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高承壓富水砂層盾構鋼套簡始發(fā)接收施工技術

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上一篇：高承壓富水砂層隧底注漿防噴涌技術

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中國建筑一局（集團）有限公司科技創(chuàng)效推廣應用技術名錄
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（一四一）高承壓富水砂層盾構鋼套簡始發(fā)接收施工技術
1. 技術背景
盾構法施工技術，機械化程度高、施工風險小、節(jié)約勞動力等優(yōu)點，在我國已成熟推廣應用，
經濟效益顯著。但常規(guī)的始發(fā)、接收技術在軟土層、砂層或地下水豐富地區(qū)施工時，由于盾構處于
逐漸建立倉壓或逐步泄壓的過程，掌子面缺乏足夠的支撐力，在此過程中容易出現(xiàn)涌水涌砂、掌子
面塌陷、地表建構筑物沉降等危害，造成重大的人員和財產損失。
高承壓富水砂層盾構鋼套筒始發(fā)接收施工技術，采用玻璃纖維筋地連墻、鋼套筒密閉始發(fā)接收、
端頭短加固、備用降水井與盾構始發(fā)接收參數(shù)控制，構成盾構始發(fā)接收的安全保證措施。其中鋼套
筒始發(fā)接收根據水土平衡原理，將盾構機安放在鋼套筒內，盾構機周圍填充砂和漿液等填充物形成
一個封閉的空間，通過盾構機加氣壓提供平衡掌子面的水土壓力，盾構機在鋼套筒內實現(xiàn)安全始發(fā)
接收。
高承壓富水砂層盾構鋼套筒始發(fā)接收技術較常規(guī)盾構始發(fā)接收施工具有的一定的技術優(yōu)勢和效
益?？商岣咚淼缆駥虞^深、富水砂層或軟弱地層中盾構始發(fā)接收安全穩(wěn)定性；在一定程度上可減少
端頭占地和管線改遷時間；同時投入的施工材料少，鋼套筒可重復利用，能耗低。經過福州地鐵四
號線等多工段實踐驗證，在富水砂層和軟弱地層盾構密閉始發(fā)接收技術已成熟，并總結形成本技術。
2. 技術簡介
如圖2-1 所示，根據水土平衡原理，在盾構始發(fā)井內安裝鋼套筒，盾構機安裝在鋼套筒內，然
后在鋼套筒與盾構機之間填充回填物，填滿密實，通過鋼套筒這個密閉容器，向鋼套筒輸入氣壓達
到規(guī)定數(shù)值，盾構掘進時提供平衡掌子面的水土壓力，盾構機在鋼套筒內實現(xiàn)安全始發(fā)掘進。因盾
構機主機中心一般位于前1/3 處，整體處于頭重腳輕的狀態(tài)，在盾構切削洞門進入地層時，盾構機
還不能調整掘進趨勢，這時端頭短加固的作用就在于托起盾構機防止其下沉的目的，待鉸接啟動后
就可抬升盾構機姿態(tài)，使盾構正常掘進。盾構接收同理。
圖2-1 盾構鋼套筒始發(fā)階段原理圖
3. 適用范圍
適用于軟土富水地層，車站端頭不具備加固條件或加固效果難以準確檢測時，盾構機直接切削
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洞門進出洞。
4. 施工工藝流程及操作要點
4.1. 施工工藝流程
圖4.1 施工工藝流程圖
4.2. 施工操作要點
4.2. 1 玻璃纖維筋地連墻施工
玻璃纖維筋地連墻采用閉合幅，鋼筋籠兩端為魚尾連接，在豎向洞門處布置玻璃纖維筋，幅寬
7.5m，高度為9.1m，纖維筋縱向主筋直徑為28，水平分布鋼筋、剪力筋和拉筋等直徑為20，見圖
4.2. 1- 1。玻璃纖維筋與普通鋼筋縱向搭建長2m，在搭接范圍連續(xù)布置3 個U 型卡扣壓緊，見圖4.2.
1- 2。
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圖4.2. 1- 1 地連墻橫剖面圖
圖4.2. 1- 2 洞門連續(xù)墻配筋圖
4.2. 2 端頭加固及降水井施工
1 始發(fā)端頭加固施工
（1）采用水泥土攪拌樁加固，端頭加固區(qū)長4m，寬度為左右線隧道兩側各3m，既28.2m，強
加固區(qū)深度為隧底以下3m，隧頂以上3m，強加固區(qū)以上至地面為弱加固區(qū)。
（2）三軸攪拌樁樁徑850@600，采用42.5 級普通硅酸鹽水泥，強加固區(qū)水泥摻量為20%，弱
加固區(qū)水泥摻量為7%，水灰比為0.6。采用兩噴一攪工藝,兩幅間咬合250mm，見圖4.2. 2- 1。
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圖4.2. 2- 1 三軸攪拌樁施工順序圖
圖4.2. 2- 2 盾構始發(fā)接收端頭加固平面布置圖
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圖4.2. 2- 3 盾構始發(fā)端頭加固剖面圖
2 接收端頭加固施工
接收端頭加固采用素混凝土墻，緊貼地連墻端墻設置，在地連續(xù)端墻施工完成后，利用成槽機
施工素混凝土墻；素墻為C20 混凝土，厚度800mm，深度至隧道底以下3m，見圖5.2.2-4。
圖4.2. 2- 4 盾構接收端頭加固剖面圖
3 降水井施工
在端頭加固區(qū)備用3 口降水井，當在透水地層始發(fā)或接收時提前開啟降水井，將地下水降至隧
道底以下，盾構始發(fā)掘進。
4.2. 3 始發(fā)洞門破除
1 洞門超前水平探孔
先進行洞門水平探孔，將洞門劃分為9 個方格，探孔深度至加固區(qū)3m，鉆孔采用水鉆，孔徑
32mm。當每小時的匯水總量超過20L，進行注漿封堵。
2 洞門鑿除
人工鑿除洞門混凝土至內側主筋，鑿除時先上后下，割除鋼筋從下至上進行。
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圖4.2. 3- 1 洞門破除順序圖
4.2. 4 始發(fā)鋼套筒安裝與盾構機組裝、調試
1 鋼套筒設計
（1）整個鋼套筒結構由過渡環(huán)、連接環(huán)、標準環(huán)、后背及反力架等5 大部件組成。鋼套筒全長
11650mm，直徑（內徑）6740mm，其中過渡環(huán)長0.75m、連接環(huán)2.2m、標準環(huán)2.5m、后背0.4m、
反力架0.8m。
（2）筒體又分為上下兩個半圓，材料用16mm 厚的A3 鋼板。每段筒體的外周焊接縱、環(huán)向筋
板，筋板厚20mm，高150mm，間隔約550×600mm。每段筒體的環(huán)面和上下兩半圓水平面連接有
法蘭，法蘭用45mm 厚的A3 板，寬100mm，螺栓孔間距200mm，上下兩半圓以及兩段筒體之間均
采用M30、8.8 級螺栓連接，托架與筒體下半環(huán)為一個整體。
（3）后背分兩層，外圈后背與鋼套筒用環(huán)向螺栓連接，直徑為6740mm，內圈后背與管片和反
力架的端面接觸，承受盾構推進時傳給反力架的軸向壓力，內圈直徑6600mm，高度350mm，厚度
400mm。
（4）反力架尺寸為4500×6830mm，鋼板采用40mmA3 板，型鋼尺寸為600×800mm，螺栓規(guī)
格直徑17mm；反力架頂部焊接300×300mm 雙拼型鋼伸至結構中板頂緊，反力架兩側和底部與結
構截面采用200×200mm 雙拼型鋼與結構側壁垂直頂緊。
（5）套筒安裝完成后，在筒體底部和頂部用150×150mm 工字鋼與鋼套筒結構頂緊，見圖4.2.
4- 1。
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圖4.2. 4- 1 始發(fā)鋼套筒設計圖
2 鋼套筒安裝
（1）鋼套筒安裝前首先確定盾構始發(fā)中心線，復核洞門鋼環(huán)中心里程、高程及水平位置與設計
中心點保持同軸。
（2）已盾構機始發(fā)中心線向下反推至鋼套筒底面及澆筑墊層頂面，在預留20-30mm。
（3）安裝下半環(huán)的過渡環(huán)，過渡環(huán)與洞門預埋鋼環(huán)間通過焊接連接，焊縫沿過渡環(huán)一圈焊接飽
滿，空隙較大時采用鋼板補焊。
（4）下半環(huán)共分五節(jié)，將每節(jié)鋼套筒下半環(huán)的垂直面的預留的凹槽內粘貼30×20mm 橡膠墊，
在鋼套筒水平面伸出的100mm 的法蘭螺栓孔粘貼10mm 橡膠墊，寬度同法蘭寬，再用高強螺栓連接
固定正一個整體。
（5）下半環(huán)鋼套筒50°圓弧內平均分布安裝2 根43 公斤鋼軌，鋼軌在鋼套筒長度方向鋪設，
鋼軌高140mm 下方墊300×200×20mm 鋼板，鋼板與鋼套筒四周滿焊，壓板與鋼軌和鋼板雙面焊接，
壓板為20×100mm 鋼板，并在鋼軌上涂抹黃油。
（6）為使鋼套筒內提供充足的防盾構機扭轉摩擦反力，在鋼套筒底部2 根鋼軌之間鋪砂并壓實，
每個位置的鋪砂高度高出相應鋼軌的高度15mm。見圖4.2. 4- 3。
（7）在鋼套筒內先下放臺車，再下放盾構機拼裝，最后將橋架與主機連接。
（8）首先在外圈后背的環(huán)面螺栓孔用100×10mm 橡膠粘貼，然后用吊車下放外圈后背的下半
環(huán)與鋼套筒環(huán)面的螺栓孔對準，穿入螺栓扭緊固定，再將內圈后背的下半環(huán)擱置在外圈上，在內圈
后背的凹槽內粘貼30×20mm 橡膠墊和水平面粘貼厚10mm 橡膠墊。
（9）下放反力架的底座先與鋼套筒的中心對中，然后拼裝反力架兩側支撐柱，最后安裝頂部橫
撐，等鋼套筒上半環(huán)整體安裝完成后在微調反力架位置。
（10）安裝鋼套筒上半環(huán)前，在下半環(huán)的法蘭水平面打密封膠，然后將過渡環(huán)的上半環(huán)與下半
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環(huán)對接穿入螺栓，環(huán)面與預埋鋼環(huán)滿焊，然后在按序號安裝其他4 塊上半環(huán)。
（11）將內圈后背的上半環(huán)與內圈后背的下半環(huán)用螺栓連接后，再安裝外圈的上半環(huán)后背。
（12）微調反力架整體框架與鋼套筒后背內圈全截面緊貼，然后固定反力架。
（13）在反力架的兩側豎向支撐上各設置2 道φ609 鋼管斜撐，一道設置在距離鋼套筒中部，
一道設置在鋼套筒頂部，另一側靠結構墻設置4 道400×400mm 型鋼與結構墻頂緊。鋼管斜撐與預
埋鋼板四周滿焊，鋼板尺寸為800×1000×20mm，鋼板提前預埋在主體結構底板上，見圖4.2. 4- 2。
圖4.2. 4- 2 始發(fā)鋼套筒反力架剖面圖
（14）鋼套筒和反力架安裝完成后，在套筒頂部和底部使用工150H 的型鋼支撐在結構側壁與
鋼套筒之間，頂部和底部均布設4 道，底部支撐在鋼套筒距地面300mm 處，頂緊并焊接牢固。
（15）對鋼套筒過渡環(huán)與預埋鋼環(huán)間一周的焊縫進行探傷檢測，不合格焊縫標記清楚進行補焊。
圖4.2. 4- 3 始發(fā)鋼套筒鋼軌定位圖
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4.2. 5 鋼套筒填砂及保壓測試
1 盾構機拼裝負環(huán)
（1）鋼套筒、反力架安裝完畢，盾構機調試完成，盾尾3 道鋼絲刷一周手涂盾尾油脂完成。
（2）負環(huán)管片均按正式管片的防水樣式粘貼。
（3）為使負環(huán)管片拼裝平整，并頂靠在鋼套筒內圈后背上，在盾尾殼體底部和兩側焊接10#槽
鋼，保持盾尾間隙的一致性，見圖4.2. 5- 1。
圖4.2. 5- 1 盾尾殼體槽鋼布置圖
（4）安裝完第一環(huán)負環(huán)管片，盾構千斤頂將管片向后推至內圈后背頂緊，向盾尾打盾尾油脂，
然后在安裝下一環(huán)管片，盾構機依次拼裝3 環(huán)負環(huán)管片，當每安裝完一環(huán)管片后，向盾尾打盾尾油
脂，盾構機向前推進至距離洞門掌子面500～600mm 的位置，見圖4.2. 5- 2。
圖4.2. 5- 2 盾構拼裝負環(huán)管片圖
2 第二次鋼套筒內填料
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（1）從鋼套筒頂部的下料口向套筒內進行填砂，本次填砂將整個鋼套筒填充滿，邊填砂邊向下
料口沖水使砂變密實。水從鋼套筒下部的排水孔排出，見圖4.2. 5- 3。
圖4.2. 5- 3 始發(fā)鋼套筒第二次填砂圖
（2）鋼套筒內填砂完成后，通過盾尾同步注漿管注入可硬性漿液，在盾尾后面形成整體包裹管
片的密封防滲環(huán)，注漿至鋼套筒壓力達到計算值，見表4.2. 5- 1。
表4.2. 5- 1 可硬性漿液配比表
序號水泥（kg） 粉煤灰（kg） 膨潤土（kg） 砂（kg） 水（kg） 備注
1 200 325 45 779 451 鋼套筒內
3 鋼套筒壓力測試
（1）盾構始發(fā)端頭隧道頂部埋深約10.5m，計算得鋼套筒內對應的土壓力為1.5bar。通過盾尾
同步注漿將鋼套筒內填充飽滿，盾構機打氣壓將鋼套筒內壓力建立到1.5Bar 后停止注入，并維持壓
力穩(wěn)定，對各個連接部分進行檢測，主要包括洞門連接板、鋼套筒環(huán)向與縱向連接位置、鋼套筒后
背鋼環(huán)有無漏水。
（2）每級加壓過程及停留保壓時間：
1）0～0.8Bar 加壓時間控制在10min 左右，停留檢測時間10min。
2）0.8～1.5Bar 加壓時間控制在15min 左右，停留檢測時間25min。
3）加壓檢測過程中發(fā)現(xiàn)有漏氣或焊縫脫焊情況，必須馬上進行卸壓，對缺陷的部位進行標記，
然后復緊螺栓并向縫隙處涂抹快硬水泥封堵或對脫焊的部位進行補焊，處理完成后再進行加壓，直
至壓力穩(wěn)定在1.5Bar 并未發(fā)現(xiàn)有漏點時方可確認鋼套筒的密封性。
4.2. 6 盾構機始發(fā)掘進
1 洞門地連墻剔鑿時保留有縱橫向桁架筋使盾構切削洞門進尺緩慢，所以在刀盤增加6 把正面
滾刀，見圖4.2. 6- 1。
2 洞門連續(xù)墻為800mm 厚的C35 玻璃纖維筋混凝土連續(xù)墻，盾構機推進速度控制在5～
10mm/min，刀盤轉速0.8～1.0r/min，扭矩不大于2000kN.m，千斤頂總推力不大于1000t。通過洞門
后，速度可逐步提升至40mm/min 左右，千斤頂總推力逐步調整到1500～2000t。
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圖4.2. 6- 1 盾構機刀盤配置圖
4.2. 7 盾構機到達掘進
1 貫通測量
在盾構推進至距離接收端頭100m 和50m 處對洞門中心位置進行復核。
2 到達段的掘進控制
（1）盾構機在穿越端頭加固素混凝土墻前，盾構機推進速度控制在10mm/min 以下，刀盤轉速
控制在1.5～2r/min 之間，見圖4.2. 7- 1。
（2）為截斷加固區(qū)外的地下水沿管片外壁的滲流通道，刀盤進入加固區(qū)后適當增加同步注漿配
合比中的水泥用量，水泥用量增加至400kg/m3，注漿率大于180%，既每環(huán)注漿量大于5.5m3。
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圖4.2. 7- 1 盾構機接收圖
4.2. 8 接收洞門破除
洞門鑿除方法與始發(fā)洞門破除相同。
4.2. 9 接收鋼套筒安裝
1 鋼套筒設計
（1）鋼套筒筒體長10.75m，內徑6740mm。鋼套筒分為5 段，每段由1 塊下半環(huán)與1 塊上半環(huán)
構成，共8 塊。筒體材料用16mm 厚的A3 鋼板，筒體外周布置加強肋，筋板厚20mm，高150mm，
間隔約600×600mm。每段筒體的環(huán)面和水平面伸出100mm 法蘭連接，法蘭用45mm 厚的A3 板，
上下兩半圓以及兩段筒體之間均采用M30、8.8 級螺栓連接，在套筒上半環(huán)與下半環(huán)的接觸面兩面均
加有橡膠墊密封，環(huán)面橡膠墊尺寸為30×20mm，水平面橡膠墊尺寸為100×10mm。
（2）后端板為上下2 個半圓板組成，內徑6740mm，面板為30mm 鋼板制作，面板均布焊接3
條工字鋼，肋高560mm，后蓋上下半環(huán)與鋼套筒間采用M30 螺栓連接。上下半環(huán)水平面板間沿螺
栓孔兩側各粘貼一排100×10mm 橡膠墊。
（3）反力架為3 個鋼柱，尺寸為550×600mm，鋼柱高度從底板底面至中板面，底面和頂面鋼
柱與車站結構之間的空隙，橫向設置3 道400×400mm 型鋼頂緊。在后端板中部則是采用鋼柱后支
撐φ609 鋼管斜撐，斜撐與鋼立柱、結構預埋鋼板為焊接固定。
（4）鋼套筒頂面設置3 個直徑600mm 的進料口，每節(jié)套筒下半環(huán)預留2 個帶球閥排漿口。
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圖4.2. 9- 1 接收鋼套筒設計圖
2 鋼套筒安裝
（1）鋼套筒安裝前先確定盾構接收中心線，復核洞門鋼環(huán)中心里程、高程及水平位置與設計中
心點保持同軸。
（2）安裝下半環(huán)的過渡環(huán)，過渡環(huán)與洞門預埋鋼環(huán)兩者環(huán)面通過焊接連接，焊縫沿過渡環(huán)一圈
焊接飽滿。
（3）下半環(huán)筒體共分5 節(jié)，過渡環(huán)長750mm，第一節(jié)長2.2m，其余3 節(jié)長2500mm，在每節(jié)
鋼套筒上下半環(huán)立面預留凹槽內粘貼30×20mm 橡膠墊，在對接前在凹槽兩側打密封膠，再用高強
螺栓將2 節(jié)下半環(huán)連接固定成一個整體，見圖4.2. 9- 1。
（4）安裝鋼套筒上半環(huán)前，在上下半環(huán)水平面的法蘭上粘貼100×10mm 橡膠墊，再從過渡環(huán)
開始依次向后安裝上半環(huán)頂蓋，壓緊螺栓。
（5）后端板為半圓的平面板，在整體面板縱橫向各設置3 排56a 工字鋼，在縱橫向工字鋼交點
位置，布置40 厚800×800mm 的鋼板，在后端水平面螺栓孔兩側各粘貼一條100×10mm 橡膠墊，
見圖4.2. 9- 2。
圖4.2. 9- 2 接收鋼套筒后端板圖
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（6）后端板反力架采用550×600mm 鋼立柱與φ609 鋼斜撐之間的角度小于45°，斜撐頂在后
端板中線位置，鋼立柱立放緊貼在800×800mm 鋼板上，φ609 鋼斜撐則支撐在鋼立柱中線與主體
結構地面預埋鋼板上，焊接連接。
4.2. 10 鋼套筒填料及保壓測試
1 鋼套筒填充回填料
（1）在鋼套筒下半環(huán)填充一層15cm C30 混凝土，防止盾構機推進至鋼套筒內超挖載頭，碰撞
鋼套筒。
（2）鋼套筒內混凝土初凝后，再向套筒內填滲透性低的淤泥土、水泥土或改良后的盾構土，防
止盾構機進入接收套筒時出土噴涌。
（3）從地面引一條輸送管道至鋼套筒頂?shù)奶盍峡祝捎弥睆?00 的鋼管，在地面設置一個漏斗，
采用60 挖機將回填料從漏斗輸送至鋼套筒內。
（4）從1 個填料口進行填料，因為填料為流塑狀會自動向套筒內攤平，所以無需在人工找平，
填料至裝滿套筒。
2 鋼套筒保壓測試
（1）填料飽滿后進行加壓測試，從鋼套筒頂蓋的氣壓閥注入壓縮空氣進行試壓檢查，計算得隧
道埋深的土壓力為1.28bar，試水壓力取1.5bar 并維持壓力穩(wěn)定，對各個連接部分進行檢查，包括洞
門連接板、鋼套筒環(huán)向與縱向連接位置、鋼套筒與反力架的連接處有無漏氣。
（2）本工程鋼套筒采用逐級加壓及停留保壓的加壓方法。
1）0～0.8bar 加壓時間控制在10min 左右，停留檢測時間10min；
2）0.8～1.5bar 加壓時間控制在15min 左右，停留檢測時間25min；
3）加壓檢測過程中發(fā)現(xiàn)有漏氣或焊縫脫焊情況，必須馬上進行卸壓，采取復緊螺栓并用快硬水
泥封堵滲漏處，脫焊地方進行補焊，完成后再進行加壓，直至壓力穩(wěn)定在1.5Bar。
4.2. 11 盾構切削地連墻出洞
1 素混凝土端頭加固段與洞門地連墻段掘進采用小推力、低轉速，掘進速度控制在5mm/min，
推力<20000KN，刀盤轉速0.8rpm。推進時加泡沫推進，以控制刀盤扭矩為主，減少磨損刀盤。
2 盾構進鋼套筒段保持土倉壓力達到地層計算土壓力，盾構機土倉內滿土掘進，掘進速度控制
在10～30mm/min；推力<12000KN。
3 盾構進套筒時姿態(tài)必須以實際測量的鋼套筒安裝中心線為準來控制盾構機姿態(tài)，要求中心線
偏差控制在±10mm 之內。
4 對到達段最后10 環(huán)管片進行拉緊。采用[10b 槽鋼，每根槽鋼長6m，槽鋼間采用焊接連接，
每環(huán)管片利用螺栓孔焊接鋼板與槽鋼焊接固定，固定鋼板尺寸100×120×10mm。
4.2. 12 洞門注漿封堵
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1 當盾尾脫出端墻管片前，進行洞門注漿封堵，先封堵洞門管片形成密封環(huán)，然后在對盾尾后
5 環(huán)管片進行補充注漿，確保隔斷端頭與鋼套筒的水力聯(lián)系。注漿順序為：+1、+5、+2、+4、+3 環(huán)。
2 每環(huán)管片從預留的注漿孔注入，依次從拱頂向下對稱每個注漿孔均注入雙液漿，注漿的凝固
時間控制在20～30 秒，當注漿壓力達到0.3MPa 停止注漿。
圖4.2. 13- 1 襯砌管片注漿孔布置圖
3 注漿材料采用雙液漿，即：水玻璃+水泥漿。漿液配比：水泥漿水灰比為1:1；水玻璃與水按
1:1 進行稀釋。注入時漿液與水玻璃體積比為水泥漿：水玻璃=1:1。水玻璃漿液濃度20°Be′進行
稀釋，水泥漿液初凝時間20 秒～30 秒。雙液漿注漿壓力控制在0.3～0.5MPa。
4.2. 13 鋼套筒拆除及盾構機吊出
1 洞門注漿封堵完成后，盾構機推到鋼套筒預定位置，在刀盤不轉情況下，排出土倉內回填物。
2 吊拆前檢查洞門封堵情況，先打開鋼套筒底部的泄水球閥，拿鋼筋疏通球閥管道，查看鋼套
筒滲漏水水量，當滲水量不大于20L/h，再打開鋼套筒頂部的圓形天窗查看封堵洞門處的注漿封堵情
況，有針對性的注漿止水，使洞門封堵嚴密。
3 先氣割割除斜撐與鋼構件的連接，將斜撐吊出地面；再拆除鋼立柱，先將鋼立柱與鋼絲繩處
于垂直拉緊狀態(tài)，然后割除中板和底板與鋼立柱垂直固定的型鋼，依次吊出地面；其次拆除鋼套筒
后端蓋，先拆上端蓋，然后是下端蓋，吊出地面，再是拆除鋼套筒上半環(huán)，吊出刀盤、前盾、中盾、
尾盾及臺車。
4 后配套臺車全部吊出后，拆除鋼套筒內的軌道，60 挖機清理鋼套筒剩余雜物，最后拆除鋼
套筒下半環(huán)，吊出地面存放。
5. 材料與設備
5.1 材料
表5.1 主要材料表
序號材料說明
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1 玻璃纖維筋
玻璃纖維鋼筋作為地連墻鋼筋使用，盾構機可直接切削地連墻進出
洞，規(guī)避破除洞門時涌水涌砂的風險。
2 混凝土端頭洞門地下連續(xù)墻鋼筋與混凝土形成的墻體。
3 中砂
始發(fā)鋼套筒在盾構機與套筒間填充中砂，防止盾構機下沉和保壓的
作用。
4 盾構渣土
接收鋼套筒內填充淤泥、盾構土或水泥土，防止盾構機進入接收鋼
套筒發(fā)生噴涌。
5 型鋼鋼套筒后背反力架與車站結構間孔隙填充。
6 橡膠墊鋼套筒拼裝時接縫間保壓的重要材料。
7 水泥-水玻璃雙液漿作為盾構洞門滲漏和洞門封堵止水的重要材料。
8 槽鋼作為固定負環(huán)管片位置使用。
9 盾尾油脂盾構始發(fā)時填充負環(huán)與盾構機意見的間隙，起到鋼套筒保壓的目的。
10 送料斗從地面向鋼套筒內填充回填料的裝置。
5.2 設備
表5.2 主要設備表
序號設備說明
1 鋼套筒
軟弱富水地層主要的端頭加固裝置，在鋼套筒內形成一個密閉空間，
盾構機輸出氣壓，抵抗始發(fā)時破除洞門時的水土壓力。
2 盾構機作為隧道施工的主要機械，完成開挖、支護、襯砌的功能。
3 三軸攪拌機
作為盾構端頭前方加固土體減少土體滲漏和防止盾構機下沉的功
能。
4 雙液注漿機作為洞門滲漏止水的主要注漿機械。
5 全站儀作為鋼套筒拼裝和隧道掘進方位的測量。
6 壓力表作為監(jiān)測鋼套筒內壓力的裝置。
6. 效益計算分析
6. 1 以單個端頭加固成本進行分析，采用常規(guī)端頭加固始發(fā)費用包括素混凝土連續(xù)墻+三軸攪
拌樁長度10m；三軸攪拌樁：4010.14m3×87 元/m3=348882.18 元；素混凝土連續(xù)墻：1059.03m3×1000
元/m3=1059030 元；基座一次始發(fā)、接收費用10 萬；接收端頭加固方法與始發(fā)端頭一致，費用按始
發(fā)端頭計。
6. 2 采用鋼套筒始發(fā)接收費用包括端頭4m 短加固+鋼套筒安裝、拆除的費用；三軸攪拌樁：
2580.54m3×87 元/m3=224506.98 元；鋼套筒安裝拆除一次費用：57 萬元/套次。
6. 3 由此得出，常規(guī)始發(fā)端頭加固費用：34.89+105.90+10=150.79 萬元，一次始發(fā)、接收費用
合計301.58 萬元；采用鋼套筒始發(fā)費用：22.45+（30+27）×2=136.45 萬元，一次始發(fā)、接收費用
合計272.90 萬元。兩者對比，本技術一次始發(fā)、接收節(jié)約成本28.68 萬元。本技術在福州地鐵4 號
線多工段使用，按本工程2 個區(qū)間計算，總計創(chuàng)效57.36 萬元。
表6.1 方案經濟效益對比分析表
序號方案1 施工成本（萬元） 方案2 施工成本（萬元）
1 常規(guī)始發(fā)、接收端頭加固301.58 盾構始發(fā)、接收鋼套筒272.90
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2 總計：本技術一次始發(fā)、接收節(jié)約成本28.68 萬元；2 個區(qū)間預計節(jié)約直接成本57.36 萬元。
7. 應用實例（典型照片）
圖7-1 玻璃纖維筋鋼筋籠制作圖圖7-2 玻璃纖維筋吊裝圖
圖7-3 端頭加固施工圖圖7-4 盾構場地布置圖
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圖7-5 洞門鑿除圖圖7-6 始發(fā)鋼套筒安裝圖
圖7-7 盾構機吊裝圖圖7-8 盾構刀盤圖
圖7-9 始發(fā)鋼套筒后背安裝圖圖7-10 始發(fā)鋼套筒反力架底座安裝圖
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圖7-11 始發(fā)鋼套筒填砂圖圖7-12 始發(fā)鋼套筒保壓圖
圖7-13 接收鋼套筒安裝圖圖7-14 接收鋼套筒填料圖
圖7-15 接收鋼套筒后背固定圖圖7-16 接收鋼套筒保壓圖
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圖7-17 接收鋼套筒拆除圖圖7-18 盾構機吊裝圖
8. 技術咨詢服務單位聯(lián)系方式
技術提供單位中建一局集團第五建筑有限公司
主要完成人趙亞軍、劉偉、蘇東黎、趙保森、呂朋
技術咨詢聯(lián)系人李志航聯(lián)系電話18632672236

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