盾构机接收用钢套筒简介.

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前后法兰, 吊耳 螺栓连接
进料口
托架
顶推托轮组
4
3
图1 钢套筒用作盾构接收时总体安装使用示意图
二、钢套筒简介
如图1所示，钢套筒主体部分，总长9600mm，直径 （内径）6500mm，外径6840mm。共分成三段，每 段3200mm，每段又分为上下两个半圆。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，纵向筋板与环向筋板形成的块状 分隔形状。如照片1和2所示。每段筒体的端头和上 下两半圆接合面均焊接圆法兰，筒体纵向及上下均 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，2组 顶推托轮组。
原设计方案对该端头采用水泥土搅拌桩、旋喷桩和 地面注浆进行加固。后经盾构研究所组织专家对设 计方案重新审查，决定增加加固范围，并紧贴车站 围护结构连续墙加设一道素混凝土连续墙。
原加固方案实施过程中存在如下问题：
(1)通过对加固范围地下管线的探测，发现原加固 方案范围内有地下管线，但管线迁改十分困难；
反力架与后盖板相邻的一侧，设置加力顶杆，顶杆 采用单独加工制作，顶杆与顶杆撑托配套加工制作， 撑托底部是平面，与后盖板的平面相接触，增大了 接触面积，而且撑托内部与顶杆可以相对活动，撑 托主要用于防止顶杆顶推过程中受力不均匀的情况。 反力架与后盖板的关系图如图4所示。
吊耳
2
螺杆螺母：64*2排 2
图7 反力架支撑位置示意图
钢套筒安装完毕，检查确认后，即进行安装横向支 撑。如图8和9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。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 装横向支撑，上下共四根支撑，上部支撑在负三层 结构上，避免反力架出现横向位移。
(2)当时车站施工单位正在进行洛溪站结构施工， 工期紧张，场地移交滞后，影响加固方案的施工；
(3)如按原方案施工，则需要增加施工场地，而洛 溪站施工范围周边均是商住楼房，场地增加征地不 太现实。
(4)加固深度太深，从地面采用搅拌桩和旋喷桩加 固施工质量难以保证，漏水、涌砂等风险不能完全 消除。
我司经过深入研究，决定采用一种新的盾构到达工 法，即地面加固（一道素混凝土连续墙）+接收钢 套筒的工法。工法简图如图1所示。
新型盾构到达接收装置及工法推介
2009年6月18日
一、使用背景
本装置首次使用于广州市轨道交通二、八号线延长 线工程盾构3标段【南浦站~洛溪站盾构区间】洛 溪站南端头到达接收盾构机用，洛溪站南到达端头 隧道洞身范围主要地层为<3-1>粉细砂层、<7>强 风化泥质粉质岩、<8>中风化泥质粉质岩地层，隧 道拱顶部位覆盖<3-1>粉细砂层、<3-2>中粗砂层 很厚，拱顶部覆盖层稳定性差，必须进行端头加固。
托架
排 浆 口
照片1 钢套筒筒体下半块图片
顶推 托轮 组
吊 耳
填料口
照片2 钢套筒筒体上半块图片
在筒体底部制作托架，见照片1所示，托架分三块制 作，均与筒体底部焊接固定一体。托架与下部筒体 焊接连成一体，焊接时托架板先与筒体焊接，再焊 接横向筋板，焊接底板和工字钢。托架组装完成后， 工字钢底边与车站底板预埋件焊接，托架须用型钢 与车站侧墙顶紧。
图5 钢套筒底部托轮组安装示意图
洞门环板是预埋在车站主体结构上，通过已经焊接 好的锚固钢筋与主体结构钢筋相连。钢套筒后端连 接法兰与过渡连接板通过螺栓连接，然后将过渡连 接板与洞门环板进行焊接。如图6所示。
主体结构
过渡连接板 钢套筒法兰
钢套筒
洞门预埋环板
图6 钢套筒与洞门环板连接示意图
反力架的支撑：反力架上下位均布4根10寸钢管与洞 口墙体顶紧，其中能够支撑在侧墙的一侧均布三根 10 寸 钢 管 与 结 构 侧 墙 顶 紧 ， 另 一 侧 用 两 根 直 径 500mm钢管做斜支撑。
后盖板由椭球盖和平面环板组成，椭球盖采用厚钢 板冲压加工制作，平面环板采用钢结构组焊而成， 后盖板边缘设置法兰，与钢套筒端头法兰采用高强 度螺栓连接紧固，内侧与椭圆封板的外侧采用高强 度螺栓连接紧固，后盖平面环板与椭球盖外缘内外 焊接成整体。如图2所示。
螺栓孔
螺栓孔 螺栓孔
放大
螺栓相连
加强筋板
图2 钢套筒后端盖连接示意图意图
共128个,焊接。
定位销
2-2剖面视图
图 3
隔板
反
力
架
加
工
示
意
图
筒体
后盖板
顶杆撑托 顶杆
螺母与 反力架焊接
锁紧螺母
反力架
椭球盖
图4 反力架与后端盖板的关系示意图
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盾构机在进入钢套筒内之后，由于盾构机的外径与 筒体内径单边只有125mm，如果姿态控制不好，在 盾构机出洞脱离车站结构的过程中出现因为重心脱 离主体结构，而钢套筒内部又无支撑的情况下，可 能导致盾构机栽头的情况发生。而一旦栽头，刀盘 的转动会对筒体造成较大的伤害，所以在重心未脱 离结构之前必须对盾体进行支撑。并随着掘进的继 续，要能够跟随盾构机主体的重心形成连续的支撑 作用，方可确保盾构机在钢套筒内的掘进安全。为 此，在钢套筒内设定几组顶推盾体用的托轮，能够 伸缩，采用间隔布置的方式，在刀盘未到达此位置 时处于最低位置，减少刀盘碰到的机会。当刀盘通 过此位置后，即立刻将托轮顶起。如图5所示。
反力架斜撑安装好以后，需进行压紧螺栓的调整。 安装好反力架后，分别上紧每个压紧螺栓，上紧时 要对角上紧，保证后盖的均匀受力。每颗螺栓的压 紧力要平均，上紧后用锁紧螺母锁住，这样能保证 钢套筒在有水压时洞门环板处连接螺栓不受力。上 紧的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。
椭圆封头 后盖板
后 端 盖
照片3 钢套筒后端盖图片
反力架是用于给钢套筒整体提供反力的装置，反力 架紧贴后盖平面板安装，冠球部分不与反力架接触。 反力架是一“井”字结构型式，“井”字框架采用 500mm的工字钢组焊而成，中间间隔增加钢板筋板。 反力架采用左右分半的型式，中间用高强度螺栓连 接紧固。反力架及端面连接如图3所示。
图8 钢套筒横向支撑安装示意图