢套筒下半幅螺栓连接。

4、后端盖的连接

后端盖由冠球盖与后盖板两部分组成，安装后端盖时应在地面上把这两部分连接好再吊下井，后盖板与冠球盖之间采用焊接并牢固在钢套筒后法兰上。

后端盖在地面上将圆盖板与后盖板连接紧固后再吊下与第3节连接法兰连接，后端盖板与法兰连接过程中底部的连接螺栓已经将螺母点焊在法兰盘的后面，只需直接将连接螺栓紧固即可。

5、钢套筒顶升及平移

（1）每节钢套筒下半部已预设4个顶升牛腿，可采用12个20t机械千斤顶同时顶起三段钢套筒，直到钢套筒法兰最下端有足够的空间允许人钻进去拧紧螺栓，用垫木或型钢垫实此空间的六个位置点，待紧固连接螺栓后，再移开垫木或型钢，缓慢并同步松开千斤顶，放下钢套筒。

（2）将已经连接好的钢套筒向洞门位置平移。

利用2个60t液压千斤顶一端顶在基坑底板的站台板上，另一端顶在后端盖板的平面位置，将已经连接好的钢套筒沿隧道中心线向洞门方向平移，直至过渡连接板与洞门环板相接。

并保持隧道中心线与钢套筒中心线不偏离。

经过测量组对中心线复测，确认无误后，将洞门环板与过渡连接板进行焊接。

6、钢套筒的过渡连接板与洞门环板的连接。

①在洞门环板和混凝土预埋钢筋之间加直径20mm的圆钢，并与洞门环板满焊焊接。

②钢套筒的过渡连接板与洞门环板相接触后，要检查两个平面是否全部能够连接，由于洞门环板在预埋的过程中可能出现变形或平面度偏差较大的情况，所以有可能出现过渡连接板有些地方无法与洞门环板密贴的情况，这时就需在这些空隙处填充钢板并与过渡板焊接牢固，务必将空隙尽可能地堵住。

在确定洞门环板与过渡板全部密贴后将过渡板满焊在洞门环板上。

焊接过渡板过程中，要求上半部分只焊外侧，下半部分内外侧满焊。

7、反力架及支撑安装

（1）反力架安装

反力架的安装采用类似盾构始发反力架安装方式，反力架紧顶钢套筒后盖，冠球部分不与反力架接触，而且其与盾构机始发时反力架的最大不同之处是：

它不是与后端盖的平面板直接接触传递力，而是通过上下8道120的工字钢传递力（这样能通过调整工字钢两端的楔形块的打入深度来更好地保证到反力架各处都能与后端盖顶紧，消除了平面之间贴不紧造成受力不均匀的影响）。

安装反力架时，首先应在基坑里定好位，然后根据底板与洞门中心的标高（这在割去筒体底部边缘时就已测量好），在地面上先割去反力架立柱下端多出的部分,反力架立柱在设计时就已经有所预长，使其能更好的适用于标高不同的基坑，所以要根据底板与洞门中心的标高来确定要切割出多长，并在地面上安装好反力架。

反力架的支撑：

反力架的安装采用类似盾构始发反力架安装方式，反力架用I20的工字钢做斜撑，与固定钢板焊接。

反力架定好位置后，先用400t千斤顶顶平面盖和反力架，消除洞门到后盖板的安装间隙后，反力架上下均布8道120的工字钢与后端盖平面板顶紧，支撑柱与反力架之间用支撑楔块垫实并焊接，支撑斜撑与固定钢板焊接要牢固，焊缝位置要检查，确保无夹渣、虚焊等隐患。

在此过程中注意检查反力架各支撑是否松动，各段法兰连接螺栓是否松动。

完成后，检查各部连接处,对每一处联结安装的地方进行检验,确保其连接的完好性,尤其是对于钢套筒的上下半圆和节与节部分之间联结的检查,还要检查过渡连接板与洞门环板之间的焊接,看是否存在着点焊或浮焊，发现有隐患，要及时处理。

反力架与后盖板的平面图，如下图所示。

反力架与后盖板的平面图

（2）横向支撑的安装

钢套筒安装完毕后，检查确认后，即进行安装横向支撑。

如图所示，横向支撑采用125H型钢支撑在基坑侧墙结构上，支撑在侧墙的一端要加钢板封盖，保证支撑与侧墙的接触面积。

钢套筒每边共设置6道横向支撑，间隔1600mm布置，坚向高度要求支撑在距离钢套筒托架底部500mm处。

另外反力架也要安装竖向支撑，上下共四根支撑，上部支撑在负二层结构上，避免反力架出现竖向位移。

反力架安装完成后对支撑检查,对托架左右、反力架的支撑进行牢固性的检查。

钢套筒横向支撑安装位置示意图

8、钢套筒的检验

（1）钢套筒的位置检验，对安装好的筒体位置进行复测，与盾构机出洞的中心线是否重合。

（2）全面检查钢套筒各个部位的焊缝、螺栓，保证焊缝的质量，螺栓的紧固符合要求。

三、盾构机到达

3.1施工准备工作

（1）在盾构机出洞前50环时，对控制点各进行一次复核测量（我方复测后报地铁监测中心复测），确保控制点精确无误，同时对出洞端洞门中线进行测量复核，确定洞门中心精确位置。

根据测量结果，调整盾构机自动测量系统，在最后50环推进过程中，对隧道轴线进行多次复核，确保轴线准确，保证盾构机安全进入洞门圈。

（2）盾构机在推进最后50环过程中，根据定向测量和联系测量成果，有计划地进行纠偏工作，推进纠偏严格按照小量多次的原则进行，使盾构机姿态控制在水平±15mm以内，垂直方向在+20～+30mm，以保证隧道的顺直度。

（3）在盾构机推进最后50环的过程中，超量压注盾尾油脂，避免盾尾渗漏，压注量控制在60-80kg/环。

（4）由于加固体有一定的强度且硬度不均匀，为了便于隧道的纠偏，在进洞前现场预先准备好两环转弯环管片备用。

3.2盾构到达段的推进施工

盾构到达段的推进施工分二个阶段。

阶段划分区域详见图盾构机到达阶段划分区示意图。

盾构机进洞阶段划分区示意图

第一阶段：

盾构机推进至加固体范围，但刀盘尚未抵达套筒

刀盘中心刀进入加固体1.9m后，切断刀盘前后的水力联系，刀盘中心刀进入加固体3.5m后，盾构停机检查，要求盾构机处于最佳状态，再次开始推进，准备进入第二阶段的推进。

在第一阶段的推进过程中，需要注意以下事项：

（1）推进过程中严格控制推进速度和总推力，避免进刀量过大引起的刀盘被卡。

推进速度在1～2cm/min为宜。

在刀盘转动过程中土仓内及刀盘前加注膨润土浆液进行润滑和改良土体。

（2）严格控制盾构姿态，特别是盾构切口的姿态，控制目标为水平±15mm，垂直+10～+20之间。

（3）控制盾尾间隙，保证盾尾间隙的均匀，必要时安装转弯环管片进行调节。

（4）严格控制切口的土压力。

（5）推进过程连续均匀，均衡施工，保证土仓内一定土压，防止出空土仓盾构机抬头上浮。

（6）推进过程中加强盾尾油脂的压注，防止盾尾漏浆。

（7）从管片上拼装孔向管片外侧注双液浆，防止盾尾后的水进入盾尾前方。

第二阶段：

进钢套筒掘进

（1）参数设置：

推速<5mm/min；推力<8000KN，视实际推力大小，以不超过此值为原则；在钢套筒内掘进以管片拼装模式掘进。

盾构机在钢套筒内掘进过程中，要确保与外界联系，密切观察钢套筒顶部的情况，一旦发现变形量超量或有渗漏时，必须立即停止掘进，及时采取补救措施。

盾构机在进入钢套筒内之后，要注意姿态控制。

（2）并根据钢套筒顶部安装的压力表的读数，及时调整推进压力，避免推进压力过大，钢套筒密封处出现渗漏状况，压力过大时，打开钢套筒后板盖上的排浆口，进行卸压。

（3）进套筒时姿态控制：

必须以实际测量的钢套筒安装中心线为准控制盾构机姿态，要求中心线偏差控制在±2cm之内。

盾构机在进入钢套筒内之后，要注意姿态控制。

从管片上的拼装孔向管片外侧注双液浆，防止盾尾后的水进入盾尾前方。

（4）盾构机筒体推到位置并完成洞门密封后，在刀盘不转情况下，出空舱内回填物。

（5）打开钢套筒底部的排浆管，排出剩余的浆液，并检查筒体的漏浆情况。

在洞门双液浆凝固后，情况稳定，安全的情况下，开始拆除钢套筒。

（6）测量与监测：

盾构机到达掘进及过程加大测量频率，并复核控制点，确保盾构机到达的姿态正确，在盾构机到达前布置监测点，在接收端头端墙、地面及周围建筑物布置沉降观测点；围护结构及钢套筒、洞门周围布置形变监测点。

并测量初始值，盾构机到达过程中每天测量2次，若变形较大，增加测量频率并及时通报项目部采取处理措施。

进钢套筒过程中，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。

3.3洞门密封及其质量检查

盾构接收推进过程中，洞门密封是至关重要的一个环节，是接收成功与否的关键因素，为了保证洞门密封的质量，采取以下措施对洞门进行封堵：

1）盾构推进时同步注浆严格按照技术交底进行，填充好施工间隙。

2）盾构机中盾进入加固体后，适当增大同步注浆量，并及时进行二次注填充盾体与加固体之间的空隙，防止加固体外的地下水进入前方。

3）盾尾进入加固体后，在已成型的隧道内，利用管片上的吊装孔，向管片外侧注入双液浆，时刻检查钢套筒是否有漏浆、形变等情况，如有漏浆或者形变过大等情况发生，可以采取调低气压，减小推速等措施。

4）在原洞门环板预埋板的基础上，钢套筒与洞门环板之间设一过渡连接板（厚度为24mm），洞门环板与过渡连接板采用烧焊连接，钢套筒的法兰端与过渡连接板采用M24*658.8级螺栓连接。

洞门环板与过渡板全部密贴后将过渡板满焊在洞门环板上。

盾构机全部进入钢套筒后，打开车站侧墙上预留的注浆管、管片上预留的注浆孔的球阀、钢套筒过渡连板上预留的观测管，观察出水量，若水量较大，则继续通过预留注浆管、注浆孔注浆，直至打开球阀无水流出后，方可拆解钢套筒。

3.4钢套筒和盾构机拆解及吊出

通过管片上的拼装孔的球阀，观察出水量，若水量较大，则继续通过管片吊装孔、注浆孔注浆，直至打开球阀无水流出后，方可拆解上半部分钢套筒和盾构机，清理钢套筒内的回填料，并吊出转场。